JPH11343832A - 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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- JPH11343832A JPH11343832A JP10151408A JP15140898A JPH11343832A JP H11343832 A JPH11343832 A JP H11343832A JP 10151408 A JP10151408 A JP 10151408A JP 15140898 A JP15140898 A JP 15140898A JP H11343832 A JPH11343832 A JP H11343832A
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- temperature
- catalyst
- exhaust
- exhaust gas
- adsorbent
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】排気低温時など、触媒の温度をＨＣ吸着剤のＨ
Ｃ脱離開始温度付近まで上昇させておき、この状態から
の加速時などにできるだけ短時間のうちに触媒温度を活
性化温度まで到達するようにして、ＨＣの放出を極力低
減させる。 【解決手段】ＨＣ吸着剤及び触媒とを含む排気処理装置
７を内値機関の排気通路１３に介装する。ＨＣ吸着剤の
温度を検出する手段６と、排気処理装置の温度を上昇さ
せる昇温手段を備える。排気ガスボリュームに基づいて
ＨＣ吸着剤のＨＣ脱離開始温度を演算し、ＨＣ吸着剤の
温度がＨＣ脱離開始温度よりも低いときに昇温手段を作
動させてＨＣ脱離開始温度付近まで上昇させる。この制
御は好ましくは低負荷状態のときに行われる。
Ｃ脱離開始温度付近まで上昇させておき、この状態から
の加速時などにできるだけ短時間のうちに触媒温度を活
性化温度まで到達するようにして、ＨＣの放出を極力低
減させる。 【解決手段】ＨＣ吸着剤及び触媒とを含む排気処理装置
７を内値機関の排気通路１３に介装する。ＨＣ吸着剤の
温度を検出する手段６と、排気処理装置の温度を上昇さ
せる昇温手段を備える。排気ガスボリュームに基づいて
ＨＣ吸着剤のＨＣ脱離開始温度を演算し、ＨＣ吸着剤の
温度がＨＣ脱離開始温度よりも低いときに昇温手段を作
動させてＨＣ脱離開始温度付近まで上昇させる。この制
御は好ましくは低負荷状態のときに行われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は排気系にＨＣ吸着機
能をもつ触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置に関す
る。
能をもつ触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、触媒を利用して内燃機関から排出
される排気中のＨＣ、ＣＯを酸化し、ＮＯｘを還元処理
することにより、排気の浄化を図る装置が多く提案、実
用化されているが、このうち、とくに排気温度の低い機
関始動直後などのように、触媒が十分に活性化していな
い状態では、相対的に排気浄化性能が低下することは否
めない。
される排気中のＨＣ、ＣＯを酸化し、ＮＯｘを還元処理
することにより、排気の浄化を図る装置が多く提案、実
用化されているが、このうち、とくに排気温度の低い機
関始動直後などのように、触媒が十分に活性化していな
い状態では、相対的に排気浄化性能が低下することは否
めない。
【０００３】そこで例えば特開平平７−１４４１１９号
公報などによって、通常の触媒の上流に排気中のＨＣを
吸着するＨＣ吸着剤、またはＨＣ吸着剤と触媒成分を担
持したＨＣ吸着触媒を配置し、排気低温時に排気中のＨ
Ｃを吸着し、外部への放出を防ぐ試みがなされている。
ただし、このＨＣ吸着触媒は排気温度がある程度上昇す
ると、吸着したＨＣが脱離するため、排気温度の低温時
にのみ有効に機能する。そして、このＨＣ脱離開始温度
は一般的には下流の触媒の活性化温度よりも低く、この
ため排気温度が脱離開始温度から触媒活性温度までの間
は、ＨＣを処理することできない。
公報などによって、通常の触媒の上流に排気中のＨＣを
吸着するＨＣ吸着剤、またはＨＣ吸着剤と触媒成分を担
持したＨＣ吸着触媒を配置し、排気低温時に排気中のＨ
Ｃを吸着し、外部への放出を防ぐ試みがなされている。
ただし、このＨＣ吸着触媒は排気温度がある程度上昇す
ると、吸着したＨＣが脱離するため、排気温度の低温時
にのみ有効に機能する。そして、このＨＣ脱離開始温度
は一般的には下流の触媒の活性化温度よりも低く、この
ため排気温度が脱離開始温度から触媒活性温度までの間
は、ＨＣを処理することできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＨＣ吸着触
媒（ＨＣ吸着剤）のＨＣの脱離開始温度は、そのときの
排気流量によって変動し、排気流量が小さいときに比較
して排気流量が増加するほど比例的に脱離開始温度が低
下する。このため、排気流量が大きくなるほど、触媒の
活性化温度との温度差が大きくなり、例えば排気温度の
低い状態での加速時などのように急激に排気流量が増え
るときには、それまで吸着されていたＨＣが大量に放出
されてしまう。そしてこの放出は触媒が活性化温度に達
するまでの間に継続することになる。
媒（ＨＣ吸着剤）のＨＣの脱離開始温度は、そのときの
排気流量によって変動し、排気流量が小さいときに比較
して排気流量が増加するほど比例的に脱離開始温度が低
下する。このため、排気流量が大きくなるほど、触媒の
活性化温度との温度差が大きくなり、例えば排気温度の
低い状態での加速時などのように急激に排気流量が増え
