JPH05263632A - 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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- JPH05263632A JPH05263632A JP9234592A JP9234592A JPH05263632A JP H05263632 A JPH05263632 A JP H05263632A JP 9234592 A JP9234592 A JP 9234592A JP 9234592 A JP9234592 A JP 9234592A JP H05263632 A JPH05263632 A JP H05263632A
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- exhaust
- catalyst
- transition metal
- temperature
- zeolite catalyst
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- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2053—By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 遷移金属／ゼオライト触媒とＰｔ／アルミナ
触媒とをもつ排気浄化装置で高いＮＯｘ浄化性能を引き
出すこと。 【構成】 排気通路４にＰｔ／アルミナ触媒６ｂとＰｔ
／アルミナ触媒より大きい横断面積をもつ遷移金属／ゼ
オライト触媒６ａを互いに並列に配置し、触媒上流側に
排気流ガイド手段８を設け、排気高温時には排気ガスが
Ｐｔ／アルミナ触媒６ｂ側に流れ、排気低温時には排気
ガスが遷移金属／ゼオライト触媒６ａ側に流れるように
排気流ガイド手段８の排気流切替えを制御する。
触媒とをもつ排気浄化装置で高いＮＯｘ浄化性能を引き
出すこと。 【構成】 排気通路４にＰｔ／アルミナ触媒６ｂとＰｔ
／アルミナ触媒より大きい横断面積をもつ遷移金属／ゼ
オライト触媒６ａを互いに並列に配置し、触媒上流側に
排気流ガイド手段８を設け、排気高温時には排気ガスが
Ｐｔ／アルミナ触媒６ｂ側に流れ、排気低温時には排気
ガスが遷移金属／ゼオライト触媒６ａ側に流れるように
排気流ガイド手段８の排気流切替えを制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気系に、
空燃比リーンの排気中でＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化可
能な触媒を備えた、内燃機関の排気浄化装置に関する。
空燃比リーンの排気中でＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化可
能な触媒を備えた、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃費の改善とＣＯ2 （炭酸ガス）排出抑
制による地球温暖化防止の両方に貢献しうるエンジンと
して、空燃比リーンで燃焼可能な内燃機関（リーンバー
ンエンジン、ディーゼルエンジンを含む）の開発が進め
られ、一部実用化されている。リーンバーンエンジンに
おける空燃比リーンの燃焼の排気中で従来の三元触媒が
ＮＯｘ浄化能力をもたないことから、空燃比リーンでの
燃焼の排気中でもＮＯｘを浄化できる触媒の開発が進め
られている。
制による地球温暖化防止の両方に貢献しうるエンジンと
して、空燃比リーンで燃焼可能な内燃機関（リーンバー
ンエンジン、ディーゼルエンジンを含む）の開発が進め
られ、一部実用化されている。リーンバーンエンジンに
おける空燃比リーンの燃焼の排気中で従来の三元触媒が
ＮＯｘ浄化能力をもたないことから、空燃比リーンでの
燃焼の排気中でもＮＯｘを浄化できる触媒の開発が進め
られている。
【０００３】特開平１−１３９１４５号公報は、空燃比
