JPH08294618A - 排気ガス浄化方法および排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化方法および排気ガス浄化装置Info
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- JPH08294618A JPH08294618A JP7105440A JP10544095A JPH08294618A JP H08294618 A JPH08294618 A JP H08294618A JP 7105440 A JP7105440 A JP 7105440A JP 10544095 A JP10544095 A JP 10544095A JP H08294618 A JPH08294618 A JP H08294618A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 排気ガス中に含まれるＳＯｘによる触媒の被
毒低減と、Ｈ2 Ｓの大気中への放出抑制とを両立させ得
る排気ガス浄化方法を提供する。 【構成】 エンジン２の排気管路３に配設された上流側
触媒コンバータＣＡ−１と下流側触媒コンバータＣＡ−
２とが暖機状態にあるとき、空燃比を、一時的に、理論
空燃比を基準にしてリッチ域およびリーン域に交互に変
動させる空燃比パーターベーションを行って、上流側触
媒コンバータＣＡ−１がリッチ雰囲気にあるとき、その
上流側触媒コンバータＣＡ−１に貯蔵されているＳＯｘ
をＨ2 Ｓに還元すると共にそのＨ2 Ｓを上流側触媒コン
バータＣＡ−１から放出させる。これにより上流側触媒
コンバータＣＡ−１のＳＯｘによる被毒が低減される。
次いで下流側触媒コンバータＣＡ−２側で放出Ｈ2 Ｓの
捕獲と放出Ｈ2 Ｓの酸化を行う。これによりＨ2 Ｓの大
気中への放出が抑制される。
毒低減と、Ｈ2 Ｓの大気中への放出抑制とを両立させ得
る排気ガス浄化方法を提供する。 【構成】 エンジン２の排気管路３に配設された上流側
触媒コンバータＣＡ−１と下流側触媒コンバータＣＡ−
２とが暖機状態にあるとき、空燃比を、一時的に、理論
空燃比を基準にしてリッチ域およびリーン域に交互に変
動させる空燃比パーターベーションを行って、上流側触
媒コンバータＣＡ−１がリッチ雰囲気にあるとき、その
上流側触媒コンバータＣＡ−１に貯蔵されているＳＯｘ
をＨ2 Ｓに還元すると共にそのＨ2 Ｓを上流側触媒コン
バータＣＡ−１から放出させる。これにより上流側触媒
コンバータＣＡ−１のＳＯｘによる被毒が低減される。
次いで下流側触媒コンバータＣＡ−２側で放出Ｈ2 Ｓの
捕獲と放出Ｈ2 Ｓの酸化を行う。これによりＨ2 Ｓの大
気中への放出が抑制される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は排気ガス浄化方法および
排気ガス浄化装置に関する。
排気ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジン用燃料にはＳ（イオウ）が含ま
れており、それに起因して排気ガス中にはＳＯｘ（イオ
ウ酸化物）、主としてＳＯ2 が含有されている。
れており、それに起因して排気ガス中にはＳＯｘ（イオ
ウ酸化物）、主としてＳＯ2 が含有されている。
【０００３】このＳＯ2 は、混合気の空燃比が理論空燃
比〜リーン域にあるとき触媒表面に吸着されて触媒毒と
して作用し、その被毒により触媒の活性が低下する。
比〜リーン域にあるとき触媒表面に吸着されて触媒毒と
して作用し、その被毒により触媒の活性が低下する。
【０００４】一方、空燃比がリッチ域にあるときには、
先ず、吸着ＳＯ2 においてＯが解離し、次いでＳが還元
