JPH10280943A - 内燃機関の触媒再生装置 - Google Patents
内燃機関の触媒再生装置Info
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- JPH10280943A JPH10280943A JP8815097A JP8815097A JPH10280943A JP H10280943 A JPH10280943 A JP H10280943A JP 8815097 A JP8815097 A JP 8815097A JP 8815097 A JP8815097 A JP 8815097A JP H10280943 A JPH10280943 A JP H10280943A
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- fuel injection
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な構成でもって触媒を再生する。
【解決手段】 筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁９
を具備し、機関排気通路内に排気浄化触媒１６を配置す
る。燃料噴射弁９からＡＴＤＣ１５０°に副燃料噴射を
行うことにより排気浄化触媒１６に炭化水素を供給し、
それによって流入する排気中のＮＯX を還元する。排気
浄化触媒１６が炭化水素により被毒しているか否かを判
断し、被毒していると判断されたときには副燃料噴射時
期をＡＴＤＣ９０°まで早めて排気浄化触媒１６に流入
する排気の温度を高め、それによって排気浄化触媒１６
を再生する。
を具備し、機関排気通路内に排気浄化触媒１６を配置す
る。燃料噴射弁９からＡＴＤＣ１５０°に副燃料噴射を
行うことにより排気浄化触媒１６に炭化水素を供給し、
それによって流入する排気中のＮＯX を還元する。排気
浄化触媒１６が炭化水素により被毒しているか否かを判
断し、被毒していると判断されたときには副燃料噴射時
期をＡＴＤＣ９０°まで早めて排気浄化触媒１６に流入
する排気の温度を高め、それによって排気浄化触媒１６
を再生する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の触媒再生
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を
具備し、燃料噴射弁から機関膨張行程または排気行程に
副燃料噴射を行うことにより機関排気通路内に配置され
た触媒に炭化水素を供給し、触媒においてこの炭化水素
でもって流入する排気中のＮＯ X を還元するようにした
内燃機関が公知である（特開平４−２３１６４５号公報
参照）。
具備し、燃料噴射弁から機関膨張行程または排気行程に
副燃料噴射を行うことにより機関排気通路内に配置され
た触媒に炭化水素を供給し、触媒においてこの炭化水素
でもって流入する排気中のＮＯ X を還元するようにした
内燃機関が公知である（特開平４−２３１６４５号公報
参照）。
【０００３】ところで、触媒に炭化水素が付着して堆積
すると触媒がこの炭化水素により被毒せしめられ、すな
わち触媒活性が低下する。この場合、触媒を加熱して再
生する必要がある。
すると触媒がこの炭化水素により被毒せしめられ、すな
わち触媒活性が低下する。この場合、触媒を加熱して再
生する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
触媒に電気ヒータを組み込んでこの電気ヒータにより触
媒を加熱しようとすると多量の電力を必要とする。ま
た、内燃機関の点火時期や空燃比などを制御して触媒に
流入する排気の温度を上昇させるようにすると複雑な制
御を必要とし、しかも燃費が著しく悪化する。すなわ
ち、簡易な構成でもって触媒を再生することができな
い。
触媒に電気ヒータを組み込んでこの電気ヒータにより触
媒を加熱しようとすると多量の電力を必要とする。ま
た、内燃機関の点火時期や空燃比などを制御して触媒に
流入する排気の温度を上昇させるようにすると複雑な制
御を必要とし、しかも燃費が著しく悪化する。すなわ
ち、簡易な構成でもって触媒を再生することができな
い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、筒内に直接燃料を噴射する燃
料噴射弁を具備し、燃料噴射弁から機関膨張行程または
排気行程に副燃料噴射を行うことにより機関排気通路内
に配置された触媒に炭化水素を供給し、触媒においてこ
の炭化水素でもって流入する排気中のＮＯX を還元する
ようにした内燃機関において、触媒が炭化水素により被
毒しているか否かを判断し、触媒が炭化水素により被毒
していると判断されたときには機関膨張行程または排気
行程において副燃料噴射時期を早めるようにしている。
すなわち１番目の発明では、機関膨張行程または排気行
程における副燃料噴射時期が早いとき程排気温度が高め
られるので副燃料噴射時期を早めることによって触媒を
加熱するようにしている。この場合、追加の構成要素を
必要としない。
に１番目の発明によれば、筒内に直接燃料を噴射する燃
料噴射弁を具備し、燃料噴射弁から機関膨張行程または
排気行程に副燃料噴射を行うことにより機関排気通路内