リーンでの燃焼の排気中でＨＣ（炭化水素）の存在下で
ＮＯｘを浄化可能な、Ｃｕ（銅）をイオン交換してゼオ
ライトに担持したＣｕ／ゼオライト触媒を開示してい
る。特開平１−１３９１４５号公報は、Ｃｕ／ゼオライ
ト触媒の下流に、Ｐｔ（白金）をアルミナに担持した、
酸化触媒または三元触媒を配置した排気浄化システムも
開示している。
リーンでの燃焼の排気中でＨＣ（炭化水素）の存在下で
ＮＯｘを浄化可能な、Ｃｕ（銅）をイオン交換してゼオ
ライトに担持したＣｕ／ゼオライト触媒を開示してい
る。特開平１−１３９１４５号公報は、Ｃｕ／ゼオライ
ト触媒の下流に、Ｐｔ（白金）をアルミナに担持した、
酸化触媒または三元触媒を配置した排気浄化システムも
開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】発明者等の試験研究に
よれば、Ｃｕ／ゼオライト触媒やＰｔ／アルミナ触媒
は、ある温度領域で高いＮＯｘ浄化率を示し、その温度
ウインドウから外れると触媒のＮＯｘ浄化率は低下す
る。そして、Ｃｕ／ゼオライト触媒が高いＮＯｘ浄化率
を示す温度ウインドウは約３５０−５５０℃と比較的高
温域にあり、ＮＯｘ還元触媒としてのＰｔ／アルミナ触
媒が高いＮＯｘ浄化率を示す温度ウインドウは約２００
−４００℃と比較的低温域にある。
よれば、Ｃｕ／ゼオライト触媒やＰｔ／アルミナ触媒
は、ある温度領域で高いＮＯｘ浄化率を示し、その温度
ウインドウから外れると触媒のＮＯｘ浄化率は低下す
る。そして、Ｃｕ／ゼオライト触媒が高いＮＯｘ浄化率
を示す温度ウインドウは約３５０−５５０℃と比較的高
温域にあり、ＮＯｘ還元触媒としてのＰｔ／アルミナ触
媒が高いＮＯｘ浄化率を示す温度ウインドウは約２００
−４００℃と比較的低温域にある。
【０００５】したがって、従来技術のように、Ｃｕ／ゼ
オライト触媒とＰｔ／アルミナ触媒とを直列に配置した
排気浄化システムでは、触媒のＮＯｘ浄化能力をうまく
引き出せない場合が生じるという問題がある。たとえ
ば、排気温がＣｕ／ゼオライト触媒の温度ウインドウ下
限より低温である場合は、Ｃｕ／ゼオライト触媒は低い
ＮＯｘ浄化能力しか示さないが、Ｃｕ／ゼオライト触媒
でのＨＣの酸化等によりＣｕ／ゼオライト触媒の出ガス
温は上昇しているからＰｔ／アルミナ触媒に流入する時
の排気ガス温がＰｔ／アルミナ触媒の温度ウインドウの
上限近傍かそれ以上になっていると、Ｐｔ／アルミナ触
媒のＮＯｘ浄化能力も低く、ＮＯｘ浄化上問題が生じ
る。
オライト触媒とＰｔ／アルミナ触媒とを直列に配置した
排気浄化システムでは、触媒のＮＯｘ浄化能力をうまく
引き出せない場合が生じるという問題がある。たとえ
ば、排気温がＣｕ／ゼオライト触媒の温度ウインドウ下
限より低温である場合は、Ｃｕ／ゼオライト触媒は低い
ＮＯｘ浄化能力しか示さないが、Ｃｕ／ゼオライト触媒
でのＨＣの酸化等によりＣｕ／ゼオライト触媒の出ガス
温は上昇しているからＰｔ／アルミナ触媒に流入する時
の排気ガス温がＰｔ／アルミナ触媒の温度ウインドウの
上限近傍かそれ以上になっていると、Ｐｔ／アルミナ触
媒のＮＯｘ浄化能力も低く、ＮＯｘ浄化上問題が生じ
る。
【０００６】本発明の目的は、Ｃｕ等の遷移金属をゼオ
ライトに担持した遷移金属／ゼオライト触媒とＰｔをア
ルミナに担持したＰｔ／アルミナ触媒を、組み合せて使
用する場合、両触媒のＮＯｘ浄化能力を最大限に発揮さ
せることができる、内燃機関の排気浄化装置を提供する
ことにある。
ライトに担持した遷移金属／ゼオライト触媒とＰｔをア
ルミナに担持したＰｔ／アルミナ触媒を、組み合せて使
用する場合、両触媒のＮＯｘ浄化能力を最大限に発揮さ
せることができる、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、前記排気通路に互いに並列に設けられたＰｔ／
アルミナ触媒、および該Ｐｔ／アルミナ触媒より大きい
横断面積をもつ遷移金属／ゼオライト触媒と、前記Ｐｔ
／アルミナ触媒と前記遷移金属／ゼオライト触媒の上流