るときには、それまで吸着されていたＨＣが大量に放出
されてしまう。そしてこの放出は触媒が活性化温度に達
するまでの間に継続することになる。
【０００５】本発明はこのような問題を解決するために
提案されたもので、機関の低温時など、触媒の温度をＨ
Ｃ吸着剤のＨＣ脱離開始温度付近まで上昇させておき、
この状態からの加速時などにできるだけ短時間のうちに
触媒温度を活性化温度まで到達するようにして、ＨＣの
放出を極力低減させることを目的とする。
提案されたもので、機関の低温時など、触媒の温度をＨ
Ｃ吸着剤のＨＣ脱離開始温度付近まで上昇させておき、
この状態からの加速時などにできるだけ短時間のうちに
触媒温度を活性化温度まで到達するようにして、ＨＣの
放出を極力低減させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、ＨＣ吸着
剤及び触媒とを含む排気処理装置を排気通路に介装した
内燃機関の排気浄化装置において、排気ガスボリューム
を検出または推定する手段と、前記ＨＣ吸着剤の温度を
検出または推定する手段と、前記排気ガスボリュームに
基づいてＨＣ吸着剤のＨＣ脱離開始温度を演算する手段
と、前記排気処理装置の温度を上昇させる昇温手段と、
前記ＨＣ吸着剤の温度がＨＣ脱離開始温度よりも低いと
きに前記昇温手段を作動させてＨＣ脱離開始温度を越え
ずにその付近まで上昇させる制御手段とを備えたことを
特徴とする。
剤及び触媒とを含む排気処理装置を排気通路に介装した
内燃機関の排気浄化装置において、排気ガスボリューム
を検出または推定する手段と、前記ＨＣ吸着剤の温度を
検出または推定する手段と、前記排気ガスボリュームに
基づいてＨＣ吸着剤のＨＣ脱離開始温度を演算する手段
と、前記排気処理装置の温度を上昇させる昇温手段と、
前記ＨＣ吸着剤の温度がＨＣ脱離開始温度よりも低いと
きに前記昇温手段を作動させてＨＣ脱離開始温度を越え
ずにその付近まで上昇させる制御手段とを備えたことを
特徴とする。
【０００７】第２の発明は、第１の発明において、機関
低負荷状態にあることを検出または推定する手段を備
え、前記制御手段は所定の低負荷状態のときにのみ排温
上昇制御を実行するように構成される。
低負荷状態にあることを検出または推定する手段を備
え、前記制御手段は所定の低負荷状態のときにのみ排温
上昇制御を実行するように構成される。
【０００８】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記制御手段はＨＣ吸着剤の温度が所定の低温基
準値以上のときにのみ温度上昇制御を実行するように構
成される。
いて、前記制御手段はＨＣ吸着剤の温度が所定の低温基
準値以上のときにのみ温度上昇制御を実行するように構
成される。
【０００９】第４の発明は、第１〜第３の発明におい
て、前記制御手段は始動後所定の時間が経過したときに
は温度上昇制御を中止するように構成される。
て、前記制御手段は始動後所定の時間が経過したときに
は温度上昇制御を中止するように構成される。
【００１０】第５の発明は、第１〜第４の発明におい
て、前記昇温手段が点火時期のリタード制御、燃料供給
量制御等により機関排気温度を上昇させる構成である。
て、前記昇温手段が点火時期のリタード制御、燃料供給
量制御等により機関排気温度を上昇させる構成である。
【００１１】第６の発明は、第１〜第５の発明におい
て、前記排気処理装置が、触媒担体にＨＣ吸着層と触媒
層をもつＨＣ吸着触媒として構成される。
て、前記排気処理装置が、触媒担体にＨＣ吸着層と触媒
層をもつＨＣ吸着触媒として構成される。
【００１２】
【発明の作用、効果】第１の発明では、排気温度の低い
ときは、排気中のＨＣはＨＣ吸着剤に吸着保持される。
ＨＣ吸着剤はＨＣの脱離開始温度になるとそれまで吸着
しいてたＨＣを脱離する。触媒が活性化温度に達するま
での間は、ＨＣが脱離されても触媒ではＨＣを酸化でき
ず、したがって脱離開始後はできるだけ短時間のうちに
触媒が活性化されることが好ましい。とくにＨＣ脱離開
始温度はそのときの排気ガスボリューム（排気流量）が
増えるほど低下する傾向があり、脱離開始温度以下の状
態から加速により排気流量が増えたときなど、これに伴
って排気温度が上昇するにしても、触媒活性化の温度に
到達するまでの時間が相対的に長くかかる。
ときは、排気中のＨＣはＨＣ吸着剤に吸着保持される。
ＨＣ吸着剤はＨＣの脱離開始温度になるとそれまで吸着
しいてたＨＣを脱離する。触媒が活性化温度に達するま
での間は、ＨＣが脱離されても触媒ではＨＣを酸化でき
ず、したがって脱離開始後はできるだけ短時間のうちに
触媒が活性化されることが好ましい。とくにＨＣ脱離開
始温度はそのときの排気ガスボリューム（排気流量）が
増えるほど低下する傾向があり、脱離開始温度以下の状
態から加速により排気流量が増えたときなど、これに伴
って排気温度が上昇するにしても、触媒活性化の温度に
到達するまでの時間が相対的に長くかかる。
【００１３】しかし、排気低温時など予め触媒温度をＨ
Ｃ脱離開始温度付近まで高めておくと、活性化までの温
度差を小さくでき、したがってこの状態から加速などに
より排気流量が増え、ＨＣの脱離が始まったとしても、
触媒温度は短時間のうちに活性化温度に達することがで
き、排出されるＨＣ量を極力低減できる。
Ｃ脱離開始温度付近まで高めておくと、活性化までの温
度差を小さくでき、したがってこの状態から加速などに
より排気流量が増え、ＨＣの脱離が始まったとしても、
触媒温度は短時間のうちに活性化温度に達することがで
き、排出されるＨＣ量を極力低減できる。
【００１４】第２の発明では、排温上昇制御は、排気流
量の比較的小さい所定の低負荷状態において実行される
ので、触媒温度を比較的高いＨＣ脱離開始温度付近に維
持することができ、このため触媒活性化温度までの温度
差を相対的に小さくでき、ＨＣの脱離開始後に短時間の
