JPH06272542A - 内燃機関の排気浄化制御装置及び制御方法 - Google Patents

内燃機関の排気浄化制御装置及び制御方法

Info

Publication number
JPH06272542A
JPH06272542A JP5056752A JP5675293A JPH06272542A JP H06272542 A JPH06272542 A JP H06272542A JP 5056752 A JP5056752 A JP 5056752A JP 5675293 A JP5675293 A JP 5675293A JP H06272542 A JPH06272542 A JP H06272542A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
catalyst
lean nox
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5056752A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Kuroda
黒田　　修
Takahiro Tate
隆広 舘
Yoshio Saito
美穂 斎藤
Toshio Ogawa
敏雄 小川
Noriko Watanabe
紀子 渡辺
Akira Kato
加藤　　明
Hiroshi Miyadera
博 宮寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP5056752A priority Critical patent/JPH06272542A/ja
Priority to EP94103514A priority patent/EP0616115B1/en
Priority to DE69401020T priority patent/DE69401020T2/de
Priority to US08/214,303 priority patent/US5517820A/en
Publication of JPH06272542A publication Critical patent/JPH06272542A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • 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
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0835—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495—Controlling the catalytic process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • 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
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F01N3/0878—Bypassing absorbents or adsorbents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/18—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/12—Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and catalytic conversion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/12—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device in case of absorption, adsorption or desorption of exhaust gas constituents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • 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
    • F01N3/18—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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】内燃機関起動時に排出されるＨＣと、リーン，
リッチ，ストイキオの全運転域の排気の浄化を可能とす
る。 【構成】排気系にリーンＮＯｘ触媒と三元触媒とを設
け、排気ガスをリーンＮＯｘ触媒をバイパスして直接三
元触媒へと流せるようにし、起動時にはリーンＮＯｘ触
媒でＨＣを吸着除去し、リーン運転時にはリーンＮＯｘ
触媒と三元触媒で排気を浄化し、リッチおよびストイキ
オ運転時には三元触媒のみで排気を浄化する。 【効果】リーンＮＯｘ触媒と三元触媒の２種の触媒で、
起動時に排出されるＨＣと、リーン，リッチ，ストイキ
オの全運転域の排気の浄化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車等の内燃機関から
排出された排気ガスを排気系に触媒を設けて浄化する排
気浄化装置並びに浄化方法に係り、特に稀薄空燃比で運
転可能な内燃機関から排出される排気ガスから炭化水素
(以下ＨＣ)や窒素酸化物(以下ＮＯｘ)等の有害物質を浄
化するのに好適な排気浄化装置並びに浄化方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の内燃機関から排出される排気
ガスには、一酸化炭素（ＣＯ），炭化水素（ＨＣ），窒
素酸化物（ＮＯｘ）等が含まれ、大気汚染源となってい
る。
【０００３】そこで、従来より、排気ガスを触媒等で浄
化する方法の技術開発が進められてきた。現在では三元
触媒と言われるＰｔ，Ｒｈ，Ｐｄ等を活性成分とし、Ｈ
ＣおよびＣＯを酸化し同時にＮＯｘ還元して無害化する
触媒を用いる方法が自動車排気ガス浄化法の主流となっ
ている。
【０００４】触媒を用いる排気ガス浄化法では、エンジ
ン起動後から触媒が活性を示すようになる３００〜３０
０℃の温度に達するまでの間は排気ガスが有効に浄化さ
れず、特に起動時に多く発生する傾向にあるＨＣが浄化
されないという問題がある。したがって、触媒を用いる
排気ガス浄化法においては、起動時から触媒が活性を示
す温度に昇温するまでの間に排出されるＨＣを浄化する
技術を開発する必要がある。
