JPH08246852A - 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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- JPH08246852A JPH08246852A JP7055715A JP5571595A JPH08246852A JP H08246852 A JPH08246852 A JP H08246852A JP 7055715 A JP7055715 A JP 7055715A JP 5571595 A JP5571595 A JP 5571595A JP H08246852 A JPH08246852 A JP H08246852A
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- exhaust
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 排気温度が低い場合、上流側触媒に排気を流
してその早期活性化をはかり、排気温度が高くなると排
気流路を切り換えて上流側触媒をバイパスして下流側触
媒に排気を流し、上流側触媒の熱劣化を抑えるようにし
た排気浄化装置において、排気温度が高い場合上流側触
媒に排気を流さないため、逆に燃料中の硫黄分により上
流側触媒が被毒して十分な転換能力を発揮できなくなる
ようになるのを防止する。 【構成】 上流側触媒の被毒状態を検出する手段を備
え、被毒状態が検出されたら被毒状態が検出されなくな
るまで、排気をバイパス通路でなく、上流側触媒にも流
れるよう流路切換手段により排気通路を切り換える。被
毒状態の検出は、上流側触媒の上流に設けられた第１の
空燃比検出手段の出力と、下流側触媒の上流でバイパス
通路の合流部の下流に設けられた第２の空燃比検出手段
の出力夫々の周波数の比に基づいて行う。
してその早期活性化をはかり、排気温度が高くなると排
気流路を切り換えて上流側触媒をバイパスして下流側触
媒に排気を流し、上流側触媒の熱劣化を抑えるようにし
た排気浄化装置において、排気温度が高い場合上流側触
媒に排気を流さないため、逆に燃料中の硫黄分により上
流側触媒が被毒して十分な転換能力を発揮できなくなる
ようになるのを防止する。 【構成】 上流側触媒の被毒状態を検出する手段を備
え、被毒状態が検出されたら被毒状態が検出されなくな
るまで、排気をバイパス通路でなく、上流側触媒にも流
れるよう流路切換手段により排気通路を切り換える。被
毒状態の検出は、上流側触媒の上流に設けられた第１の
空燃比検出手段の出力と、下流側触媒の上流でバイパス
通路の合流部の下流に設けられた第２の空燃比検出手段
の出力夫々の周波数の比に基づいて行う。
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、特に、燃料中の硫黄分による触媒の被毒の除
去技術に関する。
置に関し、特に、燃料中の硫黄分による触媒の被毒の除
去技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気浄化装置としては、例え
ば、図２に示すようなものがある（特開昭５７−２１０
１１６号公報及び特開平４−６０１０８号公報参照）。
このものは、機関（以下、エンジン）１の排気通路２に
２つの触媒３，４、即ち、上流側のプリ触媒３と下流側
の床下触媒４とを直列に介装し、排気通路２にプリ触媒
３をバイパスするバイパス通路６を連通した構成であ
り、排気をプリ触媒３を介して床下触媒４へと流す流路
と、排気をバイパス通路６を介して床下触媒４へと流す
流路とに、排気流路を切り換える切換バルブ装置７を、
排気通路２のプリ触媒３上流側に介装してある。
ば、図２に示すようなものがある（特開昭５７−２１０
１１６号公報及び特開平４−６０１０８号公報参照）。
このものは、機関（以下、エンジン）１の排気通路２に
２つの触媒３，４、即ち、上流側のプリ触媒３と下流側
の床下触媒４とを直列に介装し、排気通路２にプリ触媒
３をバイパスするバイパス通路６を連通した構成であ
り、排気をプリ触媒３を介して床下触媒４へと流す流路
と、排気をバイパス通路６を介して床下触媒４へと流す
流路とに、排気流路を切り換える切換バルブ装置７を、
排気通路２のプリ触媒３上流側に介装してある。
【０００３】又、各触媒３，４の直上流側の排気通路２
には、夫々Ｏ2 センサ９，１０が設けられており、各Ｏ
2 センサ９，１０から出力される酸素濃度信号を基にエ
ンジンの空燃比制御が実行される。このようなバイパス
通路６を有する排気系においては、前記バイパス通路６
Ａの分岐部の直上流側の排気通路２に、排気温度を検出
する排気温度センサ１２を設け、該排気温度センサ１２
からの信号をコントロールユニット１３に入力し、この
入力信号を基にコントロールユニット１３から切換バル
ブ装置７を制御する制御信号を出力する触媒劣化防止シ
ステムが採用されている。
には、夫々Ｏ2 センサ９，１０が設けられており、各Ｏ
2 センサ９，１０から出力される酸素濃度信号を基にエ
ンジンの空燃比制御が実行される。このようなバイパス
通路６を有する排気系においては、前記バイパス通路６
Ａの分岐部の直上流側の排気通路２に、排気温度を検出
する排気温度センサ１２を設け、該排気温度センサ１２
からの信号をコントロールユニット１３に入力し、この
入力信号を基にコントロールユニット１３から切換バル
ブ装置７を制御する制御信号を出力する触媒劣化防止シ
