JPH0893459A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気浄化装置

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JPH0893459A
JPH0893459A JP6225117A JP22511794A JPH0893459A JP H0893459 A JPH0893459 A JP H0893459A JP 6225117 A JP6225117 A JP 6225117A JP 22511794 A JP22511794 A JP 22511794A JP H0893459 A JPH0893459 A JP H0893459A
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JP
Japan
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catalyst
exhaust gas
lean nox
lean
exhaust
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JP6225117A
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Masaaki Uchida
正明 内田
Hiroyuki Kanesaka
浩行 金坂
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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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
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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
    • F01N3/2053By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
    • 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
    • F01N13/00Exhaust 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
    • F01N13/009Exhaust 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

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 リーンNOx触媒と三元触媒を備えるエンジ
ンにおいて、ストイキ時の三元触媒の排気浄化性能を向
上することを目的とする。 【構成】 リーンNOx触媒2と三元触媒3とを独立し
たコンテナ2A,3A内に収納して独立して配置したも
のにおいて、リーンNOx触媒2を収納するコンテナ2
Aの外側に、コンテナ2Aの触媒2上流部位と下流部位
とを触媒2をバイパスして連通するバイパス管17を設
け、リーンNOx触媒2と三元触媒3間の空間部Aにお
いて、リーンNOx触媒2を通過したガスとバイパスし
たガスとがミキシングするように構成する。これによ
り、リーン時のリーンNOx触媒2の排気浄化性能にさ
ほど影響を与えず略維持しつつ、ストイキ時のラムダコ
ントロールに起因する、三元触媒3入口のパータベーシ
ョンがリーンNOx触媒2の吸・脱着作用により減衰さ
れ難くなって従来よりも大きくでき、ストイキ時の三元
触媒3の排気浄化性能の低下を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気浄化装
置に関し、特に、希薄(リーン)燃焼エンジンの排気浄
化性能を向上する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、車両に搭載されるリーン燃焼ガソ
リンエンジン(リーンバーンエンジン)の排気浄化装置
として、例えば、特開平1−139145号公報等に示
された技術が知られている。この従来技術は、図13及
び図14に示すように、エンジンの排気通路1に排気中