うちに触媒を活性化し、ＨＣを酸化処理することが可能
となる。
量の比較的小さい所定の低負荷状態において実行される
ので、触媒温度を比較的高いＨＣ脱離開始温度付近に維
持することができ、このため触媒活性化温度までの温度
差を相対的に小さくでき、ＨＣの脱離開始後に短時間の
うちに触媒を活性化し、ＨＣを酸化処理することが可能
となる。
【００１５】第３の発明では、ＨＣ吸着剤の温度が所定
の基準値以下のときはＨＣ脱離開始温度までの温度差が
大きく、温度上昇制御をしても時間が長くかかったり、
温度上昇効果が低くなったりするので、制御を行わず、
これにより温度上昇制御に伴う燃費の悪化を回避する。
の基準値以下のときはＨＣ脱離開始温度までの温度差が
大きく、温度上昇制御をしても時間が長くかかったり、
温度上昇効果が低くなったりするので、制御を行わず、
これにより温度上昇制御に伴う燃費の悪化を回避する。
【００１６】第４の発明でも、始動後所定の時間が経過
してもＨＣ脱離開始温度付近まで温度が上昇しないとき
は、制御を中止し、同じく燃費の損失を避けられる。
してもＨＣ脱離開始温度付近まで温度が上昇しないとき
は、制御を中止し、同じく燃費の損失を避けられる。
【００１７】第５の発明では、機関排気温度を上昇させ
ることにより温度上昇を行うので、特別な加熱装置が不
要で、効率よく温度上昇させられる。
ることにより温度上昇を行うので、特別な加熱装置が不
要で、効率よく温度上昇させられる。
【００１８】第６の発明では、触媒とＨＣ吸着剤とが共
通の触媒担体に担持されるので、触媒温度をＨＣ脱離温
度に近づけられ、応答のよい制御が行える。
通の触媒担体に担持されるので、触媒温度をＨＣ脱離温
度に近づけられ、応答のよい制御が行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の最良の実施形態を
添付図面に基づいて説明する。
添付図面に基づいて説明する。
【００２０】図１は全体の構成を示すもので、エンジン
１１の吸気通路１２にはスロットルバルブ２の下流に位
置して、エンジン１１に供給する燃料を噴射する燃料噴
射弁３が設けられる。排気通路１３の上流には三元触媒
９が設けられ、排気中のＨＣ、ＣＯを酸化すると共にＮ
Ｏｘを還元する。さらにその下流にはＨＣ吸着剤と三元
触媒との機能を備えた処理装置としてのＨＣ吸着触媒７
が設置され、これにより後述するように、排気低温時な
ど排気中のＨＣを吸着保持し、温度上昇後には脱離され
たＨＣの酸化を含む、排気の酸化、還元を行う。
１１の吸気通路１２にはスロットルバルブ２の下流に位
置して、エンジン１１に供給する燃料を噴射する燃料噴
射弁３が設けられる。排気通路１３の上流には三元触媒
９が設けられ、排気中のＨＣ、ＣＯを酸化すると共にＮ
Ｏｘを還元する。さらにその下流にはＨＣ吸着剤と三元
触媒との機能を備えた処理装置としてのＨＣ吸着触媒７
が設置され、これにより後述するように、排気低温時な
ど排気中のＨＣを吸着保持し、温度上昇後には脱離され
たＨＣの酸化を含む、排気の酸化、還元を行う。
【００２１】排気の空燃比を上記各触媒７、９の要求空
燃比、すなわち理論空燃比に制御するために、コントロ
ーラ８に、吸気通路１２に設置した吸入空気量センサ１
からの吸入空気量信号、スロットルバルブ２のスロット
ル開度信号、排気通路１３に設置した空燃比（酸素濃
度）センサ５からの排気空燃比信号、さらにはエンジン
回転数信号などが入力し、これらに基づいてエンジン回
転に同期して燃料噴射弁３から噴射される燃料量が理論
空燃比の混合気を生成するように、燃料噴射弁３に燃料
噴射信号が出力され、また点火栓４にも点火信号が出力
される。
燃比、すなわち理論空燃比に制御するために、コントロ
ーラ８に、吸気通路１２に設置した吸入空気量センサ１
からの吸入空気量信号、スロットルバルブ２のスロット
ル開度信号、排気通路１３に設置した空燃比（酸素濃
度）センサ５からの排気空燃比信号、さらにはエンジン
回転数信号などが入力し、これらに基づいてエンジン回
転に同期して燃料噴射弁３から噴射される燃料量が理論
空燃比の混合気を生成するように、燃料噴射弁３に燃料
噴射信号が出力され、また点火栓４にも点火信号が出力
される。
【００２２】ただし、混合気の空燃比は原則的に理論空
燃比となるようにフィードバック制御されるが、運転状
態によって、例えば低温始動時などは、理論空燃比より
もリッチな空燃比に設定され、オープン制御される。
燃比となるようにフィードバック制御されるが、運転状
態によって、例えば低温始動時などは、理論空燃比より
もリッチな空燃比に設定され、オープン制御される。
【００２３】また、ＨＣ吸着触媒７には触媒温度センサ
６が設けられ、ＨＣ吸着触媒７の温度を検出し、低負荷
運転状態のときなど、吸入空気量などから推定する排気
流量に基づいてそのときのＨＣ脱離開始温度を求め、検
出した温度がＨＣ脱離開始温度よりも低いときには、コ
ントローラ８が排気温度（触媒温度）を例えば点火時期
や燃料噴射量を制御することにより、ＨＣ脱離開始温度
付近（ただし脱離温度以下）まで上昇させる。
６が設けられ、ＨＣ吸着触媒７の温度を検出し、低負荷
運転状態のときなど、吸入空気量などから推定する排気
流量に基づいてそのときのＨＣ脱離開始温度を求め、検
出した温度がＨＣ脱離開始温度よりも低いときには、コ
ントローラ８が排気温度（触媒温度）を例えば点火時期
や燃料噴射量を制御することにより、ＨＣ脱離開始温度
付近（ただし脱離温度以下）まで上昇させる。
【００２４】排気温度が触媒活性化温度に達するまでの
間は、吸着されたＨＣが脱離されてもこれを酸化でき
ず、したがって脱離開始後はできるだけ短時間のうちに
触媒が活性化されることが好ましい。とくにＨＣ脱離開
始温度はそのときの排気ガスボリューム（排気流量）が
増えるほど低下する傾向があり、脱離開始温度以下の状