に配置された触媒に炭化水素を供給し、触媒においてこ
の炭化水素でもって流入する排気中のＮＯX を還元する
ようにした内燃機関において、触媒が炭化水素により被
毒しているか否かを判断し、触媒が炭化水素により被毒
していると判断されたときには機関膨張行程または排気
行程において副燃料噴射時期を早めるようにしている。
すなわち１番目の発明では、機関膨張行程または排気行
程における副燃料噴射時期が早いとき程排気温度が高め
られるので副燃料噴射時期を早めることによって触媒を
加熱するようにしている。この場合、追加の構成要素を
必要としない。
【０００６】また、２番目の発明によれば１番目の発明
において、上記触媒の温度が活性温度範囲内にありかつ
触媒に流入する排気の温度が触媒の下流側端部の温度よ
りも低く維持されているときに、触媒に炭化水素を供給
したときの触媒の下流側端部の温度に基づいて触媒が炭
化水素により被毒しているか否かを判断するようにして
いる。すなわち２番目の発明では、触媒の下流側端部の
温度が高く維持されたときには触媒が活性状態にあると
判断して触媒が炭化水素により被毒していないと判断さ
れ、触媒の下流側端部の温度は触媒に流入する排気の温
度に向けて低下しているときには触媒が被毒していると
判断される。
において、上記触媒の温度が活性温度範囲内にありかつ
触媒に流入する排気の温度が触媒の下流側端部の温度よ
りも低く維持されているときに、触媒に炭化水素を供給
したときの触媒の下流側端部の温度に基づいて触媒が炭
化水素により被毒しているか否かを判断するようにして
いる。すなわち２番目の発明では、触媒の下流側端部の
温度が高く維持されたときには触媒が活性状態にあると
判断して触媒が炭化水素により被毒していないと判断さ
れ、触媒の下流側端部の温度は触媒に流入する排気の温
度に向けて低下しているときには触媒が被毒していると
判断される。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明をディーゼル機関に
適用した場合を示している。しかしながら、本発明を火
花点火式機関に適用することもできる。図１を参照する
と、１はシリンダブロック、２はピストン、３はシリン
ダヘッド、４は燃焼室、５は吸気ポート、６は吸気弁、
７は排気ポート、８は排気弁、９は燃焼室４内に燃料を
直接噴射する燃料噴射弁をそれぞれ示す。各気筒の吸気
ポート５はそれぞれ対応する吸気枝管１０を介して共通
のサージタンク１１に接続され、サージタンク１１は吸
気ダクト１２を介してエアクリーナ１３に接続される。
吸気ダクト１２内にはアクセルペダルと連動する吸気絞
り弁１４が配置される。一方、各気筒の排気ポート７は
共通の排気マニホルド１５に接続され、この排気マニホ
ルド１５は排気浄化触媒１６を内蔵した触媒コンバータ
１７に接続される。また、各気筒の燃料噴射弁９は共通
の燃料用蓄圧室１８を介して燃料ポンプ１９に接続され
る。このようにすると各気筒の１燃焼サイクルにおいて
複数回燃料噴射を行うことができる。なお、各燃料噴射
弁９は電子制御ユニット３０からの出力信号に基づいて
制御される。
適用した場合を示している。しかしながら、本発明を火
花点火式機関に適用することもできる。図１を参照する
と、１はシリンダブロック、２はピストン、３はシリン
ダヘッド、４は燃焼室、５は吸気ポート、６は吸気弁、
７は排気ポート、８は排気弁、９は燃焼室４内に燃料を
直接噴射する燃料噴射弁をそれぞれ示す。各気筒の吸気
ポート５はそれぞれ対応する吸気枝管１０を介して共通
のサージタンク１１に接続され、サージタンク１１は吸
気ダクト１２を介してエアクリーナ１３に接続される。
吸気ダクト１２内にはアクセルペダルと連動する吸気絞
り弁１４が配置される。一方、各気筒の排気ポート７は
共通の排気マニホルド１５に接続され、この排気マニホ
ルド１５は排気浄化触媒１６を内蔵した触媒コンバータ
１７に接続される。また、各気筒の燃料噴射弁９は共通
の燃料用蓄圧室１８を介して燃料ポンプ１９に接続され
る。このようにすると各気筒の１燃焼サイクルにおいて
複数回燃料噴射を行うことができる。なお、各燃料噴射
弁９は電子制御ユニット３０からの出力信号に基づいて
制御される。
【０００８】電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０はデジタ
ルコンピュータからなり、双方向性バス３１を介して相
互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、Ｒ
ＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイク
ロプロセッサ）３４、入力ポート３５、および出力ポー
ト３６を具備する。サージタンク１１にはサージタンク
１１内の負圧に比例した出力電圧を発生する負圧センサ
３７が取り付けられ、触媒コンバータ１７には排気浄化
触媒１６に流入する排気の温度および排気浄化触媒１６
から流出した排気の温度に比例した出力電圧を発生する
温度センサ３８ｕ，３８ｄがそれぞれ取り付けられる。
これら負圧センサ３７および温度センサ３８ｕ，３８ｄ
の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換器３９を介して
入力ポート３５に入力される。なお、排気浄化触媒１６