側に設けられた、排気流れを前記Ｐｔ／アルミナ触媒と
前記遷移金属／ゼオライト触媒間に変える排気流ガイド
手段と、排気温を検出する排気温検出手段と、前記排気
温検出手段によって検出された排気温が所定温度よりも
低温の時は排気が前記Ｐｔ／アルミナ触媒側に流れ排気
温が前記所定温度よりも高温の時は排気が前記遷移金属
／ゼオライト触媒に流れるように前記排気流ガイド手段
を制御する排気流ガイド手段制御手段と、を備えた内燃
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、前記排気通路に互いに並列に設けられたＰｔ／
アルミナ触媒、および該Ｐｔ／アルミナ触媒より大きい
横断面積をもつ遷移金属／ゼオライト触媒と、前記Ｐｔ
／アルミナ触媒と前記遷移金属／ゼオライト触媒の上流
側に設けられた、排気流れを前記Ｐｔ／アルミナ触媒と
前記遷移金属／ゼオライト触媒間に変える排気流ガイド
手段と、排気温を検出する排気温検出手段と、前記排気
温検出手段によって検出された排気温が所定温度よりも
低温の時は排気が前記Ｐｔ／アルミナ触媒側に流れ排気
温が前記所定温度よりも高温の時は排気が前記遷移金属
／ゼオライト触媒に流れるように前記排気流ガイド手段
を制御する排気流ガイド手段制御手段と、を備えた内燃
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、排
気温低温時には、排気ガスはＰｔ／アルミナ触媒に流さ
れ、Ｐｔ／アルミナ触媒は比較的低温域で高ＮＯｘ浄化
率を示すので、流れてきた低温の排気ガスを高いＮＯｘ
浄化率で浄化する。この場合、Ｐｔ／アルミナ触媒の横
断面積は小であり、したがってＰｔ／アルミナ触媒では
高ＳＶとなる。Ｐｔ／アルミナ触媒は、高ＳＶでも高い
ＮＯｘ浄化能力を示すことができるので、Ｐｔ／アルミ
ナ触媒に排気流が集中してもＮＯｘ浄化率は低下しな
い。
気温低温時には、排気ガスはＰｔ／アルミナ触媒に流さ
れ、Ｐｔ／アルミナ触媒は比較的低温域で高ＮＯｘ浄化
率を示すので、流れてきた低温の排気ガスを高いＮＯｘ
浄化率で浄化する。この場合、Ｐｔ／アルミナ触媒の横
断面積は小であり、したがってＰｔ／アルミナ触媒では
高ＳＶとなる。Ｐｔ／アルミナ触媒は、高ＳＶでも高い
ＮＯｘ浄化能力を示すことができるので、Ｐｔ／アルミ
ナ触媒に排気流が集中してもＮＯｘ浄化率は低下しな
い。
【０００９】排気温高温時には、排気ガスは遷移金属／
ゼオライト触媒に流され、遷移金属／ゼオライト触媒は
比較的高温域で高ＮＯｘ浄化率を示すので、流れてきた
高温の排気ガスを高いＮＯｘ浄化率で浄化する。この場
合、遷移金属／ゼオライト触媒の横断面積は大であり、
したがって遷移金属／ゼオライト触媒では低ＳＶとな
る。遷移金属／ゼオライト触媒は、低ＳＶほど高いＮＯ
ｘ浄化能力を示し、高ＳＶになるとＮＯｘ浄化率が低下
してくるので、遷移金属／ゼオライト触媒側に流れると
きに低ＳＶとなることによって、ＮＯｘ浄化率がさらに
高められる。
ゼオライト触媒に流され、遷移金属／ゼオライト触媒は
比較的高温域で高ＮＯｘ浄化率を示すので、流れてきた
高温の排気ガスを高いＮＯｘ浄化率で浄化する。この場
合、遷移金属／ゼオライト触媒の横断面積は大であり、
したがって遷移金属／ゼオライト触媒では低ＳＶとな
る。遷移金属／ゼオライト触媒は、低ＳＶほど高いＮＯ
ｘ浄化能力を示し、高ＳＶになるとＮＯｘ浄化率が低下
してくるので、遷移金属／ゼオライト触媒側に流れると
きに低ＳＶとなることによって、ＮＯｘ浄化率がさらに
高められる。
【００１０】
【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
に示すように、希薄燃焼可能な内燃機関（ディーゼル機
関を含む）２の排気通路４には単一の触媒コンバータケ
ースが配置されており、その触媒コンバータケース内に
は互いに並列の２つの通路４ａ、４ｂが設けられてい
る。一方の通路４ｂは排気通路の横断面方向中心部に位
置し、他方の通路４ａは横断面方向外周側に位置して前
記一方の通路４ｂを囲んでいる。
