JPH06108828A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JPH06108828A
JPH06108828A JP26184192A JP26184192A JPH06108828A JP H06108828 A JPH06108828 A JP H06108828A JP 26184192 A JP26184192 A JP 26184192A JP 26184192 A JP26184192 A JP 26184192A JP H06108828 A JPH06108828 A JP H06108828A
Authority
JP
Japan
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catalyst
release
exhaust gas
amount
intake
Prior art date
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Pending
Application number
JP26184192A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Araki
康 荒木
Shinya Hirota
信也 広田
Kiyoshi Obata
喜代志 小端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気エミッションが悪化したり多量の還元剤
を要するということを防止する。 【構成】 ディーゼル機関本体2の排気通路6にNOX
吸放出触媒10が配置される。NOX 吸放出触媒10が
NOX 還元状態になければ、吸気絞り弁8の開度θを減
少させ、θ=0となってもNOX 還元状態になければ、
燃料供給装置14からの燃料供給量を増量させる。NO
X 吸放出触媒10がNOX 還元状態であれば、吸気絞り
弁8の開度θを増大させ、次いで燃料供給装置14から
の燃料供給量を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、排気ガスの空燃比がリーン
のときにはNOX を吸収し排気ガスの空燃比がストイキ
またはリッチのときには吸収したNOX を放出すると共
に放出されたNOX を還元するNOX 吸放出触媒をディ
ーゼル機関排気通路内に配置し、NOX 吸放出触媒から
NOX を放出せしめて放出されたNOX を還元せしめる
ときにはNOX 吸放出触媒に還元剤を供給して燃焼せし
めるようにした内燃機関の排気浄化装置を提案している
(特願平4−TSN92−2166(TYT92436
9)号参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところでNOX 吸放出
触媒から放出されるNOX 放出量は放出時の温度、酸素
濃度に応じて変化する。ところが前述の従来の装置で
は、NOX 放出量に応じて酸素または還元剤供給量を制
御していないために、排気エミッションが悪化したり多
量の還元剤を要するという問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明によれば、排気ガスの空燃比がリーンのときに
はNOX を吸収し排気ガスの空燃比がストイキまたはリ
ッチのときには吸収したNOX を放出すると共に放出さ
れたNOX を還元するNOX 吸放出触媒を機関排気通路
内に配置し、NOX 吸放出触媒からNOX を放出せしめ
て還元せしめるときにはNOX 吸放出触媒に還元剤を供
給して燃焼せしめ、NOX 吸放出触媒からのNOX 放出
量に応じてNOX 吸放出触媒への酸素または還元剤の供
給量を制御せしめる供給量制御手段を備えている。
【0005】
【作用】NOX 吸放出触媒からNOX を放出せしめて還
元せしめるときにはNOX 吸放出触媒に還元剤が供給さ
れて燃焼せしめられる。これによって、NOX 吸放出触
媒内の排気ガス中の酸素が消費されて酸素濃度が低下
し、このため、NOX 吸放出触媒からNOX が放出され
て還元剤によって還元される。
【0006】NOX 吸放出触媒内のNOX 量に応じてN
X 吸放出触媒への酸素または還元剤の供給量が制御せ
しめられる。このため、排気エミッションが悪化したり
多量の還元剤を要するということを防止することができ
る。
【0007】
【実施例】図1を参照とすると、2はディーゼル機関本
体、4は吸気通路、6は排気通路を夫々示す。吸気通路
4内には吸気絞り弁8が設けられ、この吸気絞り弁8は
通常時は全開とされている。排気通路6の途中には、N
X 吸放出触媒10を内蔵したケーシング12が配置さ
れる。ケーシング12上流の排気通路6には還元剤とし
て燃料を供給するための燃料供給装置14が配置され
る。
【0008】ケーシング12と燃料供給装置14との間
の排気通路6には第1排気温センサ20が配置され、こ
の第1排気温センサ20の検出信号は電子制御ユニット
(ECU)30に入力される。また、ケーシング12近
傍かつ下流側の排気通路6には第2排気温センサ22が
配置され、この第2排気温センサ22の検出信号はEC
U30に入力される。第2排気温センサ22近傍かつ下
流側の排気通路6には排気ガス中の酸素濃度を検出する
限界電流式酸素濃度センサ(以後「リーンミクスチャセ
ンサ」という)24が配置され、このリーンミクスチャ
センサ24の検出信号はECU30に入力される。
【0009】また、ECU30は、吸気絞り弁8を駆動
するアクチュエータ16、および燃料供給装置14を制
御する。ケーシング12内に収容されているNOX 吸放
出触媒10は例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムK、ナトリウムNa、リチウムLi、セ
シウムCsのようなアルカリ金属、バリウムBa、カル
シウムCaのようなアルカリ土類、ランタンLa、イッ
トリウムYのような希土類から選ばれた少なくとも一つ
と、白金Ptのような貴金属とが担持されている。NO