【０００５】この問題を解決するため、起動時に排出さ
れるＨＣを吸着剤で吸着除去し高温の排気で再生する吸
着法が例えば特開平3−141816 号公報にて提案されてい
る。ところで、三元触媒はその特性からウインドウと称
する理論空燃比付近の排気ガス（共存Ｏ2 濃度約０.５v
ol％以下）でしか効果的に作用しない。そこで従来は空
燃比は自動車の運転状況に応じて変化するものの変動範
囲は原則として理論空燃比（Ａ(空気と燃料の重量)／Ｆ
(燃料の重量)で約１４.７ ）を上限としていた。
【０００６】しかし、理論空燃比より稀薄（リーン）な
空燃比においてエンジンの運転ができると燃費が向上で
き、排気ガス中の有害物質量も低減できることから、リ
ーンバーンなる燃焼技術の開発が進められ、最近では空
燃比の変動範囲をよりリーンな領域（Ａ／Ｆで２２〜２
４もしくはそれ以上）まで拡大しようとする動きが顕著
である。
【０００７】そこでリーンバーン対応ＮＯｘ浄化技術、
すなわち酸素共存下でＮＯｘを除去する方法について種
々検討が進められ、炭化水素を還元剤として触媒を用い
てＮＯｘを還元する方法が有望視されている。酸素共存
下で炭化水素を還元剤としてＮＯｘを除去する触媒すな
わちリーンＮＯｘ触媒として、例えば、ゼオライトに銅
等の遷移金属を坦持したものが特開平1−130735 号公報
に示され、この種の触媒の利用システムが特開平4−175
416 号公報や特開平3−225013 号公報等に示されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平4−175
416 号公報や特開平3−225013 号公報には空燃比がリー
ンとリッチのときのリーンＮＯｘ触媒と三元触媒の使用
方法が示されているのみで、起動時に排出されるＨＣの
浄化対策まで考慮していない。
【０００９】本発明の目的は、これら一連の排気ガス浄
化技術に関連し、起動時に排出されるＨＣと、リーン，
リッチ，ストイキオの全運転域で排気を効果的に浄化す
るシステムを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、排気系に酸素
共存下でＮＯｘ還元能を有するリーンＮＯｘ触媒と三元
触媒を備え、該リーンＮＯｘ触媒を通さずに直接該三元
触媒へ排気ガスを通す通路を備えた内燃機関の排気浄化
制御装置であって、前記内燃機関の冷却水温度と前記リ
ーンＮＯｘ触媒の温度及び空燃比を取り込んで内燃機関
が暖機時であるか否か、リーンＮＯｘ触媒が炭化水素吸
着能を示す温度範囲に保たれているか否か及び空燃比が
リーン，リッチ，ストイキオのいずれの状態にあるかを
判断し、内燃機関の暖機時にリーンＮＯｘ触媒が炭化水
素吸着能を示す温度範囲を超えて活性を示さなくなった
ならばリーンＮＯｘ触媒をバイパスして三元触媒に直接
排気ガスが流れ、リーンＮＯｘ触媒が炭化水素吸着能を
示す温度範囲内にあるときにはリーンＮＯｘ触媒を経て
三元触媒に排気ガスが流れるように通路を切り替えるよ
うにしたものである。
【００１１】また、内燃機関の暖機後は空燃比がリッチ
及びストイキオの状態になったならばリーンＮＯｘ触媒
をバイパスして三元触媒に直接排気ガスが流れるように
排気ガス通路を切り替え、リーンならばリーンＮＯｘ触
媒を経て三元触媒に排気ガスが流れるように通路を切り
替えるようにしたものである。
【００１２】本発明は、リーンＮＯｘ触媒が低温でＨＣ
吸着能を示すことを明らかにしたことに基づいている。
この事実を明らかにできたので、エンジン起動時に多く
排出されるＨＣをリーンＮＯｘ触媒によるＨＣ吸着能を
利用して除去する排気浄化システムを構築することがで
きた。
【００１３】本発明では、エンジン起動時にＨＣが大量
に排出されている状態をエンジンの暖機程度を示す冷却
水温度で検出し、リーンＮＯｘ触媒がＨＣ吸着能を示す
温度範囲をリーンＮＯｘ触媒の温度を検出することで判
断する。空燃比の計測は、Ａ／Ｆセンサー或いはＯ2 セ
ンサーを用いれば容易に行うことができる。エンジンの
冷却水温度はエンジンを起動すると徐々に上昇しはじ
め、暖機後はほぼ一定の温度で維持される。従って、冷
却水温度を計測することにより、暖機時であるか或いは
暖機後であるかを容易に判断することができる。冷却水
温度を設定値と比較する方式をとることにより、暖機時
か否を自動的に判定することが可能となる。また、リー
ンＮＯｘ触媒のＨＣ吸着能は触媒温度によって変化する
ことから、リーンＮＯｘ触媒温度を計測することによ
り、ＨＣ吸着能を示すか否かを判断することができる。
なお、暖機程度を排気ガス温度で推定することも可能で
ある。この場合には、リーンＮＯｘ触媒よりも上流側に
て排気ガス温度を測定することが望ましい。
【００１４】本発明の排気浄化制御装置は、内燃機関の
排気系に三元触媒とリーンＮＯｘ触媒とを備えたもの或
いは三元触媒とリーンＮＯｘ触媒及び炭化水素吸着剤を
備えたものに対して適用することができる。この場合、
リーンＮＯｘ触媒を通る排気ガスはその後三元触媒を通
り、三元触媒にはリーンＮＯｘ触媒を通さずに直接排気
ガスを通すことができるようにしておくことが望まし
い。この一例としては、排気ガスの主流路に三元触媒を
設け、三元触媒の上流側にリーンＮＯｘ触媒或いは該リ
ーンＮＯｘ触媒と炭化水素吸着剤とを備えたバイパス路
を備えることができる。
【００１５】排気ガス流路の上流側にリーンＮＯｘ触媒
或いは該リーンＮＯｘ触媒と炭化水素吸着剤とを備え、
下流側に三元触媒を備え、上流側のリーンＮＯｘ触媒或
いは該リーンＮＯｘ触媒と炭化水素吸着剤をバイパスす
る通路を設けることも可能である。
【００１６】本発明は、内燃機関の排気系に三元触媒と
酸素共存下でもＮＯｘ還元能を有するリーンＮＯｘ触媒
とを設け、更にリーンＮＯｘ触媒を経ずに直接三元触媒
に排気ガスを通すことができるようにしたものにおい
て、エンジン起動時に多く排出されるＨＣを除去でき、
しかもリーン，リッチおよびストイキオの全運転域で排
気ガスを効果的に浄化できるようにしたものである。
【００１７】具体的には、エンジン温度が低い暖機時に
は、リーンＮＯｘ触媒がＨＣ吸着能を有する温度範囲に
ある場合にのみ、空燃比がリーンであるかリッチである
か或いはストイキオであるかにかかわらず、排ガスをリ
ーンＮＯｘ触媒を経て三元触媒へと導くようにしてリー
ンＮＯｘ触媒でＨＣを吸着除去する。その他の時はエン
ジン運転の空燃比に対応してリーンのときには排気ガス
をリーンＮＯｘ触媒に通じて三元触媒へと導きリーンＮ
Ｏｘ触媒でＮＯｘを浄化し、ひき続いて三元触媒でＨ
Ｃ，ＣＯ等を浄化し、リッチおよびストイキオの場合に
は三元触媒のみに通じてＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯを浄化す