ステムが採用されている。
【０００４】この場合、排気温度が所定温度未満では、
プリ触媒３に排気を流して該プリ触媒３を早期に活性化
させ、排気温度が所定温度以上では、プリ触媒３をバイ
パスさせて直接床下触媒４に排気を流し、プリ触媒３の
熱劣化を抑えるようにしている。この制御フローは、図
９に示すようであり、ステップ２１（図では、Ｓ２１と
略記する。以下同様）では、エンジン冷却水温度Ｔｗを
検出し、ステップ２２にて、エンジン冷却水温度Ｔｗと
所定温度Ｔｗｃとを比較し、Ｔｗ≦Ｔｗｃであればステ
ップ２３に進んで、プリ触媒側に排気を流すように、切
換バルブ装置２５を切り換える。
プリ触媒３に排気を流して該プリ触媒３を早期に活性化
させ、排気温度が所定温度以上では、プリ触媒３をバイ
パスさせて直接床下触媒４に排気を流し、プリ触媒３の
熱劣化を抑えるようにしている。この制御フローは、図
９に示すようであり、ステップ２１（図では、Ｓ２１と
略記する。以下同様）では、エンジン冷却水温度Ｔｗを
検出し、ステップ２２にて、エンジン冷却水温度Ｔｗと
所定温度Ｔｗｃとを比較し、Ｔｗ≦Ｔｗｃであればステ
ップ２３に進んで、プリ触媒側に排気を流すように、切
換バルブ装置２５を切り換える。
【０００５】Ｔｗ＞Ｔｗｃであれば、ステップ２４に進
んで、排気温度Ｔｅを検出し、ステップ２５に進む。こ
のステップ２５では、排気温度Ｔｅと所定温度Ｔｅｃと
を比較し、Ｔｅ≦Ｔｅｃであれば、ステップ２３に進ん
で、上記と同様にプリ触媒側に排気を流すように、切換
バルブ装置２５を切り換える。Ｔｅ＞Ｔｅｃであれば、
ステップ２６に進んで、プリ触媒２２をバイパスさせて
直接床下触媒２３に排気を流すように、切換バルブ装置
２５を切り換える。
んで、排気温度Ｔｅを検出し、ステップ２５に進む。こ
のステップ２５では、排気温度Ｔｅと所定温度Ｔｅｃと
を比較し、Ｔｅ≦Ｔｅｃであれば、ステップ２３に進ん
で、上記と同様にプリ触媒側に排気を流すように、切換
バルブ装置２５を切り換える。Ｔｅ＞Ｔｅｃであれば、
ステップ２６に進んで、プリ触媒２２をバイパスさせて
直接床下触媒２３に排気を流すように、切換バルブ装置
２５を切り換える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の排気浄化装置にあっては、排気温度が所定温
度未満では、プリ触媒２２に排気を流すが、排気温度が
所定温度以上では、プリ触媒２２の熱劣化を抑えるた
め、プリ触媒２には排気を流さない制御を行っているた
め、使用する燃料によっては、燃料中の硫黄（以下、
Ｓ）分によりプリ触媒が被毒し、プリ触媒の持つ十分な
転換能力を発揮できなくなると言う問題点があった。
うな従来の排気浄化装置にあっては、排気温度が所定温
度未満では、プリ触媒２２に排気を流すが、排気温度が
所定温度以上では、プリ触媒２２の熱劣化を抑えるた
め、プリ触媒２には排気を流さない制御を行っているた
め、使用する燃料によっては、燃料中の硫黄（以下、
Ｓ）分によりプリ触媒が被毒し、プリ触媒の持つ十分な
転換能力を発揮できなくなると言う問題点があった。
【０００７】即ち、Ｓ被毒は、排気温度と相関があり、
被毒の度合いは、低い排気温度ほど大きく、温度上昇と
共に低下し、ある温度以上で脱離するが、Ｓ分を多く含
む燃料を使用した場合、低い排気温度（例えば、５００
°Ｃ以下）のみにさらされるプリ触媒はＳにより被毒す
る。Ｓ被毒を受けると、触媒の転換性能は低下し、高い
転化性が期待される常用域において、触媒能力を十分に
発揮できない。
被毒の度合いは、低い排気温度ほど大きく、温度上昇と
共に低下し、ある温度以上で脱離するが、Ｓ分を多く含
む燃料を使用した場合、低い排気温度（例えば、５００
°Ｃ以下）のみにさらされるプリ触媒はＳにより被毒す
る。Ｓ被毒を受けると、触媒の転換性能は低下し、高い
転化性が期待される常用域において、触媒能力を十分に
発揮できない。
【０００８】例えば、北米、欧州のようにＳ濃度の高い
燃料を用いた車両用エンジンの場合、燃料中のＳ分によ
り触媒が被毒し易く、ＨＣ、ＮＯｘ及びＣＯの低減性能
悪化を来すことが判明している。そこで、本発明は以上
のような従来の問題点に鑑み、排気通路に設けられた２
つの触媒へ排気を流通させる排気流路を排気温度に基づ
いて切換制御する排気浄化装置において、触媒の硫黄被
毒状態を勘案して、前記排気流路の切り換えを制御する
ことにより、触媒の被毒を除去して、触媒の持つ十分な
転換能力を発揮させることを目的とする。
燃料を用いた車両用エンジンの場合、燃料中のＳ分によ
り触媒が被毒し易く、ＨＣ、ＮＯｘ及びＣＯの低減性能
悪化を来すことが判明している。そこで、本発明は以上
のような従来の問題点に鑑み、排気通路に設けられた２
つの触媒へ排気を流通させる排気流路を排気温度に基づ
いて切換制御する排気浄化装置において、触媒の硫黄被
毒状態を勘案して、前記排気流路の切り換えを制御する
ことにより、触媒の被毒を除去して、触媒の持つ十分な
転換能力を発揮させることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、図１に示すように、機関の排気通路の上流側
と下流側に２つの触媒を直列に介装し、前記排気通路
に、上流側触媒をバイパスするバイパス通路を連通し、
排気が前記２つの触媒を流通する第１の排気流路と、上
流側触媒をバイパスして下流側触媒のみを流通する第２
の排気流路とに選択的に切り換える流路切換手段と、前
記排気通路の上流側触媒の上流と、下流側触媒の上流で
