JPH06200747A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JPH06200747A
JPH06200747A JP25893A JP25893A JPH06200747A JP H06200747 A JPH06200747 A JP H06200747A JP 25893 A JP25893 A JP 25893A JP 25893 A JP25893 A JP 25893A JP H06200747 A JPH06200747 A JP H06200747A
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catalyst
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lean
exhaust gas
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Abstract

PURPOSE:To obtain high exhaust purifying performance even in a condition where the conversion efficiency of a lean NOx catalyst is low. CONSTITUTION:The operating state of an engine 10 is read (S1) to judge whether lean operation is performed (S2), and the exhaust flow V is computed (S3). The NOx conversion efficiency eta1 of a lean NOx catalyst is read or computed (S4), and the optimum value V of exhaust flow passing a catalyst part 12 is obtained (S5). The exhaust flow V1-V is obtained (S6), and the target opening Tv of a flow control valve 15 corresponding to the exhaust flow V1-V is obtained (S7). After reading he present opening T of the flow control valve 15 (S8), a judgment is made on a whether or not the valve body position of a flow control valve 15 can be changed to the target opening Tv (S9). The change to the target opening Tv is performed (S10). A judgment is then made on whether (V'.eta'-V1.eta1) is 0 or more (S11). The opening of the flow control valve 15 is then changed to total closure or full opening (S12).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、希薄燃焼可能な内燃機
関(以下、リーンバーンエンジンと言う)の排気浄化装
置に関し、特に、排気通路に酸化雰囲気中、未燃炭化水
素(HC)存在下で排気中の窒素酸化物(NOX )を還
元する触媒(リーンNOX 触媒)を介装した内燃機関の
排気浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine (hereinafter referred to as a lean burn engine) capable of lean combustion, and particularly to an exhaust passage in an oxidizing atmosphere in the presence of unburned hydrocarbons (HC). in an exhaust purifying apparatus for an internal combustion engine which is interposed a catalyst for reducing (lean NO X catalyst) nitrogen oxides in the exhaust gas (NO X).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車において、燃費を向上する
等の目的から、希薄域の空燃比で燃焼させるリーンバー
ンエンジンが提案されている。希薄空燃比領域では、従
来の三元触媒ではNOX を浄化できず、NOX 低減がリ
ーンバーンエンジンの課題となっており、希薄空燃比領
域でもNOX を浄化可能な触媒、即ち、酸化雰囲気中、
未燃炭化水素(HC)存在下で排気中の窒素酸化物(N
X )を還元する触媒、所謂リーンNOX 触媒が提案さ
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, a lean burn engine has been proposed which burns an air-fuel ratio in a lean region in an automobile for the purpose of improving fuel efficiency. The lean air-fuel ratio range, can not purify NO X in the conventional three-way catalyst, NO X reduction has become a problem of lean-burn engine, purifying catalyst capable of NO X in the lean air-fuel ratio range, i.e., an oxidizing atmosphere During,
In the presence of unburned hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (N
O X) catalyst for reducing, so-called lean NO X catalyst has been proposed.

【0003】リーンNOX 触媒としては、例えば、特開
平1−130735号公報等に開示された、遷移金属を
担持せしめたゼオライト等が知られている。従来のリー
ンバーンエンジンの排気浄化装置として、図10に示す
ように、排気通路1に、機関運転時の空燃比が理論空燃
比域の場合の排気浄化用の三元触媒2と、希薄空燃比の
場合の排気浄化用のリーンNOX 触媒3とを直列に介装
したものがある。
Known lean NO x catalysts are, for example, zeolites carrying a transition metal, which are disclosed in JP-A-1-130735. As an exhaust purification apparatus of a conventional lean burn engine, as shown in FIG. 10, an exhaust passage 1 has a three-way catalyst 2 for exhaust purification when the air-fuel ratio during engine operation is in a stoichiometric air-fuel ratio range, and a lean air-fuel ratio. In some cases, the lean NO x catalyst 3 for purifying the exhaust gas is installed in series.