る。
【００１８】内燃機関の排気系に設けられるリーンＮＯ
ｘ触媒と三元触媒は、前述の排気ガス通路切り替え操作
を円滑に行えるようにするため、また内燃機関は空燃比
リッチ状態におかれることが多いことを考慮して、排気
系の主流路に三元触媒を設け、三元触媒の上流側にリー
ンＮＯｘ触媒を有するバイパス通路を備えることが望ま
しい。また、同一の排気系の上流側にリーンＮＯｘ触媒
を設け、下流側に三元触媒を設けて、バイパス通路をリ
ーンＮＯｘ触媒を貫通するように設けることも可能であ
る。このようにすれば排気系の構造を複雑にしないです
む。リーンNOx触媒を有するバイパス通路を三元触媒よ
りも上流に設ける場合、排気ガスをバイパス通路に流す
か否かの切り替えは、該バイパス通路に切り替えバルブ
を設けることで容易に行える。この切り替えバルブはバ
イパス通路の後流端に設けることが望ましい。なぜなら
ばエンジンから排出されたばかりの高温の排気ガスに長
期間耐えられるバルブは少なく、バルブの耐熱耐久性を
考慮するとバイパス通路の後流端にバルブを設けること
の意義が非常に大であるからである。
【００１９】エンジンの暖機程度をエンジン冷却水温度
で検出する場合、通常、暖機後には冷却水温がおよそ８
０℃前後になるので、冷却水温度７０℃を基準としてこ
の温度よりも低ければ暖機時であるとみなすことが可能
である。従って、本発明においては、たとえば冷却水温
度７０℃を暖機時であることを示す上限値として設定す
ることができる。なお、暖機程度を排気ガスの温度で推
定する場合には、一つの目安として排気ガス温度が１２
０℃以下であれば暖機時であるとみなすことができる。
【００２０】また、リーンＮＯｘ触媒がＨＣ吸着能を示
す温度範囲は、触媒材料にもよるがおおよそ２００℃前
後の温度になるまでであるので、この温度をＨＣ吸着能
を示す限界値として設定することが可能である。リーン
ＮＯｘ触媒がＨＣ吸着能を示す温度範囲にあるか否かを
排気ガスの温度を計測することによって推定することも
可能である。この場合、計測点はリーンＮＯｘ触媒出口
かその近傍とすることが望ましい。排気ガス温度を計測
することにより、暖機程度及びリーンＮＯｘ触媒がＨＣ
吸着能を示す温度範囲にあるか否かを両方とも推定する
場合には、暖機程度を推定する第１の設定値とリーンＮ
Ｏｘ触媒がＨＣ吸着能を示す温度範囲にあるか否かを推
定する第２の設定値とを設けて、これらと計測値とを比
較することが望ましい。
【００２１】本発明において、Ａ／Ｆ条件が、エンジン
運転状態で決定されている場合は、これらの運転条件、
例えばエンジン回転数，軸トルク，燃料噴射パルス幅，
車速，吸気管圧力等の単一もしくは複数の情報により空
燃比範囲の判定を行うことが望ましい。
【００２２】リーンＮＯｘ触媒には、触媒成分として、
各種のＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3 比及び構造を有するゼオライ
ト，アルミナ，メタルシリケイト，シリコアルミノフォ
スフェイトを使用することができる。また、これらにイ
オン交換法，含浸法等でＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の第１遷移
金属もしくは金属酸化物、Ｒｈ，Ｐｄ，Ｐｔ、Ａｕ，Ａ
ｇ等の貴金属もしくはその酸化物，Ｌａ，Ｃｅ等のラン
タノイドもしくはその酸化物の一種以上を担持したもの
が使用できる。
【００２３】また、本発明は、排気系の三元触媒よりも
上流側にバイパス通路を設け、このバイパス通路にリー
ンＮＯｘ触媒を設け、更にリーンＮＯｘ触媒の前或いは
／及び後にＨＣ吸着剤を設置した内燃機関排気系に対し
ても適用することができる。この場合には吸着剤を新た
に設けることが必要になるが、吸着容量を独自に選定で
きるという利点がある。
【００２４】
【作用】内燃機関の冷却水温度とリーンＮＯｘ触媒の温
度及び空燃比を取り込み、これらの計測値に基づいて内
燃機関が暖機時であるか暖機後であるか、リーンＮＯｘ
触媒がＨＣ吸着作用を示す温度範囲に保持されているか
否かを判断して、暖機時にリーンＮＯｘ触媒がＨＣ吸着
作用を示す温度範囲よりも高温になってしまったなら
ば、リーンＮＯｘ触媒をバイパスして直接三元触媒へ排
気ガスを通すようにすることにより、内燃機関の起動時
に排出されるＨＣをリーンＮＯｘ触媒によるＨＣ吸着作
用を利用して効果的に除去することができる。
【００２５】また、内燃機関の暖機後は、空燃比がリッ
チおよびストイキオのときにリーンＮＯｘ触媒をバイパ
スして直接三元触媒へ排気ガスを通し、リーンの時には
リーンＮＯｘ触媒を経て三元触媒へと排気ガスを通すこ
とにより、全運転領域で排気ガスを効果的に浄化するこ
とができる。
【００２６】
【実施例】以下実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。
【００２７】〔実施例１〕本発明は、リーンＮＯｘ触媒
が低温時に排ガス中のＨＣを吸着すると言う現象に着目
したことに基づいている。図２に米国の排気規制の運転
モードであるＬＡ−４モード運転のエンジン起動時にお
ける自動車床下に設置した触媒（あるいは吸着剤）の温
度および触媒入り口排ガス温度，冷却水温度、さらには
吸着剤の作動温度域を示した。図２から明らかなように
エンジン起動後約１２０秒間では排気温度が低く触媒温
度は約２００℃に達するのみで触媒が十分な機能を発揮
する３００〜３５０℃には至らず、この時間域では多量
のＨＣが浄化されることなく排出される。リーンＮＯｘ
触媒は、低温域ではＨＣ吸着能を持ちＨＣ吸着剤として
機能させることが可能である。吸着剤としての活性温度
域は触媒の担体や担持成分により異なるが、およそ２０
０℃まで吸着能を持ち多量の炭化水素が排出されるエン
ジン起動後約１２０秒間のほとんどを吸着剤として機能
させることができる。またこの間は排ガス温度と冷却水
温度が共に低くこれらの温度を検出して起動状態の判定
に供することができる。
【００２８】図１は、本発明の一実施例を示すもので、
内燃機関の排ガス浄化システムの全体構成を示してい
る。図３は制御信号の入出力仕様を示すブロック線図で
ある。本発明の排ガス浄化制御装置は、希薄燃焼可能な
自動車用内燃機関８と、その排気系に設けられたリーン
ＮＯｘ触媒１４，三元触媒１５の排気浄化装置と、エン
ジン冷却水温センサー９，スロットル開度センサー４，
エアーフローセンサー２等の内燃機関運転状態検出手段
と、排気温度センサー９，リーンＮＯｘ触媒の温度セン
サー１７等の排気浄化系の状態検出手段と、内燃機関運
転状態検出手段と排気浄化系の状態検出手段からの信号
に基づいて排気浄化系を制御する制御ユニット１８，排
気切り替えバルブ１６等から構成される。特に、本発明