バイパス通路の合流部の下流とに、夫々設けられて、排
気の空燃比を検出する第１及び第２の空燃比検出手段
と、前記排気を２つの触媒に流通させるときと、下流側
触媒のみを流通させるときにおいて、各空燃比検出手段
で検出される空燃比を目標空燃比に近づけるべく空燃比
の基本制御値を空燃比フィードバック補正値により増減
補正して空燃比をフィードバック制御する空燃比フィー
ドバック制御手段と、上流側触媒の上流側排気温度を検
出若しくは予測する手段と、前記検出若しくは予測され
た排気温度が所定温度未満のときは、前記第１の排気流
路に切り換え、所定温度以上のときは、前記第２の排気
流路に切り換えるべく、前記流路切換手段を制御する第
１の切換制御手段と、燃料中の硫黄分による上流側触媒
の被毒状態を検出若しくは予測する手段と、前記被毒状
態が検出若しくは予測された際には、前記排気温度に関
わらず、所定期間若しくは被毒状態が検出又は予測され
なくなるまで、前記第１の排気流路に切り換えるべく、
前記流路切換手段を制御する第２の切換制御手段と、を
含んで構成した。
の発明は、図１に示すように、機関の排気通路の上流側
と下流側に２つの触媒を直列に介装し、前記排気通路
に、上流側触媒をバイパスするバイパス通路を連通し、
排気が前記２つの触媒を流通する第１の排気流路と、上
流側触媒をバイパスして下流側触媒のみを流通する第２
の排気流路とに選択的に切り換える流路切換手段と、前
記排気通路の上流側触媒の上流と、下流側触媒の上流で
バイパス通路の合流部の下流とに、夫々設けられて、排
気の空燃比を検出する第１及び第２の空燃比検出手段
と、前記排気を２つの触媒に流通させるときと、下流側
触媒のみを流通させるときにおいて、各空燃比検出手段
で検出される空燃比を目標空燃比に近づけるべく空燃比
の基本制御値を空燃比フィードバック補正値により増減
補正して空燃比をフィードバック制御する空燃比フィー
ドバック制御手段と、上流側触媒の上流側排気温度を検
出若しくは予測する手段と、前記検出若しくは予測され
た排気温度が所定温度未満のときは、前記第１の排気流
路に切り換え、所定温度以上のときは、前記第２の排気
流路に切り換えるべく、前記流路切換手段を制御する第
１の切換制御手段と、燃料中の硫黄分による上流側触媒
の被毒状態を検出若しくは予測する手段と、前記被毒状
態が検出若しくは予測された際には、前記排気温度に関
わらず、所定期間若しくは被毒状態が検出又は予測され
なくなるまで、前記第１の排気流路に切り換えるべく、
前記流路切換手段を制御する第２の切換制御手段と、を
含んで構成した。
【００１０】請求項２記載の発明は、前記上流側触媒の
被毒状態を検出する手段を、第１の空燃比検出手段の出
力と、第２の空燃比検出手段の出力夫々の周波数の比に
基づいて、上流側触媒の被毒状態を検出する構成とし
た。請求項３記載の発明は、前記上流側触媒の被毒状態
を予測する手段を、上流側触媒を排気が流通した累積時
間若しくは内燃機関を搭載した車両の累積走行距離に基
づいて、上流側触媒の被毒状態を予測する構成とした。
被毒状態を検出する手段を、第１の空燃比検出手段の出
力と、第２の空燃比検出手段の出力夫々の周波数の比に
基づいて、上流側触媒の被毒状態を検出する構成とし
た。請求項３記載の発明は、前記上流側触媒の被毒状態
を予測する手段を、上流側触媒を排気が流通した累積時
間若しくは内燃機関を搭載した車両の累積走行距離に基
づいて、上流側触媒の被毒状態を予測する構成とした。
【００１１】
【作用】請求項１記載の発明において、硫黄分を多く含
む燃料を使用した場合、低い排気温度のみにさらされる
上流側触媒は硫黄により被毒する。硫黄被毒を受ける
と、触媒の転換性能は低下し、高い転化性が期待される
常用域において、触媒能力を十分に発揮できない。
む燃料を使用した場合、低い排気温度のみにさらされる
上流側触媒は硫黄により被毒する。硫黄被毒を受ける
と、触媒の転換性能は低下し、高い転化性が期待される
常用域において、触媒能力を十分に発揮できない。
【００１２】よって、硫黄被毒を除去する必要がある。
硫黄被毒は、排気温度と相関があり、被毒の度合いは、
低い排気温度ほど大きく、温度上昇と共に低下し、ある
温度以上で脱離する。この特性を活かし、燃料中の硫黄
分による上流側触媒の被毒状態を検出（予測）し、被毒
状態が検出（予測）された際には、排気温度に関わら
ず、所定期間若しくは被毒状態が検出（予測）されなく
なるまで、前記上流側触媒側に排気を流通させることに
より、上流側触媒の熱劣化を抑制しつつ、上流側触媒の
硫黄被毒を除去することができ、触媒の持つ十分な転換
能力を発揮させることができる。
硫黄被毒は、排気温度と相関があり、被毒の度合いは、
低い排気温度ほど大きく、温度上昇と共に低下し、ある
温度以上で脱離する。この特性を活かし、燃料中の硫黄
分による上流側触媒の被毒状態を検出（予測）し、被毒
状態が検出（予測）された際には、排気温度に関わら
ず、所定期間若しくは被毒状態が検出（予測）されなく
なるまで、前記上流側触媒側に排気を流通させることに
より、上流側触媒の熱劣化を抑制しつつ、上流側触媒の
硫黄被毒を除去することができ、触媒の持つ十分な転換
能力を発揮させることができる。
【００１３】請求項２記載の発明において、上流側触媒
の上流側空燃比を検出する空燃比検出手段と下流側触媒
の上流側空燃比を検出する空燃比検出手段の出力周波数
比に基づいて、上流側触媒の被毒状態を検出でき、燃料
中の硫黄濃度が異なる場合や、内燃機関運転状態によっ