に流入する排気の温度すなわち入口温度ＴＩＮは排気浄
化触媒１６の上流側端部の温度を代表しており、排気浄
化触媒１６から流出した排気の温度すなわち出口温度Ｔ
ＯＵＴは排気浄化触媒１６の下流側端部の温度を代表し
ている。入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば
３０度回転する毎に出力パルスを発生するクランク角セ
ンサ４０が接続される。ＣＰＵ３４ではこの出力パルス
に基づいて機関回転数Ｎが算出される。さらに、アクセ
ルペダル４１の踏み込み量ＤＥＰに比例した出力電圧を
発生する踏み込み量センサ４２の出力電圧がＡＤ変換器
３９を介して入力ポート３５に入力される。一方、出力
ポート３６はそれぞれ対応する駆動回路４３を介して各
燃料噴射弁９にそれぞれ接続される。
ルコンピュータからなり、双方向性バス３１を介して相
互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、Ｒ
ＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイク
ロプロセッサ）３４、入力ポート３５、および出力ポー
ト３６を具備する。サージタンク１１にはサージタンク
１１内の負圧に比例した出力電圧を発生する負圧センサ
３７が取り付けられ、触媒コンバータ１７には排気浄化
触媒１６に流入する排気の温度および排気浄化触媒１６
から流出した排気の温度に比例した出力電圧を発生する
温度センサ３８ｕ，３８ｄがそれぞれ取り付けられる。
これら負圧センサ３７および温度センサ３８ｕ，３８ｄ
の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換器３９を介して
入力ポート３５に入力される。なお、排気浄化触媒１６
に流入する排気の温度すなわち入口温度ＴＩＮは排気浄
化触媒１６の上流側端部の温度を代表しており、排気浄
化触媒１６から流出した排気の温度すなわち出口温度Ｔ
ＯＵＴは排気浄化触媒１６の下流側端部の温度を代表し
ている。入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば
３０度回転する毎に出力パルスを発生するクランク角セ
ンサ４０が接続される。ＣＰＵ３４ではこの出力パルス
に基づいて機関回転数Ｎが算出される。さらに、アクセ
ルペダル４１の踏み込み量ＤＥＰに比例した出力電圧を
発生する踏み込み量センサ４２の出力電圧がＡＤ変換器
３９を介して入力ポート３５に入力される。一方、出力
ポート３６はそれぞれ対応する駆動回路４３を介して各
燃料噴射弁９にそれぞれ接続される。
【０００９】排気浄化触媒１６はどのような触媒でもよ
いが、図１の内燃機関ではゼオライト、アルミナなどの
多孔質担体上に、白金Ｐｔ、パラジウムＰｄなどの貴金
属、または銅Ｃｕ、鉄Ｆｅなどの遷移金属をイオン交換
により担持させることにより形成される。ゼオライトと
して例えばＺＳＭ−５型、フェリエライト、モルデナイ
トなどの高シリカ含有ゼオライトを用いることができ
る。この排気浄化触媒１６は例えば炭化水素（ＨＣ）、
一酸化炭素（ＣＯ）などの還元剤を含む酸素雰囲気にお
いて流入する排気中のＮＯX をこれらＨＣ、ＣＯなどと
選択的に反応せしめ、それによってＮＯX を窒素Ｎ2 に
還元することができる。すなわち、排気浄化触媒１６は
流入する排気中が還元剤を含んでいると、たとえ酸素雰
囲気であっても流入する排気中のＮＯX を還元する。
いが、図１の内燃機関ではゼオライト、アルミナなどの
多孔質担体上に、白金Ｐｔ、パラジウムＰｄなどの貴金
属、または銅Ｃｕ、鉄Ｆｅなどの遷移金属をイオン交換
により担持させることにより形成される。ゼオライトと
して例えばＺＳＭ−５型、フェリエライト、モルデナイ
トなどの高シリカ含有ゼオライトを用いることができ
る。この排気浄化触媒１６は例えば炭化水素（ＨＣ）、
一酸化炭素（ＣＯ）などの還元剤を含む酸素雰囲気にお
いて流入する排気中のＮＯX をこれらＨＣ、ＣＯなどと
選択的に反応せしめ、それによってＮＯX を窒素Ｎ2 に
還元することができる。すなわち、排気浄化触媒１６は
流入する排気中が還元剤を含んでいると、たとえ酸素雰
囲気であっても流入する排気中のＮＯX を還元する。
【００１０】ところで、図１のディーゼル機関では機関
から排出されるスモークやパティキュレートを低減する
ために空燃比が理論空燃比よりもリーンに維持される。
このため、排気浄化触媒１６は酸素雰囲気に維持される
ことになる。したがって、排気浄化触媒１６に還元剤が
存在すれば流入する排気中のＮＯX は排気浄化触媒１６
において良好に還元される。この場合、機関から排出さ
れる未燃ＨＣやＣＯなどが還元剤として作用しうる。し
かしながら、ディーゼル機関から排出される未燃ＨＣな
どに比べて浄化すべきＮＯX 量は圧倒的に多く、すなわ
ちＮＯX を良好に浄化するための還元剤が不足する。そ
こで、燃料噴射弁９から副燃料噴射を行うことによって
排気浄化触媒１６に還元剤としての燃料（炭化水素）を
２次的に供給し、それによってＮＯX に対し還元剤が不
足しないようにしている。
から排出されるスモークやパティキュレートを低減する
ために空燃比が理論空燃比よりもリーンに維持される。
このため、排気浄化触媒１６は酸素雰囲気に維持される
ことになる。したがって、排気浄化触媒１６に還元剤が