x 吸放出触媒10は流入排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはNOX を吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低
下すると吸収したNOX を放出するNOX の吸放出作用
を行う。
【0010】上述のNOX 吸放出触媒10を機関排気通
路内に配置すればこのNOX 吸放出触媒10は実際にN
X の吸放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカ
ニズムについては明らかでない部分もある。しかしなが
らこの吸放出作用は図2に示すようなメカニズムで行わ
れているものと考えられる。次にこのメカニズムについ
て担体上に白金PtおよびバリウムBaを担持させた場
合を例にとって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、
アルカリ土類、希土類を用いても同様なメカニズムとな
る。
【0011】即ち、流入排気ガスがかなりリーンになる
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図2
(A)に示されるようにこれら酸素O2 がO2 - の形で
白金Ptの表面に付着する。一方、流入排気ガス中のN
Oは白金Ptの表面上でO2 - と反応し、NO2 となる
(2NO+O2 →2NO2 )。次いで生成されたNO2
の一部は白金Pt上で更に酸化されつつ吸放出触媒10
内に吸収されて酸化バリウムBaOと結合しながら、図
2(A)に示されるように硝酸イオンNO3 - の形で吸
放出触媒10内に拡散する。このようにしてNOX がN
X 吸放出触媒10内に吸収される。
【0012】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ptの表面でNO2 が生成され、吸放出触媒10のNO
X 吸収能力が飽和しない限りNO2 が吸放出触媒10内
に吸収されて硝酸イオンNO3 - が生成される。これに
対して流入排気ガス中の酸素濃度が低下してNO2 の生
成量が低下すると反応が逆方向(NO3 - →NO2 )に
進み、斯くして吸放出触媒10内の硝酸イオンNO3 -
がNO2 の形で吸収剤から放出される。即ち、流入排気
ガス中の酸素濃度が低下するとNOX 吸放出触媒10か
らNOX が放出されることになる。流入排気ガスのリー
ンの度合いが低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低
下し、従って流入排気ガスのリーンの度合いを低くすれ
ばNOX 吸放出触媒10からNOX が放出されることに
なる。
【0013】一方、このとき流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすると、HC,COは白金Pt上の酸素O2 -
反応して酸化せしめられる。また、流入排気ガスの空燃
比をリッチにすると流入排気ガス中の酸素濃度が極度に
低下するために吸放出触媒10からNO2 が放出され、
このNO2 は図2(B)に示されるように未燃HC,C
Oと反応して還元浄化せしめられる。このようにして白
金Ptの表面上にNO 2 が存在しなくなると吸放出触媒
10から次から次へとNO2 が放出される。従って流入
排気ガスの空燃比をリッチにすると短時間のうちにNO
X 吸放出触媒10からNOX が放出されて還元浄化され
ることになる。
【0014】このように流入排気ガスの空燃比がリーン
になるとNOX がNOX 吸放出触媒10に吸収され、流
入排気ガスの空燃比をリッチにするとNOX がNOX
放出触媒10から短時間のうちに放出されて還元され
る。ところで、NOX 吸放出触媒10からのNOX 放出
量に応じて、NOX 吸放出触媒10に供給される空気量
(酸素量)または燃料量を制御しない場合には、以下の
ような問題を生ずる。
【0015】すなわち、空気量が多く燃料量が少ない場
合には、NOX 吸放出触媒10からNOX が放出される
が還元されずNOX が大気に放出されるという問題を生
ずる。一方、多量の燃料量が供給される場合には、燃費
が悪化するという問題を生ずる。そこで本実施例では、
第1排気温センサ20、第2排気温センサ22、および
リーンミクスチャセンサ24の検出信号に基づいてNO
X 吸放出触媒10でのNOX の還元状態を推定し(間接
的にNOX 吸放出触媒10からのNOX 放出量を推定
し)、このNOX の還元状態に基づいてNOX 吸放出触
媒10に供給される空気量および燃料量を制御するよう
にしている。
【0016】これによって、NOX が大気に放出された
り、あるいは多量の燃料が消費されたりすることを防止
することができる。ここでNOX の還元状態は、例えば
以下のようにして判定される。すなわち、NOX が還元
されているときには、リーンミクスチャセンサ24の出
力Aoはほぼ0に等しい、すなわち、出ガス中の酸素濃
度はほぼ0%である。また、このときには、NOX 吸放
出触媒10内で燃料が燃焼せしめられているために、第
2排気温センサ22によって検出された出ガス温度To
utは第1排気温センサ20によって検出された入ガス
温度Tinより高くなるが、酸素が多量に存在しないた
めに予め定められた温度TA より高くなることはない。
これらの条件を満たすとき以外の場合は、NOX は還元
されていないと判定される。
【0017】図3および図4には、NOX 吸放出触媒1
0に供給される空気量および燃料量を制御するためのル
ーチンを示す。このルーチンは一定時間毎の割込みによ
って実行される。図3および図4を参照すると、まず、
ステップ40でフラグFが0にリセットされているか否
か判定される。最初フラグFはリセットされているため
に肯定判定されてステップ42に進む。ステップ42で
は触媒再生開始条件、すなわち、NOX 吸放出触媒10
からNOX を放出せしめて還元せしめる条件が成立した
か否か判定される。触媒再生開始条件は、例えば、減速
時であり、NOX 吸放出触媒10が触媒活性化温度以上
であり、かつ前回触媒再生を開始してから所定時間以上
経過している等である。触媒再生開始条件が成立してい