態から加速により排気流量が増えたときなど、これに伴
って排気温度が上昇するにしても、触媒活性化の温度に
到達するまでの時間が相対的に長くかかる。
間は、吸着されたＨＣが脱離されてもこれを酸化でき
ず、したがって脱離開始後はできるだけ短時間のうちに
触媒が活性化されることが好ましい。とくにＨＣ脱離開
始温度はそのときの排気ガスボリューム（排気流量）が
増えるほど低下する傾向があり、脱離開始温度以下の状
態から加速により排気流量が増えたときなど、これに伴
って排気温度が上昇するにしても、触媒活性化の温度に
到達するまでの時間が相対的に長くかかる。
【００２５】そこで、排気低温時など予め触媒温度をＨ
Ｃ脱離開始温度付近まで高めておくと、この状態から加
速などにより排気流量が増え、ＨＣの脱離が始まったと
しても、触媒温度は短時間のうちに活性化温度に達する
ことができ、未処理のまま排出されるＨＣ量を極力低減
できるのである。
Ｃ脱離開始温度付近まで高めておくと、この状態から加
速などにより排気流量が増え、ＨＣの脱離が始まったと
しても、触媒温度は短時間のうちに活性化温度に達する
ことができ、未処理のまま排出されるＨＣ量を極力低減
できるのである。
【００２６】ここで、コントローラ８で実行されるこの
排温上昇制御内容について、図２、図３のフローチャー
トによりさらに詳しく説明する。
排温上昇制御内容について、図２、図３のフローチャー
トによりさらに詳しく説明する。
【００２７】図２は排温上昇制御の実施を判定するフロ
ーで、まずステップＳ１は触媒活性化状態にあるかどう
か判断するもので、スタータスイッチＳＷがＯＮで、か
つＨＣ吸着触媒温度が所定値Ｔ０℃以下かどうか判定
し、もしそうでなければ触媒が活性化しているものとし
て、ステップＳ９に移り、排温上昇制御実行フラグＵＰ
ＴＥＰＦ＝０にして排温上昇制御には入らない。
ーで、まずステップＳ１は触媒活性化状態にあるかどう
か判断するもので、スタータスイッチＳＷがＯＮで、か
つＨＣ吸着触媒温度が所定値Ｔ０℃以下かどうか判定
し、もしそうでなければ触媒が活性化しているものとし
て、ステップＳ９に移り、排温上昇制御実行フラグＵＰ
ＴＥＰＦ＝０にして排温上昇制御には入らない。
【００２８】なお、触媒活性化の判断は、エンジン冷却
水温を所定値ＴＷ０と比較することにより行うこともで
きる。
水温を所定値ＴＷ０と比較することにより行うこともで
きる。
【００２９】触媒が非活性のときはときはステップＳ２
で、そのとき排気流量ＥＸＶＯＬを、運転条件に基づい
て、例えば吸入空気量センサ出力、あるいは機関回転数
と負荷から推定し、または算出する。そして、ステップ
Ｓ３ではそのときの触媒温度ＣＡＴＥＰを低温側の所定
値ｔ０（図５参照）と比較し、もしそれ以下ならば、触
媒温度が低すぎるものとして、ステップＳ１０に移り、
ＵＰＴＥＰＦ＝０として、排温上昇制御に入らない。触
媒温度が低すぎるときは排温が所定値まで上昇するまで
の時間が長くかかり、その間の燃費への影響が大きいの
で、制御は行わない。
で、そのとき排気流量ＥＸＶＯＬを、運転条件に基づい
て、例えば吸入空気量センサ出力、あるいは機関回転数
と負荷から推定し、または算出する。そして、ステップ
Ｓ３ではそのときの触媒温度ＣＡＴＥＰを低温側の所定
値ｔ０（図５参照）と比較し、もしそれ以下ならば、触
媒温度が低すぎるものとして、ステップＳ１０に移り、
ＵＰＴＥＰＦ＝０として、排温上昇制御に入らない。触
媒温度が低すぎるときは排温が所定値まで上昇するまで
の時間が長くかかり、その間の燃費への影響が大きいの
で、制御は行わない。
【００３０】ステップＳ４はエンジン運転状態が所定の
低負荷状態にあるかどうか判断するもので、アイドルス
イッチ（ＩｄｌｅＳＷ）ＯＮか、排気流量ＥＸＶＯＬが
所定値Ｖ０以下かどうかにより判断する。もし、低負荷
状態にないときは、ステップＳ１０に移り、上記と同じ
く排温上昇制御に入らない。
低負荷状態にあるかどうか判断するもので、アイドルス
イッチ（ＩｄｌｅＳＷ）ＯＮか、排気流量ＥＸＶＯＬが
所定値Ｖ０以下かどうかにより判断する。もし、低負荷
状態にないときは、ステップＳ１０に移り、上記と同じ
く排温上昇制御に入らない。
【００３１】低負荷状態のときは排気流量が小さく、Ｈ
Ｃ脱離開始温度も高いので、この付近まで触媒温度を高
めておくことは、触媒活性化温度までの到達時間を短く
できて有効なのだが、負荷が大きいときは排気流量も増
え、ＨＣ脱離開始温度も低くなるため、仮にその付近に
触媒温度を維持したとしても、ＨＣ脱離開始後に触媒活
性化温度まで上昇するのに時間がかかり、効果が薄いの
で、排温上昇制御による燃費の悪化分を考慮してこの制
御は実行しない。
Ｃ脱離開始温度も高いので、この付近まで触媒温度を高
めておくことは、触媒活性化温度までの到達時間を短く
できて有効なのだが、負荷が大きいときは排気流量も増
え、ＨＣ脱離開始温度も低くなるため、仮にその付近に
触媒温度を維持したとしても、ＨＣ脱離開始後に触媒活
性化温度まで上昇するのに時間がかかり、効果が薄いの
で、排温上昇制御による燃費の悪化分を考慮してこの制
御は実行しない。
【００３２】所定の低負荷状態にあるときはステップＳ
５に進み、ＨＣ吸着触媒でのＨＣ脱離開始温度ＲＴを算
出する。この脱離開始温度は、図４にもあるように、排
気流量が所定値以下のときほぼ一定の温度にあるもの
が、それよりも排気流量が増加すると、これに一次的に
比例して温度が低下していく傾向があり、したがってこ
のように設定したマップに基づいて、排気流量からその
ときの脱離開始温度ＲＴを推定、または算出する。
５に進み、ＨＣ吸着触媒でのＨＣ脱離開始温度ＲＴを算
出する。この脱離開始温度は、図４にもあるように、排
気流量が所定値以下のときほぼ一定の温度にあるもの
が、それよりも排気流量が増加すると、これに一次的に
比例して温度が低下していく傾向があり、したがってこ
