JPH06336915A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JPH06336915A
JPH06336915A JP12866393A JP12866393A JPH06336915A JP H06336915 A JPH06336915 A JP H06336915A JP 12866393 A JP12866393 A JP 12866393A JP 12866393 A JP12866393 A JP 12866393A JP H06336915 A JPH06336915 A JP H06336915A
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JP
Japan
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electrically heated
catalyst
temperature
adsorbent
internal combustion
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Pending
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JP12866393A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Tayama
彰 田山
Tadaki Ota
忠樹 太田
Mikio Matsumoto
幹雄 松本
Hisashi Aoyama
尚志 青山
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination 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
    • F01N2240/18Combination 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/12Hydrocarbons

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷温始動時に吸着剤に吸着されたHCを、短
時間に脱離処理できる内燃機関の排気浄化装置を提供す
る。 【構成】 内燃機関1の排気通路2中には、排気浄化用
の触媒3が設けられている。触媒3の上流に設けられた
ハウジング4内に、通電によって加熱可能な電気加熱触
媒5と排気ガス中の未燃ガスを吸着し、かつ通電によっ
て加熱可能な電気加熱吸着剤6が収納されている。ハウ
ジング4内で、電気加熱触媒5は下流側に、電気加熱吸
着剤6は上流側に配設されている。11は、電気加熱触
媒5の温度が活性温度以下の時に電気加熱触媒5に通電
し、電気加熱触媒5の温度が活性温度以上で、かつ電気
加熱吸着剤6の温度が所定値以下の時に電気加熱吸着剤
6に通電するよう制御するコントロールユニットであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の排気浄化
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンの冷温始動直後は燃焼状態が悪
く、その分濃い混合気を供給しなければならない。この
ときの排気ガス中には炭化水素(HC)を代表とする未
燃ガスが多量に含まれている。また、始動直後は排気温
度が低く、排気浄化用の触媒が未燃ガスを有効に浄化で
きる温度(活性温度)にまで昇温するのに時間がかかる
ため、浄化されないままの未燃ガスが大気中に放出され
てしまう。
【0003】この対策として、図3に示すような、排気
浄化用触媒23の上流にHCを吸着する吸着剤26を配
置した装置が提案されている(例えば、特開平2−13
5126号公報等参照)。吸着剤26としては、モノリ
ス担体にゼオライトをコートしたものがある。図3の装
置は、触媒23と吸着剤26を直列に配置するほか、吸
着剤をコートしたモノリス担体の一部に触媒金属を担持
させている。
【0004】この装置によれば、冷温始動時等の排気温
度が低いときに排出されたHCは、吸着剤26に吸着さ
れる。次に、排気温度が上昇すると、吸着剤に吸着され
ていたHCが脱離し始める。このとき、触媒23は十分
加熱および活性化されていない。しかしながら、吸着剤
26に担持された触媒金属は、下流側の触媒よりも早く
加熱され、HCが吸着剤26から脱離を始める段階にお
