JPH07279651A - 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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- JPH07279651A JPH07279651A JP6073393A JP7339394A JPH07279651A JP H07279651 A JPH07279651 A JP H07279651A JP 6073393 A JP6073393 A JP 6073393A JP 7339394 A JP7339394 A JP 7339394A JP H07279651 A JPH07279651 A JP H07279651A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/40—Engine management systems
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＮＯX 選択還元触媒を用いて機関排気中のＮ
ＯX を還元浄化する際に、三元触媒へのＨＣ成分供給時
の機関出力変動や燃費の悪化を防止する。 【構成】 リーン空燃比運転を行う内燃機関１の排気通
路にリーン空燃比の排気中のＮＯX とＨＣ成分等を選択
的に反応させ得るＮＯX 選択還元触媒１１を配置すると
ともに、第４気筒の排気枝管と触媒１１入口とを接続す
るバイパス通路１３と、バイパス通路１３上にバイパス
制御弁１５とを設ける。エンジン制御回路２０は、機関
のリーン空燃比運転時に一定時間間隔で第４気筒に供給
する燃料量う増大し、第４気筒排気中のＨＣ成分量を増
大するとともに、バイパス制御弁１５を開弁し第４気筒
の排気を直接三元触媒１１に供給する。
ＯX を還元浄化する際に、三元触媒へのＨＣ成分供給時
の機関出力変動や燃費の悪化を防止する。 【構成】 リーン空燃比運転を行う内燃機関１の排気通
路にリーン空燃比の排気中のＮＯX とＨＣ成分等を選択
的に反応させ得るＮＯX 選択還元触媒１１を配置すると
ともに、第４気筒の排気枝管と触媒１１入口とを接続す
るバイパス通路１３と、バイパス通路１３上にバイパス
制御弁１５とを設ける。エンジン制御回路２０は、機関
のリーン空燃比運転時に一定時間間隔で第４気筒に供給
する燃料量う増大し、第４気筒排気中のＨＣ成分量を増
大するとともに、バイパス制御弁１５を開弁し第４気筒
の排気を直接三元触媒１１に供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関し、詳細には機関排気中のＮＯX 成分を効果的に除
去可能な内燃機関の排気浄化装置に関する。
に関し、詳細には機関排気中のＮＯX 成分を効果的に除
去可能な内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】希薄燃焼機関等の、リーン空燃比の運転
を行う内燃機関の排気通路に、リーン空燃比の排気中の
ＮＯX 成分を炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）成
分等と選択的に還元させて浄化するＮＯX 選択還元触媒
を配置した内燃機関の排気浄化装置が知られている。
を行う内燃機関の排気通路に、リーン空燃比の排気中の
ＮＯX 成分を炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）成
分等と選択的に還元させて浄化するＮＯX 選択還元触媒
を配置した内燃機関の排気浄化装置が知られている。
【０００３】このような、排気浄化装置の例としては、
例えば特開平４−２８４１１７号公報に記載されたもの
がある。同公報の排気浄化装置では、ＮＯX 成分を還元
浄化するのに必要なＨＣ成分を選択還元触媒に供給する
ために排気中のＨＣ量を増大させるＨＣ増量手段を設
け、このＨＣ増量手段を間欠的に作動させることによ
り、ＮＯX 選択還元触媒にＮＯX の還元に必要なＨＣ成
分を供給している。
例えば特開平４−２８４１１７号公報に記載されたもの
がある。同公報の排気浄化装置では、ＮＯX 成分を還元
浄化するのに必要なＨＣ成分を選択還元触媒に供給する
ために排気中のＨＣ量を増大させるＨＣ増量手段を設
け、このＨＣ増量手段を間欠的に作動させることによ
り、ＮＯX 選択還元触媒にＮＯX の還元に必要なＨＣ成
分を供給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平４−２８４
１１７号公報のＨＣ増量手段は、加圧容器内に貯蔵した
ＨＣや、機関の燃料をＮＯX 選択還元触媒上流側の排気
通路に供給することにより、或いは機関全体の点火時期
を進角させ、または排気ガス再循環（ＥＧＲ）を行って
機関排気中のＨＣ量を増大させることによりＮＯX 選択
還元触媒にＨＣ成分を供給している。
１１７号公報のＨＣ増量手段は、加圧容器内に貯蔵した
ＨＣや、機関の燃料をＮＯX 選択還元触媒上流側の排気
通路に供給することにより、或いは機関全体の点火時期
を進角させ、または排気ガス再循環（ＥＧＲ）を行って
機関排気中のＨＣ量を増大させることによりＮＯX 選択
還元触媒にＨＣ成分を供給している。
【０００５】ところが、上記公報のように、機関燃料や
別途容器に貯蔵したＨＣを機関排気通路に供給するため
には、排気系や燃料系の大幅な改造を要したり、ＨＣ供
給のための専用装置を別途設置する必要が生じ、装置の
大型化や装置コストの上昇等の問題が生じる。また、点
火時期進角やＥＧＲにより機関排気中のＨＣ量を増大さ
せる方法によれば、既存の装置を大幅に改変することな
く比較的容易にＮＯX 選択還元触媒にＨＣを供給するこ
とが可能であるが、点火時期進角やＥＧＲ量に対する排
気中のＨＣ量の変化の感度は小さいため、排気中のＨＣ
量を十分に増大させるためには点火時期進角量やＥＧＲ
量を大幅に大きく設定する必要が生じ、ＨＣ増量手段の
作動時に機関の出力トルク変動が大きくなってドライバ
ビリティ（いわゆる乗り心地）が悪化する問題が生じ
る。また、点火時期進角やＥＧＲを実施する代わりに、
機関に供給する燃料量を間欠的に増大して機関運転空燃
比をリッチ空燃比側に切り換えることにより排気中のＨ
Ｃ量を増大させることも可能であるが、この場合も機関
運転空燃比の切換にともなって大きなトルク変動が発生
するため、同様にドライバビリティが大幅に悪化する問
題が生じてしまう。更に、上記のように点火時期進角量
やＥＧＲ量を大幅に増大させたり、機関全体の空燃比を
定期的にリッチ側に切り換えたりした場合にはドライバ
ビリティの悪化のみならず、機関の燃料消費率が大幅に
増大する問題がある。
別途容器に貯蔵したＨＣを機関排気通路に供給するため
には、排気系や燃料系の大幅な改造を要したり、ＨＣ供
給のための専用装置を別途設置する必要が生じ、装置の
大型化や装置コストの上昇等の問題が生じる。また、点
火時期進角やＥＧＲにより機関排気中のＨＣ量を増大さ
せる方法によれば、既存の装置を大幅に改変することな
く比較的容易にＮＯX 選択還元触媒にＨＣを供給するこ
とが可能であるが、点火時期進角やＥＧＲ量に対する排
気中のＨＣ量の変化の感度は小さいため、排気中のＨＣ
量を十分に増大させるためには点火時期進角量やＥＧＲ
量を大幅に大きく設定する必要が生じ、ＨＣ増量手段の
作動時に機関の出力トルク変動が大きくなってドライバ
ビリティ（いわゆる乗り心地）が悪化する問題が生じ
る。また、点火時期進角やＥＧＲを実施する代わりに、
機関に供給する燃料量を間欠的に増大して機関運転空燃
比をリッチ空燃比側に切り換えることにより排気中のＨ
Ｃ量を増大させることも可能であるが、この場合も機関
運転空燃比の切換にともなって大きなトルク変動が発生
するため、同様にドライバビリティが大幅に悪化する問
題が生じてしまう。更に、上記のように点火時期進角量
やＥＧＲ量を大幅に増大させたり、機関全体の空燃比を
定期的にリッチ側に切り換えたりした場合にはドライバ
ビリティの悪化のみならず、機関の燃料消費率が大幅に
増大する問題がある。