【0004】又、リーンNOX 触媒は還元雰囲気中、即
ち、空燃比リッチの雰囲気中におかれると劣化が進行す
ることから、リーンNOX 触媒の劣化を防止する技術が
従来より、種々知られている(実開平3−83314号
公報及び特開平3−225013号公報等参照)。かか
るリーンNOX 触媒の劣化を防止する技術として、図1
1に示すように、排気通路1にリーンNOX 触媒3をバ
イパスするバイパス通路4を設けると共に、排気通路1
のバイパス通路4の分岐部に、排気がリーンNOX 触媒
3を通過する状態とバイパス通路4を通過する状態とに
通路を切り換える通路切換弁5を介装し、排気温度セン
サ6により排気温度が高い時に、通路切換弁5をバイパ
ス通路4側に切り換えて、排気をバイパス通路4に流通
させるようにしたものがある。
Further, since the lean NO x catalyst deteriorates in a reducing atmosphere, that is, in an air-fuel ratio rich atmosphere, various techniques for preventing the deterioration of the lean NO x catalyst have been conventionally known. (See Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-83314 and Japanese Patent Laid-Open No. 3-225013). As a technique to prevent the deterioration of such lean NO X catalyst, FIG. 1
As shown in FIG. 1, the exhaust passage 1 is provided with a bypass passage 4 that bypasses the lean NO x catalyst 3, and the exhaust passage 1
Of the branch portion of the bypass passage 4, the exhaust is interposed path switching valve 5 for switching the passage and a state passing through the state the bypass passage 4 passing through the lean NO X catalyst 3, the exhaust gas temperature by the exhaust temperature sensor 6 There is a valve in which the passage switching valve 5 is switched to the side of the bypass passage 4 when the temperature is high so that the exhaust gas flows through the bypass passage 4.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のリ
ーンバーンエンジンの排気浄化装置にあっては、図11
に示す技術のようにリーンNOX 触媒3の劣化を防止す
るべくリーンNOX 触媒3に排気を流さない場合以外で
は、基本的に排気の全量をリーンNOX 触媒3に通す構
成であり、内燃機関の広い運転領域に対応できるように
リーンNOX 触媒のNOX 転換性能は80%以上の高い
性能が要求されるものの、現状ではこのような高性能の
リーンNOX 触媒は実現されていないにも係わらず、リ
ーンNOX触媒の転換効率の低い条件下でもリーンNO
X 触媒を使用せざるを得ない構成であり、高い排気浄化
性能を得ることが困難であった。
The conventional exhaust gas purification apparatus for a lean burn engine as described above is shown in FIG.
In order to prevent degradation of the lean NO X catalyst 3 as in the technique shown in other than if no flow exhaust in lean NO X catalyst 3 is configured to pass the entire amount of the basic exhaust lean NO X catalyst 3, an internal combustion although nO X conversion performance of the lean nO X catalyst is required 80% or more of high performance to accommodate a wide operating region of the engine, the lean nO X catalyst such high performance has not been realized at present Nevertheless, even if the conversion efficiency of the lean NO x catalyst is low, lean NO
Since the X catalyst had to be used, it was difficult to obtain high exhaust purification performance.

【0006】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、リーンNOX 触媒の転換効率の低い条件下で
も高い排気浄化性能を得ることを目的とする。
In view of the above conventional problems, it is an object of the present invention to obtain a high exhaust gas purification performance even under conditions where the lean NO x catalyst conversion efficiency is low.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このため、本発明の内燃
機関の排気浄化装置は、図1に示すように、排気通路に
酸化雰囲気中、未燃炭化水素存在下で排気中の窒素酸化
物を還元する触媒を介装し、前記排気通路に前記触媒を
バイパスするバイパス通路を設けると共に、前記バイパ
ス通路に介装されて該通路を流れる排気の流量を制御す
る流量制御手段を設ける一方、排気の状態を形成する排
気状態検出手段と、排気状態検出手段により検出された
排気の状態下で排気通路出口での排気エミッションを最
小にする前記触媒への排気流量を演算する演算手段と、
演算された排気流量に基づいて前記流量制御手段を制御
する制御装置と、を含んで構成した。
Therefore, as shown in FIG. 1, an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention has a nitrogen oxide in the exhaust passage in an oxidizing atmosphere in the presence of unburned hydrocarbons. A bypass passage for bypassing the catalyst is provided in the exhaust passage, and a flow rate control means for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass passage is provided in the exhaust passage while the exhaust passage is provided. An exhaust state detecting means for forming a state of, and a calculating means for calculating an exhaust flow rate to the catalyst that minimizes exhaust emission at the exhaust passage outlet under the exhaust state detected by the exhaust state detecting means,
And a control device that controls the flow rate control means based on the calculated exhaust flow rate.