の中心となる排気浄化系は、エンジン出口の排ガス主流
路に設けけられた空燃比センサー１１，排ガス温度セン
サー２０、同じく排ガス主流路１２に設けられた三元触
媒１５，三元触媒の上流のバイパス流路１３に設けられ
たリーンＮＯｘ触媒１４，排ガス主流路とバイパス流路
との２つの分岐部の後流側に設けられた切り替えバルブ
１６，リーンＮＯｘ触媒の温度センサー１７等から構成
される。
【００２９】以上の排気浄化システムは以下のように機
能する。エンジンへの吸入空気はエアクリーナ１により
濾過された後エアフローセンサーにより流量を計量され
その信号値１００はＥＣＭ(Engine Control Module）１
８へ出力される。吸入空気量はスロットルバルブ３の開
度で決定され、その開度はスロットルセンサー４の信号
値１０７としてＥＣＭ１８へ出力される。また、吸気管
内圧力が吸気管圧力センサー５により検出され検出値１
０９はＥＣＭ１８に出力される。燃料はインジェクタ６
より噴射されその噴射量は水温センサー９により検出さ
れた値１０５，エアフローセンサー２で検出した値１０
０，クランク角センサー１９により検出した値１０１等
を入力信号としてＥＣＭ１８により算出され出力され
る。シリンダに吸入された混合気はＥＣＭ１８からの制
御信号で制御される点火プラグ１０により着火，燃焼す
る。燃焼した混合気は排気ガスとなり排気浄化系に導か
れる。エンジン出口にはＡ／Ｆセンサー１１が設けられ
エンジン内燃焼の空燃比を検出する。Ａ／Ｆセンサーを
Ｏ2 センサーで代用することも可能である。Ａ／Ｆセン
サー（あるいはＯ2 センサー）の検出値１０４により空
燃比がフィードバック制御される。
【００３０】排気浄化系は前述のように排ガス主流路１
２に設けられた三元触媒１５，三元触媒の上流のバイパ
ス流路１３に設けられたリーンＮＯｘ触媒１４，バイパ
スの主流路との２つの分岐部の後流側に設けられた切り
替えバルブ１６，リーンNOx触媒の温度センサー１７等
から構成され、リーンもしくはリッチおよびストイキオ
の少なくとも２つ以上の空燃比範囲とエンジンの暖機程
度を示す温度とリーンＮＯｘ触媒の温度に対応して該バ
ルブを操作して排気ガスの流れを、排ガス主流路１２を
経て三元触媒１５に通じる流路もしくはバイパス流路１
３を通じてリーンＮＯｘ触媒１４に至り続いて排ガス主
流路１２の三元触媒１５に至る流路のいずれかに切り替
えを行う。
【００３１】具体的には、エンジン冷却水温ＴC を水温
センサー１０で検出し、リーンNOx触媒の温度ＴN をリ
ーンＮＯｘ触媒の温度センサー９で検出し、それぞれの
検出値１１７，１１５がそれぞれの所定設定値（ＴC)S
および（ＴN)Sより共に低い場合ＥＣＭ１８からの信号
２０３により（空燃比のいかんに係らず）切り替えバル
ブ１６をｂの位置として排気ガスをリーンＮＯｘ触媒１
７続いて三元触媒１５の順で流通する。この時排ガス中
のＨＣはリーンＮＯｘ触媒に吸着除去される。また、三
元触媒１５は排気ガスにより徐々に昇温される。それ以
外の場合、すなわちエンジン冷却水温信号１１７が所定
設定値（ＴC)S 以下でかつリーンＮＯｘ触媒温度信号１
１５が所定設定値（ＴN)S 以上の場合およびエンジン冷
却水温信号１１７が所定設定値（ＴC)S 以上でリーンＮ
Ｏｘ触媒温度信号１１５が所定設定値（ＴN)S 以下の場
合およびエンジン冷却水温信号１１７とＮＯｘ触媒温度
信号１１５が共にそれぞれの所定設定値以上の場合に
は、空燃比センサー（あるいはＯ2センサー)１１の信号
１０４がリーンを示すときＥＣＭ１８からの信号２０３
により切り替えバルブ８をｂの位置として排気ガスをリ
ーンＮＯｘ触媒１４続いて三元触媒１５の順で流通し、
空燃比センサー１１の信号１０４がリッチおよびストイ
キオを示す場合切り替えバルブ８をａの位置として三元
触媒のみに流通させる。
【００３２】以上の操作において、エンジン冷却水温信
号１１７に代わり排ガス温度ＴE を示す信号１１６を用
いることができる。この場合バルブ切替のための所定設
定値は排ガス温度に関する設定値（ＴE)S となることは
言うまでもない。
【００３３】また、空燃比の判定には、エンジン運転状
態設定のための空燃比制御信号を用いることができる。
例えばクランク角センサ１９で検出されるエンジン回転
数信号１０１，スロットル開度信号１０７，空気吸入量
信号１００，吸気管圧力センサー信号１０４、また図１
には示していないが車速センサー信号１０４，燃料噴射
パルス幅、等の単一もしくは複数の情報により空燃比範
囲の判定を行うことができる。
【００３４】図４は制御回路の基本構成を示すブロック
線図である。ＥＣＭは入出力インターフェイスとしての
Ｉ／Ｏ ＬＳＩ ，マイクロプロセッサユニットＭＰＵ，
ランダムアクセスメモリＲＡＭ，リードオンリーメモリ
ＲＯＭ等からなる。センサー類からの信号はＩ／Ｏ Ｌ
ＳＩを介してＭＰＵに伝達され、ここでＲＡＭ,ＲＯＭ
データとの比較等の演算処理をした後Ｉ／Ｏ ＬＳＩ を
介して出力される。出力信号２０３は切り替えバルブ１
６に送信されてバルブの開閉操作を行う。
【００３５】切り替えバルブ１６の開閉操作は図５のバ
ルブ制御フローチャートによって行われる。先ず、ステ
ップ１００１で各種運転状態検出手段からの運転状態に
関するデータを読み込む。続いて、ステップ１００２で
空燃比Ａ／Ｆを検出、ステップ１００３で排気温度ＴE
もしくはエンジン冷却水温度ＴC を検出、ステップ１０
０４でリーンＮＯｘ触媒温度ＴN を検出する。ステップ
１００５で排気ガス温度ＴE と設定値（ＴE)S との比較
もしくはエンジン冷却水温度ＴC と設定値（ＴC)S との
比較を行う。ここで、ＴE＜（ＴE)S もしくはＴC＜（Ｔ
C)S の場合ステップ１００６に進む。ステップ１００６
ではリーンＮＯｘ触媒温度ＴN と設定値（ＴN)Sの比較
を行い、ＴN＜（ＴN)S の場合ステップ１００７に進み
切り替えバルブ位置をｂとする。ステップ１００５でＴ
E≧(ＴE)SもしくはＴC≧(ＴC)Sの場合およびステップ１
００６でＴN≧(ＴN)S の場合ステップ１００８に進み、
ここで空燃比Ａ／Ｆ＞１４.７ の場合ステップ１００９
に進み切り替えバルブ位置をｂとする。ステップ１００
８でＡ／Ｆ≦１４.７ の場合ステップ１０１０に進み切
り替えバルブ位置をａとする。
【００３６】上記の排ガス浄化系を有するガソリン車を
シャシーダイナモメータ上で米国の排気規制運転モード
であるＬＡ−４モード運転を行いトータルＨＣ(炭化水
素)，ＮＯｘの排出量を測定した。
【００３７】ガソリン車のエンジンは排気量２０００c
c，直列４気筒ＤＯＨＣであり、時速２０ｋｍ／ｈ以上
で低スロットル開度のときＡ／Ｆ＝２０〜２４のリーン
バーン運転が行われる。リーンＮＯｘ 触媒には容積１.