【０００６】本発明は、上記問題を解決し、装置の大型
化やコストの上昇を伴わず、しかもＮＯX 選択還元触媒
にＨＣを供給する際に大幅なドライバビリティの悪化が
生じたり、機関燃料消費率が大幅に増大することを防止
可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的と
している。
化やコストの上昇を伴わず、しかもＮＯX 選択還元触媒
にＨＣを供給する際に大幅なドライバビリティの悪化が
生じたり、機関燃料消費率が大幅に増大することを防止
可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的と
している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
によれば、リーン空燃比で運転可能な多気筒内燃機関の
各気筒から排出された排気が流れる集合排気通路と、該
集合排気通路に配置された、リーン空燃比の排気中のＮ
ＯX 成分とＨＣ、ＣＯ成分とを選択的に反応させること
のできるＮＯX 選択還元触媒と、機関のリーン空燃比運
転時に、前記内燃機関の一部の気筒のみの排気中のＨ
Ｃ、ＣＯ成分を増大させるＨＣ供給手段とを備え、前記
内燃機関のリーン空燃比運転中に、所定の時間間隔で前
記ＨＣ供給手段を作動させて前記一部の気筒からの排気
中のＨＣ、ＣＯ成分を増大させることにより、前記ＮＯ
X 選択還元触媒にＨＣ、ＣＯ成分を供給することを特徴
とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。
によれば、リーン空燃比で運転可能な多気筒内燃機関の
各気筒から排出された排気が流れる集合排気通路と、該
集合排気通路に配置された、リーン空燃比の排気中のＮ
ＯX 成分とＨＣ、ＣＯ成分とを選択的に反応させること
のできるＮＯX 選択還元触媒と、機関のリーン空燃比運
転時に、前記内燃機関の一部の気筒のみの排気中のＨ
Ｃ、ＣＯ成分を増大させるＨＣ供給手段とを備え、前記
内燃機関のリーン空燃比運転中に、所定の時間間隔で前
記ＨＣ供給手段を作動させて前記一部の気筒からの排気
中のＨＣ、ＣＯ成分を増大させることにより、前記ＮＯ
X 選択還元触媒にＨＣ、ＣＯ成分を供給することを特徴
とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【０００８】また、請求項２に記載の本発明によれば、
請求項１に記載の排気浄化装置において、更に、前記機
関の各気筒の排気ポートと前記集合排気通路とを接続す
る排気枝管と、前記一部の気筒の前記排気枝管と前記集
合排気通路の前記ＮＯX 選択還元触媒入口とを接続する
バイパス通路と、該バイパス通路を閉塞するバイパス制
御弁と、前記ＨＣ供給手段作動時に、前記バイパス制御
弁を開弁するバイパス制御手段とを備えたことを特徴と
する排気浄化装置が提供される。
請求項１に記載の排気浄化装置において、更に、前記機
関の各気筒の排気ポートと前記集合排気通路とを接続す
る排気枝管と、前記一部の気筒の前記排気枝管と前記集
合排気通路の前記ＮＯX 選択還元触媒入口とを接続する
バイパス通路と、該バイパス通路を閉塞するバイパス制
御弁と、前記ＨＣ供給手段作動時に、前記バイパス制御
弁を開弁するバイパス制御手段とを備えたことを特徴と
する排気浄化装置が提供される。
【０００９】
【作用】請求項１に記載の本発明では、ＨＣ供給手段は
機関全体ではなく一部の気筒のみについて運転空燃比切
換等のＨＣ増量操作を行い、一部の気筒からのみの排気
中のＨＣ量を増大させる。これにより、ＮＯX 選択還元
触媒にはＮＯX の浄化に必要な量のＨＣが供給される。
また、ＨＣ増量操作を行う気筒ではＨＣ供給手段作動時
にトルク変動が生じることになるが、他の気筒ではトル
ク変動は生じないため機関全体としてのトルク変動は小
さくなり、ＨＣ供給手段作動時のドライバビリティの悪
化が防止される。また、一部の気筒のみに運転空燃比切
換等のＨＣ増量操作を実施するようにしたことにより、
機関全体でＨＣ増量操作を行った場合に較べて全体とし
ての燃料消費率の増大は小さくなり、燃費の大幅な悪化
が防止される。
機関全体ではなく一部の気筒のみについて運転空燃比切
換等のＨＣ増量操作を行い、一部の気筒からのみの排気
中のＨＣ量を増大させる。これにより、ＮＯX 選択還元
触媒にはＮＯX の浄化に必要な量のＨＣが供給される。
また、ＨＣ増量操作を行う気筒ではＨＣ供給手段作動時
にトルク変動が生じることになるが、他の気筒ではトル
ク変動は生じないため機関全体としてのトルク変動は小
さくなり、ＨＣ供給手段作動時のドライバビリティの悪
化が防止される。また、一部の気筒のみに運転空燃比切
換等のＨＣ増量操作を実施するようにしたことにより、
機関全体でＨＣ増量操作を行った場合に較べて全体とし
ての燃料消費率の増大は小さくなり、燃費の大幅な悪化
が防止される。
【００１０】また、上記のように一部の気筒からの排気
中のＨＣ成分等を増大させた場合、例えば機関負荷が高
く排気温度が上昇しているような場合等では、上記一部
の気筒から排出されたＨＣ成分は排気マニホルドで他の
気筒からの高温かつ酸素濃度の高い排気と混じり合うた
め、排気通路のＮＯX 選択還元触媒に到達するまでに酸
化されてしまい、ＮＯX 選択還元触媒に十分な量のＨＣ
成分等が供給されなくなる場合が生じる。
中のＨＣ成分等を増大させた場合、例えば機関負荷が高
く排気温度が上昇しているような場合等では、上記一部
の気筒から排出されたＨＣ成分は排気マニホルドで他の
気筒からの高温かつ酸素濃度の高い排気と混じり合うた
め、排気通路のＮＯX 選択還元触媒に到達するまでに酸
化されてしまい、ＮＯX 選択還元触媒に十分な量のＨＣ
成分等が供給されなくなる場合が生じる。
【００１１】請求項２に記載の発明では、ＨＣ増量操作
を行う気筒の吸気ポートと集合排気管とを接続する排気
枝管とＮＯX 選択還元触媒入口とを接続するバイパス通
路と、このバイパス通路に設けたバイパス制御弁をＨＣ
供給手段作動時に開弁するパイパス制御手段とを設けた
ため、ＨＣ供給手段作動時に前記一部の気筒から排出さ
れたＨＣ成分等を多く含む排気は、他の気筒の排気と混
合することなく選択還元触媒に直接供給される。従っ
て、請求項２の発明では、請求項１の作用に加え、ＨＣ
増量操作を行う気筒の排気中のＨＣ成分が、集合排気管
内で酸化されずに直接選択還元触媒に到達するようにな
る。
を行う気筒の吸気ポートと集合排気管とを接続する排気
枝管とＮＯX 選択還元触媒入口とを接続するバイパス通
路と、このバイパス通路に設けたバイパス制御弁をＨＣ
供給手段作動時に開弁するパイパス制御手段とを設けた
ため、ＨＣ供給手段作動時に前記一部の気筒から排出さ
れたＨＣ成分等を多く含む排気は、他の気筒の排気と混
合することなく選択還元触媒に直接供給される。従っ
て、請求項２の発明では、請求項１の作用に加え、ＨＣ
増量操作を行う気筒の排気中のＨＣ成分が、集合排気管
内で酸化されずに直接選択還元触媒に到達するようにな
る。
【００１２】
【実施例】以下、添付図面を用いて本発明の実施例を説
明する。図１は本発明の排気浄化装置の構成の一例を示
す略示図である。図１において、１は希薄燃焼を行うガ
ソリンエンジン等、リーン空燃比での運転が可能な内燃
機関を示す。本実施例では、内燃機関１は４つの気筒
（図１に＃１から＃４で示す）を有する多気筒機関とし
て構成され、各気筒の排気ポートは、排気マニホルド５
を介して集合排気管７に接続されている。図１に１ａか
ら４ａで示したのは、それぞれ各気筒の排気ポートをマ
ニホルド５の集合部５ａに接続する排気枝管である。
明する。図１は本発明の排気浄化装置の構成の一例を示
す略示図である。図１において、１は希薄燃焼を行うガ
ソリンエンジン等、リーン空燃比での運転が可能な内燃
機関を示す。本実施例では、内燃機関１は４つの気筒
（図１に＃１から＃４で示す）を有する多気筒機関とし
て構成され、各気筒の排気ポートは、排気マニホルド５
を介して集合排気管７に接続されている。図１に１ａか
ら４ａで示したのは、それぞれ各気筒の排気ポートをマ