てもその程度が異なる硫黄被毒を検出することにより、
精密な制御が可能となる。
の上流側空燃比を検出する空燃比検出手段と下流側触媒
の上流側空燃比を検出する空燃比検出手段の出力周波数
比に基づいて、上流側触媒の被毒状態を検出でき、燃料
中の硫黄濃度が異なる場合や、内燃機関運転状態によっ
てもその程度が異なる硫黄被毒を検出することにより、
精密な制御が可能となる。
【００１４】請求項３記載の発明において、上流側触媒
を排気が流通した累積時間若しくは内燃機関を搭載した
車両の累積走行距離に基づいて、上流側触媒の被毒状態
を予測できる。
を排気が流通した累積時間若しくは内燃機関を搭載した
車両の累積走行距離に基づいて、上流側触媒の被毒状態
を予測できる。
【００１５】
【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は請求項１〜３記載の発明の実施例共通の
システム図を示している。この図において、エンジン１
の排気通路２の上流側と下流側には、２つの触媒、即
ち、上流側触媒としてのプリ触媒３と下流側触媒として
の床下触媒５とが直列に介装されている。排気通路２に
は、該排気通路２から分岐した後排気通路２に再び合流
して、プリ触媒３をバイパスするバイパス通路６が連通
接続されており、該バイパス通路６の排気通路２からの
分岐部には、排気が前記２つの触媒３，４を流通する第
１の排気流路と、プリ触媒３をバイパスして床下触媒４
のみを流通する第２の排気流路とに選択的に切り換える
流路切換手段としての切換バルブ装置７が介装されてい
る。この切換バルブ装置７は、バルブ７Ａと該バルブ７
Ａを切換駆動するアクチュエータ７Ｂとから構成され
る。
述する。図２は請求項１〜３記載の発明の実施例共通の
システム図を示している。この図において、エンジン１
の排気通路２の上流側と下流側には、２つの触媒、即
ち、上流側触媒としてのプリ触媒３と下流側触媒として
の床下触媒５とが直列に介装されている。排気通路２に
は、該排気通路２から分岐した後排気通路２に再び合流
して、プリ触媒３をバイパスするバイパス通路６が連通
接続されており、該バイパス通路６の排気通路２からの
分岐部には、排気が前記２つの触媒３，４を流通する第
１の排気流路と、プリ触媒３をバイパスして床下触媒４
のみを流通する第２の排気流路とに選択的に切り換える
流路切換手段としての切換バルブ装置７が介装されてい
る。この切換バルブ装置７は、バルブ７Ａと該バルブ７
Ａを切換駆動するアクチュエータ７Ｂとから構成され
る。
【００１６】又、排気通路２のプリ触媒３の直上流と、
床下触媒４の上流でバイパス通路６の合流部の下流と
に、夫々設けられて、排気の空燃比を検出する第１及び
第２の空燃比検出手段としての酸素センサ（以下、Ｆｒ
−Ｏ2 センサ，Ｒｒ−Ｏ2 センサＯ2 センサ）９，１０
が設けられている。更に、エンジン１の暖機状態を検出
する手段としてのエンジン冷却水温度を検出する冷却水
温度センサ１１と、プリ触媒３の上流側排気温度を検出
する手段としての排気温度センサ１２とが設けられてい
る。
床下触媒４の上流でバイパス通路６の合流部の下流と
に、夫々設けられて、排気の空燃比を検出する第１及び
第２の空燃比検出手段としての酸素センサ（以下、Ｆｒ
−Ｏ2 センサ，Ｒｒ−Ｏ2 センサＯ2 センサ）９，１０
が設けられている。更に、エンジン１の暖機状態を検出
する手段としてのエンジン冷却水温度を検出する冷却水
温度センサ１１と、プリ触媒３の上流側排気温度を検出
する手段としての排気温度センサ１２とが設けられてい
る。
【００１７】そして、排気を前記プリ触媒３と床下触媒
４の２つの触媒に流通させるときと、床下触媒３のみを
流通させるときにおいて、各Ｆｒ−Ｏ2 センサ９，Ｒｒ
−Ｏ 2 センサ１０で検出される空燃比を目標空燃比に近
づけるべく空燃比の基本制御値を空燃比フィードバック
補正値により増減補正して空燃比をフィードバック制御
する空燃比フィードバック制御手段と、検出された排気
温度が所定温度未満のときは、前記第１の排気流路に切
り換え、所定温度以上のときは、前記第２の排気流路に
切り換えるべく、前記切換バルブ装置７を制御する第１
の切換制御手段と、燃料中のＳ分によるプリ触媒３の被
毒状態を検出する手段と、被毒状態が検出された際に
は、前記排気温度に関わらず、所定期間若しくは被毒状
態が検出若しくは予測されなくなるまで、前記第１の排
気流路に切り換えるべく、前記切換バルブ装置７を制御
する第２の切換制御手段と、が設けられており、これら
の各手段はコントロールユニット１３にソフトウェア的
に装備される。
４の２つの触媒に流通させるときと、床下触媒３のみを
流通させるときにおいて、各Ｆｒ−Ｏ2 センサ９，Ｒｒ
−Ｏ 2 センサ１０で検出される空燃比を目標空燃比に近
づけるべく空燃比の基本制御値を空燃比フィードバック
補正値により増減補正して空燃比をフィードバック制御
する空燃比フィードバック制御手段と、検出された排気
温度が所定温度未満のときは、前記第１の排気流路に切
り換え、所定温度以上のときは、前記第２の排気流路に
切り換えるべく、前記切換バルブ装置７を制御する第１
の切換制御手段と、燃料中のＳ分によるプリ触媒３の被
毒状態を検出する手段と、被毒状態が検出された際に
は、前記排気温度に関わらず、所定期間若しくは被毒状
態が検出若しくは予測されなくなるまで、前記第１の排
気流路に切り換えるべく、前記切換バルブ装置７を制御
する第２の切換制御手段と、が設けられており、これら