【0008】[0008]

【作用】かかる構成において、検出された排気の状態下
で排気通路出口での排気エミッションが最小となる触媒
への排気流量にするべく流量制御手段が制御され、希薄
燃焼域での窒素酸化物の転換性能が低い触媒を用いて
も、トータルの窒素酸化物転換性能を最良に発揮でき、
高い排気浄化性能が得られる。
In such a structure, the flow rate control means is controlled so that the exhaust flow rate to the catalyst is such that the exhaust emission at the outlet of the exhaust passage becomes the minimum under the detected exhaust gas condition, and the nitrogen oxides in the lean burn region are controlled. Even if a catalyst with low conversion performance is used, the total nitrogen oxide conversion performance can be optimally demonstrated.
High exhaust purification performance can be obtained.

【0009】[0009]

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図2は、本発明の一実施例のシステム構成を示
している。この図において、内燃機関(以下、エンジン
と言う)10の排気通路11には、エンジン10の希薄
燃焼領域で排気浄化を行う触媒、即ち、酸化雰囲気中、
未燃炭化水素存在下で排気中の窒素酸化物を還元するリ
ーンNOX 触媒12と、該触媒12の下流側に位置す
る、エンジン10の理論空燃比領域で排気浄化を行う三
元触媒13とが直列に介装される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 shows the system configuration of an embodiment of the present invention. In this figure, in an exhaust passage 11 of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 10, a catalyst for purifying exhaust gas in a lean combustion region of the engine 10, that is, in an oxidizing atmosphere,
A lean NO X catalyst 12 for reducing nitrogen oxides in the exhaust under the presence unburned hydrocarbons, positioned downstream of the catalyst 12, a three-way catalyst 13 for exhaust gas purification at the stoichiometric air-fuel ratio range of the engine 10 Are inserted in series.

【0010】前記排気通路11には、前記リーンNOX
触媒12の上流側から分岐して下流側でかつ三元触媒1
3の上流側に合流するバイパス通路14が設けられてい
る。前記バイパス通路14には、該通路14を流れる排
気の流量を制御する流量制御手段としての流量制御バル
ブ15が介装されている。又、排気通路11のリーンN
X 触媒12の上流側には、空燃比を検出する空燃比セ
ンサ16と、触媒12に流入する排気の温度を検出する
排気温センサ17が夫々上流位置と下流位置に配設され
る。
In the exhaust passage 11, the lean NO x is provided.
The catalyst 12 branches from the upstream side to the downstream side and the three-way catalyst 1
A bypass passage 14 that merges with the upstream side of 3 is provided. A flow rate control valve 15 as a flow rate control means for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the passage 14 is interposed in the bypass passage 14. Also, the lean N of the exhaust passage 11
O X on the upstream side of the catalyst 12, the air-fuel ratio sensor 16 for detecting an air-fuel ratio, the exhaust gas temperature sensor 17 for detecting the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst 12 is disposed respectively upstream position and a downstream position.