の炭化水素(HC)を用いて排気中の窒素酸化物(NO
x)をリーン空燃比雰囲気下で浄化処理するリーンNO
x触媒2を介装すると共に、該リーンNOx触媒2の下
流側排気通路1に排気中の炭化水素と一酸化炭素と窒素
酸化物とを理論空燃比雰囲気下で浄化処理する三元触媒
3を介装し、エンジンのリーン運転時に排出される排気
中のNOxは前記リーンNOx触媒2により浄化し、リ
ーン運転条件が成立せず、理論空燃比(ストイキ)によ
る運転を行う際の排気浄化は三元触媒3によって行うよ
うにし、リーンNOx触媒2と三元触媒3とを組み合わ
せて、リーン時の排気浄化性能とストイキ時の排気浄化
性能とを両立させるものである。
【0003】尚、図15に示すように、このリーンNO
x触媒2は、リーン時にNOxを浄化するべく、HCを
必要とするため、三元触媒3の上流側に配設され、図1
3に示したものでは、リーンNOx触媒2と三元触媒3
とを独立したコンテナ2A,3A内に収納して独立して
配置するようにし、図14に示したものでは、リーンN
Ox触媒2と三元触媒3を同一コンテナ4内に収納して
一体に配置するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のリーンバーンエンジンの排気浄化装置にあっ
ては、リーンNOx触媒2を三元触媒3の上流側に配設
する構成となっていたため、次のような問題点があっ
た。即ち、図16に示すようにストイキ時の空燃比フィ
ードバック制御(ラムダコントロール)に起因する、三
元触媒入口の空燃比摂動(パータベーション)がリーン
NOx触媒の吸・脱着作用により減衰(ダンピング)さ
れ、ストイキ時の三元触媒の排気浄化性能が低下する。
【0005】つまり、図17に示すように、三元触媒の
排気浄化性能は、三元触媒入口の空燃比摂動の大きさの
影響を受け、特に、NOx浄化性能は図18に示すよう
に、三元触媒入口の空燃比摂動の大きさが適値より小さ
くなると大幅に低下するため、ストイキ時の三元触媒の
排気浄化性能が低下してしまうのである。一方、かかる
問題を解決するために、ラムダコントロールのパラメー
タを大きく設定して、空燃比摂動の大きさを大きくした
場合には、空燃比の変化によるエンジン発生トルクの変
化に起因したサージが発生し、エンジン運転性に悪影響
を与えるという問題が生じる。
【0006】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、ストイキ時の空燃比フィードバック制御(ラ
ムダコントロール)に起因するパータベーションがリー
ンNOx触媒の吸・脱着作用により減衰されないように
して、エンジン運転性に悪影響を与えることなく、スト
イキ時の三元触媒の排気浄化性能を向上することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の発明のエンジンの排気浄化装置は、機関の排気通路に
設けられ、排気中の炭化水素を用いて排気中の窒素酸化
物を希薄空燃比雰囲気下で浄化処理する第1の触媒と、
第1の触媒の下流側排気通路に設けられ、排気中の炭化
水素と一酸化炭素と窒素酸化物とを理論空燃比雰囲気下
で浄化処理する第2の触媒と、排気の一部を第1の触媒
をバイパスさせて第2の触媒に流すバイパス機構と、を
含んで構成し、前記第1の触媒と第2の触媒との間にガ
スをミキシングさせる空間部を設けるようにした。
【0008】請求項2記載の発明のエンジンの排気浄化
装置は、前記バイパス機構を、第1の触媒を収納するコ
ンテナの外側に、該コンテナの触媒上流部位と下流部位
とを触媒をバイパスして連通するバイパス管を設ける構
成とした。請求項3記載の発明のエンジンの排気浄化装
置は、前記バイパス機構を、第1の触媒自体にその上流
側端面から下流側端面に貫通する複数のバイパス孔を設
ける構成とした。
【0009】請求項4記載の発明のエンジンの排気浄化
装置は、前記バイパス機構を、第1の触媒の担体の一部
に触媒物質を担持させないようにし、この触媒物質を担
持させない部分を通って排気が触媒をバイパスするよう
に構成した。請求項5記載の発明のエンジンの排気浄化
装置は、前記バイパス機構を、第1の触媒のコンテナ内
の触媒周りに、周方向に沿って波形をなして触媒を保持
する金属製の波板を配設するようにし、波板の上流側端
部から下流側端部に至る隙間部を通って排気が触媒をバ
イパスする構成とした。