ニホルド５の集合部５ａに接続する排気枝管である。
【００１３】また、図１に９で示すのは、集合排気通路
７のマニホルド５集合部５ａ近傍に設けられた三元触媒
である。三元触媒９は、排気空燃比が理論空燃比近傍に
あるときに排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯX の三成分を同時
に浄化する公知のものが使用される。本実施例では、機
関１の運転空燃比は機関負荷に応じて制御され、後述の
ように軽負荷及び中負荷時にはリーン空燃比で、高負荷
時には理論空燃比で、全負荷時にはリッチ空燃比で、そ
れぞれ運転される。
７のマニホルド５集合部５ａ近傍に設けられた三元触媒
である。三元触媒９は、排気空燃比が理論空燃比近傍に
あるときに排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯX の三成分を同時
に浄化する公知のものが使用される。本実施例では、機
関１の運転空燃比は機関負荷に応じて制御され、後述の
ように軽負荷及び中負荷時にはリーン空燃比で、高負荷
時には理論空燃比で、全負荷時にはリッチ空燃比で、そ
れぞれ運転される。
【００１４】三元触媒９は、上述のように理論空燃比近
傍では排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯXの三成分を同時に浄
化することが可能であるが、排気空燃比がリッチの場合
にはＨＣ、ＣＯの浄化能力が、また排気空燃比がリーン
の場合にはＮＯX の浄化能力がそれぞれ低下する。そこ
で、本実施例では排気空燃比がリッチの場合には三元触
媒９に加えて後述するＮＯX 選択還元触媒１１により排
気中のＨＣ、ＣＯ成分を浄化するとともに、運転領域の
大部分を占めるリーン空燃比運転時、すなわち排気空燃
比がリーンの時には主にＮＯX 選択還元触媒１１により
排気中のＮＯXを還元浄化するようにしている。
傍では排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯXの三成分を同時に浄
化することが可能であるが、排気空燃比がリッチの場合
にはＨＣ、ＣＯの浄化能力が、また排気空燃比がリーン
の場合にはＮＯX の浄化能力がそれぞれ低下する。そこ
で、本実施例では排気空燃比がリッチの場合には三元触
媒９に加えて後述するＮＯX 選択還元触媒１１により排
気中のＨＣ、ＣＯ成分を浄化するとともに、運転領域の
大部分を占めるリーン空燃比運転時、すなわち排気空燃
比がリーンの時には主にＮＯX 選択還元触媒１１により
排気中のＮＯXを還元浄化するようにしている。
【００１５】なお、本明細書では機関１と触媒９、１１
上流側の排気系に供給された空気量と燃料の量との比を
排気空燃比と定義する。従って、排気通路の触媒９、１
１上流側に二次空気や燃料が別途供給されていない状態
では排気空燃比は機関１の運転空燃比（機関の燃焼空燃
比）と一致する。図１に１１で示すのは三元触媒９下流
側に設けられたＮＯX 選択還元触媒である。ＮＯX 選択
還元触媒１１としては、例えばゼオライトＺＳＭ−５に
Ｃｕ等の金属をイオン交換して担持させたものが用いら
れる。ＮＯX 選択還元触媒１１は排気空燃比がリーンの
ときに、適量のＨＣ、ＣＯ等の存在下でＮＯX をＨＣ、
ＣＯと選択的に反応させることにより、排気中のＮＯX
を還元してＮ2 に転換する機能を有すしている。すなわ
ち、ＮＯX 選択還元触媒１１は、流入する排気中にＨＣ
等の成分が存在すると、これらＨＣ成分等をゼオライト
の細孔に吸着して保持し、このＨＣ成分等を用いてリー
ン空燃比雰囲気下で排気中のＮＯX を還元浄化する。こ
のため、ＮＯX 選択還元触媒１１でＮＯX を浄化するた
めには触媒１１内に適量のＨＣ成分等が吸着されている
ことが必要とされる。
上流側の排気系に供給された空気量と燃料の量との比を
排気空燃比と定義する。従って、排気通路の触媒９、１
１上流側に二次空気や燃料が別途供給されていない状態
では排気空燃比は機関１の運転空燃比（機関の燃焼空燃
比）と一致する。図１に１１で示すのは三元触媒９下流
側に設けられたＮＯX 選択還元触媒である。ＮＯX 選択
還元触媒１１としては、例えばゼオライトＺＳＭ−５に
Ｃｕ等の金属をイオン交換して担持させたものが用いら
れる。ＮＯX 選択還元触媒１１は排気空燃比がリーンの
ときに、適量のＨＣ、ＣＯ等の存在下でＮＯX をＨＣ、
ＣＯと選択的に反応させることにより、排気中のＮＯX
を還元してＮ2 に転換する機能を有すしている。すなわ
ち、ＮＯX 選択還元触媒１１は、流入する排気中にＨＣ
等の成分が存在すると、これらＨＣ成分等をゼオライト
の細孔に吸着して保持し、このＨＣ成分等を用いてリー
ン空燃比雰囲気下で排気中のＮＯX を還元浄化する。こ
のため、ＮＯX 選択還元触媒１１でＮＯX を浄化するた
めには触媒１１内に適量のＨＣ成分等が吸着されている
ことが必要とされる。
【００１６】ところが、機関のリーン空燃比運転時は、
排気中のＨＣ成分等の量は極めて少なくなるため、機関
のリーン空燃比運転が続くと吸着されたＨＣ成分等が排
気中のＮＯX の還元に消費されて選択還元触媒内のＨＣ
吸着量が減少してしまい、触媒のＮＯX 浄化能力が低下
してしまう。これを防止するためには、リーン空燃比運
転実施時には定期的にＮＯX 選択還元触媒１１にＨＣ成
分等を供給することにより、常に選択還元触媒内に適量
のＨＣ成分等が保持されるようにしなければならない。
排気中のＨＣ成分等の量は極めて少なくなるため、機関
のリーン空燃比運転が続くと吸着されたＨＣ成分等が排
気中のＮＯX の還元に消費されて選択還元触媒内のＨＣ
吸着量が減少してしまい、触媒のＮＯX 浄化能力が低下
してしまう。これを防止するためには、リーン空燃比運
転実施時には定期的にＮＯX 選択還元触媒１１にＨＣ成
分等を供給することにより、常に選択還元触媒内に適量
のＨＣ成分等が保持されるようにしなければならない。
【００１７】本実施例では、後述のように、リーン空燃
比運転時に機関１の一部の気筒（本実施例では第４気
筒）の運転空燃比を定期的にリッチまたは理論空燃比と
してこの気筒の排気中のＨＣ、ＣＯ成分を増大させるこ
とにより、触媒１１にＨＣ成分等を供給し、触媒１１内
に常に適量のＨＣ成分が保持されるようにしている。ま
た、本実施例では、内燃機関の第４気筒の排気枝管４ａ
と、集合排気管７のＮＯX 選択還元触媒１１入口部分と
を接続するバイパス通路１３が設けられている。図１に
１５で示すのは、バイパス通路１３上に設けられ、後述
するエンジン制御回路２０からの制御信号によりバイパ
ス通路１３を開閉するバイパス制御弁、１５ａで示すの
は、制御回路２０からの信号に応じてバイパス制御弁１
５を開閉駆動する、負圧アクチュエータ、ソレノイドな
どの適宜な形式のアクチュエータである。
比運転時に機関１の一部の気筒（本実施例では第４気
筒）の運転空燃比を定期的にリッチまたは理論空燃比と
してこの気筒の排気中のＨＣ、ＣＯ成分を増大させるこ
とにより、触媒１１にＨＣ成分等を供給し、触媒１１内
に常に適量のＨＣ成分が保持されるようにしている。ま
た、本実施例では、内燃機関の第４気筒の排気枝管４ａ
と、集合排気管７のＮＯX 選択還元触媒１１入口部分と
を接続するバイパス通路１３が設けられている。図１に
１５で示すのは、バイパス通路１３上に設けられ、後述
するエンジン制御回路２０からの制御信号によりバイパ
ス通路１３を開閉するバイパス制御弁、１５ａで示すの
は、制御回路２０からの信号に応じてバイパス制御弁１
５を開閉駆動する、負圧アクチュエータ、ソレノイドな
どの適宜な形式のアクチュエータである。
【００１８】本実施例では、バイパス制御弁１３はリー
ン空燃比運転中に第４気筒の運転空燃比がリッチまたは
理論空燃比に切換られたときに開弁し、排気枝管４ａ内
の第４気筒からの排気を、他の気筒からの排気と混合す
ることなく選択還元触媒１１に直接導くようにしてい
る。前述のように、第４気筒の運転空燃比がリッチまた
は理論空燃比に切り換えられると、第４気筒からの排気
中のＨＣ成分等は急激に増大するが、たとえば、機関負