の各手段はコントロールユニット１３にソフトウェア的
に装備される。
【００１８】次に、かかる構成に基づく請求項１及び３
記載の発明の一実施例の制御の流れを、図３のフローチ
ャートに基づいて詳述する。先ず、ステップ１では、エ
ンジン１の暖機状態を知るため、エンジン冷却水温度Ｔ
ｗを検出し、ステップ２では、この検出したエンジン冷
却水温度Ｔｗと所定温度Ｔｗｃ（例えば、８０°Ｃ）と
を比較する。Ｔｗ≦Ｔｗｃで、暖機が十分でなく、触媒
が十分に暖まっていない場合には、触媒を早期に活性化
させて、排気エミッションを低減させるべく、プリ触媒
３側に排気を流通させる。即ち、ステップ３に進んで、
切換バルブ装置７を第１の排気流路に切り換える。
記載の発明の一実施例の制御の流れを、図３のフローチ
ャートに基づいて詳述する。先ず、ステップ１では、エ
ンジン１の暖機状態を知るため、エンジン冷却水温度Ｔ
ｗを検出し、ステップ２では、この検出したエンジン冷
却水温度Ｔｗと所定温度Ｔｗｃ（例えば、８０°Ｃ）と
を比較する。Ｔｗ≦Ｔｗｃで、暖機が十分でなく、触媒
が十分に暖まっていない場合には、触媒を早期に活性化
させて、排気エミッションを低減させるべく、プリ触媒
３側に排気を流通させる。即ち、ステップ３に進んで、
切換バルブ装置７を第１の排気流路に切り換える。
【００１９】一方、Ｔｗ＞Ｔｗｃで、暖機が十分である
場合には、触媒の暖機も十分に行われたものと判断し
て、プリ触媒３の熱劣化を抑制するべく、ステップ４以
降に進む。ステップ４では、排気温度Ｔｅを検出し、ス
テップ５では、この検出した排気温度Ｔｅと所定温度Ｔ
ｅｃ（例えば、５００°Ｃ）とを比較する。Ｔｅ≦Ｔｅ
ｃであれば、プリ触媒３の熱劣化の心配はないから、ス
テップ３に進んで、前述のように、切換バルブ装置７を
第１の排気流路に切り換える。
場合には、触媒の暖機も十分に行われたものと判断し
て、プリ触媒３の熱劣化を抑制するべく、ステップ４以
降に進む。ステップ４では、排気温度Ｔｅを検出し、ス
テップ５では、この検出した排気温度Ｔｅと所定温度Ｔ
ｅｃ（例えば、５００°Ｃ）とを比較する。Ｔｅ≦Ｔｅ
ｃであれば、プリ触媒３の熱劣化の心配はないから、ス
テップ３に進んで、前述のように、切換バルブ装置７を
第１の排気流路に切り換える。
【００２０】又、Ｔｅ＞Ｔｅｃであれば、プリ触媒３の
熱劣化の虞があるから、プリ触媒３をバイパスさせて床
下触媒４側に排気を流通させる。即ち、ステップ６に進
んで、切換バルブ装置７を第２の排気流路に切り換え
る。ここで、前記所定温度Ｔｅｃの設定としては、図４
に示すように、エンジン１の常用運転領域（常用域）で
は、排気エミッションをできるだけ低減するように、プ
リ触媒３側に排気を流通させつつ、該プリ触媒３がその
排気温度により熱劣化しないように設定する。つまり、
常用域では、プリ触媒３を用い、それ以上の排気温度で
は、プリ触媒３を熱劣化を抑制すべく、排気をバイパス
通路６側に流通させて、プリ触媒３をバイパスさせ、プ
リ触媒３の熱劣化を抑えるようにしている。
熱劣化の虞があるから、プリ触媒３をバイパスさせて床
下触媒４側に排気を流通させる。即ち、ステップ６に進
んで、切換バルブ装置７を第２の排気流路に切り換え
る。ここで、前記所定温度Ｔｅｃの設定としては、図４
に示すように、エンジン１の常用運転領域（常用域）で
は、排気エミッションをできるだけ低減するように、プ
リ触媒３側に排気を流通させつつ、該プリ触媒３がその
排気温度により熱劣化しないように設定する。つまり、
常用域では、プリ触媒３を用い、それ以上の排気温度で
は、プリ触媒３を熱劣化を抑制すべく、排気をバイパス
通路６側に流通させて、プリ触媒３をバイパスさせ、プ
リ触媒３の熱劣化を抑えるようにしている。
【００２１】しかし、Ｓ分を多く含む燃料を使用した場
合、低い排気温度（例えば、５００°Ｃ以下）のみにさ
らされるプリ触媒３はＳにより被毒する。Ｓ被毒を受け
ると、触媒の転換性能は低下し、高い転化性が期待され
る常用域において、触媒能力を十分に発揮できない。よ
って、Ｓ被毒を除去する必要がある。Ｓ被毒は、排気温
度と相関があり、被毒の度合いは、低い排気温度ほど大
きく、温度上昇と共に低下し、ある温度以上で脱離する
（５図参照）。
合、低い排気温度（例えば、５００°Ｃ以下）のみにさ
らされるプリ触媒３はＳにより被毒する。Ｓ被毒を受け
ると、触媒の転換性能は低下し、高い転化性が期待され
る常用域において、触媒能力を十分に発揮できない。よ
って、Ｓ被毒を除去する必要がある。Ｓ被毒は、排気温
度と相関があり、被毒の度合いは、低い排気温度ほど大
きく、温度上昇と共に低下し、ある温度以上で脱離する
（５図参照）。
【００２２】この特性を活かし、図３のフローチャート
のステップ７以降でＳ被毒を除去する制御を実行する。
この制御を概要を説明すれば、燃料中のＳ分による触媒
の被毒状態を予測し、被毒状態が予測された際には、前
記排気温度に関わらず、所定期間、前記第１の排気流路
に切り換えるべく、前記切換バルブ装置７を制御する。
のステップ７以降でＳ被毒を除去する制御を実行する。
この制御を概要を説明すれば、燃料中のＳ分による触媒
の被毒状態を予測し、被毒状態が予測された際には、前
記排気温度に関わらず、所定期間、前記第１の排気流路
に切り換えるべく、前記切換バルブ装置７を制御する。
【００２３】即ち、ステップ７では、プリ触媒３を排気
が通過した累積時間Ｋをカウンタにより参照する。この
カウンタは、コントロールユニット１３内にソフトウェ