３リットルのコージェライトハニカム（開口比７６％）
に触媒としてＨ型モルデナイトにＣｏを(Ｃｏ3Ｏ4換算)
で５ｗｔ％担持した粉末をコーティングしたものを用い
た。三元触媒には、容積１.７リットルのコージェライ
トハニカム(開口比７６％）にアルミナをコーティング
した後触媒成分としてＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈを担持したもの
を用いた。エンジンの暖機状態はエンジン冷却水温で検
出し、その設定温度は４０℃とした。リーンＮＯｘ触媒
温度の設定温度は１００℃とした。
【００３８】ＬＡ−４モードのスタートから５０５秒の
間に排出された、ＨＣは４.１６ｇ,ＮＯｘは１.８０ｇ
であった。
【００３９】〔実施例２〕実施例１における、エンジン
の暖機状態検出手段としての水温センサーに代わり排ガ
ス温度センサーを用いた。その動作は排ガス温度センサ
ーの信号で上記実施例１の水温センサー信号に置き換え
る以外は実施例１の場合と同じである。
【００４０】上記の排ガス浄化系を有するガソリン車を
シャシーダイナモメータ上でＬＡ−４モード運転を行い
トータルＨＣ（炭化水素）およびＮＯｘの排出量を測定
した。リーンＮＯｘ触媒および三元触媒には共に実施例
１で用いたものと同一仕様のものを用いた。エンジン冷
却水温の設定温度は４０℃、リーンＮＯｘ触媒温度の設
定温度は１００℃とした。
【００４１】ＬＡ−４モードのスタートから５０５秒の
間に排出された、ＨＣは４.２３ｇ,ＮＯｘは１.８５ｇ
であった。
【００４２】〔比較例１〕図１における、冷却水温セン
サー９および排ガス温度センサー２０を設けず、リーン
ＮＯｘ触媒温度センサー１７を設けず、空燃比センサー
１１の信号がリーンを示すときにＥＣＭからの信号によ
り切り替えバルブ１６をｂの位置として排気ガスをリー
ンＮＯｘ触媒１４続いて三元触媒１５の順で流通し、リ
ッチおよびストイキオを示すときに切り替えバルブ１６
をａの位置として排ガスを三元触媒のみに流通させる。
【００４３】上記の排ガス浄化系を有するガソリン車を
シャシーダイナモメータ上でＬＡ−４モード運転を行い
トータルＨＣ（炭化水素）およびＮＯｘの排出量を測定
した。リーンＮＯｘ触媒および三元触媒には共に実施例
１で用いたものと同一仕様のものを用いた。
【００４４】ＬＡ−４モードのスタートから５０５秒の
間に排出された、ＨＣは５.１３ｇ,ＮＯｘは２.０７ｇ
であった。
【００４５】〔実施例３〕図６〜図８は、本発明の方法
による排ガス浄化装置の他の実施対様である。排気ガス
主流路１２にリーンＮＯｘ触媒１４とその後流に三元触
媒１５が設けられる。また、リーンＮＯｘ触媒１４を貫
通してバイパス流路１３が設けられる。バイパス流路１
３には排気ガス流路切り替えのためのバルブ１６が設け
られる。以上で構成される排ガス浄化装置は実施例１の
場合と同様に動作し同様に機能する。
【００４６】図６のＡ−Ａ視図である図７及び図８は切
り替えバルブ１６の動作を示したもので、図７では切り
替えバルブ１６はバイパス流路１３を閉とし、排気ガス
はリーンＮＯｘ触媒１４続いて三元触媒１５の順で流通
する。図８では切り替えバルブ１６はバイパス流路１３
を開とし、排気ガスは三元触媒１５のみを流通する。本
実施対様では、排ガス浄化装置を極めてコンパクトにま
とめることができる。上記構成による、リーンＮＯｘ触
媒(容積１.３リットル），三元触媒（容積１.７リット
ル)を用いた以外は実施例１と同一の条件及び方法で排
ガス浄化性能を評価した。
【００４７】ＬＡ−４モードのスタートから５０５秒の
間に排出された、ＨＣは４.１３ｇ,ＮＯｘは１.７８ｇ
であった。
【００４８】〔実施例４〕図９は、本発明の方法による
排ガス浄化系の他の構成である。リーンＮＯｘ触媒１４
と同一流路上のリーンＮＯｘ触媒の前後にＨＣ吸着剤２
２が設けてあり、それ以外は実施例１の図１と構成は同
じであり、動作も実施例１と同じである。実施例１と同
じ条件および方法で本浄化系の排ガス浄化機能を評価し
たところ、ＬＡ−４モードのスタートから５０５秒の間
に排出された、ＨＣは４.１２ｇ,ＮＯｘは１.８０ｇ で
あった。
【００４９】
【発明の効果】本発明の排気制御システムによれば、内
燃機関の起動直後から触媒が作動するまでの間に排出さ
れたＨＣを効果的に浄化でき、かつリーン領域を含む各
種のＡ／Ｆ（空燃比）領域で運転されたエンジンからの
排気ガスを効果的に浄化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す、排ガス浄化システム
の構成図。
【図２】エンジン起動後の、排ガス温度，自動車床下に
設けられた触媒あるいはは吸着剤の温度，エンジン冷却
水温度の経時変化を示すグラフ。
【図３】本発明の方法による制御信号の入出力仕様を示
すブロック線図。
【図４】本発明の方法による制御回路の基本構成を示す
ブロック線図。
【図５】本発明の方法によるバルブ制御のフローチャー
ト。
【図６】本発明の排ガス浄化装置の他の実施態様を示す
フローチャート。
【図７】バイパス流路を閉にした図６のＡ−Ａ矢視図。
【図８】バイパス流路を開にした図６のＡ−Ａ矢視図。
【図９】本発明の排ガス浄化システムの他の実施態様を
示す構成図。
【符号の説明】
１…エアクリーナー、２…エアフローセンサー、３…ス
ロットルバルブ、４…スロットルセンサー、５…吸気管
圧力センサー、６…インジェクタ、７…吸気温度センサ
ー、８…エンジン、９…冷却水温センサー、１０…点火
プラグ、１１…Ａ／Ｆセンサー（Ｏ2 センサー）、１２
…排ガス主流路、１３…排ガスバイパス流路、１４…リ
ーンＮＯｘ触媒、１５…三元触媒、１６…切り替えバル
ブ、１７…リーンＮＯｘ触媒温度センサー、１８…ＥＣ
Ｍ、１９…クランク角センサー、２０…排ガス温度セン
サー、２１…触媒温度異常高警報センサー、２２…ＨＣ
吸着剤。
───────────────────────────────────────────────────── 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 45/00 Ｒ 7536−3Ｇ (72)発明者 小川 敏雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 渡辺 紀子 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 加藤 明 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 宮寺 博 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】排気系に酸素共存下でＮＯｘ還元能を有す
    るリーンＮＯｘ触媒と三元触媒を備え、該リーンＮＯｘ
    触媒を通さずに直接該三元触媒へ排気ガスを通す通路を
    備えた内燃機関の排気浄化制御装置であって、 前記内燃機関の冷却水温度と前記リーンＮＯｘ触媒の温
    度とを取り込み、機関暖機時に前記リーンＮＯｘ触媒温
    度が炭化水素吸着能を示す温度範囲を超えたならば前記
    リーンＮＯｘ触媒を通さずに直接前記三元触媒へ排気ガ
    スを通すように排気ガスの流れを切り替える手段を具備
    したことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化制御装
    置。
  2. 【請求項２】排気系に酸素共存下でＮＯｘ還元能を有す
    るリーンＮＯｘ触媒と三元触媒を備え、該リーンＮＯｘ
    触媒を通さずに三元触媒へ直接排気ガスを通す通路を備
    えた内燃機関の排気浄化制御装置であって、 前記内燃機関の冷却水温度と前記リーンＮＯｘ触媒の温
    度とを取り込んで機関暖機時であるか否か及び前記リー
    ンＮＯｘ触媒が炭化水素吸着能を示す温度範囲にあるか
    否かを判定する判定手段と、 機関暖機時に前記リーンＮＯｘ触媒の温度が炭化水素吸
    着能を示す温度範囲を超えたならば前記リーンＮＯｘ触
    媒を通さずに前記三元触媒へ直接排気ガスを通すように
    排気ガスの流れを切り替える手段を具備したことを特徴
    とする内燃機関の排気ガス浄化制御装置。
  3. 【請求項３】排気系に酸素共存下でＮＯｘ還元能を有す
    るリーンＮＯｘ触媒と三元触媒を備え、前記リーンＮＯ
    ｘ触媒を通さずに三元触媒へ直接排気ガスを通す通路を
    備えた内燃機関の排気浄化制御装置であって、 前記内燃機関の冷却水温度と前記リーンＮＯｘ触媒の温
    度及び空燃比を取り込んで機関暖機時であるか否か、前
    記リーンＮＯｘ触媒が炭化水素吸着能を示す温度範囲に
    あるか否か及び空燃比がリッチ，リーン及びストイキオ
    のいずれにあるかを判定する判定手段と、 機関暖機時に前記リーンＮＯｘ触媒の温度が炭化水素吸
    着能を示す温度範囲を超えたならば前記リーンＮＯｘ触
    媒を通さずに前記三元触媒に直接排気ガスを通すように
    排気ガスの流れを切り替え、機関暖機後は空燃比がリッ
    チ及びストイキオのときに前記リーンＮＯｘ触媒を通さ
    ずに前記三元触媒に直接排気ガスを通すように排気ガス
    の流れを切り替える手段を備えたことを特徴とする内燃
    機関の排気ガス浄化制御装置。
  4. 【請求項４】排気系に酸素共存下でＮＯｘ還元能を有す
    るリーンＮＯｘ触媒と三元触媒を備え、前記リーンＮＯ
    ｘ触媒を通さずに三元触媒へ直接排気ガスを通す通路を
    備えた内燃機関の排気浄化制御装置であって、 前記内燃機関の冷却水温度と前記リーンＮＯｘ触媒の温
    度及び空燃比を取り込んで機関暖機時であるか否か、前