置の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図１
に示すように、希薄燃焼可能な内燃機関（ディーゼル機
関を含む）２の排気通路４には単一の触媒コンバータケ
ースが配置されており、その触媒コンバータケース内に
は互いに並列の２つの通路４ａ、４ｂが設けられてい
る。一方の通路４ｂは排気通路の横断面方向中心部に位
置し、他方の通路４ａは横断面方向外周側に位置して前
記一方の通路４ｂを囲んでいる。
【００１１】排気通路横断面方向外周側の通路４ａに
は、Ｃｕ等の遷移金属をイオン交換して担持した遷移金
属／ゼオライト触媒６ａが配置されており、排気通路横
断面方向中心部側の通路４ｂには、Ｐｔをアルミナに担
持したＰｔ／アルミナ触媒６ｂが配置されている。した
がって、図２、図３に示すように、Ｐｔ／アルミナ触媒
６ｂは排気通路４の横断面方向中心部に設けられ、遷移
金属／ゼオライト触媒６ａは、排気通路４ａ、Ｐｔ／ア
ルミナ触媒６ｂの外周側の部分に設けられる。この場
合、遷移金属／ゼオライト触媒６ａの横断面積はＰｔ／
アルミナ触媒６ｂの横断面積より大とされている。両触
媒６ａ、６ｂは軸方向に延びる細い通路を多数有してお
り、細い通路は互いに独立である。
は、Ｃｕ等の遷移金属をイオン交換して担持した遷移金
属／ゼオライト触媒６ａが配置されており、排気通路横
断面方向中心部側の通路４ｂには、Ｐｔをアルミナに担
持したＰｔ／アルミナ触媒６ｂが配置されている。した
がって、図２、図３に示すように、Ｐｔ／アルミナ触媒
６ｂは排気通路４の横断面方向中心部に設けられ、遷移
金属／ゼオライト触媒６ａは、排気通路４ａ、Ｐｔ／ア
ルミナ触媒６ｂの外周側の部分に設けられる。この場
合、遷移金属／ゼオライト触媒６ａの横断面積はＰｔ／
アルミナ触媒６ｂの横断面積より大とされている。両触
媒６ａ、６ｂは軸方向に延びる細い通路を多数有してお
り、細い通路は互いに独立である。
【００１２】両触媒６ａ、６ｂの上流側には、図２に特
に明瞭に示したように、排気流れを遷移金属／ゼオライ
ト触媒６ａとＰｔ／アルミナ触媒６ｂ間に変える排気流
ガイド手段８が設けられている。排気流ガイド手段８は
アクチュエータ１０によって作動され、アクチュエータ
１０の作動は、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）１４の
指令に従って制御される。排気流ガイド手段８が図４に
示した位置にあるときは、排気ガスは遷移金属／ゼオラ
イト触媒６ａ側に流れ、排気流ガイド手段８が図５に示
した位置にあるときは、排気ガスはＰｔ／アルミナ触媒
６ｂ側に流れる。
に明瞭に示したように、排気流れを遷移金属／ゼオライ
ト触媒６ａとＰｔ／アルミナ触媒６ｂ間に変える排気流
ガイド手段８が設けられている。排気流ガイド手段８は
アクチュエータ１０によって作動され、アクチュエータ
１０の作動は、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）１４の
指令に従って制御される。排気流ガイド手段８が図４に
示した位置にあるときは、排気ガスは遷移金属／ゼオラ
イト触媒６ａ側に流れ、排気流ガイド手段８が図５に示
した位置にあるときは、排気ガスはＰｔ／アルミナ触媒
６ｂ側に流れる。
【００１３】図１に示すように、排気通路４には、両触
媒６ａ、６ｂの上流側に、排気温を検出する排気温検出
手段としての排気温センサ１２が設けられる。排気温セ
ンサ１２の出力はＥＣＵ１４に入力される。
媒６ａ、６ｂの上流側に、排気温を検出する排気温検出
手段としての排気温センサ１２が設けられる。排気温セ
ンサ１２の出力はＥＣＵ１４に入力される。
【００１４】ＥＣＵ１４はマイクロコンピュータから成
り、通常のマイクロコンピュータと同様に、インプット
インタフェースおよびアウトプットインタフェースを有
する入出力部、演算を実行するセントラルプロセッサユ
ニット（ＣＰＵ）、読み出し専用の記憶要素であるリー
ドオンリメモリ（ＲＯＭ）、一時記憶用の記憶要素であ
るランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を有する。また、
アナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／デ
ィジタル変換器が備えられており、排気温センサ１２の
出力のアナログ信号はディジタル信号に変換されてから
インプットインタフェースに入力される。ＣＰＵで演算
された指令信号はアウトプットインタフェースを介して
アクチュエータ１０に送られ、排気流ガイド手段１０の
切替制御を行う。
り、通常のマイクロコンピュータと同様に、インプット
インタフェースおよびアウトプットインタフェースを有
する入出力部、演算を実行するセントラルプロセッサユ
ニット（ＣＰＵ）、読み出し専用の記憶要素であるリー
ドオンリメモリ（ＲＯＭ）、一時記憶用の記憶要素であ
るランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を有する。また、
アナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／デ
ィジタル変換器が備えられており、排気温センサ１２の
出力のアナログ信号はディジタル信号に変換されてから
インプットインタフェースに入力される。ＣＰＵで演算
された指令信号はアウトプットインタフェースを介して
アクチュエータ１０に送られ、排気流ガイド手段１０の
切替制御を行う。
【００１５】ＥＣＵ１４のＲＯＭには、図６に示すよう
な、排気流ガイド手段１０を駆動制御する排気流ガイド
手段制御手段の制御ルーチンが格納されており、ＣＰＵ
に読出されて演算が実行される。図６のルーチンは、機
関運転中に、一定時間毎、たとえば１秒毎に割込まれ
る。
な、排気流ガイド手段１０を駆動制御する排気流ガイド
手段制御手段の制御ルーチンが格納されており、ＣＰＵ
に読出されて演算が実行される。図６のルーチンは、機
関運転中に、一定時間毎、たとえば１秒毎に割込まれ
る。
【００１６】図６の制御ルーチンにおいて、ステップ１
０２で、まず、排気温センサ１２の出力に対応する排気
温ＴＥＸを読込む。続いてステップ１０４に進み、排気
温ＴＥＸが予じめ定めた所定温Ｔ0 より高いか否かを判
定する。Ｔ0 は遷移金属／ゼオライト触媒６ａが高いＮ
Ｏｘ浄化率を示す温度ウインドウの下限値であり、約３
５０℃である。
０２で、まず、排気温センサ１２の出力に対応する排気
温ＴＥＸを読込む。続いてステップ１０４に進み、排気
温ＴＥＸが予じめ定めた所定温Ｔ0 より高いか否かを判
定する。Ｔ0 は遷移金属／ゼオライト触媒６ａが高いＮ
Ｏｘ浄化率を示す温度ウインドウの下限値であり、約３
５０℃である。
【００１７】ステップ１０４で現在の排気温ＴＥＸが上
記所定温Ｔ0 以下と判定された場合は、低温域では遷移
金属／ゼオライト触媒６ａのＮＯｘ浄化率は低くＰｔ／
アルミナ触媒６ｂのＮＯｘ浄化率は高いから、ステップ
１０８に進んで排気流ガイド手段８をＰｔ／アルミナ触
媒６ｂ側に切替え、排気ガスの全量または大部分をＰｔ
／アルミナ触媒６ｂに流す。
記所定温Ｔ0 以下と判定された場合は、低温域では遷移
金属／ゼオライト触媒６ａのＮＯｘ浄化率は低くＰｔ／
アルミナ触媒６ｂのＮＯｘ浄化率は高いから、ステップ
１０８に進んで排気流ガイド手段８をＰｔ／アルミナ触
媒６ｂ側に切替え、排気ガスの全量または大部分をＰｔ
／アルミナ触媒６ｂに流す。
【００１８】ステップ１０４で現在の排気温ＴＥＸが上
記所定温Ｔ0 を超えると判定された場合は、遷移金属／
ゼオライト触媒６ａが高いＮＯｘ浄化率を示す温度ウイ
ンドウ内にあるから、排気ガスを遷移金属／ゼオライト
触媒６ａ側に流すように排気流ガイド手段８を切替える
ために、ステップ１１０に進む。
記所定温Ｔ0 を超えると判定された場合は、遷移金属／
ゼオライト触媒６ａが高いＮＯｘ浄化率を示す温度ウイ
ンドウ内にあるから、排気ガスを遷移金属／ゼオライト
触媒６ａ側に流すように排気流ガイド手段８を切替える
ために、ステップ１１０に進む。