存在すれば流入する排気中のＮＯX は排気浄化触媒１６
において良好に還元される。この場合、機関から排出さ
れる未燃ＨＣやＣＯなどが還元剤として作用しうる。し
かしながら、ディーゼル機関から排出される未燃ＨＣな
どに比べて浄化すべきＮＯX 量は圧倒的に多く、すなわ
ちＮＯX を良好に浄化するための還元剤が不足する。そ
こで、燃料噴射弁９から副燃料噴射を行うことによって
排気浄化触媒１６に還元剤としての燃料（炭化水素）を
２次的に供給し、それによってＮＯX に対し還元剤が不
足しないようにしている。
【００１１】すなわち、例えば圧縮上死点周りに行われ
る通常の燃料噴射（主燃料噴射）に加えて、燃料噴射弁
９から膨張行程または排気行程、例えば圧縮上死点後
（以下、ＡＴＤＣと称する）１５０°、に２回目の燃料
噴射すなわち副燃料噴射を行い、それによって排気中に
燃料（炭化水素）を２次的に供給するようにしている。
なお、この副燃料噴射による燃料は機関出力にほとんど
寄与しない。
る通常の燃料噴射（主燃料噴射）に加えて、燃料噴射弁
９から膨張行程または排気行程、例えば圧縮上死点後
（以下、ＡＴＤＣと称する）１５０°、に２回目の燃料
噴射すなわち副燃料噴射を行い、それによって排気中に
燃料（炭化水素）を２次的に供給するようにしている。
なお、この副燃料噴射による燃料は機関出力にほとんど
寄与しない。
【００１２】ところで、排気浄化触媒１６が活性温度範
囲内にないときに副燃料噴射を行って排気浄化触媒１６
に炭化水素を供給してもこの炭化水素はＮＯX を浄化す
ることなく或いは酸化されることなく排気浄化触媒１６
から排出されてしまう。一方、排気浄化触媒１６の下流
側端部の温度を代表する出口温度ＴＯＵＴが活性温度Ｔ
ＡＣＴよりも高いときには排気浄化触媒１６全体の温度
が活性温度範囲内にあると判断することができる。そこ
で、本実施態様では出口温度ＴＯＵＴが活性温度ＴＡＣ
Ｔよりも高いときには副燃料噴射を行い、出口温度ＴＯ
ＵＴが活性温度ＴＡＣＴよりも低いときには副燃料噴射
を停止するようにしている。
囲内にないときに副燃料噴射を行って排気浄化触媒１６
に炭化水素を供給してもこの炭化水素はＮＯX を浄化す
ることなく或いは酸化されることなく排気浄化触媒１６
から排出されてしまう。一方、排気浄化触媒１６の下流
側端部の温度を代表する出口温度ＴＯＵＴが活性温度Ｔ
ＡＣＴよりも高いときには排気浄化触媒１６全体の温度
が活性温度範囲内にあると判断することができる。そこ
で、本実施態様では出口温度ＴＯＵＴが活性温度ＴＡＣ
Ｔよりも高いときには副燃料噴射を行い、出口温度ＴＯ
ＵＴが活性温度ＴＡＣＴよりも低いときには副燃料噴射
を停止するようにしている。
【００１３】ところで、冒頭で述べたように、排気浄化
触媒１６に炭化水素、すなわち未燃ＨＣや可溶性有機物
質などが付着して堆積すると排気浄化触媒１６がこの炭
化水素により被毒せしめられ、すなわち触媒活性が低下
する。したがって、排気浄化触媒１６を加熱して再生す
る必要がある。一方、膨張行程または排気行程において
副燃料噴射時期が早いときほど副燃料噴射による燃料の
うち燃焼室４内で燃焼せしめられる割合が多くなり、斯
くして排気の温度が高められる。そこで、本実施態様で
は排気浄化触媒１６を再生すべきときには副燃料噴射時
期を一定期間だけ、通常の副燃料噴射時期よりも膨張行
程または排気行程において早めるようにしている。すな
わち副燃料噴射時期をＡＴＤＣ１５０°からＡＴＤＣ９
０°に早めている。その結果、高温の排気により排気浄
化触媒１６が加熱せしめられ、斯くして排気浄化触媒１
６が再生せしめられる。このようにすると、排気浄化触
媒１６を再生するために追加の要素を必要とせず、複雑
な制御も必要としない。なお、排気浄化触媒１６を再生
すべきときの副燃料噴射時期はＡＴＤＣ９０°から１２
０°程度に定めることができる。
触媒１６に炭化水素、すなわち未燃ＨＣや可溶性有機物
質などが付着して堆積すると排気浄化触媒１６がこの炭
化水素により被毒せしめられ、すなわち触媒活性が低下
する。したがって、排気浄化触媒１６を加熱して再生す
る必要がある。一方、膨張行程または排気行程において
副燃料噴射時期が早いときほど副燃料噴射による燃料の
うち燃焼室４内で燃焼せしめられる割合が多くなり、斯
くして排気の温度が高められる。そこで、本実施態様で
は排気浄化触媒１６を再生すべきときには副燃料噴射時
期を一定期間だけ、通常の副燃料噴射時期よりも膨張行
程または排気行程において早めるようにしている。すな
わち副燃料噴射時期をＡＴＤＣ１５０°からＡＴＤＣ９
０°に早めている。その結果、高温の排気により排気浄
化触媒１６が加熱せしめられ、斯くして排気浄化触媒１
６が再生せしめられる。このようにすると、排気浄化触
媒１６を再生するために追加の要素を必要とせず、複雑
な制御も必要としない。なお、排気浄化触媒１６を再生
すべきときの副燃料噴射時期はＡＴＤＣ９０°から１２
０°程度に定めることができる。
【００１４】次に、排気浄化触媒１６が被毒しているか
否かを判断する方法について説明する。排気浄化触媒１
６の温度が活性温度範囲内にある場合、排気浄化触媒１
６が被毒していなければ排気浄化触媒１６において副燃
料噴射による炭化水素とＮＯXまたは酸素との発熱反応
が生じる。これに対し、排気浄化触媒１６が被毒してい