荷が高く他の気筒の排気温度が高いような場合には第４
気筒からの排気と他の気筒からの排気とが排気マニホル
ド５内で混合すると、第４気筒からの排気中のＨＣ成分
等は酸素を多量に含む他の気筒からの高温の排気に接触
することになり、第４気筒から排出されたＨＣ成分等が
選択還元触媒１１に到達する前にマニホルド５内で酸化
されてしまい、選択還元触媒１１に十分な量のＨＣ成分
等を供給できなくなる場合がある。また、本実施例では
選択還元触媒１１の上流側に三元触媒９を設けているた
め、第４気筒からの排気が三元触媒９を通過すると同様
に排気中のＨＣ成分等が三元触媒９により酸化されてし
まう。
ン空燃比運転中に第４気筒の運転空燃比がリッチまたは
理論空燃比に切換られたときに開弁し、排気枝管４ａ内
の第４気筒からの排気を、他の気筒からの排気と混合す
ることなく選択還元触媒１１に直接導くようにしてい
る。前述のように、第４気筒の運転空燃比がリッチまた
は理論空燃比に切り換えられると、第４気筒からの排気
中のＨＣ成分等は急激に増大するが、たとえば、機関負
荷が高く他の気筒の排気温度が高いような場合には第４
気筒からの排気と他の気筒からの排気とが排気マニホル
ド５内で混合すると、第４気筒からの排気中のＨＣ成分
等は酸素を多量に含む他の気筒からの高温の排気に接触
することになり、第４気筒から排出されたＨＣ成分等が
選択還元触媒１１に到達する前にマニホルド５内で酸化
されてしまい、選択還元触媒１１に十分な量のＨＣ成分
等を供給できなくなる場合がある。また、本実施例では
選択還元触媒１１の上流側に三元触媒９を設けているた
め、第４気筒からの排気が三元触媒９を通過すると同様
に排気中のＨＣ成分等が三元触媒９により酸化されてし
まう。
【００１９】このため、本実施例ではＨＣ供給操作時
に、第４気筒の排気をバイパス通路１３を介して直接、
選択還元触媒１１の入口に導くことにより、排気中のＨ
Ｃ成分等が他の気筒からの排気と接触して、或いは三元
触媒９により酸化されることを防止しして、十分な量の
ＨＣ成分等が選択還元触媒１１に到達するようにしてい
る。なお、選択還元触媒１１入口部では、第４気筒から
の排気と他の気筒からの排気とが混合することになる
が、選択還元触媒１１は集合排気管７下流側の機関１か
ら離れた位置に配置されており、この部分では排気温度
も十分に低くなっているため他の気筒からの排気との混
合によるＨＣ成分の酸化は極めて少なく、第４気筒から
の排気中のＨＣ成分等の大幅な減少は生じない。
に、第４気筒の排気をバイパス通路１３を介して直接、
選択還元触媒１１の入口に導くことにより、排気中のＨ
Ｃ成分等が他の気筒からの排気と接触して、或いは三元
触媒９により酸化されることを防止しして、十分な量の
ＨＣ成分等が選択還元触媒１１に到達するようにしてい
る。なお、選択還元触媒１１入口部では、第４気筒から
の排気と他の気筒からの排気とが混合することになる
が、選択還元触媒１１は集合排気管７下流側の機関１か
ら離れた位置に配置されており、この部分では排気温度
も十分に低くなっているため他の気筒からの排気との混
合によるＨＣ成分の酸化は極めて少なく、第４気筒から
の排気中のＨＣ成分等の大幅な減少は生じない。
【００２０】また、このようにバイパス通路１３を設け
て選択還元触媒１１に直接ＨＣ成分等を供給するように
したことにより、機関１から離れた位置に選択還元触媒
１１を配置した場合でも十分な量のＨＣ成分等を選択還
元触媒１１に到達させることができる。このため、選択
還元触媒１１を機関１から離れた下流側の排気温度の低
い位置に配置することが可能となり、選択還元触媒１１
の熱劣化を防止して耐久性を向上させることが可能とな
る。
て選択還元触媒１１に直接ＨＣ成分等を供給するように
したことにより、機関１から離れた位置に選択還元触媒
１１を配置した場合でも十分な量のＨＣ成分等を選択還
元触媒１１に到達させることができる。このため、選択
還元触媒１１を機関１から離れた下流側の排気温度の低
い位置に配置することが可能となり、選択還元触媒１１
の熱劣化を防止して耐久性を向上させることが可能とな
る。
【００２１】図１に２０で示すエンジン制御回路は、Ｃ
ＰＵ（マイクロプロセッサ）、ＲＡＭ（ランダムアクセ
スメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、及び入力
ポート、出力ポートを相互に双方向バスで接続した構成
の公知のディジタルコンピュータからなり、機関１の空
燃比制御、点火時期制御等の基本制御を行う他、本実施
例では、リーン空燃比運転時に一定時間毎に機関１の第
４気筒のみ空燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比に切
り換えて、第４気筒の排気中のＨＣ、ＣＯ成分を増大さ
せる、ＨＣ供給手段、及びバイパス制御弁１５の開閉動
作を制御するバイパス制御手段としての機能を果たして
いる。
ＰＵ（マイクロプロセッサ）、ＲＡＭ（ランダムアクセ
スメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、及び入力
ポート、出力ポートを相互に双方向バスで接続した構成
の公知のディジタルコンピュータからなり、機関１の空
燃比制御、点火時期制御等の基本制御を行う他、本実施
例では、リーン空燃比運転時に一定時間毎に機関１の第
４気筒のみ空燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比に切
り換えて、第４気筒の排気中のＨＣ、ＣＯ成分を増大さ
せる、ＨＣ供給手段、及びバイパス制御弁１５の開閉動
作を制御するバイパス制御手段としての機能を果たして
いる。
【００２２】これらの制御のため、制御回路２０の入力
ポートには機関吸気マニホルド（図示せず）に設けられ
た吸気圧センサ３１から機関吸気圧力ＰＭと、機関ディ
ストリビュータ（図示せず）に設けられた回転数センサ
３３から機関回転数Ｎとがそれぞれ入力されており、ま
た、制御回路２０の出力ポートは、各気筒の吸気ポート
に設けられた燃料噴射弁（図示せず）に接続され、各気
筒への燃料噴射量を制御するとともに、バイパス制御弁
１５のアクチュエータ１５ａに接続され、バイパス制御
弁１５の開閉制御を行っている。
ポートには機関吸気マニホルド（図示せず）に設けられ
た吸気圧センサ３１から機関吸気圧力ＰＭと、機関ディ
ストリビュータ（図示せず）に設けられた回転数センサ
３３から機関回転数Ｎとがそれぞれ入力されており、ま
た、制御回路２０の出力ポートは、各気筒の吸気ポート
に設けられた燃料噴射弁（図示せず）に接続され、各気
筒への燃料噴射量を制御するとともに、バイパス制御弁
１５のアクチュエータ１５ａに接続され、バイパス制御
弁１５の開閉制御を行っている。
【００２３】次に、本実施例の第１から第３気筒の、す
なわちＨＣ成分の増大操作を行わない気筒の空燃比制御
について簡単に説明する。本実施例では、第１から第３
気筒の吸気ポートに設けられた燃料噴射弁からの燃料噴
射量、すなわち燃料噴射時の燃料噴射弁の開弁時間（燃
料噴射時間）ＴＡＵは、制御回路２０により、例えばＴ
ＡＵ＝ＴＰ×Ｋとして算出される。
なわちＨＣ成分の増大操作を行わない気筒の空燃比制御
について簡単に説明する。本実施例では、第１から第３
気筒の吸気ポートに設けられた燃料噴射弁からの燃料噴
射量、すなわち燃料噴射時の燃料噴射弁の開弁時間（燃
料噴射時間）ＴＡＵは、制御回路２０により、例えばＴ
ＡＵ＝ＴＰ×Ｋとして算出される。
【００２４】ここで、ＴＰは機関燃焼室内に供給される
混合気の空燃比を理論空燃比にするために必要とされる
燃料噴射時間、すなわち基本燃料噴射時間を示し、吸気
圧センサ３１により検出された吸気マニホルド内絶対圧
ＰＭ（すなわち機関負荷）と機関回転数Ｎとの関数とし
て、予め実験等により求められ、図２に示すような数値
テーブルの形で制御回路２０のＲＯＭに格納されてい
る。
混合気の空燃比を理論空燃比にするために必要とされる
燃料噴射時間、すなわち基本燃料噴射時間を示し、吸気
圧センサ３１により検出された吸気マニホルド内絶対圧