されてＨ2 Ｓ（硫化水素）が生成されると共にそのＨ2
Ｓは触媒表面から脱離する。
先ず、吸着ＳＯ2 においてＯが解離し、次いでＳが還元
されてＨ2 Ｓ（硫化水素）が生成されると共にそのＨ2
Ｓは触媒表面から脱離する。
【０００５】このＨ2 Ｓの脱離により触媒の活性は回復
されるが、脱離Ｈ2 Ｓは、それ特有の異臭を放つので、
大気中への放出を極力抑制しなければならない。
されるが、脱離Ｈ2 Ｓは、それ特有の異臭を放つので、
大気中への放出を極力抑制しなければならない。
【０００６】そこで従来は、触媒に金属酸化物等のＨ2
Ｓトラップ剤を添加する、という手段が採用されてい
る。
Ｓトラップ剤を添加する、という手段が採用されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の手
段によると、空燃比のリッチ域で生じたＨ2 ＳはＨ2 Ｓ
トラップ剤に、金属硫化物として吸着されるのでＨ2 Ｓ
の大気中への放出は抑制されるが、空燃比のリーン域で
は金属硫化物が酸化されてＳＯ2 が生成されると共にそ
のＳＯ2 はＨ2 Ｓトラップ剤から脱離して、再び触媒表
面に吸着される、という現象が発生する。
段によると、空燃比のリッチ域で生じたＨ2 ＳはＨ2 Ｓ
トラップ剤に、金属硫化物として吸着されるのでＨ2 Ｓ
の大気中への放出は抑制されるが、空燃比のリーン域で
は金属硫化物が酸化されてＳＯ2 が生成されると共にそ
のＳＯ2 はＨ2 Ｓトラップ剤から脱離して、再び触媒表
面に吸着される、という現象が発生する。
【０００８】したがって、従来手段によったのでは、Ｓ
Ｏｘによる触媒の被毒低減とＨ2 Ｓの大気中への放出抑
制とを両立させることができない、といった問題があ
る。
Ｏｘによる触媒の被毒低減とＨ2 Ｓの大気中への放出抑
制とを両立させることができない、といった問題があ
る。
【０００９】本発明は前記に鑑み、ＳＯｘによる触媒の
被毒を低減し、またＨ2 Ｓの大気中への放出を抑制する
ことができる前記排気ガス浄化方法および排気ガス浄化
装置を提供することを目的とする。
被毒を低減し、またＨ2 Ｓの大気中への放出を抑制する
ことができる前記排気ガス浄化方法および排気ガス浄化
装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る排気ガス浄
化方法は、エンジンの排気管路に配設された上流側触媒
コンバータと下流側触媒コンバータとが暖機状態にある
とき、空燃比を、一時的に、理論空燃比を基準にしてリ
ッチ域およびリーン域に変動させる空燃比パーターベー
ションを行って、前記上流側触媒コンバータがリッチ雰
囲気にあるとき、その上流側触媒コンバータに貯蔵され
ているＳＯｘをＨ2 Ｓに還元すると共にそのＨ2 Ｓを前
記上流側触媒コンバータから放出させ、次いで前記下流
側触媒コンバータ側で放出Ｈ2 Ｓの捕獲と放出Ｈ2 Ｓの
酸化を行うことを特徴とする。
化方法は、エンジンの排気管路に配設された上流側触媒
コンバータと下流側触媒コンバータとが暖機状態にある
とき、空燃比を、一時的に、理論空燃比を基準にしてリ
ッチ域およびリーン域に変動させる空燃比パーターベー
ションを行って、前記上流側触媒コンバータがリッチ雰
囲気にあるとき、その上流側触媒コンバータに貯蔵され
ているＳＯｘをＨ2 Ｓに還元すると共にそのＨ2 Ｓを前
記上流側触媒コンバータから放出させ、次いで前記下流
側触媒コンバータ側で放出Ｈ2 Ｓの捕獲と放出Ｈ2 Ｓの
酸化を行うことを特徴とする。
【００１１】また本発明は、エンジンの排気管路に、上
流側Ｏ2 センサと、上流側触媒コンバータと、下流側触
媒コンバータとを備えた排気ガス浄化装置であって、前
記上流側および下流側触媒コンバータが暖機状態にある