のように設定したマップに基づいて、排気流量からその
ときの脱離開始温度ＲＴを推定、または算出する。
【００３３】そしてステップＳ６では触媒温度ＣＡＴＥ
Ｐがこの脱離開始温度ＲＴ以下かどうか判断し、脱離開
始温度以下ならば、ステップＳ７で排温上昇制御実行フ
ラグＵＰＴＥＰＦ＝１にセットし、排温上昇制御に移行
する。ただし、既に脱離開始温度ＲＴに達したときに
は、それ以上の排温上昇は不要であるので、ステップＳ
１０に移り、排温上昇制御を止め、ＨＣ脱離開始温度付
近に維持する。
Ｐがこの脱離開始温度ＲＴ以下かどうか判断し、脱離開
始温度以下ならば、ステップＳ７で排温上昇制御実行フ
ラグＵＰＴＥＰＦ＝１にセットし、排温上昇制御に移行
する。ただし、既に脱離開始温度ＲＴに達したときに
は、それ以上の排温上昇は不要であるので、ステップＳ
１０に移り、排温上昇制御を止め、ＨＣ脱離開始温度付
近に維持する。
【００３４】ステップＳ８では始動経過時間ｔを所定値
ｔ１と比較し、もし所定値ｔ１を経過しているならば、
長時間の排温上昇制御は燃費の点から好ましくないの
で、ステップＳ９に進み、ＵＰＴＥＰＦ＝０として制御
を中止する。
ｔ１と比較し、もし所定値ｔ１を経過しているならば、
長時間の排温上昇制御は燃費の点から好ましくないの
で、ステップＳ９に進み、ＵＰＴＥＰＦ＝０として制御
を中止する。
【００３５】次に図３によって排温上昇制御について説
明する。ここでは、排温上昇を点火時期をリタードさせ
ることにより実行する例を示してある。
明する。ここでは、排温上昇を点火時期をリタードさせ
ることにより実行する例を示してある。
【００３６】ステップＳ１１ではそのときの運転状態に
おける回転数、負荷などと、要求点火進角ＡＤＶを読み
込み、さらにステップＳ１２でこの状態での点火時期の
リタード限界値ＲＡＤＶを算出する。これはそれ以上に
点火時期をリタードするとトルク変動などが大きくな
り、運転性が損なわれてしまう限界値から決まる。
おける回転数、負荷などと、要求点火進角ＡＤＶを読み
込み、さらにステップＳ１２でこの状態での点火時期の
リタード限界値ＲＡＤＶを算出する。これはそれ以上に
点火時期をリタードするとトルク変動などが大きくな
り、運転性が損なわれてしまう限界値から決まる。
【００３７】ステップＳ１３で排温上昇制御実行フラグ
ＵＰＴＥＰＦ＝１かどうかを判断し、排温上昇制御の実
行が許可されているときは、ステップＳ１４に進み現在
の点火時期ＦＡＤＶをリタード限界値ＲＡＤＶと比較
し、もしリタード限界値に達していなければ、ステップ
Ｓ１５に進んで現在の点火時期ＦＡＤＶから所定値ΔＡ
ＤＶだけ点火時期をリタードする。
ＵＰＴＥＰＦ＝１かどうかを判断し、排温上昇制御の実
行が許可されているときは、ステップＳ１４に進み現在
の点火時期ＦＡＤＶをリタード限界値ＲＡＤＶと比較
し、もしリタード限界値に達していなければ、ステップ
Ｓ１５に進んで現在の点火時期ＦＡＤＶから所定値ΔＡ
ＤＶだけ点火時期をリタードする。
【００３８】これにより点火時期が遅らされ、燃焼が遅
れることにより排気温度を上昇させることができる。
れることにより排気温度を上昇させることができる。
【００３９】一方、ステップＳ１３で排温上昇制御実行
フラグから制御が許可されていないときは、ステップＳ
１６で現在の点火時期ＦＡＤＶをそのときの運転状態か
ら求めた点火時期ＡＤＶと比較し、もしもＡＤＶよりも
遅れているときは、ステップＳ１７に進んで所定値ΔＡ
ＤＶだけ点火時期を進め、ＦＡＤＶ＝ＦＡＤＶ＋ΔＡＤ
Ｖとする。
フラグから制御が許可されていないときは、ステップＳ
１６で現在の点火時期ＦＡＤＶをそのときの運転状態か
ら求めた点火時期ＡＤＶと比較し、もしもＡＤＶよりも
遅れているときは、ステップＳ１７に進んで所定値ΔＡ
ＤＶだけ点火時期を進め、ＦＡＤＶ＝ＦＡＤＶ＋ΔＡＤ
Ｖとする。
【００４０】このようにして、ＨＣ吸着触媒温度がＨＣ
脱離開始温度よりも低いときには、排温上昇制御に入
り、触媒温度を脱離温度付近まで上昇させ、これによ
り、排気低温状態から加速されたようなときなど、吸着
されていたＨＣが脱離されても、短時間のうち触媒温度
を高め、これらＨＣの酸化を可能として外部への放出を
極力低減するのである。
脱離開始温度よりも低いときには、排温上昇制御に入
り、触媒温度を脱離温度付近まで上昇させ、これによ
り、排気低温状態から加速されたようなときなど、吸着
されていたＨＣが脱離されても、短時間のうち触媒温度
を高め、これらＨＣの酸化を可能として外部への放出を
極力低減するのである。
【００４１】次に全体的な作用について図５を参照しな
がら説明する。
がら説明する。
【００４２】エンジン始動直後など排気系の温度が低
く、三元触媒９、ＨＣ吸着触媒７が活性化されていない
状態にあっては、とくに始動直後に排気中に比較的多く
含まれるＨＣは、ＨＣ吸着触媒７のＨＣ吸着層により吸
着保持され、外部への放出が抑制される。時間の経過と
共に触媒温度が上昇し、やがてＨＣ吸着触媒７のＨＣ脱
離開始温度に近づいていく。このＨＣ脱離開始温度は触
媒活性化温度よりも低く、排気温度がこの脱離開始温度
よりも高く、かつ活性化温度よりも低いときは、吸着さ
れたＨＣが脱離してもこれを酸化することはできない。
く、三元触媒９、ＨＣ吸着触媒７が活性化されていない
状態にあっては、とくに始動直後に排気中に比較的多く
含まれるＨＣは、ＨＣ吸着触媒７のＨＣ吸着層により吸
着保持され、外部への放出が抑制される。時間の経過と
共に触媒温度が上昇し、やがてＨＣ吸着触媒７のＨＣ脱
離開始温度に近づいていく。このＨＣ脱離開始温度は触
媒活性化温度よりも低く、排気温度がこの脱離開始温度
よりも高く、かつ活性化温度よりも低いときは、吸着さ
れたＨＣが脱離してもこれを酸化することはできない。
【００４３】ＨＣ脱離開始温度は図４にもあるとおり、
そのときの排気流量に比例して変化し、排気流量が増え