ＰＭ（すなわち機関負荷）と機関回転数Ｎとの関数とし
て、予め実験等により求められ、図２に示すような数値
テーブルの形で制御回路２０のＲＯＭに格納されてい
る。
【００２５】また、Ｋは機関空燃比を制御するための補
正係数であり、Ｋ＝１．０に設定すると機関空燃比は理
論空燃比になる。また、Ｋ＞１．０に設定すれば機関空
燃比は理論空燃比より小さく（すなわちリッチ空燃比
に）なり、Ｋ＜１．０に設定すると機関空燃比は理論空
燃比より大きく（すなわちリーン空燃比に）なる。補正
係数Ｋの値は、吸気マニホルド内の絶対圧ＰＭと機関回
転数Ｎとの関数として、例えば図３に示すような形で与
えられている。すなわち、図３に示すように、本実施例
ではＰＭが比較的低い領域（機関低中負荷運転領域）で
は補正係数Ｋは１．０より小さく設定され、機関はリー
ン空燃比で運転される。また、ＰＭが比較的高い領域
（機関高負荷運転領域）では補正係数Ｋの値は１．０と
され、機関は理論空燃比で運転される。また、更にＰＭ
が高い領域（機関全負荷運転領域）では、補正係数Ｋの
値は１．０より大きく設定され機関はリッチ空燃比で運
転されることになる。通常、車両用機関等では低中負荷
運転が行われる頻度が最も高いため、機関１は大部分の
運転領域においてリーン空燃比で運転されることにな
る。
正係数であり、Ｋ＝１．０に設定すると機関空燃比は理
論空燃比になる。また、Ｋ＞１．０に設定すれば機関空
燃比は理論空燃比より小さく（すなわちリッチ空燃比
に）なり、Ｋ＜１．０に設定すると機関空燃比は理論空
燃比より大きく（すなわちリーン空燃比に）なる。補正
係数Ｋの値は、吸気マニホルド内の絶対圧ＰＭと機関回
転数Ｎとの関数として、例えば図３に示すような形で与
えられている。すなわち、図３に示すように、本実施例
ではＰＭが比較的低い領域（機関低中負荷運転領域）で
は補正係数Ｋは１．０より小さく設定され、機関はリー
ン空燃比で運転される。また、ＰＭが比較的高い領域
（機関高負荷運転領域）では補正係数Ｋの値は１．０と
され、機関は理論空燃比で運転される。また、更にＰＭ
が高い領域（機関全負荷運転領域）では、補正係数Ｋの
値は１．０より大きく設定され機関はリッチ空燃比で運
転されることになる。通常、車両用機関等では低中負荷
運転が行われる頻度が最も高いため、機関１は大部分の
運転領域においてリーン空燃比で運転されることにな
る。
【００２６】次に、本実施例の第４気筒の空燃比制御に
ついて説明する。本実施例では、第４気筒の燃料噴射弁
からの燃料噴射時間ＴＡＵ4 は、前述の第１から第３気
筒の燃料噴射時間ＴＡＵと同様に、ＴＡＵ4 ＝ＴＰ×Ｋ
4 として計算される。ここで、Ｋ4 は第４気筒専用の空
燃比補正係数である。本実施例では、通常時（第４気筒
からのＨＣ供給操作を行わない時）は補正係数Ｋ4 の値
は第１から第３気筒の補正係数Ｋと同じ値に設定され
る。また、機関がリーン空燃比運転中（すなわち、Ｋ4
＜１．０に設定されている時）にはＫ4は機関運転条件
から定まる一定の時間毎に１．０以上の値（Ｋ4 ≧１．
０）に切り換える。これにより、第４気筒からは一定の
時間毎にＨＣ成分等を多く含む排気が排出される。
ついて説明する。本実施例では、第４気筒の燃料噴射弁
からの燃料噴射時間ＴＡＵ4 は、前述の第１から第３気
筒の燃料噴射時間ＴＡＵと同様に、ＴＡＵ4 ＝ＴＰ×Ｋ
4 として計算される。ここで、Ｋ4 は第４気筒専用の空
燃比補正係数である。本実施例では、通常時（第４気筒
からのＨＣ供給操作を行わない時）は補正係数Ｋ4 の値
は第１から第３気筒の補正係数Ｋと同じ値に設定され
る。また、機関がリーン空燃比運転中（すなわち、Ｋ4
＜１．０に設定されている時）にはＫ4は機関運転条件
から定まる一定の時間毎に１．０以上の値（Ｋ4 ≧１．
０）に切り換える。これにより、第４気筒からは一定の
時間毎にＨＣ成分等を多く含む排気が排出される。
【００２７】機関運転条件に応じてＫ4 を１．０以上に
切り換える間隔を変えるのは、機関運転条件により機関
のＮＯX 排出量が変化するため選択還元触媒１１に吸着
されたＨＣ成分等の消費量が変化するためである。ま
た、制御回路２０は、上記により、Ｋ4 が１．０以上の
値に切り換えられた時にバイパス通路１３の制御弁１５
を開弁し、第４気筒からの排気を排気マニホルド５を介
さずに直接選択還元触媒１１に供給する。これにより、
第４気筒で発生したＨＣ成分等は、途中で酸化すること
なく選択還元触媒１１に直接供給され、触媒１１に吸着
される。
切り換える間隔を変えるのは、機関運転条件により機関
のＮＯX 排出量が変化するため選択還元触媒１１に吸着
されたＨＣ成分等の消費量が変化するためである。ま
た、制御回路２０は、上記により、Ｋ4 が１．０以上の
値に切り換えられた時にバイパス通路１３の制御弁１５
を開弁し、第４気筒からの排気を排気マニホルド５を介
さずに直接選択還元触媒１１に供給する。これにより、
第４気筒で発生したＨＣ成分等は、途中で酸化すること
なく選択還元触媒１１に直接供給され、触媒１１に吸着
される。
【００２８】図４は、選択還元触媒１１への上記ＨＣ供
給制御の一例を示すフローチャートである。本ルーチン
は制御回路２０により一定時間毎に実行される。図４に
おいてルーチンがスタートすると、ステップ４０１で
は、吸気マニホルド圧力ＰＭと機関回転数Ｎとがそれぞ
れ吸気圧センサ３１、回転数センサ３３とから読み込ま
れ、ステップ４０３では図３の関係からＰＭ、Ｎを用い
て第１から第３気筒の空燃比補正係数Ｋの値が決定され
る。本実施例では、図３のＫの値はＰＭ、Ｎを用いた図
２と同様な形式の数値テーブルとして制御回路２０のＲ
ＯＭに格納されており、ステップ４０３ではこの数値テ
ーブルからＫの値が詠みだされる。
給制御の一例を示すフローチャートである。本ルーチン
は制御回路２０により一定時間毎に実行される。図４に
おいてルーチンがスタートすると、ステップ４０１で
は、吸気マニホルド圧力ＰＭと機関回転数Ｎとがそれぞ
れ吸気圧センサ３１、回転数センサ３３とから読み込ま
れ、ステップ４０３では図３の関係からＰＭ、Ｎを用い
て第１から第３気筒の空燃比補正係数Ｋの値が決定され
る。本実施例では、図３のＫの値はＰＭ、Ｎを用いた図
２と同様な形式の数値テーブルとして制御回路２０のＲ
ＯＭに格納されており、ステップ４０３ではこの数値テ
ーブルからＫの値が詠みだされる。
【００２９】次いでステップ４０５では、上記により決
定したＫの値が１．０より小さいか否かが判断される。
ステップ４０５でＫ≧１．０の場合（すなわち、機関全
体がリッチまたは理論空燃比で運転されるべき場合）に
は、第４気筒のみの空燃比を切り換える必要はないた
め、ステップ４２１、ステップ４２３でカウンタｔとＣ
の値をクリアするとともに、ステップ４２５で第４気筒
の空燃比補正係数Ｋ4 の値を他の気筒の空燃比補正係数
Ｋの値と同一に設定し、ステップ４２７で設定したＫ、
Ｋ4 の値を制御回路２０のＲＡＭに格納してルーチンを
終了する。また、この場合には、ステップ４２６でバイ
パス通路１３のバイパス制御弁１５は閉弁される。これ
により、別途制御回路２０により実行される燃料噴射量
制御ルーチンでは、機関１の気筒全部の燃料噴射量は同
一の値（リッチまたは理論空燃比となる値）に設定され
る。なお、カウンタｔ、Ｃについては後述する。
定したＫの値が１．０より小さいか否かが判断される。
ステップ４０５でＫ≧１．０の場合（すなわち、機関全
体がリッチまたは理論空燃比で運転されるべき場合）に
は、第４気筒のみの空燃比を切り換える必要はないた
め、ステップ４２１、ステップ４２３でカウンタｔとＣ
の値をクリアするとともに、ステップ４２５で第４気筒
の空燃比補正係数Ｋ4 の値を他の気筒の空燃比補正係数
Ｋの値と同一に設定し、ステップ４２７で設定したＫ、
Ｋ4 の値を制御回路２０のＲＡＭに格納してルーチンを
終了する。また、この場合には、ステップ４２６でバイ
パス通路１３のバイパス制御弁１５は閉弁される。これ
により、別途制御回路２０により実行される燃料噴射量
制御ルーチンでは、機関１の気筒全部の燃料噴射量は同
一の値（リッチまたは理論空燃比となる値）に設定され