【0011】更に、排気通路11の三元触媒13の下流
側には、触媒13の出口の排気成分(特にNOX 濃度)
を検出する排気センサ18が設けられている。一方、エ
ンジン10の吸気通路19には、スロットル弁20が設
けられ、該スロットル弁20の開度はスロットル弁開度
センサ21により検出される。エンジン10の各気筒に
接続される吸気ポートには、燃料噴射弁22が設けられ
る。又、エンジンの冷却水温を検出する水温センサ23
や、図示しないエンジン回転速度センサやブーストセン
サも設けられている。
Furthermore, on the downstream side of the three-way catalyst 13 in the exhaust passage 11, exhaust components (in particular NO X concentration) at the outlet of catalyst 13
An exhaust sensor 18 for detecting the is provided. On the other hand, a throttle valve 20 is provided in the intake passage 19 of the engine 10, and the opening of the throttle valve 20 is detected by a throttle valve opening sensor 21. A fuel injection valve 22 is provided at an intake port connected to each cylinder of the engine 10. Also, a water temperature sensor 23 for detecting the cooling water temperature of the engine
Also, an engine rotation speed sensor and a boost sensor (not shown) are provided.

【0012】エンジン10はエンジンコントロールユニ
ット24によって制御される。又、前記流量制御バルブ
15は流量制御バルブコントロールユニット25によっ
て制御される。即ち、前記各種のセンサからの出力は、
エンジンコントロールユニット24に入力され、該コン
トロールユニット24内のCPUでは各種の演算が行わ
れ、その出力は燃料噴射弁22等のエンジン側の各種装
置を制御する。又、エンジンコントロールユニット24
からは流量制御バルブコントロールユニット25に各種
センサのうち特定のセンサの出力が入力され、該コント
ロールユニット25内のCPUでは各種の演算が行わ
れ、その出力は流量制御バルブ15を制御する。
The engine 10 is controlled by an engine control unit 24. The flow control valve 15 is controlled by a flow control valve control unit 25. That is, the outputs from the various sensors are
It is input to the engine control unit 24, various calculations are performed by the CPU in the control unit 24, and the output thereof controls various devices on the engine side such as the fuel injection valve 22. Also, the engine control unit 24
From this, the output of a specific sensor among various sensors is input to the flow rate control valve control unit 25, various calculations are performed in the CPU in the control unit 25, and the output controls the flow rate control valve 15.

【0013】次に、かかる構成の作用を説明する。リー
ンNOX 触媒12のNOX 転換効率は、図3に示すよう
に、排気流量が多くなると低下する傾向を示す。又、前
記NOX 転換効率は、図4に示すように、排気温度でも
変化する。従って、NOX 転換効率の良い部分は、排気
量が少なく、NOX の転換に時間的余裕のあるエンジン
低回転の運転領域に限られる。
Next, the operation of this structure will be described. As shown in FIG. 3, the NO X conversion efficiency of the lean NO X catalyst 12 tends to decrease as the exhaust gas flow rate increases. Further, the NO x conversion efficiency also changes with the exhaust temperature, as shown in FIG. Therefore, the portion with high NO x conversion efficiency is limited to the low engine speed operation region where the displacement is small and there is time to convert NO x .

【0014】よって、エンジン高回転域等で排気量の多
い領域では、NOX 転換効率の低い条件でリーンNOX
触媒を使用していることになる。本構成においては、エ
ンジン10の運転状態と触媒12に流入する排気の条件
とを基に予め与えられた排気流量並びに排気温度に対す
るリーンNOX 触媒のNOX 転換効率に基づいて、リー
ンNOX 触媒12を迂回するバイパス通路14に流す排
気流量を流量制御バルブ15で調整制御する。
Therefore, in a region where the engine displacement is large, such as in a high engine speed region, lean NO X is produced under the condition of low NO X conversion efficiency.
You are using a catalyst. In this configuration, on the basis of the NO X conversion efficiency of the lean NO X catalyst for exhaust gas flow rate and exhaust temperature given in advance based on the condition of the exhaust gas flowing into the operating state and the catalyst 12 of the engine 10, the lean NO X catalyst A flow rate control valve 15 adjusts and controls the flow rate of exhaust gas flowing through a bypass passage 14 that bypasses the valve 12.