【0010】請求項6記載の発明のエンジンの排気浄化
装置は、前記第1の触媒と第2の触媒とを独立したコン
テナ内に収納して独立して配置した。請求項7記載の発
明のエンジンの排気浄化装置は、前記第1の触媒と第2
の触媒を同一コンテナ内に収納して一体に配置し、前記
空間部を、コンテナ内の第1の触媒と第2の触媒間に両
者を隔てる部位に設けるようにした。
【0011】
【作用】請求項1記載の発明においては、第1の触媒を
通過しない排気と通過する排気とが空間部でミキシング
して第2の触媒に流入する結果、リーン時の第1の触媒
の排気浄化性能にさほど影響を与えず略維持しつつ、ス
トイキ時のラムダコントロールに起因する、第2の触媒
入口の空燃比摂動(パータベーション)が第1の触媒の
吸・脱着作用により減衰され難くなって従来よりも大き
くでき、ストイキ時の第2の触媒の排気浄化性能の低下
を抑制することができる。
【0012】又、空燃比の変化によるエンジン発生トル
クの変化に起因したサージの発生もなく、エンジン運転
性に悪影響を与えることもない。尚、本発明の如く排気
を第1の触媒をバイパスさせて第2の触媒側に流すので
はなく、第1の触媒自体の排気が流通する格子を拡大す
ることが考えられる。しかし、このように第1の触媒自
体の格子を拡大すると、格子の拡大代が小さい場合は、
第2の触媒上流におけるパータベーションが大きくなら
ず、第2の触媒が機能低下する。又、第1の触媒自体の
格子を更に拡大するとパータベーションが大きくなるも
のの、今度は第1の触媒としての機能が奏し得なくなっ
てしまうという問題点があり、第1の触媒自体の排気が
流通する格子を拡大することは採用できない。
【0013】請求項2記載の発明においては、バイパス
管を付設する構成であるから、比較的構造が簡単であ
る。請求項3記載の発明においては、バイパス孔付の触
媒担体のコストを安価に抑えられれば、比較的低コスト
である。請求項4記載の発明においては、触媒物質を担
持させない工法のコストを安価に抑えられれば、比較的
低コストである。
【0014】請求項5記載の発明においては、触媒の昇
温を促進できる。請求項6記載の発明においては、第1
の触媒と第2の触媒間には空間部が予め形成されてお
り、この空間部において、第1の触媒を通過したガスと
バイパスしたガスとがミキシングする。請求項7記載の
発明においては、コンテナ内の第1の触媒と第2の触媒
に両者を隔てる空間部において、第1の触媒を通過した
ガスとバイパスしたガスとがミキシングする。
【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9において、エンジン5の吸気通路6には、
エアクリーナ7を介して導入される吸入空気流量Qaを
検出するエアフロメータ7及びアクセルペダルと連動し
て吸入空気流量Qaを制御するスロットル弁8が設けら
れ、下流のマニホールド部分には気筒毎に燃料供給手段
としての電磁式の燃料噴射弁9が設けられている。前記
スロットル弁8には、該スロットル弁8の開度を検出す
るポテンショメータ式のスロットルセンサ10が設けら
れている。
【0016】前記燃料噴射弁9は、マイクロコンピュー
タを内蔵したコントロールユニット11からの噴射パル
ス信号によって開弁駆動し、燃料を噴射供給する。排気
通路1には、マニホールド部分の集合部に排気中酸素濃
度を検出することによって吸入混合気の空燃比を検出す
る手段としての空燃比センサ(以下、O2センサと言
う)12が設けられている。
【0017】又、前記O2 センサ12下流側の排気通路
1には、排気中のHCを用いて排気中のNOxを希薄
(リーン)空燃比雰囲気下で浄化処理する第1の触媒と
してのリーンNOx触媒2が介装され、該リーンNOx
触媒2下流側の排気通路1には、排気中のHCと一酸化
炭素(CO2 )とNOxとを理論空燃比雰囲気下で浄化
処理する第2の触媒としての三元触媒3が介装される。
ディストリビュータ13には、クランク角センサが内蔵
されており、該クランク角センサからエンジン回転と同
期して出力されるクランク単位角信号を一定時間カウン
トして、又は、クランク基準角信号の周期を計測してエ
ンジン回転速度NEを検出する。更に、冷却水温度TW
を検出する水温センサ14が設けられている。
【0018】一方、各シリンダに対応して夫々単一設け
られた吸気通路6から分岐して同一のシリンダに連通す
る2つの吸気ポート6aが設けられている。前記吸気通