る。なお、カウンタｔ、Ｃについては後述する。
【００３０】一方、ステップ４０５でＫ＜１．０、すな
わち機関全体がリーン空燃比で運転されるべき場合に
は、ステップ４０７でカウンタｔの値がプラス１カウン
トアップされる。ｔは、機関がリッチまたは理論空燃比
で運転されているときには（ステップ４０５でＫ≧１．
０のときには）ステップ４２１でクリアされ、機関がリ
ーン空燃比で運転されているときのみカウントアップさ
れるカウンタである。この操作により、カウンタｔの値
は機関がリーン空燃比運転される条件になってからの経
過時間に対応する値がルーチン実行毎に設定されるよう
になる。
わち機関全体がリーン空燃比で運転されるべき場合に
は、ステップ４０７でカウンタｔの値がプラス１カウン
トアップされる。ｔは、機関がリッチまたは理論空燃比
で運転されているときには（ステップ４０５でＫ≧１．
０のときには）ステップ４２１でクリアされ、機関がリ
ーン空燃比で運転されているときのみカウントアップさ
れるカウンタである。この操作により、カウンタｔの値
は機関がリーン空燃比運転される条件になってからの経
過時間に対応する値がルーチン実行毎に設定されるよう
になる。
【００３１】ついで、ステップ４０９ではｔ0 の値が決
定される。ｔ0 は、選択還元触媒１１へのＨＣ成分等の
供給操作を行う時間間隔を表すパラメータである。ｔ0
の決定については後述する。また、ステップ４１１では
上記経過時間ｔがｔ0 より小さいか否かが判定され、ｔ
＜ｔ0 の場合には、すなわち 前回第４気筒からのＨＣ
供給操作を行ってから所定時間が経過していない時に
は、ステップ４１３に進み、第４気筒の空燃比補正係数
Ｋ4 を他の気筒の空燃比補正係数Ｋ（この場合はＫ＜
１．０）と同一の値に設定し、ステップ４１４でバイパ
ス制御弁１５を閉弁するとともに、ステップ４２７で
Ｋ、Ｋ4 の値をＲＡＭに格納してルーチンを終了する。
定される。ｔ0 は、選択還元触媒１１へのＨＣ成分等の
供給操作を行う時間間隔を表すパラメータである。ｔ0
の決定については後述する。また、ステップ４１１では
上記経過時間ｔがｔ0 より小さいか否かが判定され、ｔ
＜ｔ0 の場合には、すなわち 前回第４気筒からのＨＣ
供給操作を行ってから所定時間が経過していない時に
は、ステップ４１３に進み、第４気筒の空燃比補正係数
Ｋ4 を他の気筒の空燃比補正係数Ｋ（この場合はＫ＜
１．０）と同一の値に設定し、ステップ４１４でバイパ
ス制御弁１５を閉弁するとともに、ステップ４２７で
Ｋ、Ｋ4 の値をＲＡＭに格納してルーチンを終了する。
【００３２】また、ステップ４１１でｔ≧ｔ0 であった
場合、すなわち第４気筒からのＨＣ供給操作を行うべき
時間間隔が経過している場合には、ステップ４１５に進
み、カウンタＣの値をプラス１カウントアップし、ステ
ップ４１７でカウンタＣが所定値Ｃ0 より小さいか否か
が判定される。ここで、Ｃ0 はＨＣ供給操作時に第４気
筒をリッチまたは理論空燃比に保持する時間に相当する
値である。
場合、すなわち第４気筒からのＨＣ供給操作を行うべき
時間間隔が経過している場合には、ステップ４１５に進
み、カウンタＣの値をプラス１カウントアップし、ステ
ップ４１７でカウンタＣが所定値Ｃ0 より小さいか否か
が判定される。ここで、Ｃ0 はＨＣ供給操作時に第４気
筒をリッチまたは理論空燃比に保持する時間に相当する
値である。
【００３３】ステップ４１７でＣ＜Ｃ0 の場合、第４気
筒をリッチまたは理論空燃比に保持すべき時間が経過し
ていないため、ステップ４１９に進み、第４気筒の空燃
比補正係数Ｋ4 を所定値αに設定した後、ステップ４２
０でバイパス制御弁１５を開弁してからステップ４２７
に進み、Ｋ、Ｋ4 の値をＲＡＭに格納してルーチンを終
了する。ここで、αは、α≧１．０の適宜な値の一定値
である。また、ステップ４１７で、所定の期間Ｃ0 が経
過している場合（Ｃ≧Ｃ0 の場合）には、ステップ４２
１、ステップ４２３でカウンタｔとＣの値をクリアする
とともに、ステップ４２５で第４気筒の空燃比補正係数
Ｋ4 の値を他の気筒の空燃比補正係数Ｋの値と同一に設
定し、ステップ４２６でバイパス制御弁１５を閉弁する
とともに、ステップ４２７では、設定したＫ及びＫ4 の
値を制御回路２０のＲＡＭに格納してルーチンを終了す
る。
筒をリッチまたは理論空燃比に保持すべき時間が経過し
ていないため、ステップ４１９に進み、第４気筒の空燃
比補正係数Ｋ4 を所定値αに設定した後、ステップ４２
０でバイパス制御弁１５を開弁してからステップ４２７
に進み、Ｋ、Ｋ4 の値をＲＡＭに格納してルーチンを終
了する。ここで、αは、α≧１．０の適宜な値の一定値
である。また、ステップ４１７で、所定の期間Ｃ0 が経
過している場合（Ｃ≧Ｃ0 の場合）には、ステップ４２
１、ステップ４２３でカウンタｔとＣの値をクリアする
とともに、ステップ４２５で第４気筒の空燃比補正係数
Ｋ4 の値を他の気筒の空燃比補正係数Ｋの値と同一に設
定し、ステップ４２６でバイパス制御弁１５を閉弁する
とともに、ステップ４２７では、設定したＫ及びＫ4 の
値を制御回路２０のＲＡＭに格納してルーチンを終了す
る。
【００３４】図５は、機関１がリーン空燃比で運転され
ている場合の上記ルーチンの実行による第４気筒の空燃
比変化を示すタイミング図であり、図５の縦軸は第４気
筒の空燃比を、横軸は時間を示している。図５に示すよ
うに、機関１がリーン空燃比で運転されている場合（図
４、ステップ４１１でＫ＜１．０の場合）には、所定時
間ｔ0 毎（図４、ステップ４１１）に第４気筒の空燃比
のみが一定時間Ｃ0 の間リッチまたは理論空燃比に切り
換えられる（図４、ステップ４１５からステップ４１
９）。また、図５に点線で示すように、バイパス制御弁
１５は第４気筒の空燃比がリッチまたは理論空燃比に保
持されている間は開弁し、第４気筒からの排気を選択還
元触媒１１に直接供給するようになる。なお、第４気筒
の空燃比をリッチまたは理論空燃比に保持する時間Ｃ0
は、本実施例では例えば１秒以下の短い時間に設定さ
れ、第４気筒の空燃比はパルス状にリッチまたは理論空
燃比に切り換えられる。
ている場合の上記ルーチンの実行による第４気筒の空燃
比変化を示すタイミング図であり、図５の縦軸は第４気
筒の空燃比を、横軸は時間を示している。図５に示すよ
うに、機関１がリーン空燃比で運転されている場合（図
４、ステップ４１１でＫ＜１．０の場合）には、所定時
間ｔ0 毎（図４、ステップ４１１）に第４気筒の空燃比
のみが一定時間Ｃ0 の間リッチまたは理論空燃比に切り
換えられる（図４、ステップ４１５からステップ４１
９）。また、図５に点線で示すように、バイパス制御弁
１５は第４気筒の空燃比がリッチまたは理論空燃比に保
持されている間は開弁し、第４気筒からの排気を選択還
元触媒１１に直接供給するようになる。なお、第４気筒
の空燃比をリッチまたは理論空燃比に保持する時間Ｃ0
は、本実施例では例えば１秒以下の短い時間に設定さ
れ、第４気筒の空燃比はパルス状にリッチまたは理論空
燃比に切り換えられる。
【００３５】また、上記以外の時は第４気筒の空燃比は
他の気筒の空燃比と同一に（すなわち、機関運転状態に
応じて図３から決定されるＫの値に）設定される。次
に、図４のステップ４０９における第４気筒からのＨＣ
供給操作の時間間隔ｔ0 の決定方法について説明する。
本実施例では、選択還元触媒１１へのＨＣ供給間隔ｔ0
は機関のＮＯX 発生量に応じて決定される。すなわち、
機関のＮＯX 発生量が多い場合には選択還元触媒１１で
還元浄化するＮＯX の量も多くなり、選択還元触媒１１
でのＨＣ成分等の消費量も多くなるため、ＨＣ供給間隔
ｔ0 を短くして選択還元触媒１１へのＨＣ成分等の補給
の頻度を多くする必要がある。また、機関のＮＯX 発生
量が少ない時には、逆に供給間隔ｔ0 を長くして燃費の
向上を図ることが好ましい。ここで、機関のＮＯX 発生
量は機関負荷、回転数（排気流量）、機関運転空燃比等
により変化する。また、本実施例では機関空燃比（空燃
比補正係数Ｋ）は機関負荷（吸気マニホルド圧力ＰＭ）