【0015】図5のフローチャートに基づいて、バイパ
ス通路14へ迂回させる排気流量の制御方法を説明す
る。即ち、ステップ1(図では、S1と略記する。以下
同様)では、エンジン10の運転状態のパラメータ、即
ち、エンジン回転速度、ブースト、空燃比、排気温度等
のエンジン10のリーン運転を判定する各種パラメータ
及び後述するステップ3の排気流量V1 の演算に必要な
パラメータを読み込む。ステップ2では、エンジン10
がリーン運転されているか否かを判定し、エンジン10
がリーンで運転されていると判定されると、ステップ3
に進み、前記エンジン10の運転状態と触媒12に流入
する排気の条件であるエンジン回転速度、ブースト及び
排気温度に基づいて排気流量V1 を演算する。
A method of controlling the exhaust gas flow amount bypassing the bypass passage 14 will be described with reference to the flowchart of FIG. That is, in step 1 (abbreviated as S1 in the figure; the same applies hereinafter), various parameters for determining the operating state of the engine 10, that is, the lean operation of the engine 10, such as engine speed, boost, air-fuel ratio, and exhaust temperature, are determined. The parameters and the parameters necessary for calculating the exhaust flow rate V 1 in step 3 described later are read. In step 2, the engine 10
Determines whether the engine is lean, and the engine 10
If it is determined that the vehicle is running lean, step 3
Then, the exhaust flow rate V 1 is calculated based on the operating condition of the engine 10 and the engine speed, boost, and exhaust temperature, which are the conditions of the exhaust flowing into the catalyst 12.

【0016】この演算は、次の式に基づいて行われる。This calculation is performed based on the following equation.

【0017】[0017]

【数1】 [Equation 1]

【0018】ステップ4では、排気温度と排気流量を基
にリーンNOX 触媒のNOX 転換効率η1 を図6のよう
なマップから読み出すか或いは算出する。排気温度と排
気流量に対するNOX 転換効率の関係は、この図6に示
す傾向をもつが、正確には個々の触媒種、エンジン毎に
異なる。ステップ5では、ステップ4で求めたNOX
換効率η1 を基に触媒部通過後のトータルエミッション
が最少になる条件、即ち、触媒部を通過する排気流量の
最適値Vを求める。
In step 4, the NO x conversion efficiency η 1 of the lean NO x catalyst is read out or calculated from the map shown in FIG. 6 based on the exhaust temperature and the exhaust flow rate. The relationship between the exhaust temperature and the exhaust flow rate with respect to the NO x conversion efficiency has the tendency shown in FIG. 6, but to be exact, it differs for each catalyst type and engine. In step 5, based on the NO x conversion efficiency η 1 obtained in step 4, the condition that the total emission after passing through the catalyst portion is minimized, that is, the optimum value V of the exhaust flow rate passing through the catalyst portion is obtained.

【0019】即ち、排気流量の最適値Vを求めるルーチ
ンを示す図7のフローチャートにおいて、ステップ21
で、現行の排気流量量V1 からαだけ少ない排気流量V
=(V1 −α)の時の転換効率(η)を図7のマップか
ら読み取る。そして、ステップ22で、この仮のVとη
を基に次式の計算を実行する。 V・η−V1 ・η1 ここで、V1 ・η1 は排気が全量触媒を流れる時のNO
X の転換量に定数(この時の運転条件下におけるNOX
濃度)をかけた値、V・ηは排気の一部が触媒を流れる
時のNOX の転換量に同様の定数をかけた値である。
That is, in the flowchart of FIG. 7 showing the routine for obtaining the optimum value V of the exhaust flow rate, step 21
Then, the exhaust flow rate V which is smaller than the current exhaust flow rate V 1 by α
The conversion efficiency (η) when = (V 1 -α) is read from the map of FIG. 7. Then, in step 22, this temporary V and η
The following formula is calculated based on V · η-V 1 · η 1 where V 1 · η 1 is NO when exhaust gas flows through the catalyst
A constant for the conversion amount of X (NO X under the operating conditions at this time)
Value obtained by multiplying the density), are V · eta is a value in which a part of the exhaust gas is multiplied by the same constant conversion amount of the NO X when the flowing catalyst.