ア的に装備され、累積時間Ｋを演算して求める。尚、プ
リ触媒３を排気が通過した累積時間Ｋに代えて、エンジ
ン１を搭載した車両の累積走行距離としても同様であ
る。
が通過した累積時間Ｋをカウンタにより参照する。この
カウンタは、コントロールユニット１３内にソフトウェ
ア的に装備され、累積時間Ｋを演算して求める。尚、プ
リ触媒３を排気が通過した累積時間Ｋに代えて、エンジ
ン１を搭載した車両の累積走行距離としても同様であ
る。
【００２４】次に、ステップ８において、累積時間Ｋと
所定値Ｋｃとを比較し、Ｋ≦Ｋｃであれば、Ｓ被毒の程
度が小さいと予測されるから、プリ触媒３をバイパスさ
せて床下触媒４側に排気を流通させている状態を保持し
たままステップ１に戻る。一方、Ｋ＞Ｋｃであれば、Ｓ
被毒の程度が大きいと予測されるから、プリ触媒３に排
気を流通させる。即ち、ステップ９に進んで、所定時間
（例えば、１０分）だけ切換バルブ装置７を第１の排気
流路に切り換える。その後、ステップ１０では、Ｓ被毒
が除去されたことを明らかにするため、カウンタによる
累積時間Ｋをリセット（Ｋ＝１）する。
所定値Ｋｃとを比較し、Ｋ≦Ｋｃであれば、Ｓ被毒の程
度が小さいと予測されるから、プリ触媒３をバイパスさ
せて床下触媒４側に排気を流通させている状態を保持し
たままステップ１に戻る。一方、Ｋ＞Ｋｃであれば、Ｓ
被毒の程度が大きいと予測されるから、プリ触媒３に排
気を流通させる。即ち、ステップ９に進んで、所定時間
（例えば、１０分）だけ切換バルブ装置７を第１の排気
流路に切り換える。その後、ステップ１０では、Ｓ被毒
が除去されたことを明らかにするため、カウンタによる
累積時間Ｋをリセット（Ｋ＝１）する。
【００２５】上記の実施例においては、燃料中のＳ分に
よるプリ触媒３の被毒状態を予測して、被毒状態に基づ
く制御（所定時間だけ切換バルブ装置７を第１の排気流
路に切り換える制御）を実行するようにしたが、燃料中
のＳ分によるプリ触媒３の被毒状態を検知して、これに
基づく制御（被毒状態が検出されなくなるまで切換バル
ブ装置７を第１の排気流路に切り換える制御）を実行す
るようにしても良い（請求項２記載の発明）。
よるプリ触媒３の被毒状態を予測して、被毒状態に基づ
く制御（所定時間だけ切換バルブ装置７を第１の排気流
路に切り換える制御）を実行するようにしたが、燃料中
のＳ分によるプリ触媒３の被毒状態を検知して、これに
基づく制御（被毒状態が検出されなくなるまで切換バル
ブ装置７を第１の排気流路に切り換える制御）を実行す
るようにしても良い（請求項２記載の発明）。
【００２６】この請求項２記載の発明の実施例の場合、
Ｓ被毒は、燃料中のＳ濃度が異なる場合や、エンジン運
転状態によってもその程度が異なるものであり、これを
検知することにより、先の実施例よりも精密な制御が可
能となる。かかる制御を図６のフローチャートを参照し
て説明すると、先ず、図３のフローチャートのステップ
３（プリ触媒３側に排気を流通させた状態）の後のステ
ップ１１にて、排気温度Ｔｅが触媒の転化率を検出する
ことができる温度Ｔ（例えば、４００°Ｃ）になったか
否かを判断する。即ち、ＴｅとＴとを比較し、Ｔｅ≦Ｔ
であれば、触媒が活性しておらず、触媒の転化率を検出
できないから、ステップ１に戻り、Ｔｅ＞Ｔであれば、
触媒が活性しており、触媒の転化率を検出できるから、
ステップ１２に進んで、プリ触媒３側に排気を流通させ
た状態での、プリ触媒３上流側の空燃比を検出するＦｒ
−Ｏ2 センサ９と、床下触媒４上流側の空燃比を検出す
るＲｒ−Ｏ2 センサ１０の出力周波数比ＦＲから、プリ
触媒３の転化率ηを検出し、ステップ１３にてこのηを
記憶する。
Ｓ被毒は、燃料中のＳ濃度が異なる場合や、エンジン運
転状態によってもその程度が異なるものであり、これを
検知することにより、先の実施例よりも精密な制御が可
能となる。かかる制御を図６のフローチャートを参照し
て説明すると、先ず、図３のフローチャートのステップ
３（プリ触媒３側に排気を流通させた状態）の後のステ
ップ１１にて、排気温度Ｔｅが触媒の転化率を検出する
ことができる温度Ｔ（例えば、４００°Ｃ）になったか
否かを判断する。即ち、ＴｅとＴとを比較し、Ｔｅ≦Ｔ
であれば、触媒が活性しておらず、触媒の転化率を検出
できないから、ステップ１に戻り、Ｔｅ＞Ｔであれば、
触媒が活性しており、触媒の転化率を検出できるから、
ステップ１２に進んで、プリ触媒３側に排気を流通させ
た状態での、プリ触媒３上流側の空燃比を検出するＦｒ
−Ｏ2 センサ９と、床下触媒４上流側の空燃比を検出す
るＲｒ−Ｏ2 センサ１０の出力周波数比ＦＲから、プリ
触媒３の転化率ηを検出し、ステップ１３にてこのηを
記憶する。
【００２７】ここで、図７（Ａ）に示すように、Ｆｒ−
Ｏ2 センサ９は、リッチ・リーンを周期的に繰り返して
おり、プリ触媒３がＳ被毒していなければ、図７（Ｂ）
に示すように、Ｒｒ−Ｏ2 センサ１０は殆どなまされた
出力波形（周波数）となり、出力周波数比ＦＲ（Ｆｒ−
Ｏ2 センサ出力周波数／Ｒｒ−Ｏ2 センサ出力周波数）
は０に近い値となるが、プリ触媒３がＳ被毒していれ
ば、Ｒｒ−Ｏ2 センサ１０は図７（Ｂ）のような出力波
形（周波数）となり、出力周波数比ＦＲは１に近づく
（図８参照）。
Ｏ2 センサ９は、リッチ・リーンを周期的に繰り返して
おり、プリ触媒３がＳ被毒していなければ、図７（Ｂ）
に示すように、Ｒｒ−Ｏ2 センサ１０は殆どなまされた
出力波形（周波数）となり、出力周波数比ＦＲ（Ｆｒ−