ると脱離開始温度が低下する。したがって、排気低温状
態から加速が行われ、急速に排気流量が増えるようなと
きは、脱離開始温度が低下する分だけ吸着されていたＨ
Ｃの脱離が進むにもかかわらず、触媒活性化温度との温
度差が大きいために、ＨＣ脱離開始後に、加速による排
気温度上昇があっても、触媒活性化温度に達するまでの
時間が長くなる（この状態が図５のＥＲ２）。
そのときの排気流量に比例して変化し、排気流量が増え
ると脱離開始温度が低下する。したがって、排気低温状
態から加速が行われ、急速に排気流量が増えるようなと
きは、脱離開始温度が低下する分だけ吸着されていたＨ
Ｃの脱離が進むにもかかわらず、触媒活性化温度との温
度差が大きいために、ＨＣ脱離開始後に、加速による排
気温度上昇があっても、触媒活性化温度に達するまでの
時間が長くなる（この状態が図５のＥＲ２）。
【００４４】しかし、この発明では、このような排気低
温時には低負荷状態にあることを条件にして、触媒温度
がｔ０を越えた時点で排温上昇制御が実行され、例えば
点火時期のリタード制御により、排気温度が上昇させる
ような制御が行われる。これにより排気温度はそのとき
の排気流量との関係にもとづいて決まるＨＣ吸着触媒７
のＨＣ脱離開始温度付近まで上昇させられる。ただし、
脱離開始温度を越えることはない。
温時には低負荷状態にあることを条件にして、触媒温度
がｔ０を越えた時点で排温上昇制御が実行され、例えば
点火時期のリタード制御により、排気温度が上昇させる
ような制御が行われる。これにより排気温度はそのとき
の排気流量との関係にもとづいて決まるＨＣ吸着触媒７
のＨＣ脱離開始温度付近まで上昇させられる。ただし、
脱離開始温度を越えることはない。
【００４５】したがって、この温度制御によっては、Ｈ
Ｃ吸着触媒７は吸着していたＨＣを脱離するには至らな
い。このため、その状態から加速されると、触媒温度は
ＨＣ脱離限界のぎりぎりまで上昇しているため、加速に
伴う排気温度上昇により触媒活性化温度まで速やかに温
度上昇する（図５のＥＲ１の期間）。
Ｃ吸着触媒７は吸着していたＨＣを脱離するには至らな
い。このため、その状態から加速されると、触媒温度は
ＨＣ脱離限界のぎりぎりまで上昇しているため、加速に
伴う排気温度上昇により触媒活性化温度まで速やかに温
度上昇する（図５のＥＲ１の期間）。
【００４６】これにより、加速の開始から短時間のうち
に活性化温度に達し、この間に放出されるＨＣの脱離量
を最小限に抑制することができる。
に活性化温度に達し、この間に放出されるＨＣの脱離量
を最小限に抑制することができる。
【００４７】なお、図５にはＨＣ脱離開始温度を考えず
に、単純に排温上昇させた場合を参考に示してあるが、
この場合は、触媒温度がＨＣ脱離開始温度を越えると、
ＨＣの脱離が始まってしまい、触媒活性化温度に達する
までのＨＣ排出量はかえって多くなる。
に、単純に排温上昇させた場合を参考に示してあるが、
この場合は、触媒温度がＨＣ脱離開始温度を越えると、
ＨＣの脱離が始まってしまい、触媒活性化温度に達する
までのＨＣ排出量はかえって多くなる。
【００４８】また本発明において、排温上昇制御は、排
気流量の比較的小さい所定の低負荷状態において実行す
るので、触媒温度を比較的高いＨＣ脱離開始温度付近に
維持することができ、このため触媒活性化温度までの温
度差を相対的に小さくでき、ＨＣの脱離開始後に短時間
のうちに触媒を活性化し、ＨＣを酸化処理することが可
能となるのである。
気流量の比較的小さい所定の低負荷状態において実行す
るので、触媒温度を比較的高いＨＣ脱離開始温度付近に
維持することができ、このため触媒活性化温度までの温
度差を相対的に小さくでき、ＨＣの脱離開始後に短時間
のうちに触媒を活性化し、ＨＣを酸化処理することが可
能となるのである。
【００４９】上記の説明においては、ＨＣ吸着剤と三元
触媒との機能をもつ処理装置としてのＨＣ吸着触媒７
は、例えば、触媒担体の触媒コート層として、その深層
部にＨＣ吸着剤からなる吸着層を、表層部に触媒層を担
持させ、触媒層を透過してＨＣを吸着層に吸着させた
り、放出させたりするＨＣ吸着触媒としたり、さらに
は、ＨＣ吸着層に触媒成分を混合して触媒コート層を形
成したＨＣ吸着触媒、または触媒担体の上流側にＨＣ吸
着層、下流側の触媒層を形成したＨＣ吸着触媒とするこ
ともでき、あるいは上流側にＨＣ吸着剤を配置し、その
下流側に触媒を配置した２つの触媒の組み合わせであっ
てもよい。
触媒との機能をもつ処理装置としてのＨＣ吸着触媒７
は、例えば、触媒担体の触媒コート層として、その深層
部にＨＣ吸着剤からなる吸着層を、表層部に触媒層を担
持させ、触媒層を透過してＨＣを吸着層に吸着させた
り、放出させたりするＨＣ吸着触媒としたり、さらに
は、ＨＣ吸着層に触媒成分を混合して触媒コート層を形
成したＨＣ吸着触媒、または触媒担体の上流側にＨＣ吸
着層、下流側の触媒層を形成したＨＣ吸着触媒とするこ
ともでき、あるいは上流側にＨＣ吸着剤を配置し、その
下流側に触媒を配置した２つの触媒の組み合わせであっ
てもよい。
【００５０】また、上記排温上昇制御は点火時期をリタ
ードすることにより行う例を示したが、これに限らず、
例えば燃料をエンジン圧縮行程と膨脹行程でそれぞれ噴
射（２度噴射）して排気温度を高めたり、複数の気筒に
ついてリッチ気筒とリーン気筒に設定し、各気筒からの
排気を排気管内で酸化させて排気温度を高めたり、ある
いは触媒部分に電熱ヒータを設けて加熱することなども
できる。ただし、この電熱ヒータによるものは、ＨＣ吸
着剤と触媒とが同一の触媒担体に担持されているときに
有効となる。
ードすることにより行う例を示したが、これに限らず、
例えば燃料をエンジン圧縮行程と膨脹行程でそれぞれ噴
射（２度噴射）して排気温度を高めたり、複数の気筒に
ついてリッチ気筒とリーン気筒に設定し、各気筒からの