いても比較的良好にHCを浄化する。さらに排気温度が
上昇すると下流側の触媒23も活性化し、HCその他を
十分に浄化処理するようになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の吸着剤を持つ排気浄化装置にあっては、排気
ガスの温度上昇により吸着剤からHCを脱離させている
ため、脱離処理が不確実であるという問題がある。例え
ば、冷温始動後に低負荷運転状態を続け、排気ガスの温
度が十分に上昇しない内に運転を停止した場合、吸着剤
中に脱離しなかったHCが残留してしまい、再運転時の
HC吸着容量が不十分になることが考えられる。
【0006】本発明は、冷温始動時に吸着剤に吸着され
たHCを、短時間に脱離処理できる内燃機関の排気浄化
装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、内燃機関の排気通路中に設けられ、通電
によって加熱可能な電気加熱触媒と、前記排気通路中の
前記電気加熱触媒上流側に設けられ、排気ガス中の未燃
ガスを吸着し、かつ通電によって加熱可能な電気加熱吸
着剤と、前記電気加熱触媒の温度が活性温度以下の時に
前記電気加熱触媒に通電し、前記電気加熱触媒の温度が
活性温度以上で、かつ前記電気加熱吸着剤の温度が所定
値以下の時に前記吸着剤に通電するよう制御する制御手
段と、を有する内燃機関の排気浄化装置を特徴とする。
【0008】
【作用】上記構成に基づき、作用を説明する。
【0009】冷温始動直後などは、電気加熱触媒の内部
温度が活性温度以下であり、制御手段によって電気加熱
触媒に通電され、活性化が促進される。未燃ガスは、上
流側の電気加熱吸着剤に吸着される。電気加熱触媒の温
度が活性温度に達し、かつ電気加熱吸着剤の温度が所定
値以下のときに、制御手段によって電気加熱吸着剤に通
電され、吸着されていた未燃ガスの脱離が促進される。
脱離した未燃ガスは、活性化した電気加熱触媒によって
浄化される。
【0010】
【実施例】本発明にかかる実施例を、図1、図2に基づ
いて説明する。
【0011】内燃機関1の排気通路2中には、排気浄化
用の触媒(三元触媒)3が設けられている。触媒3の上
流に設けられたハウジング4内に、本発明による電気加
熱触媒5と電気加熱吸着剤6が収納されている。ハウジ
ング4内で、電気加熱触媒5は下流側に、電気加熱吸着
剤6は上流側に配設されている。電気加熱触媒5は、電
流を流すことによって発熱する担体に三元触媒を担持さ
せたものである。また電気加熱吸着剤6は、電流を流す
ことによって発熱する担体に、HCを良く吸着するゼオ
ライト等を担持させたものである。電気加熱触媒5の活
性化を早めるためには、できるだけ排気ガス温度の高い
排気通路2の上流に電気加熱触媒5を位置させることが
望ましい。このため、電気加熱吸着剤6の直下流に電気
加熱触媒5を配置している。電気加熱触媒5と電気加熱
吸着剤6との間には、必要に応じて外気を排気通路内に
導入する外気導入装置7が設けられている。水温センサ
8、触媒温度センサ9、吸着剤温度センサ10は、それ
ぞれ冷却水温TW、電気加熱触媒5の触媒温度TR、電気加
熱吸着剤6の吸着剤温度TFを検出し、制御手段としての
コントロールユニット11に出力する。コントロールユ
ニット11は、各センサ8、9、10からの信号を基
に、電気加熱触媒5と電気加熱吸着剤6の電流と、外気
導入装置7による外気の導入を制御する。
【0012】図2は、上記装置を制御するための基本的
なフローチャートである。このフローチャートに従い、
上記装置の作用を説明する。
【0013】S101では内燃機関のイグニッション信
号を読み取る。S102でイグニッション信号がONで
あるときは、機関1が始動したと判断し、排気浄化装置
の制御を開始する。S103では冷却水温TWを読み取
る。S104で冷却水温TWが所定温度T1(例えば、35
〜45[℃])より小さいときは、機関1が冷温状態で、
各触媒3、5が非活性であると判断し、電気加熱触媒5
の活性化を促進するためS105に進む。各触媒3、5
が非活性である間に機関1から排出されるHCは、電気
加熱吸着剤6に吸着される。冷却水温TWがT1以上の場合
は、触媒3が活性化しているので排気浄化装置の制御を
終了する。S105では、電気加熱触媒5に電流を流す
と共に、外気導入装置7をONにする。外気を導入する
のは、酸素過剰下で加熱した方が触媒の活性化を早める
ことができるためである。S106では触媒温度TRを読