【００１９】ただし、排気温ＴＥＸがあまり高いと遷移
金属／ゼオライト触媒６ａの熱劣化が急激に進むので、
そのような場合は排気ガスを、耐熱性のあるＰｔ／ゼオ
ライト触媒６ｂに流すべきであるから、ステップ１１０
に到る前にステップ１０６で、現在の排気温ＴＥＸが、
Ｔ0 より高い、予じめ定めた所定温度Ｔ1 より高いか否
かを判定する。この場合Ｔ1 は、遷移金属／ゼオライト
触媒６ａが高いＮＯｘ浄化率を示す温度ウインドウの上
限値（約５５０℃）とほぼ等しい。
金属／ゼオライト触媒６ａの熱劣化が急激に進むので、
そのような場合は排気ガスを、耐熱性のあるＰｔ／ゼオ
ライト触媒６ｂに流すべきであるから、ステップ１１０
に到る前にステップ１０６で、現在の排気温ＴＥＸが、
Ｔ0 より高い、予じめ定めた所定温度Ｔ1 より高いか否
かを判定する。この場合Ｔ1 は、遷移金属／ゼオライト
触媒６ａが高いＮＯｘ浄化率を示す温度ウインドウの上
限値（約５５０℃）とほぼ等しい。
【００２０】ステップ１０６でＴＥＸがＴ1 以下の場合
はステップ１１０に進み、排気流ガイド手段８を遷移金
属／ゼオライト触媒６ａ側に切替える。ステップ１０６
で、もしもＴＥＸがＴ1 を超えると判定された場合は、
ゼオライト触媒保護のために、ステップ１０８へと進ん
で、排気流れをＰｔ／アルミナ触媒６ｂに向ける。ステ
ップ１０８、１１０からはリターンステップに進む。
はステップ１１０に進み、排気流ガイド手段８を遷移金
属／ゼオライト触媒６ａ側に切替える。ステップ１０６
で、もしもＴＥＸがＴ1 を超えると判定された場合は、
ゼオライト触媒保護のために、ステップ１０８へと進ん
で、排気流れをＰｔ／アルミナ触媒６ｂに向ける。ステ
ップ１０８、１１０からはリターンステップに進む。
【００２１】図６による制御により、排気流ガイド手段
８の切替位置と排気温との関係は、図７のようになる。
すなわち排気流ガイド手段８は、排気温がＴ0 以下のと
きはＰｔ／アルミナ触媒６ｂ側に切替わっており、排気
温がＴ0 からＴ1 の間は遷移金属／ゼオライト触媒６ａ
側に切替っており、排気温がＴ1 以上のときは再びＰｔ
／アルミナ触媒６ｂ側に切替っている。
８の切替位置と排気温との関係は、図７のようになる。
すなわち排気流ガイド手段８は、排気温がＴ0 以下のと
きはＰｔ／アルミナ触媒６ｂ側に切替わっており、排気
温がＴ0 からＴ1 の間は遷移金属／ゼオライト触媒６ａ
側に切替っており、排気温がＴ1 以上のときは再びＰｔ
／アルミナ触媒６ｂ側に切替っている。
【００２２】つぎに、本発明実施例の作用について説明
する。遷移金属／ゼオライト触媒６ａおよびＰｔ／アル
ミナ触媒６ｂは、それぞれ次の特性を有する。遷移金属
／ゼオライト触媒６ａの、高ＮＯｘ浄化率を示す温度ウ
インドウは比較的高温域にあり、Ｐｔ／アルミナ触媒６
ｂの温度ウインドウは比較的低温域にある。また、遷移
金属／ゼオライト触媒６ａは、低ＳＶほど高いＮＯｘ浄
化率を示すが、Ｐｔ／アルミナ触媒６ｂは比較的高ＳＶ
でも高いＮＯｘ浄化率を示すことができる。さらに、遷
移金属／ゼオライト触媒６ａは、約６００℃を超える温
度域で熱劣化が進むが、Ｐｔ／アルミナ触媒６ｂはそれ
より高温域でも耐熱性を有する。遷移金属／ゼオライト
触媒６ａの外周側配置によって、遷移金属／ゼオライト
触媒６ａが自然冷却されやすくなり、劣化防止上有利で
ある。
する。遷移金属／ゼオライト触媒６ａおよびＰｔ／アル
ミナ触媒６ｂは、それぞれ次の特性を有する。遷移金属
／ゼオライト触媒６ａの、高ＮＯｘ浄化率を示す温度ウ
インドウは比較的高温域にあり、Ｐｔ／アルミナ触媒６
ｂの温度ウインドウは比較的低温域にある。また、遷移
金属／ゼオライト触媒６ａは、低ＳＶほど高いＮＯｘ浄
化率を示すが、Ｐｔ／アルミナ触媒６ｂは比較的高ＳＶ
でも高いＮＯｘ浄化率を示すことができる。さらに、遷
移金属／ゼオライト触媒６ａは、約６００℃を超える温
度域で熱劣化が進むが、Ｐｔ／アルミナ触媒６ｂはそれ
より高温域でも耐熱性を有する。遷移金属／ゼオライト
触媒６ａの外周側配置によって、遷移金属／ゼオライト