とき、空燃比を、一時的に、理論空燃比を基準にしてリ
ッチ域およびリーン域に変動させる空燃比パーターベー
ションを行うべく、前記下流側触媒コンバータ近傍にお
いて前記排気管路に下流側Ｏ2 センサを配設し、前記上
流側触媒コンバータがリッチ雰囲気にあるとき、その上
流側触媒コンバータに貯蔵されていたＳＯｘの還元によ
り生成されると共に前記上流側触媒コンバータから放出
されたＨ2 Ｓを捕獲すべく、前記下流側触媒コンバータ
側にＨ2 Ｓトラップ剤を配設したことを特徴とする。
流側Ｏ2 センサと、上流側触媒コンバータと、下流側触
媒コンバータとを備えた排気ガス浄化装置であって、前
記上流側および下流側触媒コンバータが暖機状態にある
とき、空燃比を、一時的に、理論空燃比を基準にしてリ
ッチ域およびリーン域に変動させる空燃比パーターベー
ションを行うべく、前記下流側触媒コンバータ近傍にお
いて前記排気管路に下流側Ｏ2 センサを配設し、前記上
流側触媒コンバータがリッチ雰囲気にあるとき、その上
流側触媒コンバータに貯蔵されていたＳＯｘの還元によ
り生成されると共に前記上流側触媒コンバータから放出
されたＨ2 Ｓを捕獲すべく、前記下流側触媒コンバータ
側にＨ2 Ｓトラップ剤を配設したことを特徴とする。
【００１２】
【作用】前記方法において、空燃比パーターベーション
(Perturbation、摂動）を行うことにより、上流側触媒
コンバータに貯蔵されているＳＯｘをＨ2 Ｓに還元し、
またそのＨ2 Ｓを上流側触媒コンバータから放出させる
ので、空燃比パーターベーションの開始時期を、上流側
触媒コンバータにおける貯蔵ＳＯｘ量が少ない時期に設
定することによって、上流側触媒コンバータにおける触
媒の、ＳＯｘによる被毒を低減することが可能である。
この場合、上流側触媒コンバータは、Ｈ2Ｓ放出を行う
べく、Ｈ2 Ｓトラップ剤を具備しない。
(Perturbation、摂動）を行うことにより、上流側触媒
コンバータに貯蔵されているＳＯｘをＨ2 Ｓに還元し、
またそのＨ2 Ｓを上流側触媒コンバータから放出させる
ので、空燃比パーターベーションの開始時期を、上流側
触媒コンバータにおける貯蔵ＳＯｘ量が少ない時期に設
定することによって、上流側触媒コンバータにおける触
媒の、ＳＯｘによる被毒を低減することが可能である。
この場合、上流側触媒コンバータは、Ｈ2Ｓ放出を行う
べく、Ｈ2 Ｓトラップ剤を具備しない。
【００１３】一方、下流側触媒コンバータ側では、上流
側触媒コンバータからの放出Ｈ2 Ｓの捕獲と酸化が行わ
れるので、そのＨ2 Ｓの大気への放出を大いに抑制する
ことが可能である。
側触媒コンバータからの放出Ｈ2 Ｓの捕獲と酸化が行わ
れるので、そのＨ2 Ｓの大気への放出を大いに抑制する
ことが可能である。
【００１４】前記装置によれば、前記方法が確実に実施
される。
される。
【００１５】
【実施例】図１は排気ガス浄化装置１の第１実施例を示
す。エンジン２の排気管路３において、エンジン２の直
下に第１の三元触媒コンバータ４が配設され、また下流
側（床下側）に第２，第３の三元触媒コンバータ５，６
が配設される。したがって第３の触媒コンバータ６を基
準にすると、第１，第２の三元触媒コンバータ４，５が
上流側触媒コンバータＣＡ−１であり、第３の三元触媒
コンバータ６が下流側触媒コンバータＣＡ−２である。
す。エンジン２の排気管路３において、エンジン２の直
下に第１の三元触媒コンバータ４が配設され、また下流
側（床下側）に第２，第３の三元触媒コンバータ５，６
が配設される。したがって第３の触媒コンバータ６を基
準にすると、第１，第２の三元触媒コンバータ４，５が
上流側触媒コンバータＣＡ−１であり、第３の三元触媒
コンバータ６が下流側触媒コンバータＣＡ−２である。