路6の途中には、スワールコントロールバルブ装置の弁
体15が設けられている。前記弁体15の一部に切欠部
が設けられており、この弁体15を閉じて吸気スワール
を発生させることにより、燃焼速度を速めて、低負荷時
の燃料消費率の向上並びに希薄空燃比時の機関回転の安
定化を図るようにしている。
【0019】尚、16は点火プラグである。コントロー
ルユニット11は、CPUとROMとを備えており、C
PUには、上記クランク角センサ、スロットルセンサ1
0、エアフローメータ7、水温センサ14及びO2 セン
サ12から出力される検出信号が入力され、後述するフ
ローチャートに示す動作を行って、エンジン5の運転状
態に応じた空燃比となるように、基本燃料供給量として
の基本燃料噴射パルス幅及び各種補正のかかった実燃料
供給量としての実燃料噴射パルス幅を演算し、気筒毎に
設けられた燃料噴射弁9に制御信号を出力する。又、C
PUは前記スワールコントロールバルブ装置の制御信号
を出力する。
【0020】前記ROMには、CPUの演算に必要とな
る各種のデータ(例えばエンジン運転状態に応じた、空
燃比フィードバック補正係数のテーブル等を記憶したテ
ーブル等)が格納される。ここで、コントロールユニッ
ト11は、ストイキ制御若しくはリーン制御を適宜選択
する機能を装備している。この機能は、図10のフロー
チャートに示す如く奏される。
【0021】即ち、フローチャートにおいて、ステップ
1(図ではS1、以下同様)では、リーン許可がされた
か否かが判定され。リーン許可されれば、ステップ2に
進んでリーン制御が実行され、リーン許可されなけれ
ば、ステップ3に進んで、ストイキ制御が実行される。
この場合、エンジン冷却水温度,エンジン負荷及び回転
速度等が所定範囲にあるとき、リーン制御が選択され、
この範囲外のとき、ストイキ制御が選択される。
【0022】そして、ストイキ制御時にはストイキ空燃
比が選択されてこの空燃比に制御されると共に、前記ス
ワールコントロールバルブ装置の弁体15が開かれる。
又、リーン制御時にはリーン空燃比が選択されてこの空
燃比に制御されると共に、前記スワールコントロールバ
ルブ装置の弁体15が閉じられ、吸気スワールを発生さ
せる。
【0023】図11は上記リーン制御とストイキ制御の
選択のされ方を模式的に示す図であり、通常の車両走行
時には、ストイキ制御とリーン制御が適宜選択されるこ
とが判る。従って、リーン制御時とストイキ制御時夫々
の排気浄化性能を共に高める必要がある。
【0024】前記コントロールユニット11は、ストイ
キ制御時にラムダコントロールを実行する機能を奏す
る。即ち、空燃比フィードバック制御はリッチであれ
ば、燃料噴射量を減量補正し、リーンであれば増量補正
する。この空燃比フィードバック補正係数αの演算は、
2 センサ12で検出される排気中の酸素濃度に基づい
て目標空燃比(例えば理論空燃比)に対する実際の空燃
比のリッチ/リーンを判別し、リッチからリーン(リー
ンからリッチ)への反転時には、空燃比フィードバック
補正係数αを所定の比例分(P分)だけ増大(減少)さ
せ、その後空燃比がリッチ(リッチ)からリッチ(リー
ン)に反転するまでの間、積分分(I分)によって除々
に補正係数αを増大(減少)させる。
【0025】空燃比フィードバック補正係数αは基本燃
料噴射パルス幅Tpに乗算される補正項であり、上記の
比例・積分制御(PI制御)によって、実際の空燃比が
目標空燃比に近づく方向に燃料噴射量がフィードバック
制御される。図12は、空燃比フィードバック補正係数
αの演算方法の一例を示すフローチャートである。
【0026】このフローチャートはエンジン回転と同期
して実行され、ステップ11では、フィードバック制御
が許可されたか否かが判定され。許可されなければ、ス
テップ12に進んで、空燃比フィードバック補正制御係
数αをα=1.0とする。フィードバック制御が許可さ
れたならば、ステップ13に進んで、空燃比がリッチで
あるか否かが判定され、リッチと判定されると、ステッ
プ14に進み、リッチではないと判定されると、ステッ
プ15に進む。
【0027】ステップ14では、前回において空燃比が
リッチであったか否かを判定し、前回リッチでなけれ
ば、ステップ16に進んで、空燃比フィードバック補正
制御係数αをα=α−PR とし、前回リッチであれば、
ステップ17に進んで、空燃比フィードバック補正制御
係数αをα=α−Iとする。一方、ステップ15では、