Ｏ2 センサ出力周波数／Ｒｒ−Ｏ2 センサ出力周波数）
は０に近い値となるが、プリ触媒３がＳ被毒していれ
ば、Ｒｒ−Ｏ2 センサ１０は図７（Ｂ）のような出力波
形（周波数）となり、出力周波数比ＦＲは１に近づく
（図８参照）。
【００２８】従って、出力周波数比ＦＲから、ＦＲと図
８のような関係にある転化率ηを検出し、このηからプ
リ触媒３のＳ被毒状態を検出する。次に、排気温度が上
昇し、図３のフローチャートのステップ６（床下触媒４
側のみに排気を流通させた状態）の後のステップ１４に
て、ηを参照し、ステップ１５でこのηと所定値ηｃと
を比較し、ηがηｃ未満（η＜ηｃ）であれば、Ｓ被毒
と判断し、プリ触媒３に排気を流通させる。即ち、ステ
ップ１６に進んで、切換バルブ装置７を第１の排気流路
に切り換え、ステップ１５に戻って、再び、ηと所定値
ηｃとを比較し、ηがηｃ以上（η≧ηｃ）となるま
で、ステップ１６の制御を続行する。
８のような関係にある転化率ηを検出し、このηからプ
リ触媒３のＳ被毒状態を検出する。次に、排気温度が上
昇し、図３のフローチャートのステップ６（床下触媒４
側のみに排気を流通させた状態）の後のステップ１４に
て、ηを参照し、ステップ１５でこのηと所定値ηｃと
を比較し、ηがηｃ未満（η＜ηｃ）であれば、Ｓ被毒
と判断し、プリ触媒３に排気を流通させる。即ち、ステ
ップ１６に進んで、切換バルブ装置７を第１の排気流路
に切り換え、ステップ１５に戻って、再び、ηと所定値
ηｃとを比較し、ηがηｃ以上（η≧ηｃ）となるま
で、ステップ１６の制御を続行する。
【００２９】尚、上記の各実施例においては、排気温度
を実際に排気温度センサ１２を使って検出するようにし
たが、エンジン１の回転数と負荷等から予測するように
しても良い。以上説明したように、燃料中のＳ分による
触媒の被毒状態を検出（予測）し、被毒状態が検出（予
測）された際には、排気温度に関わらず、所定期間若し
くは被毒状態が検出（予測）されなくなるまで、前記プ
リ触媒３側に排気を流通させるようにしたから、プリ触
媒３の熱劣化を抑制しつつ、プリ触媒３のＳ被毒を除去
することができ、触媒の持つ十分な転換能力を発揮させ
ることができる。
を実際に排気温度センサ１２を使って検出するようにし
たが、エンジン１の回転数と負荷等から予測するように
しても良い。以上説明したように、燃料中のＳ分による
触媒の被毒状態を検出（予測）し、被毒状態が検出（予
測）された際には、排気温度に関わらず、所定期間若し
くは被毒状態が検出（予測）されなくなるまで、前記プ
リ触媒３側に排気を流通させるようにしたから、プリ触
媒３の熱劣化を抑制しつつ、プリ触媒３のＳ被毒を除去
することができ、触媒の持つ十分な転換能力を発揮させ
ることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、排気通路に設けられた２つの触媒へ排気を
流通させる排気流路を排気温度に基づいて切換制御する
排気浄化装置において、触媒の硫黄被毒状態を勘案し
て、前記排気流路の切り換えを制御することにより、触
媒の熱劣化を抑制しつつ、触媒の被毒を除去して、触媒
の持つ十分な転換能力を発揮させることができる。
明によれば、排気通路に設けられた２つの触媒へ排気を
流通させる排気流路を排気温度に基づいて切換制御する
排気浄化装置において、触媒の硫黄被毒状態を勘案し
て、前記排気流路の切り換えを制御することにより、触
媒の熱劣化を抑制しつつ、触媒の被毒を除去して、触媒
の持つ十分な転換能力を発揮させることができる。
【００３１】請求項２記載の発明によれば、上流側触媒
の上流側空燃比を検出する空燃比検出手段と下流側触媒
の上流側空燃比を検出する空燃比検出手段の出力周波数
比に基づいて、触媒の被毒状態を検出でき、燃料中の硫
黄濃度が異なる場合や、エンジン運転状態によってもそ
の程度が異なる硫黄被毒を検出することにより、精密な
制御が可能となる。
の上流側空燃比を検出する空燃比検出手段と下流側触媒
の上流側空燃比を検出する空燃比検出手段の出力周波数
比に基づいて、触媒の被毒状態を検出でき、燃料中の硫
黄濃度が異なる場合や、エンジン運転状態によってもそ
の程度が異なる硫黄被毒を検出することにより、精密な
制御が可能となる。
【００３２】請求項３記載の発明によれば、上流側触媒
を排気が流通した累積時間若しくは内燃機関を搭載した
車両の累積走行距離に基づいて、触媒の被毒状態を予測
できる。
を排気が流通した累積時間若しくは内燃機関を搭載した
車両の累積走行距離に基づいて、触媒の被毒状態を予測
できる。
【図１】 請求項１記載の発明の構成図
【図２】 請求項１〜３記載の発明の実施例の共通のシ
ステム図
ステム図
【図３】 請求項１及び３記載の発明の実施例の制御内
容を示すフローチャート
容を示すフローチャート
【図４】 エンジン運転領域と排気温度の関係を示す特
性図
性図
【図５】 Ｓ被毒，脱離と排気温度の関係を示す特性図
【図６】 請求項１及び２記載の発明の実施例の制御内
容を示すフローチャート
容を示すフローチャート
【図７】 Ｆｒ−Ｏ2 センサ，Ｒｒ−Ｏ2 センサの出力
波形を示す図
波形を示す図
【図８】 Ｆｒ−Ｏ2 センサとＲｒ−Ｏ2 センサの出力
周波数比ＦＲと触媒転化率の関係を示す特性図
周波数比ＦＲと触媒転化率の関係を示す特性図
【図９】 従来の制御内容を示すフローチャート
１ エンジン ２ 排気通路 ３ プリ触媒 ５ 床下触媒 ６ バイパス通路 ７ 切換バルブ装置 ９ Ｆｒ−Ｏ2 センサ １０ Ｒｒ−Ｏ2 センサ １２ 排気温度センサ １３ コントロールユニット