るときには発熱反応はほとんど生じない。したがって、
出口温度ＴＯＵＴに基づいて排気浄化触媒１６が被毒し
ているか否かを判断することができると考えられる。
否かを判断する方法について説明する。排気浄化触媒１
６の温度が活性温度範囲内にある場合、排気浄化触媒１
６が被毒していなければ排気浄化触媒１６において副燃
料噴射による炭化水素とＮＯXまたは酸素との発熱反応
が生じる。これに対し、排気浄化触媒１６が被毒してい
るときには発熱反応はほとんど生じない。したがって、
出口温度ＴＯＵＴに基づいて排気浄化触媒１６が被毒し
ているか否かを判断することができると考えられる。
【００１５】ところが、入口温度ＴＩＮが出口温度ＴＯ
ＵＴよりも高いときには排気浄化触媒１６が被毒してい
るか否かに関わらず出口温度ＴＯＵＴが上昇し、或いは
高く維持される。したがって、この場合には排気浄化触
媒１６が被毒しているか否かを正確に判断することがで
きない。これに対し、入口温度ＴＩＮが出口温度ＴＯＵ
Ｔよりも低く維持されているときには、排気浄化触媒１
６が被毒していなければ出口温度ＴＯＵＴは入口温度Ｔ
ＩＮに対して一定温度以上高く維持され、これに対し排
気浄化触媒１６が被毒していると出口温度ＴＯＵＴは入
口温度ＴＩＮに向けて低下する。そこで本実施態様で
は、入口温度ＴＩＮが出口温度ＴＯＵＴよりも低く維持
されてから一定時間経過した後に出口温度ＴＯＵＴが入
口温度ＴＩＮに対し一定温度ＤＬＴ以上高いときには排
気浄化触媒１６が炭化水素により被毒してないと判断
し、出口温度ＴＯＵＴが入口温度ＴＩＮに対し一定温度
ＤＬＴ以上高くないときには排気浄化触媒１６が炭化水
素により被毒していると判断するようにしている。
ＵＴよりも高いときには排気浄化触媒１６が被毒してい
るか否かに関わらず出口温度ＴＯＵＴが上昇し、或いは
高く維持される。したがって、この場合には排気浄化触
媒１６が被毒しているか否かを正確に判断することがで
きない。これに対し、入口温度ＴＩＮが出口温度ＴＯＵ
Ｔよりも低く維持されているときには、排気浄化触媒１
６が被毒していなければ出口温度ＴＯＵＴは入口温度Ｔ
ＩＮに対して一定温度以上高く維持され、これに対し排
気浄化触媒１６が被毒していると出口温度ＴＯＵＴは入
口温度ＴＩＮに向けて低下する。そこで本実施態様で
は、入口温度ＴＩＮが出口温度ＴＯＵＴよりも低く維持
されてから一定時間経過した後に出口温度ＴＯＵＴが入
口温度ＴＩＮに対し一定温度ＤＬＴ以上高いときには排
気浄化触媒１６が炭化水素により被毒してないと判断
し、出口温度ＴＯＵＴが入口温度ＴＩＮに対し一定温度
ＤＬＴ以上高くないときには排気浄化触媒１６が炭化水
素により被毒していると判断するようにしている。
【００１６】すなわち、一般的に表現すれば、排気浄化
触媒１６の温度が活性温度範囲内にありかつ排気浄化触
媒１６に流入する排気の温度が排気浄化触媒１６の下流
側端部の温度よりも低く維持されているときに、排気浄
化触媒１６に炭化水素を供給したときの排気浄化触媒１
６の下流側端部の温度が排気浄化触媒１６に流入する排
気の温度に応じて定まるしきい値よりも高いときには排
気浄化触媒１６が被毒してないと判断し、排気浄化触媒
１６の下流側端部の温度がしきい値よりも低いときには
排気浄化触媒１６が被毒していると判断している。
触媒１６の温度が活性温度範囲内にありかつ排気浄化触
媒１６に流入する排気の温度が排気浄化触媒１６の下流
側端部の温度よりも低く維持されているときに、排気浄
化触媒１６に炭化水素を供給したときの排気浄化触媒１
６の下流側端部の温度が排気浄化触媒１６に流入する排
気の温度に応じて定まるしきい値よりも高いときには排
気浄化触媒１６が被毒してないと判断し、排気浄化触媒
１６の下流側端部の温度がしきい値よりも低いときには
排気浄化触媒１６が被毒していると判断している。
【００１７】このようにすると、排気浄化触媒１６が被
毒しているときの出口温度ＴＯＵＴと、排気浄化触媒１
６が被毒していないときの出口温度ＴＯＵＴとの差を大
きくすることができる。したがって、排気浄化触媒１６
が被毒しているか否かを正確に判定することができる。
排気浄化触媒１６が被毒していると判断されたときには
上述の再生作用が実行される。
毒しているときの出口温度ＴＯＵＴと、排気浄化触媒１
６が被毒していないときの出口温度ＴＯＵＴとの差を大
きくすることができる。したがって、排気浄化触媒１６
が被毒しているか否かを正確に判定することができる。
排気浄化触媒１６が被毒していると判断されたときには
上述の再生作用が実行される。
【００１８】次に、図２から図４を参照して本実施態様
をさらに詳細に説明する。まず、図２および図３は排気
浄化触媒１６の再生処理ルーチンを示している。このル
ーチンは例えばメインルーチン内で実行される。図２を
参照すると、まずステップ５０では、排気浄化触媒１６
を再生すべきときにセットされ、排気浄化触媒１６の再
生作用が完了したときにリセットされる再生フラグがセ
ットされているか否かが判別される。再生フラグがリセ
ットされているときには次いでステップ５１に進み、排
気浄化触媒１６が被毒しているか否かの被毒判定処理を
行うべきときにセットされ、被毒判定処理を行うべきで
ないときにリセットされる判定フラグがセットされてい
るか否かが判別される。判定フラグがリセットされてい
るときには次いで図３のステップ５２に進む。