前回において空燃比がリッチであったか否かを判定し、
前回リッチであれば、ステップ18に進んで、空燃比フ
ィードバック補正制御係数αをα=α+PL とし、前回
リッチでなければ、ステップ19に進んで、空燃比フィ
ードバック補正制御係数αをα=α+Iとする。
【0028】そして、このように演算された空燃比フィ
ードバック補正係数αを噴射燃料量に乗ずることによ
り、空燃比をストイキにフィードバック制御し、前記P
R 、P L 及びIの大きさによって、空燃比摂動の大きさ
を設定する。ここで、請求項1記載の発明においては、
排気の一部をリーンNOx触媒をバイパスさせて三元触
媒に流すバイパス機構を備えている。
【0029】図1はこのバイパス機構の第1の実施例を
示している(請求項2及び6記載の発明)。この実施例
においては、リーンNOx触媒2と三元触媒3とを独立
したコンテナ2A,3A内に収納して独立して配置した
ものにおいて、リーンNOx触媒2を収納するコンテナ
2Aの外側に、該コンテナ2Aの触媒2上流部位と下流
部位とを触媒2をバイパスして連通するバイパス管17
を設けるようにしている。
【0030】図2はバイパス機構の第2の実施例を示し
ている(請求項3及び6記載の発明)。この実施例にお
いては、リーンNOx触媒2と三元触媒3とを独立した
コンテナ2A,3A内に収納して独立して配置したもの
において、リーンNOx触媒2自体にその上流側端面か
ら下流側端面に貫通する複数のバイパス孔18を設ける
ようにしている。
【0031】図3はバイパス機構の第3の実施例を示し
ている(請求項4及び6記載の発明)。この実施例にお
いては、リーンNOx触媒2と三元触媒3とを独立した
コンテナ2A,3A内に収納して独立して配置したもの
において、リーンNOx触媒2の担体の一部、即ち、そ
の上流側端面から下流側端面に至る部分19(複数)に
触媒物質を担持させないようにし、この触媒物質を担持
させない部分19を通って排気が触媒をバイパスするよ
うにしている。
【0032】図4はバイパス機構の第4の実施例を示し
ている(請求項5及び6記載の発明)。この実施例にお
いては、リーンNOx触媒2と三元触媒3とを独立した
コンテナ2A,3A内に収納して独立して配置したもの
において、リーンNOx触媒2のコンテナ2A内の触媒
2周りに、周方向に沿って波形をなして触媒2を保持す
る金属製の波板20を配設するようにし、波板20の上
流側端部から下流側端部に至る隙間部を通って排気が触
媒2をバイパスするようにしている。
【0033】かかる第1〜第4の実施例は、何れもリー
ンNOx触媒2の下流に三元触媒3を独立して配置した
ものにおいてバイパス機構を構成したものであるが、リ
ーンNOx触媒2と三元触媒3を同一コンテナ内に収納
して一体に配置したものにおいて、バイパス機構を設け
た実施例を図5〜図7に示す。即ち、図5はバイパス機
構の第5の実施例を示している(請求項3及び7記載の
発明)。
【0034】この実施例においては、リーンNOx触媒
2と三元触媒3を同一コンテナ4内に収納したものにお
いて、図2の実施例のバイパス孔18をリーンNOx触
媒2に設けるようにしている。図6はバイパス機構の第
6の実施例を示している(請求項4及び7記載の発
明)。
【0035】この実施例においては、リーンNOx触媒
2と三元触媒3を同一コンテナ4内に収納したものにお
いて、図3の実施例の触媒物質を担持させない部分19
をリーンNOx触媒2に設けるようにしている。図7は
バイパス機構の第7の実施例を示している(請求項5及
び7記載の発明)。
【0036】この実施例においては、リーンNOx触媒
2と三元触媒3を同一コンテナ4内に収納したものにお
いて、図4の実施例の波板20をリーンNOx触媒2に
配設するようにしている。前記第1〜第4の実施例は、
リーンNOx触媒2の下流に三元触媒3を独立して配置
したものであるから、リーンNOx触媒2と三元触媒3
間には空間部Aが予め形成されており、この空間部Aに
おいて、リーンNOx触媒2を通過したガスとバイパス
したガスとがミキシングする。
【0037】一方、第5〜第7の実施例は、リーンNO
x触媒2と三元触媒3を同一コンテナ4内に収納したも
のであるから、コンテナ4内のリーンNOx触媒2と三
元触媒3間に両者を隔てる空間部Bを夫々設け、この空
間部Bにおいて、ガスをミキシングさせるようにする。
尚、第1の実施例は、バイパス管17を付設する構成で