排気を排気管内で酸化させて排気温度を高めたり、ある
いは触媒部分に電熱ヒータを設けて加熱することなども
できる。ただし、この電熱ヒータによるものは、ＨＣ吸
着剤と触媒とが同一の触媒担体に担持されているときに
有効となる。
【００５１】さらに、ＨＣ吸着触媒７の温度は直接的に
センサにより検出する以外にも、機関冷却水温から推定
したり、機関始動からの運転状態（負荷、回転数など）
の履歴から推定してもよい。また排気ガスボリュームに
ついても、吸入空気量や、負荷、回転数に基づいて算出
する以外に、直接的に流量センサなどにより計量しても
よい。
センサにより検出する以外にも、機関冷却水温から推定
したり、機関始動からの運転状態（負荷、回転数など）
の履歴から推定してもよい。また排気ガスボリュームに
ついても、吸入空気量や、負荷、回転数に基づいて算出
する以外に、直接的に流量センサなどにより計量しても
よい。
【００５２】いずれにしても、本発明は上記した実施形
態に記載した内容に限られるわけではなく、本発明の技
術的な思想の範囲内において、種々の変更が可能である
ことは明白である。
態に記載した内容に限られるわけではなく、本発明の技
術的な思想の範囲内において、種々の変更が可能である
ことは明白である。
【図１】本発明の実施形態を示す全体構成図である。
【図２】排温上昇制御の判定動作の内容を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図３】排温上昇制御の内容を示すフローチャートであ
る。
る。
【図４】ＨＣ脱離開始温度特性を示す説明図である。
【図５】排温上昇制御の作動特性を示す説明図である。
１ 吸入空気量センサ ３ 燃料噴射弁 ６ 触媒温度センサ ７ 多層触媒 ８ コントローラ ９ 三元触媒 １１ エンジン １３ 排気通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０Ｅ ３３０Ｍ 45/00 ＺＡＢ 45/00 ＺＡＢ ３１２ ３１２Ｊ Ｆ０２Ｐ 5/15 ＺＡＢ Ｆ０２Ｐ 5/15 ＺＡＢＥ
Claims (6)
- 【請求項１】ＨＣ吸着剤及び触媒とを含む排気処理装置
を排気通路に介装した内燃機関の排気浄化装置におい
て、 排気ガスボリュームを検出または推定する手段と、 前記ＨＣ吸着剤の温度を検出または推定する手段と、 前記排気ガスボリュームに基づいてＨＣ吸着剤のＨＣ脱
離開始温度を演算する手段と、 前記排気処理装置の温度を上昇させる昇温手段と、 前記ＨＣ吸着剤の温度がＨＣ脱離開始温度よりも低いと
きに前記昇温手段を作動させてＨＣ脱離開始温度を越え
ずにその付近まで上昇させる制御手段とを備えたことを
特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】機関低負荷状態にあることを検出または推
定する手段を備え、前記制御手段は所定の低負荷状態の
ときにのみ排温上昇制御を実行する請求項１に記載の内
燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】前記制御手段はＨＣ吸着剤の温度が所定の
低温基準値以上のときにのみ温度上昇制御を実行する請
求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】前記制御手段は始動後所定の時間が経過し
たときには温度上昇制御を中止する請求項１〜３のいず
れか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項５】前記昇温手段が点火時期のリタード制御、
燃料供給量制御等により機関排気温度を上昇させる請求
項１〜４のいずれか一つに記載の内燃機関の排気浄化装
置。 - 【請求項６】前記排気処理装置が、触媒担体にＨＣ吸着
層と触媒層をもつＨＣ吸着触媒として構成される請求項
１〜５のいずれか一つに記載の内燃機関の排気浄化装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15140898A JP3409696B2 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15140898A JP3409696B2 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11343832A true JPH11343832A (ja) | 1999-12-14 |
| JP3409696B2 JP3409696B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=15517955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15140898A Expired - Fee Related JP3409696B2 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3409696B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2383409A (en) * | 2001-11-10 | 2003-06-25 | Daimler Chrysler Ag | Motor vehicle comprising an internal combustion engine with additional heating mode |
| EP1515026A2 (en) * | 2003-09-12 | 2005-03-16 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for controlling temperature of catalyst and engine system having the apparatus |