触媒６ａが自然冷却されやすくなり、劣化防止上有利で
ある。
【００２３】排気温ＴＥＸが低温時（ＴＥＸ≦Ｔ0 ）に
は、ステップ１０４からステップ１０８に進み、排気流
ガイド手段８がＰｔ／アルミナ触媒６ｂ側に切替って、
排気ガスはＰｔ／アルミナ触媒６ｂ側に流れる。Ｐｔ／
アルミナ触媒６ｂは低温域で高ＮＯｘ浄化率を示すとと
もに高ＳＶでも高いＮＯｘ浄化率を示すことができる
が、Ｐｔ／アルミナ触媒６ｂに流された排気ガスは低温
でかつ触媒横断面積が小のため高ＳＶになっているか
ら、Ｐｔ／アルミナ触媒６ｂのもつ特性と合致し、高い
ＮＯｘ浄化率が得られる。
は、ステップ１０４からステップ１０８に進み、排気流
ガイド手段８がＰｔ／アルミナ触媒６ｂ側に切替って、
排気ガスはＰｔ／アルミナ触媒６ｂ側に流れる。Ｐｔ／
アルミナ触媒６ｂは低温域で高ＮＯｘ浄化率を示すとと
もに高ＳＶでも高いＮＯｘ浄化率を示すことができる
が、Ｐｔ／アルミナ触媒６ｂに流された排気ガスは低温
でかつ触媒横断面積が小のため高ＳＶになっているか
ら、Ｐｔ／アルミナ触媒６ｂのもつ特性と合致し、高い
ＮＯｘ浄化率が得られる。
【００２４】排気温ＴＥＸが高温時（ＴＥＸ＞Ｔ0 ）に
は、Ｔ1 以下のとき、ステップ１０４からステップ１０
６を介してステップ１１０に進み、排気流ガイド手段８
が遷移金属／ゼオライト触媒６ａ側に切替って、排気ガ
スは遷移金属／ゼオライト触媒６ａ側に流れる。遷移金
属／ゼオライト触媒６ａは高温域（ただし、Ｔ1 以下）
で高ＮＯｘ浄化率を示すとともに低ＳＶのとき高いＮＯ
ｘ浄化率を示すが、遷移金属／ゼオライト触媒６ａに流
された排気ガスは高温でかつ触媒横断面積大のため低Ｓ
Ｖとなっているから、遷移金属／ゼオライト触媒６ａの
もつ特性と合致し、高いＮＯｘ浄化率が得られる。
は、Ｔ1 以下のとき、ステップ１０４からステップ１０
６を介してステップ１１０に進み、排気流ガイド手段８
が遷移金属／ゼオライト触媒６ａ側に切替って、排気ガ
スは遷移金属／ゼオライト触媒６ａ側に流れる。遷移金
属／ゼオライト触媒６ａは高温域（ただし、Ｔ1 以下）
で高ＮＯｘ浄化率を示すとともに低ＳＶのとき高いＮＯ
ｘ浄化率を示すが、遷移金属／ゼオライト触媒６ａに流
された排気ガスは高温でかつ触媒横断面積大のため低Ｓ
Ｖとなっているから、遷移金属／ゼオライト触媒６ａの
もつ特性と合致し、高いＮＯｘ浄化率が得られる。
【００２５】排気温ＴＥＸが極めて高温（ＴＥＸ＞
Ｔ1 ）のときは、ステップ１０６からステップ１０８に
進むので、排気流ガイド手段８はＰｔ／アルミナ触媒６
ｂ側に切替わり、遷移金属／ゼオライト触媒６ａの熱劣
化が防止され、ＮＯｘはＰｔ／アルミナ触媒６ｂによっ
て熱劣化を生じることなく浄化される。
Ｔ1 ）のときは、ステップ１０６からステップ１０８に
進むので、排気流ガイド手段８はＰｔ／アルミナ触媒６
ｂ側に切替わり、遷移金属／ゼオライト触媒６ａの熱劣
化が防止され、ＮＯｘはＰｔ／アルミナ触媒６ｂによっ
て熱劣化を生じることなく浄化される。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、排気通路に、Ｐｔ／ア
ルミナ触媒とＰｔ／アルミナ触媒より大きい横断面積を
もつ遷移金属／ゼオライト触媒を互いに並列に配設する
とともに、触媒上流に排気流ガイド手段を設け、排気高
温時には排気ガスがＰｔ／アルミナ触媒側に流れ排気低
温時には排気ガスが遷移金属／ゼオライト触媒に流れる
ように排気流ガイド手段制御手段によって排気流ガイド
手段を制御したので、排気低温時にも高温時にも、両触
媒を組み合せた装置における最大のＮＯｘ浄化率を引き
出すことが可能になる。
ルミナ触媒とＰｔ／アルミナ触媒より大きい横断面積を
もつ遷移金属／ゼオライト触媒を互いに並列に配設する
とともに、触媒上流に排気流ガイド手段を設け、排気高
温時には排気ガスがＰｔ／アルミナ触媒側に流れ排気低
温時には排気ガスが遷移金属／ゼオライト触媒に流れる
ように排気流ガイド手段制御手段によって排気流ガイド