【0020】そして、ステップ22では、更に、かかる
(V・η−V1 ・η1 )の値が最大となる時のVの値を
αを変化させて求める(図8参照)。ステップ6では、
触媒12をバイパスさせる排気流量V1 −Vを求めて、
次のステップ7で排気流量V1 −Vに対応する流量制御
バルブ15の目標開度Tv を求める。
[0020] Then, in step 22, further, takes the value of (V · η-V 1 · η 1) is determined by changing the value of V when the maximum alpha (see FIG. 8). In step 6,
Obtaining the exhaust flow rate V 1 -V that bypasses the catalyst 12,
In the next step 7, the target opening degree T v of the flow rate control valve 15 corresponding to the exhaust flow rate V 1 -V is obtained.

【0021】この場合、流量制御バルブ15の目標開度
v とバイパス排気流量V1 −Vの関係は、運転条件即
ち、排気流量に影響を受け、図9のような特性を有す
る。従って、この図9のマップから前記Tv を求める。
ステップ8では現在の流量制御バルブ15の開度Tを読
み込んだ後、ステップ9で目標開度Tv への流量制御バ
ルブ15の弁体位置の変更が可能である否かの判定を行
う。即ち、0<Tv <Tmax であるか否かを判定を行
う。0<Tv <T max であって、目標弁開度Tv への流
量制御バルブ15の弁体位置の変更が可能である場合に
は、ステップ10に進んで、流量制御バルブ15の開度
を目標開度Tv に変更する。0<Tv <Tmax ではな
く、目標弁開度Tv への流量制御バルブ15の弁体位置
の変更が不可能である場合には、ステップ11に進む。
In this case, the target opening of the flow control valve 15
TvAnd bypass exhaust flow rate V1The relationship of -V depends on the operating conditions.
It is affected by the exhaust flow rate and has the characteristics shown in Fig. 9.
It Therefore, from the map of this FIG.vAsk for.
In step 8, the current opening T of the flow control valve 15 is read.
After taking into account, in step 9 the target opening TvFlow control to
It is determined whether the valve position of the valve 15 can be changed.
U That is, 0 <Tv<TmaxTo determine whether or not
U 0 <Tv<T maxAnd the target valve opening TvFlow to
When the valve body position of the quantity control valve 15 can be changed
Goes to step 10 to open the flow control valve 15.
Is the target opening TvChange to. 0 <Tv<TmaxThen
The target valve opening TvBody position of the flow control valve 15 to the
If the change of is not possible, go to step 11.

【0022】ステップ11では、流量制御バルブ15の
開度を目標値に近い限界値(全閉又は全開)に設定した
場合に、現状以上にNOX 転換が得られる場合、即ち、
全閉又は全開時の排気流量V´に対するη´を図8のマ
ップから求め、(V・η−V 1 ・η1 )の演算を行っ
て、(V´・η´−V1 ・η1 )が0以上であるか否か
の判定を行う。V´・η´−V1 ・η1 ≧0であれば、
ステップ12に進んで、流量制御バルブ15の開度を全
閉または全開に変更する。V´・η´−V1 ・η 1 <0
であれば、現在の流量制御バルブ15の開度を変更しな
い。
In step 11, the flow control valve 15
The opening was set to a limit value close to the target value (fully closed or fully open)
In case of NOXIf a conversion is obtained, that is,
Η ′ for exhaust flow rate V ′ when fully closed or fully opened
Calculated from (V · η-V 1・ Η1) Is calculated
, (V '· η'-V1・ Η1) Is 0 or more
Is determined. V '・ η'-V1・ Η1If ≧ 0,
Proceed to step 12 and set the opening of the flow control valve 15 to full.
Change to closed or fully open. V '・ η'-V1・ Η 1<0
If so, do not change the current opening of the flow control valve 15.
Yes.