あるから、他の実施例と比較して構造が簡単である。
【0038】第2及び第5の実施例は、バイパス孔18
付の触媒担体のコストを安価に抑えられれば、他の実施
例と比較して低コストである。第3及び第6の実施例
は、触媒物質を担持させない工法のコストを安価に抑え
られれば、他の実施例と比較して低コストである。第4
及び第7の実施例は、触媒2の昇温を促進できるという
利点がある。
【0039】以上説明した各実施例によると、排気の一
部をリーンNOx触媒2をバイパスさせて三元触媒3に
流すバイパス機構を設けると共に、リーンNOx触媒2
と三元触媒3との間にガスをミキシングさせる空間部A
又はBを設けるようにしたから、リーンNOx触媒2を
通過しない排気と通過する排気とが空間部A又はBでミ
キシングして三元触媒3に流入する結果、リーン時のリ
ーンNOx触媒2の排気浄化性能にさほど影響を与えず
略維持しつつ、ストイキ時のラムダコントロールに起因
する、三元触媒3入口のパータベーションがリーンNO
x触媒2の吸・脱着作用により減衰され難くなって従来
よりも大きくでき(図8参照)、ストイキ時の三元触媒
3の排気浄化性能の低下を抑制することができる。
【0040】又、空燃比の変化によるエンジン発生トル
クの変化に起因したサージの発生もなく、エンジン運転
性に悪影響を与えることもない。尚、上記の各実施例の
如く排気をリーンNOx触媒2をバイパスさせて三元触
媒側3に流すのではなく、リーンNOx触媒自体の排気
が流通する格子を拡大することが考えられる。
【0041】しかし、このようにリーンNOx触媒自体
の格子を拡大すると、格子の拡大代が小さい場合は、三
元触媒上流におけるパータベーションが大きくならず、
三元触媒が機能低下する。又、リーンNOx触媒自体の
格子を更に拡大するとパータベーションが大きくなるも
のの、今度はリーンNOx触媒としての機能が奏し得な
くなってしまうという問題点があり、リーンNOx触媒
自体の排気が流通する格子を拡大することは採用できな
い。
【0042】
【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、第1の触媒を通過しない排気と通過する排
気とが空間部でミキシングして第2の触媒に流入する結
果、リーン時の第1の触媒の排気浄化性能にさほど影響
を与えず略維持しつつ、ストイキ時のラムダコントロー
ルに起因する、第2の触媒入口の空燃比摂動(パータベ
ーション)が第1の触媒の吸・脱着作用により減衰され
難くなって従来よりも大きくでき、ストイキ時の第2の
触媒の排気浄化性能の低下を抑制することができ、しか
も、エンジン運転性に悪影響を与えることもない。
【0043】請求項2記載の発明によれば、バイパス管
を付設する構成であるから、比較的構造が簡単である。
請求項3記載の発明によれば、バイパス孔付の触媒担体
のコストを安価に抑えられれば、比較的低コストであ
る。請求項4記載の発明によれば、触媒物質を担持させ
ない工法のコストを安価に抑えられれば、比較的低コス
トである。
【0044】請求項5記載の発明によれば、触媒の昇温
を促進できる。請求項6記載の発明によれば、第1の触
媒と第2の触媒間には空間部が予め形成されており、こ
の空間部において、第1の触媒を通過したガスとバイパ
スしたガスとをミキシングできる。請求項7記載の発明
においては、コンテナ内の第1の触媒と第2の触媒に両
者を隔てる空間部において、第1の触媒を通過したガス
とバイパスしたガスとをミキシングできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1,2及び6記載の発明の一実施例を
示す図で、(A)は正面図、(B)はリーンNOx触媒
の断面図
【図2】 請求項1,3及び6記載の発明の一実施例を
示す図で、(A)は正面図、(B)はリーンNOx触媒
の断面図
【図3】 請求項1,4及び6記載の発明の一実施例を
示す図で、(A)は正面図、(B)はリーンNOx触媒
の断面図
【図4】 請求項1,5及び6記載の発明の一実施例を
示す図で、(A)は正面図、(B)はリーンNOx触媒
の断面図
【図5】 請求項1,3及び7記載の発明の一実施例を
示す図で、(A)は正面図、(B)はリーンNOx触媒
の断面図
【図6】 請求項1,4及び7記載の発明の一実施例を
示す図で、(A)は正面図、(B)はリーンNOx触媒
の断面図