手段を制御したので、排気低温時にも高温時にも、両触
媒を組み合せた装置における最大のＮＯｘ浄化率を引き
出すことが可能になる。
【図１】本発明の望ましい実施例に係る内燃機関の排気
浄化装置の系統図である。
浄化装置の系統図である。
【図２】図１の装置のうち触媒設置部分の拡大断面図で
ある。
ある。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図２の装置部分の、排気流ガイド手段が遷移金
属／ゼオライト触媒側に切替った状態の断面図である。
属／ゼオライト触媒側に切替った状態の断面図である。
【図５】図２の装置部分の、排気流ガイド手段がＰｔ／
アルミナ触媒側に切替った状態の断面図である。
アルミナ触媒側に切替った状態の断面図である。
【図６】排気流ガイド手段制御手段の制御ルーチンのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図７】排気流ガイド手段の切替位置のタイムチャート
である。
である。
２ 内燃機関 ４ 排気通路 ４ａ 通路 ４ｂ 通路 ６ａ 遷移金属／ゼオライト触媒 ６ｂ Ｐｔ／アルミナ触媒 ８ 排気流ガイド手段 １０ アクチュエータ １２ 排気温センサ １４ ＥＣＵ
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、 前記排気通路に互いに並列に設けられた、Ｐｔ／アルミ
ナ触媒、および該Ｐｔ／アルミナ触媒より大きい横断面
積をもつ遷移金属／ゼオライト触媒と、 前記Ｐｔ／アルミナ触媒と前記遷移金属／ゼオライト触
媒の上流側に設けられた、排気流れを前記Ｐｔ／アルミ
ナ触媒と前記遷移金属／ゼオライト触媒間に変える排気
流ガイド手段と、 排気温を検出する排気温検出手段と、 前記排気温検出手段によって検出された排気温が所定温
度よりも低温の時は排気が前記Ｐｔ／アルミナ触媒側に
流れ排気温が前記所定温度よりも高温の時は排気が前記
遷移金属／ゼオライト触媒に流れるように前記排気流ガ
イド手段を制御する排気流ガイド手段制御手段と、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 |
|---|---|---|---|
| JP9234592A JPH05263632A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9234592A JPH05263632A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05263632A true JPH05263632A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=14051816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9234592A Pending JPH05263632A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05263632A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014037791A (ja) * | 2012-08-13 | 2014-02-27 | Toyota Central R&D Labs Inc | 触媒反応装置及び車両 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP9234592A patent/JPH05263632A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014037791A (ja) * | 2012-08-13 | 2014-02-27 | Toyota Central R&D Labs Inc | 触媒反応装置及び車両 |
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