み取り、S107で電気加熱触媒5の活性状態を判断す
る。触媒温度TRが所定温度T2(例えば、400〜500
[℃])より高い場合は、電気加熱触媒5が十分活性化さ
れたと判断しS108に進む。S108では、電気加熱
触媒5の電流と外気導入装置7をOFFし、電気加熱吸
着剤6に電流を流し加熱する。本実施例では、電気加熱
吸着剤6からHCの脱離が始まる前に電気加熱触媒5が
活性化するように電気加熱触媒5に与える電力を決定し
てある。S109では吸着剤温度TFを読み取り、S11
0で電気加熱吸着剤6からのHC脱離を判断する。吸着
剤温度TFが所定温度T3(例えば、150〜200[℃])
を越えたら、吸着剤に吸着されていたHCが脱離し始め
ると判断しS111に進む。S111ではHCの浄化処
理に必要な酸素を補うために外気導入装置7をONにす
る。S112では吸着剤温度TFを読み取り、S113で
脱離の完了を判断する。吸着剤温度TFが所定温度T4(例
えば、350〜400[℃])より高くなったら、吸着し
ていたHCが完全に脱離したと判断し、S114で電気
加熱吸着剤6の電流と外気導入装置7をOFFし、排気
浄化装置の制御を終了する。
【0014】上記作用により、HCの脱離を排気温度の
上昇によっていたものに比べ、機関始動から脱離処理完
了までの時間が大幅に短縮でき、機関始動後短時間で機
関を停止してしまう場合であっても、吸着剤中にHCが
残留する可能性が低減する。
【0015】また、電気加熱触媒5が完全に活性化した
後にHCの脱離が起こるようにしておくため、HCの浄
化率が非常に良好である。
【0016】さらに、電気加熱触媒5は、電気加熱吸着
剤6が脱離温度に達するまでの間に活性化させれば良い
ので、電気加熱式の触媒のみによる排気浄化装置のよう
にごく短時間の内に触媒を活性温度まで昇温させる必要
がなく、より小さな電力で良好なHC浄化率を実現する
ことができる。
【0017】電気加熱吸着剤6に吸着されるHC量は、
始動から冷却水温TWが所定値に達するまで(暖機が終了
するまで)の間の機関回転と燃料噴射量から推定するこ
とができる。電気加熱吸着剤6に流す電流をこの推定H
C量に応じて制御することにより、電力の効率的な使用
が可能になる。また、HC脱離処理が完了する前に機関
の運転が停止された場合、次回の脱離処理で、前回の推
定HC量を加えた量のHCが電気加熱吸着剤6に吸着さ
れているものとして電気加熱吸着剤6に流す電流を決定
すれば、電気加熱吸着剤6に残留HCが蓄積されていく
ようなことがない。
【0018】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明は、触
媒を電気的に強制加熱可能な電気加熱触媒とし、機関始
動から触媒活性化までの時間を短縮するとともに、吸着
剤も電気的に強制加熱可能な電気加熱吸着剤として、未
燃ガスが吸着剤から脱離するのに必要な時間も短縮す
る。よって、機関始動から脱離処理完了までの時間が大
幅に短縮でき、吸着剤中に未燃ガスが残留する可能性が
低減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる実施例の全体構成を示すシステ
ム構成図
【図2】実施例の制御内容を示すフローチャート
【図3】従来例を示す図
【符号の説明】
1 内燃機関 2 排気通路 5 電気加熱触媒 6 電気加熱吸着剤 11 コントロールユニット(制御手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 尚志 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の排気通路中に設けられ、通電に
    よって加熱可能な電気加熱触媒と、 前記排気通路中の前記電気加熱触媒上流側に設けられ、
    排気ガス中の未燃ガスを吸着し、かつ通電によって加熱
    可能な電気加熱吸着剤と、 前記電気加熱触媒の温度が活性温度以下の時に前記電気
    加熱触媒に通電し、前記電気加熱触媒の温度が活性温度
    以上で、かつ前記電気加熱吸着剤の温度が所定値以下の
    時に前記電気加熱吸着剤に通電するよう制御する制御手
    段と、 を有する内燃機関の排気浄化装置。
JP12866393A 1993-05-31 1993-05-31 内燃機関の排気浄化装置 Pending JPH06336915A (ja)

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