【図7】 請求項1,5及び7記載の発明の一実施例を
示す図で、(A)は正面図、(B)はリーンNOx触媒
の断面図
【図8】 本発明の効果を説明するパータベーション変
化状態を示す図
【図9】 本発明の排気浄化装置を採用したエンジンの
システム図
【図10】 コントロールユニットのストイキ制御若しく
はリーン制御を適宜選択する機能を示すフローチャート
【図11】 リーン制御とストイキ制御の選択のされ方を
模式的に示す図
【図12】 空燃比フィードバック補正係数αの演算方法
の一例を示すフローチャート
【図13】 従来例を示す図で、(A)は正面図、(B)
はリーンNOx触媒の断面図
【図14】 従来例を示す正面図
【図15】 リーンNOx触媒のNOx転化率を説明する
【図16】 従来の問題点を説明するパータベーション変
化状態を示す図
【図17】 三元触媒の排気浄化性能と三元触媒入口のパ
ータベーションとの関係を示す図
【図18】 三元触媒入口のパータベーションとNOx転
化率との関係を示す図
【符号の説明】
1 排気通路 2 リーンNOx触媒 3 三元触媒 2A,3A,4 コンテナ 5 エンジン 17 バイパス管 18 バイパス孔 19 触媒物質を担持させない部分 20 波板
───────────────────────────────────────────────────── 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 B01D 53/94 B01J 35/04 ZAB 321 A F01N 3/28 ZAB 301 D P B01D 53/36 103 B

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関の排気通路に設けられ、排気中の炭化
    水素を用いて排気中の窒素酸化物を希薄空燃比雰囲気下
    で浄化処理する第1の触媒と、 第1の触媒の下流側排気通路に設けられ、排気中の炭化
    水素と一酸化炭素と窒素酸化物とを理論空燃比雰囲気下
    で浄化処理する第2の触媒と、 排気の一部を第1の触媒をバイパスさせて第2の触媒に
    流すバイパス機構と、 を含んで構成し、 前記第1の触媒と第2の触媒との間にガスをミキシング
    させる空間部を設けたことを特徴とするエンジンの排気
    浄化装置。
  2. 【請求項2】前記バイパス機構を、第1の触媒を収納す
    るコンテナの外側に、該コンテナの触媒上流部位と下流
    部位とを触媒をバイパスして連通するバイパス管を設け
    る構成としたことを特徴とする請求項1記載のエンジン
    の排気浄化装置。
  3. 【請求項3】前記バイパス機構を、第1の触媒自体にそ
    の上流側端面から下流側端面に貫通する複数のバイパス
    孔を設ける構成としたことを特徴とする請求項1記載の
    エンジンの排気浄化装置。
  4. 【請求項4】前記バイパス機構を、第1の触媒の担体の
    一部に触媒物質を担持させないようにし、この触媒物質
    を担持させない部分を通って排気が触媒をバイパスする
    ように構成したことを特徴とする請求項1記載のエンジ
    ンの排気浄化装置。
  5. 【請求項5】前記バイパス機構を、第1の触媒のコンテ
    ナ内の触媒周りに、周方向に沿って波形をなして触媒を
    保持する金属製の波板を配設するようにし、波板の上流
    側端部から下流側端部に至る隙間部を通って排気が触媒
    をバイパスする構成としたことを特徴とする請求項1記
    載のエンジンの排気浄化装置。
  6. 【請求項6】前記第1の触媒と第2の触媒とを独立した
    コンテナ内に収納して独立して配置したことを特徴とす
    る請求項1〜5のうちいずれか一つに記載のエンジンの
    排気浄化装置。
  7. 【請求項7】前記第1の触媒と第2の触媒を同一コンテ
    ナ内に収納して一体に配置し、前記空間部を、コンテナ
    内の第1の触媒と第2の触媒間に両者を隔てる部位に設
    けるようにした請求項1〜5のうちいずれか一つに記載
    のエンジンの排気浄化装置。
JP6225117A 1994-09-20 1994-09-20 エンジンの排気浄化装置 Pending JPH0893459A (ja)

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