をさらに詳細に説明する。まず、図２および図３は排気
浄化触媒１６の再生処理ルーチンを示している。このル
ーチンは例えばメインルーチン内で実行される。図２を
参照すると、まずステップ５０では、排気浄化触媒１６
を再生すべきときにセットされ、排気浄化触媒１６の再
生作用が完了したときにリセットされる再生フラグがセ
ットされているか否かが判別される。再生フラグがリセ
ットされているときには次いでステップ５１に進み、排
気浄化触媒１６が被毒しているか否かの被毒判定処理を
行うべきときにセットされ、被毒判定処理を行うべきで
ないときにリセットされる判定フラグがセットされてい
るか否かが判別される。判定フラグがリセットされてい
るときには次いで図３のステップ５２に進む。
【００１９】ステップ５２では被毒判定処理を実行する
条件が成立しているか否かが判別される。本実施態様で
は、例えば前回の被毒判定処理または触媒再生作用から
予め定められた時間だけ機関運転が行われ、かつ排気浄
化触媒１６内の温度が概ね均一であると判断されたきに
条件が成立したと判別される。なお、予め定められた時
間にわたって定常運転が継続されたときに排気浄化触媒
１６内の温度が概ね均一であると判断することができ
る。条件が成立していないと判別されたときには次いで
処理サイクルを終了する。これに対し、条件が成立して
いると判別されたときには次いでステップ５３に進み、
出口温度ＴＯＵＴが活性温度ＴＡＣＴよりも高いか否か
が判別される。ＴＯＵＴ≦ＴＡＣＴのときには次いで処
理サイクルを終了する。これに対しＴＯＵＴ＞ＴＡＣＴ
のときには次いでステップ５４に進み、判定フラグをセ
ットして処理サイクルを終了する。
条件が成立しているか否かが判別される。本実施態様で
は、例えば前回の被毒判定処理または触媒再生作用から
予め定められた時間だけ機関運転が行われ、かつ排気浄
化触媒１６内の温度が概ね均一であると判断されたきに
条件が成立したと判別される。なお、予め定められた時
間にわたって定常運転が継続されたときに排気浄化触媒
１６内の温度が概ね均一であると判断することができ
る。条件が成立していないと判別されたときには次いで
処理サイクルを終了する。これに対し、条件が成立して
いると判別されたときには次いでステップ５３に進み、
出口温度ＴＯＵＴが活性温度ＴＡＣＴよりも高いか否か
が判別される。ＴＯＵＴ≦ＴＡＣＴのときには次いで処
理サイクルを終了する。これに対しＴＯＵＴ＞ＴＡＣＴ
のときには次いでステップ５４に進み、判定フラグをセ
ットして処理サイクルを終了する。
【００２０】判定フラグがセットされたときにはステッ
プ５１からステップ５５に進み、入口温度ＴＩＮが出口
温度ＴＯＵＴよりも低いか否かが判別される。ＴＩＮ＜
ＴＯＵＴのときには次いでステップ５６に進み、判定フ
ラグがセットされかつＴＩＮ＜ＴＯＵＴに維持されてか
ら一定時間だけ経過したか否かが判別される。一定時間
だけ経過していないときには次いで処理サイクルを終了
し、一定時間だけ経過すると次いでステップ５７に進
む。なお、このとき排気浄化触媒１６には副燃料噴射に
よって炭化水素が供給されている。
プ５１からステップ５５に進み、入口温度ＴＩＮが出口
温度ＴＯＵＴよりも低いか否かが判別される。ＴＩＮ＜
ＴＯＵＴのときには次いでステップ５６に進み、判定フ
ラグがセットされかつＴＩＮ＜ＴＯＵＴに維持されてか
ら一定時間だけ経過したか否かが判別される。一定時間
だけ経過していないときには次いで処理サイクルを終了
し、一定時間だけ経過すると次いでステップ５７に進
む。なお、このとき排気浄化触媒１６には副燃料噴射に
よって炭化水素が供給されている。
【００２１】ステップ５７では出口温度ＴＯＵＴが入口
温度ＴＩＮと一定温度ＤＬＴの和よりも低いか否かが判
別される。ＴＯＵＴ＜ＴＩＮ＋ＤＬＴのとき、すなわち
出口温度ＴＯＵＴが入口温度ＴＩＮよりも一定温度ＤＬ
Ｔ以上高くないときには排気浄化触媒１６が被毒してい
ると判断して次いでステップ５８に進み、再生フラグを
セットする。次いでステップ５９に進んで判定フラグを
リセットする。これに対しステップ５７においてＴＩＮ
≧ＴＯＵＴのとき、すなわち出口温度ＴＯＵＴが入口温
度ＴＩＮよりも一定温度ＤＬＴ以上高いときには排気浄
化触媒１６が被毒していないと判断して次いでステップ
５９に進み、判定フラグをリセットする。また、ステッ
プ５５においてＴＩＮ≧ＴＯＵＴのときには正確に判定
することができないと判断してステップ５９に進み、判
定フラグをリセットする。
温度ＴＩＮと一定温度ＤＬＴの和よりも低いか否かが判
別される。ＴＯＵＴ＜ＴＩＮ＋ＤＬＴのとき、すなわち
出口温度ＴＯＵＴが入口温度ＴＩＮよりも一定温度ＤＬ
Ｔ以上高くないときには排気浄化触媒１６が被毒してい
ると判断して次いでステップ５８に進み、再生フラグを
セットする。次いでステップ５９に進んで判定フラグを
リセットする。これに対しステップ５７においてＴＩＮ
≧ＴＯＵＴのとき、すなわち出口温度ＴＯＵＴが入口温
度ＴＩＮよりも一定温度ＤＬＴ以上高いときには排気浄
化触媒１６が被毒していないと判断して次いでステップ
５９に進み、判定フラグをリセットする。また、ステッ
プ５５においてＴＩＮ≧ＴＯＵＴのときには正確に判定
することができないと判断してステップ５９に進み、判
定フラグをリセットする。