と機関回転数Ｎとにより決定される。このため、機関の
ＮＯX 発生量は機関負荷と回転数との関数として表すこ
とができる。本実施例では、予め吸気マニホルド圧力Ｐ
Ｍと機関回転数Ｎとを変えて、機関のＮＯX発生量を実
測した結果に基づいて、必要とされるＨＣ供給間隔ｔ0
の値をＰＭとＮとを用いた図２と同様な形式の数値テー
ブルとして作成し、制御回路２０のＲＯＭに格納してあ
る。図４、ステップ４０９ではステップ４０１で読み込
んだＰＭ、Ｎの値を用いて、この数値テーブルからｔ0
の値を決定する。このように、機関運転条件（機関のＮ
ＯX 発生量）に応じて、ＨＣ成分等の供給間隔を設定す
ることにより、選択還元触媒１１には常に適量のＨＣ成
分等が保持されることになり機関運転条件にかかわらず
適切なＮＯX の浄化が行われる。
他の気筒の空燃比と同一に（すなわち、機関運転状態に
応じて図３から決定されるＫの値に）設定される。次
に、図４のステップ４０９における第４気筒からのＨＣ
供給操作の時間間隔ｔ0 の決定方法について説明する。
本実施例では、選択還元触媒１１へのＨＣ供給間隔ｔ0
は機関のＮＯX 発生量に応じて決定される。すなわち、
機関のＮＯX 発生量が多い場合には選択還元触媒１１で
還元浄化するＮＯX の量も多くなり、選択還元触媒１１
でのＨＣ成分等の消費量も多くなるため、ＨＣ供給間隔
ｔ0 を短くして選択還元触媒１１へのＨＣ成分等の補給
の頻度を多くする必要がある。また、機関のＮＯX 発生
量が少ない時には、逆に供給間隔ｔ0 を長くして燃費の
向上を図ることが好ましい。ここで、機関のＮＯX 発生
量は機関負荷、回転数（排気流量）、機関運転空燃比等
により変化する。また、本実施例では機関空燃比（空燃
比補正係数Ｋ）は機関負荷（吸気マニホルド圧力ＰＭ）
と機関回転数Ｎとにより決定される。このため、機関の
ＮＯX 発生量は機関負荷と回転数との関数として表すこ
とができる。本実施例では、予め吸気マニホルド圧力Ｐ
Ｍと機関回転数Ｎとを変えて、機関のＮＯX発生量を実
測した結果に基づいて、必要とされるＨＣ供給間隔ｔ0
の値をＰＭとＮとを用いた図２と同様な形式の数値テー
ブルとして作成し、制御回路２０のＲＯＭに格納してあ
る。図４、ステップ４０９ではステップ４０１で読み込
んだＰＭ、Ｎの値を用いて、この数値テーブルからｔ0
の値を決定する。このように、機関運転条件（機関のＮ
ＯX 発生量）に応じて、ＨＣ成分等の供給間隔を設定す
ることにより、選択還元触媒１１には常に適量のＨＣ成
分等が保持されることになり機関運転条件にかかわらず
適切なＮＯX の浄化が行われる。
【００３６】また、本実施例によれば、リーン空燃比運
転時に機関全体ではなく第４気筒のみの空燃比をリッチ
または理論空燃比に切り換えるようにしたため、空燃比
切換のために発生する出力トルク変動は第４気筒のみに
留まり、他の気筒ではトルク変動は発生しない。このた
め機関全体でのトルク変動は極めて小さくなり、大幅な
ドライバビリティの悪化が生じることが防止される。ま
た、ＨＣ供給操作時には、第４気筒の空燃比はリッチま
たは理論空燃比に切り換えられるものの、他の気筒の空
燃比はリーン空燃比のままに維持されるため機関全体と
しての運転空燃比はリーン空燃比となる。このため、機
関全体をリッチ又は理論空燃比に切り換えてＨＣ供給操
作を行う場合に較べて、機関全体としての燃料消費率が
大幅に小さくなる。
転時に機関全体ではなく第４気筒のみの空燃比をリッチ
または理論空燃比に切り換えるようにしたため、空燃比
切換のために発生する出力トルク変動は第４気筒のみに
留まり、他の気筒ではトルク変動は発生しない。このた
め機関全体でのトルク変動は極めて小さくなり、大幅な
ドライバビリティの悪化が生じることが防止される。ま
た、ＨＣ供給操作時には、第４気筒の空燃比はリッチま
たは理論空燃比に切り換えられるものの、他の気筒の空
燃比はリーン空燃比のままに維持されるため機関全体と
しての運転空燃比はリーン空燃比となる。このため、機
関全体をリッチ又は理論空燃比に切り換えてＨＣ供給操
作を行う場合に較べて、機関全体としての燃料消費率が
大幅に小さくなる。
【００３７】なお、上記実施例においては、機関運転条
件に応じてＨＣ供給間隔ｔ0 を変化させることにより選
択還元触媒１１へのＨＣ成分等の供給量を調整している
が、ＨＣ成分等の供給量の調整は他の方法によることも
可能である。例えば、ＨＣ供給間隔ｔ0 を一定にして、
第４気筒をリッチまたは理論空燃比に保持する時間（図
４、ステップ４１７のＣ0 ）または第４気筒の空燃比補
正係数Ｋ4 の設定値（図４、ステップ４１９のα）を機
関運転条件に応じて変化させるようにしても良い。この
場合、予め機関運転条件（ＮＯX 発生量）と、その条件
で必要とされるＣ0 またはαの値を図２と同様な数値テ
ーブルとして作成して制御回路２０のＲＯＭに格納して
おき、機関運転条件（ＰＭ、Ｎ等）からこの数値テーブ
ルを用いて、ステップ４１９またはステップ４１７で使
用するＣ0 またはαの値を決定するようにすれば良い。
件に応じてＨＣ供給間隔ｔ0 を変化させることにより選
択還元触媒１１へのＨＣ成分等の供給量を調整している
が、ＨＣ成分等の供給量の調整は他の方法によることも
可能である。例えば、ＨＣ供給間隔ｔ0 を一定にして、
第４気筒をリッチまたは理論空燃比に保持する時間（図
４、ステップ４１７のＣ0 ）または第４気筒の空燃比補
正係数Ｋ4 の設定値（図４、ステップ４１９のα）を機
関運転条件に応じて変化させるようにしても良い。この
場合、予め機関運転条件（ＮＯX 発生量）と、その条件
で必要とされるＣ0 またはαの値を図２と同様な数値テ
ーブルとして作成して制御回路２０のＲＯＭに格納して
おき、機関運転条件（ＰＭ、Ｎ等）からこの数値テーブ
ルを用いて、ステップ４１９またはステップ４１７で使
用するＣ0 またはαの値を決定するようにすれば良い。
【００３８】さらに、上記実施例では運転空燃比をリッ
チ又は理論空燃比に切り換えることにより第４気筒のＨ
Ｃ成分等の発生量を増大させているが、本発明のＨＣ供
給手段としては空燃比切換によるものに限定されるわけ
ではなく排気中のＨＣ成分を増大させることが可能であ
れば、他の手段も採用することができる。例えば、一部
の気筒のみの点火時期を進角させることにより、また
は、一部の気筒のみのＥＧＲ量を増大させることにより
ＨＣ発生量を増大させることも可能であり、更には一部
の気筒のみの点火を中断して強制的に失火を生じさせる
ことによりＨＣ成分等の発生量を増大させるようにする
ことも可能である。これらの場合にも、他の気筒では通
常の運転状態が維持されるため、ＨＣ供給操作による出
力トルク変動や燃費の増大は少なく、上記実施例と同様
な効果を得ることができる。
チ又は理論空燃比に切り換えることにより第４気筒のＨ
Ｃ成分等の発生量を増大させているが、本発明のＨＣ供
給手段としては空燃比切換によるものに限定されるわけ
ではなく排気中のＨＣ成分を増大させることが可能であ
れば、他の手段も採用することができる。例えば、一部
の気筒のみの点火時期を進角させることにより、また
は、一部の気筒のみのＥＧＲ量を増大させることにより
ＨＣ発生量を増大させることも可能であり、更には一部
の気筒のみの点火を中断して強制的に失火を生じさせる
ことによりＨＣ成分等の発生量を増大させるようにする
ことも可能である。これらの場合にも、他の気筒では通
常の運転状態が維持されるため、ＨＣ供給操作による出
力トルク変動や燃費の増大は少なく、上記実施例と同様
な効果を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】請求項１に記載の本発明によれば、ＮＯ
X 選択還元触媒へのＨＣ成分の供給の際に機関の一部の
気筒のみの排気中のＨＣ成分等を増大させるようにした
ことにより、ドライバビリティの悪化や燃費の大幅な増
大を生じることなく効果的に排気中のＮＯX 成分を浄化
することが可能となる効果が得られる。
X 選択還元触媒へのＨＣ成分の供給の際に機関の一部の
気筒のみの排気中のＨＣ成分等を増大させるようにした