【0023】上述のフローチャートにおいて、ステップ
1及び3が、本発明の排気の状態を検出する排気状態検
出手段に相当し、ステップ5が、排気状態検出手段によ
り検出された排気の状態下で排気通路出口での排気エミ
ッションを最小にする触媒への排気流量を演算する演算
手段に相当し、ステップ10が演算された排気流量に基
づいて流量制御手段を制御する制御装置に相当する。
In the above-mentioned flowchart, steps 1 and 3 correspond to the exhaust state detecting means for detecting the exhaust state of the present invention, and step 5 is the exhaust passage under the exhaust state detected by the exhaust state detecting means. It corresponds to a calculation unit that calculates the exhaust flow rate to the catalyst that minimizes the exhaust emission at the outlet, and corresponds to a control device that controls the flow rate control unit based on the calculated exhaust flow rate in step 10.

【0024】尚、以上のフローチャートに基づく流量制
御バルブ15の制御は最も基本的なものであり、更に制
御精度を向上するための方法として、ステップ1のエン
ジン運転状態に応じて演算した流量制御バルブ15の開
度を学習させておき、演算結果から流量制御バルブ15
の開度を決定し、該流量制御バルブ15の開度を制御す
るまでの間、前記学習値を用いて流量制御バルブ15の
開度を制御することが可能である。
The control of the flow control valve 15 based on the above flow chart is the most basic control. As a method for further improving the control accuracy, the flow control valve calculated in accordance with the engine operating condition of step 1 is used. The opening of valve 15 is learned, and the flow control valve 15 is calculated from the calculation result.
It is possible to control the opening degree of the flow rate control valve 15 using the learning value until the opening degree is determined and the opening degree of the flow rate control valve 15 is controlled.

【0025】かかる構成の排気浄化装置によると、エン
ジン10の運転状態と触媒12に流入する排気の条件と
を基に予め与えられた排気流量並びに排気温度に対する
リーンNOX 触媒のNOX 転換効率に基づいて、リーン
NOX 触媒12を迂回するバイパス通路14に流す排気
流量を流量制御バルブ15で調整制御し、リーンNO X
触媒12に流入する排気の条件により変化するNOX
換効率を触媒部出口での排気エミッションが最少となる
ようにしたから、希薄燃焼域でのNOX 転換性能が低い
触媒を用いても、トータルのNOX 転換性能を最良に発
揮でき、高い排気浄化性能を得ることができる。
According to the exhaust emission control device having such a configuration,
The operating conditions of the gin 10 and the conditions of the exhaust gas flowing into the catalyst 12
Based on the given exhaust flow rate and exhaust temperature
Lean NOXNO of catalystXLean based on conversion efficiency
NOXExhaust gas flowing through the bypass passage 14 that bypasses the catalyst 12
Adjust the flow rate with the flow rate control valve 15 to obtain a lean NO X
NO that changes depending on the exhaust conditions that flow into the catalyst 12XTurning
Conversion efficiency minimizes exhaust emissions at the outlet of the catalyst
Therefore, NO in the lean burn regionXLow conversion performance
Total NO even with catalystXBest conversion performance
It is possible to obtain high exhaust purification performance.

【0026】尚、特定の実施例を参照して本発明を説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当該
技術分野における熟練者等により、本発明に添付された
特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び
修正が可能であるとの点に留意すべきである。
Although the present invention has been described with reference to a specific embodiment, the present invention is not limited to this, and a person skilled in the art can obtain the claims attached to the present invention. It should be noted that various changes and modifications can be made without departing from the scope.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、排気通路
に、酸化雰囲気中、未燃炭化水素存在下で排気中の窒素
酸化物を還元する触媒を介装し、この触媒をバイパスす
るバイパス通路に介装した流量制御手段を、検出された
排気の状態下で排気通路出口での排気エミッションが最
小となる触媒への排気流量にするべく制御する構成とし
たから、前記触媒の転換効率の低い条件下でも高い排気
浄化性能を得ることができる有用性大なるものである。
As described above, according to the present invention, the exhaust passage is provided with a catalyst for reducing nitrogen oxide in the exhaust gas in the presence of unburned hydrocarbons in an oxidizing atmosphere, and the bypass bypasses the catalyst. Since the flow rate control means disposed in the passage is configured to control the flow rate of the exhaust gas to the catalyst that minimizes the exhaust emission at the exhaust passage outlet under the detected exhaust gas condition, the conversion efficiency of the catalyst is reduced. It is of great utility because a high exhaust gas purification performance can be obtained even under low conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の構成
FIG. 1 is a configuration diagram of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】 同上装置の一実施例を示すシステム図FIG. 2 is a system diagram showing an embodiment of the same device.