【００２２】再生フラグがセットされたときにはステッ
プ５０からステップ６０に進み、再生フラグがセットさ
れてから一定時間経過したか否かが判別される。一定時
間経過していないときには処理サイクルを終了し、一定
時間経過すると次いでステップ６１に進み、再生フラグ
をリセットして処理サイクルを終了する。後述するよう
に再生フラグがセットされているときに触媒再生作用が
行われるようになっており、したがって触媒再生作用は
再生フラグがセットされてから一定時間だけ行われるこ
とがわかる。
プ５０からステップ６０に進み、再生フラグがセットさ
れてから一定時間経過したか否かが判別される。一定時
間経過していないときには処理サイクルを終了し、一定
時間経過すると次いでステップ６１に進み、再生フラグ
をリセットして処理サイクルを終了する。後述するよう
に再生フラグがセットされているときに触媒再生作用が
行われるようになっており、したがって触媒再生作用は
再生フラグがセットされてから一定時間だけ行われるこ
とがわかる。
【００２３】図４は副燃料噴射の制御を実行するための
ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた
設定クランク角毎の割り込みによって実行される。図４
を参照すると、まずステップ７０では上述の再生フラグ
がセットされているか否か判別される。再生フラグがリ
セットされているときには次いでステップ７１に進み、
出口温度ＴＯＵＴが活性温度ＴＡＣＴよりも高いか否か
が判別される。ＴＯＵＴ≦ＴＡＣＴのときには次いでス
テップ７２に進み、副燃料噴射が停止される。これに対
しＴＯＵＴ＞ＴＡＣＴのときには次いでステップ７３に
進み、ＮＯX を浄化するために必要な炭化水素量に相当
する副燃料噴射時間ＳＴＡＵが算出される。この副燃料
噴射時間ＳＴＡＵは機関運転状態、例えば空燃比、機関
負荷、機関回転数などに応じて定めることができる。続
くステップ７４では副燃料噴射時期ＩＴがＡＴＤＣ１５
０°とされる。続くステップ７５では副燃料噴射時間Ｓ
ＴＡＵおよび副燃料噴射時期ＩＴでもって副燃料噴射が
実行される。なお、この場合には排気浄化触媒１６を再
生するための副燃料噴射は停止されることになる。
ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた
設定クランク角毎の割り込みによって実行される。図４
を参照すると、まずステップ７０では上述の再生フラグ
がセットされているか否か判別される。再生フラグがリ
セットされているときには次いでステップ７１に進み、
出口温度ＴＯＵＴが活性温度ＴＡＣＴよりも高いか否か
が判別される。ＴＯＵＴ≦ＴＡＣＴのときには次いでス
テップ７２に進み、副燃料噴射が停止される。これに対
しＴＯＵＴ＞ＴＡＣＴのときには次いでステップ７３に
進み、ＮＯX を浄化するために必要な炭化水素量に相当
する副燃料噴射時間ＳＴＡＵが算出される。この副燃料
噴射時間ＳＴＡＵは機関運転状態、例えば空燃比、機関
負荷、機関回転数などに応じて定めることができる。続
くステップ７４では副燃料噴射時期ＩＴがＡＴＤＣ１５
０°とされる。続くステップ７５では副燃料噴射時間Ｓ
ＴＡＵおよび副燃料噴射時期ＩＴでもって副燃料噴射が
実行される。なお、この場合には排気浄化触媒１６を再
生するための副燃料噴射は停止されることになる。
【００２４】一方、再生フラグがセットされているとき
にはステップ７０からステップ７６に進み、排気浄化触
媒１６を再生するのに必要な炭化水素量に相当する副燃
料噴射時間ＳＴＡＵが算出される。この副燃料噴射時間
ＳＴＡＵは一定とすることができる。続くステップ７７
では副燃料噴射時期ＩＴがＡＴＤＣ９０°とされる。次
いでステップ７５に進み、副燃料噴射時間ＳＴＡＵおよ
び副燃料噴射時期ＩＴでもって副燃料噴射が実行され
る。なお、この場合にはＮＯX を浄化するための副燃料
噴射は停止されることになる。
にはステップ７０からステップ７６に進み、排気浄化触
媒１６を再生するのに必要な炭化水素量に相当する副燃
料噴射時間ＳＴＡＵが算出される。この副燃料噴射時間
ＳＴＡＵは一定とすることができる。続くステップ７７
では副燃料噴射時期ＩＴがＡＴＤＣ９０°とされる。次
いでステップ７５に進み、副燃料噴射時間ＳＴＡＵおよ
び副燃料噴射時期ＩＴでもって副燃料噴射が実行され
る。なお、この場合にはＮＯX を浄化するための副燃料
噴射は停止されることになる。
【００２５】上述の実施態様では、排気浄化触媒１６が
活性温度範囲内にありかつ排気浄化触媒１６に流入する
排気の温度が排気浄化触媒１６の下流側端部の温度より
も低く維持されているときに排気浄化触媒１６が被毒し
ているか否かの判定処理を行うようにしている。しかし
ながら、排気浄化触媒１６が活性温度範囲内にありかつ
機関アイドリング運転が行われているときに、すなわち
機関負荷が比較的高い運転からアイドリング運転に切り
替わったときに判定処理を行うようにすることもでき
る。
活性温度範囲内にありかつ排気浄化触媒１６に流入する
排気の温度が排気浄化触媒１６の下流側端部の温度より
も低く維持されているときに排気浄化触媒１６が被毒し
ているか否かの判定処理を行うようにしている。しかし
ながら、排気浄化触媒１６が活性温度範囲内にありかつ
機関アイドリング運転が行われているときに、すなわち
機関負荷が比較的高い運転からアイドリング運転に切り