ことにより、ドライバビリティの悪化や燃費の大幅な増
大を生じることなく効果的に排気中のＮＯX 成分を浄化
することが可能となる効果が得られる。
【００４０】また、請求項２に記載の発明によれば、更
に上記一部の気筒の排気を集合排気管を経ずに直接ＮＯ
X 選択還元触媒に導くバイパス通路とバイパス制御弁と
を設けたことにより、請求項１の効果に加えてＮＯX 選
択還元触媒へのＨＣ成分等の供給を確実に行うととも
に、ＮＯX 選択還元触媒の熱劣化を防止して耐久性を向
上させることが可能となる効果が得られる。
に上記一部の気筒の排気を集合排気管を経ずに直接ＮＯ
X 選択還元触媒に導くバイパス通路とバイパス制御弁と
を設けたことにより、請求項１の効果に加えてＮＯX 選
択還元触媒へのＨＣ成分等の供給を確実に行うととも
に、ＮＯX 選択還元触媒の熱劣化を防止して耐久性を向
上させることが可能となる効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す略示図である。
【図２】図１の実施例の空燃比制御に使用する数値テー
ブルの形式を示す図である。
ブルの形式を示す図である。
【図３】図１の実施例の機関の空燃比補正係数の設定を
説明する図である。
説明する図である。
【図４】図１の実施例の、ＮＯX 選択還元触媒へのＨＣ
供給制御の一例を示すフローチャートである。
供給制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】図４のＨＣ供給制御による、気筒の空燃比変化
を説明するタイミング図である。
を説明するタイミング図である。
１…内燃機関 １ａ〜４ａ…排気枝管 ５…排気マニホルド ７…集合排気管 １１…ＮＯX 選択還元触媒 １３…バイパス通路 １５…バイパス制御弁 ２０…エンジン制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/34 Ａ 9247−3Ｇ 45/00 ３０１ Ｇ
Claims (2)
- 【請求項１】 リーン空燃比で運転可能な多気筒内燃機
関の各気筒から排出された排気が流れる集合排気通路
と、 該集合排気通路に配置された、リーン空燃比の排気中の
ＮＯX 成分とＨＣ、ＣＯ成分とを選択的に反応させるこ
とのできるＮＯX 選択還元触媒と、 機関のリーン空燃比運転時に、前記内燃機関の一部の気
筒のみの排気中のＨＣ、ＣＯ成分を増大させるＨＣ供給
手段とを備え、 前記内燃機関のリーン空燃比運転中に、所定の時間間隔
で前記ＨＣ供給手段を作動させて前記一部の気筒からの
排気中のＨＣ、ＣＯ成分を増大させることにより、前記
ＮＯX 選択還元触媒にＨＣ、ＣＯ成分を供給することを
特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の排気浄化装置におい
て、更に、 前記機関の各気筒の排気ポートと前記集合排気通路とを
接続する排気枝管と、 前記一部の気筒の前記排気枝管と前記集合排気通路の前
記ＮＯX 選択還元触媒入口とを接続するバイパス通路
と、 該バイパス通路を閉塞するバイパス制御弁と、 前記ＨＣ供給手段作動時に、前記バイパス制御弁を開弁
するバイパス制御手段とを備えたことを特徴とする排気
浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6073393A JPH07279651A (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6073393A JPH07279651A (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07279651A true JPH07279651A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=13516917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6073393A Pending JPH07279651A (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07279651A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997013058A1 (fr) * | 1995-10-02 | 1997-04-10 | Komatsu Ltd. | APPAREIL ET PROCEDE DE DETECTION DE LA DETERIORATION DU CATALYSEUR ANTI-NOx D'UN MOTEUR DIESEL |
| KR19980064446A (ko) * | 1996-12-20 | 1998-10-07 | 게르트한스만 | 질소 산화물 저장 탱크의 조정 방법 |
| JP2002188432A (ja) * | 2000-12-19 | 2002-07-05 | Isuzu Motors Ltd | ディーゼルエンジンの排気浄化装置 |
| JP2016540144A (ja) * | 2013-10-03 | 2016-12-22 | ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフトＵｍｉｃｏｒｅ ＡＧ ＆ Ｃｏ．ＫＧ | 排気後処理システム |
-
1994
- 1994-04-12 JP JP6073393A patent/JPH07279651A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997013058A1 (fr) * | 1995-10-02 | 1997-04-10 | Komatsu Ltd. | APPAREIL ET PROCEDE DE DETECTION DE LA DETERIORATION DU CATALYSEUR ANTI-NOx D'UN MOTEUR DIESEL |
| GB2320581A (en) * | 1995-10-02 | 1998-06-24 | Komatsu Mfg Co Ltd | Apparatus and method for detecting deterioration of NOx catalyst in diesel engine |
| GB2320581B (en) * | 1995-10-02 | 1999-12-01 | Komatsu Mfg Co Ltd | Apparatus and method for detecting deterioration of NOx catalyst in diesel engine |
| US6079203A (en) * | 1995-10-02 | 2000-06-27 | Komatsu Ltd. | Apparatus and method for detecting deterioration of NOx catalyst in diesel engine |
| KR19980064446A (ko) * | 1996-12-20 | 1998-10-07 | 게르트한스만 | 질소 산화물 저장 탱크의 조정 방법 |
| JP2002188432A (ja) * | 2000-12-19 | 2002-07-05 | Isuzu Motors Ltd | ディーゼルエンジンの排気浄化装置 |
| JP2016540144A (ja) * | 2013-10-03 | 2016-12-22 | ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフトＵｍｉｃｏｒｅ ＡＧ ＆ Ｃｏ．ＫＧ | 排気後処理システム |
| US10323593B2 (en) | 2013-10-03 | 2019-06-18 | Umicore Ag & Co. Kg | Exhaust aftertreatment system |
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