【図3】 排気流量とNOX 転換効率との関係を示す特
性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between exhaust flow rate and NO X conversion efficiency.

【図4】 排気温度とNOX 転換効率との関係を示す特
性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between exhaust temperature and NO X conversion efficiency.

【図5】 同上実施例の流量制御を説明するフローチャ
ート
FIG. 5 is a flowchart illustrating flow rate control according to the above embodiment.

【図6】 排気流量及び排気温度とNOX 転換効率との
関係を示す特性図
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the exhaust flow rate and the exhaust temperature and the NO x conversion efficiency.

【図7】 排気流量の最適値を求めるルーチンを示すフ
ローチャート
FIG. 7 is a flowchart showing a routine for obtaining an optimum value of exhaust flow rate.

【図8】 排気流量とNOX 転換効率との関係を示す特
性図
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between exhaust flow rate and NO X conversion efficiency.

【図9】 バルブ開度とバルブ排気流量との関係を示す
特性図
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between valve opening and valve exhaust flow rate.

【図10】 従来の排気浄化装置を示すシステム図FIG. 10 is a system diagram showing a conventional exhaust emission control device.

【図11】 従来の排気浄化装置を示すシステム図FIG. 11 is a system diagram showing a conventional exhaust emission control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 エンジン 11 排気通路 12 リーンNOX 触媒 14 バイパス通路 15 流量制御バルブ 16 空燃比センサ 17 排気温センサ 18 排気センサ 25 流量制御バルブコントロールユニット10 engine 11 exhaust passage 12 lean NO X catalyst 14 bypass passage 15 flow control valve 16 an air-fuel ratio sensor 17 exhaust gas temperature sensor 18 exhaust sensor 25 flow rate control valve control unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】排気通路に、酸化雰囲気中、未燃炭化水素
存在下で排気中の窒素酸化物を還元する触媒を介装し、
前記排気通路に前記触媒をバイパスするバイパス通路を
設けると共に、前記バイパス通路に介装されて該通路を
流れる排気の流量を制御する流量制御手段を設ける一
方、排気の状態を検出する排気状態検出手段と、排気状
態検出手段により検出された排気の状態下で排気通路出
口での排気エミッションを最小にする前記触媒への排気
流量を演算する演算手段と、演算された排気流量に基づ
いて前記流量制御手段を制御する制御装置と、を含んで
構成されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
1. An exhaust passage is provided with a catalyst for reducing nitrogen oxide in exhaust gas in the presence of unburned hydrocarbon in an oxidizing atmosphere,
A bypass passage for bypassing the catalyst is provided in the exhaust passage, and a flow rate control means for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass passage is provided, while an exhaust state detecting means for detecting a state of the exhaust gas is provided. Calculating means for calculating an exhaust flow rate to the catalyst that minimizes exhaust emission at the exhaust passage outlet under the exhaust gas state detected by the exhaust gas state detecting means; and the flow rate control based on the calculated exhaust flow rate. An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising: a control device that controls the means.
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JP2009228644A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Nissan Motor Co Ltd Exhaust emission control system and method therof
WO2021182372A1 (en) * 2020-03-11 2021-09-16 いすゞ自動車株式会社 Exhaust gas purification system for internal combustion engine

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