    記リーンＮＯｘ触媒が炭化水素吸着能を示す温度範囲に
    あるか否か及び空燃比がリッチ，リーン及びストイキオ
    のいずれにあるかを判定する判定手段と、 機関暖機時には前記リーンＮＯｘ触媒の温度が炭化水素
    吸着能を示す温度範囲を超えたならば前記リーンＮＯｘ
    触媒を通さずに前記三元触媒に直接排気ガスを通し、そ
    れ以外では前記リーンＮＯｘ触媒を経て前記三元触媒に
    排気ガスを通し、機関暖機後は空燃比がリッチ及びスト
    イキオのときに前記リーンＮＯｘ触媒を通さずに前記三
    元触媒に直接排気ガスを通し、それ以外では前記リーン
    ＮＯｘ触媒を経て前記三元触媒に排気ガスを通すように
    排気ガスの流れを切り替える手段を備えたことを特徴と
    する内燃機関の排気ガス浄化制御装置。
  5. 【請求項５】請求項１〜４において、前記判定手段には
    前記内燃機関より取り込んだ冷却水温度を設定値と比較
    して機関暖機時であるか或いは暖機後であるかを判定す
    る暖機状態判定手段を具備したことを特徴とする内燃機
    関の排気ガス浄化制御装置。
  6. 【請求項６】請求項１〜４において、前記制御手段には
    前記リーンＮＯｘ触媒の温度を設定値と比較して該リー
    ンＮＯｘ触媒が炭化水素吸着能を示す温度範囲にあるか
    否かを判定する炭化水素吸着能判定手段を備えたことを
    特徴とする内燃機関の排気ガス浄化制御装置。
  7. 【請求項７】請求項３または４において、前記制御手段
    には前記内燃機関より取り込んだ空燃比を設定値と比較
    してリーン，リッチ及びストイキオのいずれかを判定す
    る空燃比状態判定手段を備えたことを特徴とする内燃機
    関の排気ガス浄化制御装置。
  8. 【請求項８】請求項１〜４において、前記暖機時である
    か否かを判定する手段として、前記冷却水温度の計測に
    変えて排気ガス温度を計測し設定値と比較する手段を備
    えたことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化制御装
    置。
  9. 【請求項９】請求項１〜４において、前記リーンＮＯｘ
    触媒が炭化水素吸着能を示す温度範囲にあるか否かを判
    定する手段として、前記リーンＮＯｘ触媒温度の計測に
    変えて該触媒出口の排気ガス温度を計測して設定値と比
    較する手段を備えたことを特徴とする内燃機関の排気ガ
    ス浄化制御装置。
  10. 【請求項１０】請求項１〜４又は請求項８，９におい
    て、前記内燃機関の排気系の主流路に三元触媒が備えら
    れ、該三元触媒よりも上流側にリーンＮＯｘ触媒を設け
    たバイパス通路が備えられていることを特徴とする内燃
    機関の排気ガス浄化制御装置。
  11. 【請求項１１】排気系に酸素共存下でＮＯｘ還元能を有
    するリーンＮＯｘ触媒と炭化水素吸着剤及び三元触媒を
    備え、該リーンＮＯｘ触媒と該吸着剤を通さずに直接該
    三元触媒へ排気ガスを通す通路を備えた内燃機関の排気
    浄化制御装置であって、 前記内燃機関の冷却水温度と前記炭化水素吸着剤の温度
    とを取り込んで機関暖機時であるか否か及び前記炭化水
    素吸着剤が活性温度範囲にあるか否かを判定する判定手
    段と、 機関暖機時に前記炭化水素吸着剤が活性温度を超えたな
    らば前記炭化水素吸着剤と前記リーンＮＯｘ触媒を通さ
    ずに直接前記三元触媒に排気ガスを通すように排気ガス
    の流れを切り替える手段を備えたことを特徴とする内燃
    機関の排気ガス浄化制御装置。
  12. 【請求項１２】請求項１１において、前記内燃機関の空
    燃比を取り込んで該空燃比がリッチ，リーン及びストイ
    キオのいずれにあるかを判定する手段を更に備え、機関
    暖機後は空燃比がリッチ及びストイキオのときに排気ガ
    スを前記炭化水素吸着剤と前記リーンＮＯｘ触媒を通さ
    ずに直接前記三元触媒に通すように排気ガス流れを切り
    替える手段を備えたことを特徴とする内燃機関の排気ガ
    ス浄化制御装置。
  13. 【請求項１３】希薄燃焼可能な内燃機関の排気系に三元
    触媒を備え、該三元触媒よりも上流側に酸素共存下でＮ
    Ｏｘ還元能を有するリーンＮＯｘ触媒と炭化水素吸着剤
    を具備するバイパス通路を備え、該排気系を流れる排気
    ガスの流れを前記三元触媒に直接通すか或いは前記バイ
    パス通路を経て三元触媒に通すように切り替える手段を
    備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  14. 【請求項１４】請求項１３において、前記切り替え手段
    を前記バイパス通路の後流端に備えたことを特徴とする
    内燃機関の排気浄化装置。
  15. 【請求項１５】内燃機関の排気系に酸素共存下でＮＯｘ
    還元能を有するリーンＮＯｘ触媒と三元触媒を備え、排
    気ガスの流れをこれらの触媒の間で切り替えることによ
    って排気ガスを浄化する方法において、 前記内燃機関の冷却水温度と前記リーンＮＯｘ触媒温度
    の計測値に基づいて該内燃機関が暖機時であるか否か及
    び前記リーンＮＯｘ触媒が炭化水素吸着能を示す温度範
    囲にあるか否かを判定し、 該内燃機関が暖機時にあるとき、前記リーンＮＯｘ触媒
    が炭化水素吸着能を示す温度範囲を超えたならば前記リ
    ーンＮＯｘ触媒をバイパスして前記三元触媒に直接排気
    ガスが流れ、前記リーンＮＯｘ触媒が炭化水素吸着能を
    示す温度範囲内にあるならば前記リーンＮＯｘ触媒を経
    て前記三元触媒に排気ガスが流れるように排気ガスの流
    れを切り替えることを特徴とする内燃機関の排気ガス浄
    化方法。
  16. 【請求項１６】内燃機関の排気系に酸素共存下でＮＯｘ
    還元能を有するリーンＮＯｘ触媒と三元触媒を備え、排
    気ガスの流れをこれらの触媒の間で切り替えることによ
    って排気ガスを浄化する方法において、 前記内燃機関の冷却水温度と前記リーンＮＯｘ触媒温度
    及び空燃比の計測値に基づいて該内燃機関が暖機時であ
    るか否か、前記リーンＮＯｘ触媒が炭化水素吸着能を示
    す温度範囲にあるか否か及び空燃比がリッチ，リーン及
    びストイキオのいずれにあるかを判定し、 該内燃機関が暖機時にあるとき、前記リーンＮＯｘ触媒
    が炭化水素吸着能を示す温度範囲を超えたならば前記リ
    ーンＮＯｘ触媒をバイパスして前記三元触媒に直接排気
    ガスが流れ、前記リーンＮＯｘ触媒が炭化水素吸着能を
    示す温度範囲内にあるならば前記リーンＮＯｘ触媒を経
    て前記三元触媒に排気ガスが流れるように排気ガスの流
    れを切り替え、 該内燃機関の暖機後にあるとき、空燃比がリッチ及びス
    トイキオであるならば前記リーンＮＯｘ触媒をバイパス
    して前記三元触媒に直接排気ガスが流れ、リーンである
    ならば前記リーンＮＯｘ触媒を経て前記三元触媒に排気
    ガスが流れるように排気ガスの流れを切り替えることを
    特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
  17. 【請求項１７】内燃機関の排気系に酸素共存下でＮＯｘ
    還元能を有するリーンＮＯｘ触媒と炭化水素吸着剤及び
    三元触媒を備え、排気ガスの流れをこれらの触媒の間で
    切り替えることによって排気ガスを浄化する方法におい
    て、 前記内燃機関の冷却水温度と前記吸着剤の温度及び空燃
    比の計測値に基づいて該内燃機関が暖機時であるか否か
    及び前記吸着剤が炭化水素吸着能を示す活性温度範囲に
    あるか否かを判定し、 該内燃機関が暖機時にあるときは、前記吸着剤が炭化水
    素吸着能を示す温度範囲を超えたならば前記リーンＮＯ
    ｘ触媒及び前記吸着剤を通さずに直接前記三元触媒に排
    気ガスが流れ、それ以外では前記リーンＮＯｘ触媒及び
    前記吸着剤を経て前記三元触媒へ排気ガスが流れ、 該内燃機関が暖機後は、空燃比がリッチ及びストイキオ
    であるならば前記リーンＮＯｘ触媒及び前記吸着剤を通
    さずに直接前記三元触媒に排気ガスが流れ、リーンであ
    るならば前記リーンＮＯｘ触媒及び前記吸着剤を経て前
    記三元触媒へ排気ガスが流れるようにすることを特徴と
    する内燃機関の排気ガス浄化方法。
  18. 【請求項１８】希薄燃焼可能な内燃機関の排気系の上流
    側に酸素共存下でＮＯｘ還元能を有するリーンＮＯｘ触
    媒を備え、下流側に三元触媒を備え、排気ガスを前記リ
    ーンＮＯｘ触媒を貫通して前記三元触媒に直接流すバイ
    パス通路を備え、前記排気ガスの流れを前記リーンＮＯ
    ｘ触媒と前記該バイパス通路との間で切り替える弁を備
    えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  19. 【請求項１９】希薄燃焼可能な内燃機関の排気系の上流
    側に酸素共存下でＮＯｘ還元能を有するリーンＮＯｘ触
    媒と炭化水素吸着剤とを備え、下流側に三元触媒を備
    え、排気ガスを前記リーンＮＯｘ触媒と前記吸着剤とを
    貫通して前記三元触媒に直接流すバイパス通路を備え、
    前記排気ガスの流れを上流側の前記リーンＮＯｘ触媒及
    び前記吸着剤と前記バイパス通路との間で切り替える弁