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 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｆ 45/00 ３１４ 45/00 ３１４Ｒ ３６８ ３６８Ｇ
Claims (3)
- 【請求項１】機関の排気通路の上流側と下流側に２つの
触媒を直列に介装し、 前記排気通路に、上流側触媒をバイパスするバイパス通
路を連通し、 排気が前記２つの触媒を流通する第１の排気流路と、上
流側触媒をバイパスして下流側触媒のみを流通する第２
の排気流路とに選択的に切り換える流路切換手段と、 前記排気通路の上流側触媒の上流と、下流側触媒の上流
でバイパス通路の合流部の下流とに、夫々設けられて、
排気の空燃比を検出する第１及び第２の空燃比検出手段
と、 前記排気を２つの触媒に流通させるときと、下流側触媒
のみを流通させるときにおいて、各空燃比検出手段で検
出される空燃比を目標空燃比に近づけるべく空燃比の基
本制御値を空燃比フィードバック補正値により増減補正
して空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバ
ック制御手段と、 上流側触媒の上流側排気温度を検出若しくは予測する手
段と、 前記検出若しくは予測された排気温度が所定温度未満の
ときは、前記第１の排気流路に切り換え、所定温度以上
のときは、前記第２の排気流路に切り換えるべく、前記
流路切換手段を制御する第１の切換制御手段と、 燃料中の硫黄分による上流側触媒の被毒状態を検出若し
くは予測する手段と、 前記被毒状態が検出若しくは予測された際には、前記排
気温度に関わらず、所定期間若しくは被毒状態が検出又
は予測されなくなるまで、前記第１の排気流路に切り換
えるべく、前記流路切換手段を制御する第２の切換制御
手段と、 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。 - 【請求項２】前記上流側触媒の被毒状態を検出する手段
は、第１の空燃比検出手段の出力と、第２の空燃比検出
手段の出力夫々の周波数の比に基づいて、上流側触媒の
被毒状態を検出することを特徴とする請求項１記載の内
燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】前記上流側触媒の被毒状態を予測する手段
は、上流側触媒を排気が流通した累積時間若しくは内燃
機関を搭載した車両の累積走行距離に基づいて、上流側
触媒の被毒状態を予測することを特徴とする請求項１記
載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7055715A JPH08246852A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7055715A JPH08246852A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08246852A true JPH08246852A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=13006582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7055715A Pending JPH08246852A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08246852A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008133822A (ja) * | 2006-10-27 | 2008-06-12 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化システムの排気浄化触媒再生制御装置とその触媒再生方法 |
| JP2009030483A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Toyota Motor Corp | 内燃機関システムの制御装置 |
| JP2010024933A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
-
1995
- 1995-03-15 JP JP7055715A patent/JPH08246852A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008133822A (ja) * | 2006-10-27 | 2008-06-12 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化システムの排気浄化触媒再生制御装置とその触媒再生方法 |
| JP2009030483A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Toyota Motor Corp | 内燃機関システムの制御装置 |
| JP2010024933A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
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