ないと判定された場合には、ステップ52からステップ
56に進んで本ルーチンを終了する。ステップ52では
フラグFが0にリセットされ、ステップ54では吸気絞
り弁8が全開とされ、ステップ56では燃料供給装置1
4からの燃料供給が禁止せしめられる。
【0018】一方、ステップ42で触媒再生開始条件が
成立したと判定された場合には、ステップ44に進みフ
ラグFが1にセットされる。このため、次回以後の処理
サイクルにおいて、ステップ40で否定判定されるため
に、ステップ42からステップ48がスキップされる。
ステップ46では吸気絞り弁8の開度θが0とされて閉
弁される。これによってNOX 吸放出触媒10に流入す
る空気最が最小流量まで減少せしめられる。次いで、ス
テップ48では燃料供給装置14から予め定められた量
の燃料が供給せしめられる。この予め定められた燃料量
は、空燃比をややリッチにする程度の燃料量である。
【0019】ステップ50では触媒再生中止条件が成立
したか否か判定される。触媒再生中止条件が成立したと
判定された場合には、ステップ52からステップ56に
進み、NOX 吸放出触媒10の触媒再生が中止せしめら
れる。ステップ50で否定判定されると、ステップ58
に進み、NOX 還元状態か否か判定される。この判定
は、前述のように、第1排気温センサ20、第2排気温
センサ22、およびリーンミクスチャセンサ24の検出
信号に基づいて行なわれる。NOX 還元状態でないと判
定された場合、すなわち還元剤量が不足していると判定
された場合には、ステップ60に進み、吸気絞り弁8の
開度θが0か否か、すなわち、吸気絞り弁8が閉弁され
ているか否か判定される。θ=0でないと判定された場
合には、ステップ62に進み、θがΔθだけ減少せしめ
られて、吸気絞り弁8の開度が減少せしめられ、NOX
吸放出触媒10に流入する空気量が減少せしめられる。
一方、ステップ60でθ=0と判定された場合には、ス
テップ64に進み、NOX 吸放出触媒10に供給される
燃料供給量が増量される。
【0020】一方、ステップ58でNOX 還元状態と判
定された場合、すなわち、還元剤量が十分であると判定
された場合には、ステップ66に進み、吸気絞り弁8の
開度θが予め定められた開度θ0 以上か否か判定され
る。θ<θ0 と判定されると、ステップ68に進み、θ
がΔθだけ増大せしめられて、吸気絞り弁8の開度が増
大せしめられ、NOX 吸放出触媒10に流入する空気量
が増大せしめられる。NOX 還元状態において空気量を
増大せしめるようにしているのは、空気量が増大すると
NOX 吸放出触媒10での燃焼温度が増大し、NOX
放出および還元が促進されるからである。
【0021】ステップ66でθ≧θ0 と判定された場合
には、ステップ70に進み、燃料供給装置14からNO
X 吸放出触媒10に供給される燃料供給量が減量され
る。これによって、燃料消費量を減少せしめることがで
きる。なお、本実施例ではディーゼル機関について説明
したが、本発明はガソリン機関にも適用することができ
る。
【0022】
【発明の効果】排気エミッションが悪化したり多量の還
元剤を要するということを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の内燃機関の全体図である。
【図2】NOX の吸放出作用を説明するための図であ
る。
【図3】NOX 吸放出触媒に供給される空気量および燃
料量を制御するためのフローチャートである。
【図4】NOX 吸放出触媒に供給される空気量および燃
料量を制御するためのフローチャートである。
【符号の説明】
2…ディーゼル機関本体 6…排気通路 8…吸気絞り弁 10…NOX 吸放出触媒 14…燃料供給装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気ガスの空燃比がリーンのときにはN
    X を吸収し排気ガスの空燃比がストイキまたはリッチ
    のときには吸収したNOX を放出すると共に放出された
    NOX を還元するNOX 吸放出触媒を機関排気通路内に
    配置し、前記NOX 吸放出触媒からNOX を放出せしめ
    て還元せしめるときには前記NOX 吸放出触媒に還元剤
    を供給して燃焼せしめ、前記NOX 吸放出触媒からのN
    X 放出量に応じて前記NOX 吸放出触媒への酸素また
    は還元剤の供給量を制御せしめる供給量制御手段を備え
    た内燃機関の排気浄化装置。
JP26184192A 1992-09-30 1992-09-30 内燃機関の排気浄化装置 Pending JPH06108828A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006274908A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 内燃機関の排気浄化装置
US7143756B2 (en) 2002-02-26 2006-12-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device and control method for internal combustion engine
JP2009057981A (ja) * 2008-12-18 2009-03-19 Denso Corp 内燃機関の排気浄化制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7143756B2 (en) 2002-02-26 2006-12-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device and control method for internal combustion engine
JP2006274908A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 内燃機関の排気浄化装置
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