替わったときに判定処理を行うようにすることもでき
る。
【００２６】
【発明の効果】簡易な構成でもって触媒を再生すること
ができる。
ができる。
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】触媒再生処理を制御するためのフローチャート
である。
である。
【図３】触媒再生処理を制御するためのフローチャート
である。
である。
【図４】副燃料噴射制御を実行するためのフローチャー
トである。
トである。
４…燃焼室 ９…燃料噴射弁 １５…排気マニホルド １６…排気浄化触媒 １８…燃料用蓄圧室 ３８ｕ，３８ｄ…温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/34 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 41/34 ＺＡＢＦ 41/40 41/40 Ｄ 43/00 ＺＡＢ 43/00 ＺＡＢ ３０１ ３０１Ｊ ３０１Ｔ 45/00 ＺＡＢ 45/00 ＺＡＢ ３１２ ３１２Ｒ (72)発明者 田中 俊明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を
具備し、該燃料噴射弁から機関膨張行程または排気行程
に副燃料噴射を行うことにより機関排気通路内に配置さ
れた触媒に炭化水素を供給し、該触媒において該炭化水
素でもって流入する排気中のＮＯX を還元するようにし
た内燃機関において、触媒が炭化水素により被毒してい
るか否かを判断し、触媒が炭化水素により被毒している
と判断されたときには機関膨張行程または排気行程にお
いて副燃料噴射時期を早めるようにした触媒再生装置。 - 【請求項２】 上記触媒の温度が活性温度範囲内にあり
かつ触媒に流入する排気の温度が触媒の下流側端部の温
度よりも低く維持されているときに、触媒に炭化水素を
供給したときの触媒の下流側端部の温度に基づいて触媒
が炭化水素により被毒しているか否かを判断するように
した請求項１に記載の触媒再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08815097A JP3557842B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 内燃機関の触媒再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08815097A JP3557842B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 内燃機関の触媒再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10280943A true JPH10280943A (ja) | 1998-10-20 |
| JP3557842B2 JP3557842B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=13934914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08815097A Expired - Fee Related JP3557842B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 内燃機関の触媒再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3557842B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2804997A1 (fr) * | 2000-02-11 | 2001-08-17 | Renault | Procede d'injection de carburant pour la regeneration d'un piege a oxydes d'azote |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP08815097A patent/JP3557842B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2804997A1 (fr) * | 2000-02-11 | 2001-08-17 | Renault | Procede d'injection de carburant pour la regeneration d'un piege a oxydes d'azote |
| WO2001059269A3 (fr) * | 2000-02-11 | 2002-04-04 | Renault | Procede d'injection de carburant pour la regeneration d'un piege a oxydes d'azote |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3557842B2 (ja) | 2004-08-25 |
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