| JP2006177273A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置 |
| JP2006336475A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置 |
| JP2007285233A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Toyota Motor Corp | エンジンの排気系温度制御装置 |
| US7958720B2 (en) | 2005-05-31 | 2011-06-14 | Nissan Motor Co., Ltd. | Combustion control apparatus for direct-injection spark-ignition internal combustion engine |
| US8607552B2 (en) | 2009-10-12 | 2013-12-17 | Denso Corporation | Emission control system with heat recovery device |
| JP2015200278A (ja) * | 2014-04-10 | 2015-11-12 | 株式会社デンソー | 内燃機関の制御装置 |
-
1998
- 1998-06-01 JP JP15140898A patent/JP3409696B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2383409B (en) * | 2001-11-10 | 2004-01-28 | Daimler Chrysler Ag | A method for operating an internal combustion engine |
| US6789512B2 (en) | 2001-11-10 | 2004-09-14 | Daimlerchrysler Ag | Method for operating an internal combustion engine, and motor vehicle |
| GB2383409A (en) * | 2001-11-10 | 2003-06-25 | Daimler Chrysler Ag | Motor vehicle comprising an internal combustion engine with additional heating mode |
| EP1515026A3 (en) * | 2003-09-12 | 2010-03-31 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for controlling temperature of catalyst and engine system having the apparatus |
| EP1515026A2 (en) * | 2003-09-12 | 2005-03-16 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for controlling temperature of catalyst and engine system having the apparatus |
| JP2006177273A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置 |
| JP4729920B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2011-07-20 | 日産自動車株式会社 | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置 |
| US7958720B2 (en) | 2005-05-31 | 2011-06-14 | Nissan Motor Co., Ltd. | Combustion control apparatus for direct-injection spark-ignition internal combustion engine |
| JP4577091B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2010-11-10 | 日産自動車株式会社 | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置 |
| JP2006336475A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置 |
| JP2007285233A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Toyota Motor Corp | エンジンの排気系温度制御装置 |
| US8607552B2 (en) | 2009-10-12 | 2013-12-17 | Denso Corporation | Emission control system with heat recovery device |
| JP2015200278A (ja) * | 2014-04-10 | 2015-11-12 | 株式会社デンソー | 内燃機関の制御装置 |
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|---|---|
| JP3409696B2 (ja) | 2003-05-26 |
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