    を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
JP5056752A 1993-03-17 1993-03-17 内燃機関の排気浄化制御装置及び制御方法 Pending JPH06272542A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5056752A JPH06272542A (ja) 1993-03-17 1993-03-17 内燃機関の排気浄化制御装置及び制御方法
EP94103514A EP0616115B1 (en) 1993-03-17 1994-03-08 Exhaust gas purifying apparatus and method for internal combustion engine
DE69401020T DE69401020T2 (de) 1993-03-17 1994-03-08 Abgasreinigungsgerät und -verfahren, für eine Brennkraftmaschine
US08/214,303 US5517820A (en) 1993-03-17 1994-03-17 Exhaust gas purifying apparatus and method for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5056752A JPH06272542A (ja) 1993-03-17 1993-03-17 内燃機関の排気浄化制御装置及び制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06272542A true JPH06272542A (ja) 1994-09-27

Family

ID=13036258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5056752A Pending JPH06272542A (ja) 1993-03-17 1993-03-17 内燃機関の排気浄化制御装置及び制御方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5517820A (ja)
EP (1) EP0616115B1 (ja)
JP (1) JPH06272542A (ja)
DE (1) DE69401020T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003028000A (ja) * 2001-07-17 2003-01-29 Fuji Heavy Ind Ltd エンジン用吸気温センサの診断装置

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2728018A1 (fr) * 1994-12-09 1996-06-14 Peugeot Procede et dispositif de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
DE19500472C2 (de) * 1995-01-10 2003-10-16 Schatz Thermo Gastech Gmbh Verfahren zur Reduzierung der Abgasemissionen eines Verbrennungsmotors für Kraftfahrzeuge mit Abgaskatalysator
US6003309A (en) * 1995-02-17 1999-12-21 Hitachi, Ltd. Diagnostic apparatus for exhaust gas clarification apparatus for internal combustion engine
US5867982A (en) * 1995-06-02 1999-02-09 Tengblad; Roger System for reducing emissions in catalytic converter exhaust systems
US5656244A (en) * 1995-11-02 1997-08-12 Energy And Environmental Research Corporation System for reducing NOx from mobile source engine exhaust
JP3658115B2 (ja) 1996-11-20 2005-06-08 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US5758493A (en) * 1996-12-13 1998-06-02 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for desulfating a NOx trap
DE19712087C2 (de) * 1997-03-22 1999-07-22 Porsche Ag Adsorber-Katalysator-Kombination für Brennkraftmaschinen
DE19715921A1 (de) * 1997-04-16 1998-10-22 Schatz Thermo Gastech Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Schadstoffminderung
JPH115020A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Ngk Insulators Ltd 排ガス浄化システム
FR2764637B1 (fr) * 1997-06-16 1999-08-13 Inst Francais Du Petrole Procede et ensemble d'elimination des oxydes d'azote presents dans des gaz d'echappement, utilisant un moyen de piegeage des oxydes d'azote
JP3264226B2 (ja) * 1997-08-25 2002-03-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US5974788A (en) 1997-08-29 1999-11-02 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for desulfating a nox trap
DE19740702C1 (de) * 1997-09-16 1998-11-19 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer mit Luftüberschuß arbeitenden Brennkraftmaschine
JP3564966B2 (ja) * 1997-09-19 2004-09-15 トヨタ自動車株式会社 排気浄化装置の故障診断装置
JP3546294B2 (ja) * 1998-04-28 2004-07-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3557925B2 (ja) * 1998-12-22 2004-08-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3722187B2 (ja) * 1998-12-24 2005-11-30 トヨタ自動車株式会社 吸着材の故障判定装置
JP2000303828A (ja) 1999-04-20 2000-10-31 Toyota Motor Corp ハイブリット車の排気浄化装置
US6244043B1 (en) * 1999-05-19 2001-06-12 Ford Global Technologies, Inc. Emission control device air/fuel ratio control system
DE10036942B4 (de) * 2000-07-28 2009-12-24 Volkswagen Ag Verfahren zur Bestimmung der Temperaturverteilung eines NOx-Katalysators
JP2002349241A (ja) * 2001-05-24 2002-12-04 Isuzu Motors Ltd ディーゼルエンジンの排気浄化装置
DE10152187A1 (de) * 2001-10-23 2003-04-30 Daimler Chrysler Ag Abgasreinigungsanlage mit Stickoxid-Speicherkatalysator und SCR-Katalysator und Verfahren zur Verminderung des Stickoxidgehalts im Abgas von Brennkraftmaschinen
US6553757B1 (en) * 2001-11-19 2003-04-29 Ford Global Technologies, Llc NOx purge air/fuel ratio selection
JP3876705B2 (ja) * 2001-12-13 2007-02-07 いすゞ自動車株式会社 ディーゼルエンジンの排気ガス浄化システム
JP2003206785A (ja) * 2002-01-18 2003-07-25 Hitachi Ltd エンジンの制御方法及び制御装置
US7661263B2 (en) * 2004-08-27 2010-02-16 Caterpillar, Inc. Method of operating an internal combustion engine
FR2841297B1 (fr) * 2002-06-20 2005-04-08 Renault Sa Procede de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion a essence
DE10346345A1 (de) * 2003-10-06 2005-04-21 Arvin Technologies Inc Abgassystem und Verfahren zum Lenken eines Abgasstroms eines Fahrzeugverbrennungsmotors
JP4534860B2 (ja) * 2004-12-15 2010-09-01 トヨタ自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置及びその製造方法
DE102005025045A1 (de) * 2005-05-30 2006-12-14 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasanlage
DE102006014073A1 (de) * 2006-03-28 2007-10-04 Purem Abgassysteme Gmbh & Co. Kg Abgasnachbehandlungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
US8091344B2 (en) * 2006-06-13 2012-01-10 Cummins Inc. System for modifying exhaust gas flow through an aftertreatment device
JP2008190364A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
FR2921970B1 (fr) * 2007-10-03 2011-07-15 Faurecia Sys Echappement Ligne d'echappement de vehicule automobile equipee d'un piege a oxydes d'azote bipassable.
US7736608B2 (en) * 2007-11-29 2010-06-15 General Electric Company Methods and systems for reducing the emissions from combustion gases
JP4637200B2 (ja) * 2008-04-04 2011-02-23 株式会社日立製作所 エンジンシステム
US8091348B2 (en) * 2008-11-06 2012-01-10 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for exhaust aftertreatment in an internal combustion engine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2660411B2 (ja) * 1987-11-18 1997-10-08 トヨタ自動車株式会社 排気ガス中の窒素酸化物を還元除去する方法
JPH03138974A (ja) * 1989-10-24 1991-06-13 Toshiba Corp Ｂｉ―ＣＭＯＳ集積回路
JPH03141816A (ja) * 1989-10-27 1991-06-17 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化装置
JP2830464B2 (ja) * 1989-12-06 1998-12-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2727718B2 (ja) * 1990-01-31 1998-03-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
EP0450542A1 (en) * 1990-03-30 1991-10-09 Gte Valenite Corporation Pin lock system
JP2712758B2 (ja) * 1990-05-28 1998-02-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US5125231A (en) * 1990-06-08 1992-06-30 Corning Incorporated Dual converter engine exhaust system for reducing hydrocarbon emissions
US5051244A (en) * 1990-07-20 1991-09-24 Uop Use of a molecular sieve bed to minimize emissions during cold start of internal combustion engines
US5296198A (en) * 1990-11-09 1994-03-22 Ngk Insulators, Ltd. Heater and catalytic converter
JPH0559942A (ja) * 1991-08-29 1993-03-09 Toyota Motor Corp コールドｈｃ吸着除去装置
FR2686375B1 (fr) * 1992-01-17 1995-07-07 Ecia Equip Composants Ind Auto Ligne d'echappement des gaz de sortie d'un moteur notamment de vehicule automobile.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003028000A (ja) * 2001-07-17 2003-01-29 Fuji Heavy Ind Ltd エンジン用吸気温センサの診断装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69401020T2 (de) 1997-04-03
EP0616115B1 (en) 1996-12-04
DE69401020D1 (de) 1997-01-16
EP0616115A1 (en) 1994-09-21
US5517820A (en) 1996-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06272542A (ja) 内燃機関の排気浄化制御装置及び制御方法
EP1148215B1 (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
KR100832365B1 (ko) 배기시스템을 가진 린번 가솔린 엔진
JPH0559942A (ja) コールドｈｃ吸着除去装置
KR102654452B1 (ko) 자동차의 배기가스 정화장치 및 그 제어방법
JPH10317946A (ja) 排気浄化装置
JP4168781B2 (ja) ＮＯｘ浄化システムのＮＯｘ触媒再生方法及びＮＯｘ浄化システム
US6792749B2 (en) Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine
JPH1181992A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US6945034B2 (en) Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine
JP3632614B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH11173181A (ja) 内燃機関の排ガス浄化方法及び浄化装置
JP4273797B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH01262311A (ja) 排気浄化装置
JP2827886B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2803480B2 (ja) 内燃機関の吸着剤自己診断装置
JPH11247650A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPS62189309A (ja) アルコ−ル燃料車の未燃燃料浄化装置
KR20200139861A (ko) 자동차의 배기가스 정화장치 및 그 제어방법
JP3834832B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP3596450B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH05200249A (ja) エンジンの排気ガス浄化装置
JPH0693843A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH0610656A (ja) エンジンの排気ガス浄化装置
JPH112115A (ja) エンジンのｈｃ吸着剤の劣化診断装置