【００１６】また排気管路３において、エンジン２と第
１の三元触媒コンバータ４との間に上流側Ｏ2 センサ７
が配設され、また第３の三元触媒コンバータ６の近傍、
図示例では第２，第３の三元触媒コンバータ５，６間に
下流側Ｏ2 センサ８が配設される。
１の三元触媒コンバータ４との間に上流側Ｏ2 センサ７
が配設され、また第３の三元触媒コンバータ６の近傍、
図示例では第２，第３の三元触媒コンバータ５，６間に
下流側Ｏ2 センサ８が配設される。
【００１７】第３の三元触媒コンバータ６側にＨ2 Ｓト
ラップ剤が配設される。図示例ではＨ2 Ｓトラップ剤は
第３の三元触媒コンバータ６における三元触媒に添加さ
れている。Ｈ2 Ｓトラップ剤としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃ
ｕ、Ｆｅ、Ｍｎ等の金属酸化物、例えばＮｉＯが用いら
れる。第１，第２の三元触媒コンバータ４，５はＨ2Ｓ
トラップ剤を具備しない。
ラップ剤が配設される。図示例ではＨ2 Ｓトラップ剤は
第３の三元触媒コンバータ６における三元触媒に添加さ
れている。Ｈ2 Ｓトラップ剤としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃ
ｕ、Ｆｅ、Ｍｎ等の金属酸化物、例えばＮｉＯが用いら
れる。第１，第２の三元触媒コンバータ４，５はＨ2Ｓ
トラップ剤を具備しない。
【００１８】前記構成において、エンジン２が通常の運
転状態にあるときは、上流側Ｏ2 センサ７が作動状態に
あり、一方、下流側Ｏ2 センサ８が不作動状態にあるの
で、その上流側Ｏ2 センサ７のフィードバック能により
混合気の空燃比が理論空燃比に近似するように制御さ
れ、また暖機状態にある第１〜第３の三元触媒コンバー
タ４〜６により排気ガスの浄化が行われる。
転状態にあるときは、上流側Ｏ2 センサ７が作動状態に
あり、一方、下流側Ｏ2 センサ８が不作動状態にあるの
で、その上流側Ｏ2 センサ７のフィードバック能により
混合気の空燃比が理論空燃比に近似するように制御さ
れ、また暖機状態にある第１〜第３の三元触媒コンバー
タ４〜６により排気ガスの浄化が行われる。
【００１９】この場合、エンジン用燃料にはＳが含まれ
ており、これに起因して排気ガス中にはＳＯｘ、主とし
てＳＯ2 が含有されている。
ており、これに起因して排気ガス中にはＳＯｘ、主とし
てＳＯ2 が含有されている。
【００２０】図２（ａ）に示すように、排気ガス中のＳ
Ｏ2 は、空燃比が理論空燃比〜リーン域にあるとき、主
として第１，第２の三元触媒コンバータ４，５における
三元触媒（貴金属）９表面の触媒活性点１０に吸着され
て触媒毒として作用し、その被毒により三元触媒９の浄
化能および酸素貯蔵能が低下する。
Ｏ2 は、空燃比が理論空燃比〜リーン域にあるとき、主
として第１，第２の三元触媒コンバータ４，５における
三元触媒（貴金属）９表面の触媒活性点１０に吸着され
て触媒毒として作用し、その被毒により三元触媒９の浄
化能および酸素貯蔵能が低下する。
【００２１】このような状況が発生すると、以下に述べ
るような三元触媒活性低下抑制処理が実行される。
るような三元触媒活性低下抑制処理が実行される。
【００２２】即ち、図３に示すように、第１，第２の三
元触媒コンバータ４，５におけるＳ貯蔵量はエンジン３
の燃料消費量に略比例する。そこで、先ず、図４に示す
ようにエンジン２の積算燃料消費量を算出し、その積算
燃料消費量が設定値に達したときＳ貯蔵条件を成立させ
る。
元触媒コンバータ４，５におけるＳ貯蔵量はエンジン３
の燃料消費量に略比例する。そこで、先ず、図４に示す
ようにエンジン２の積算燃料消費量を算出し、その積算
燃料消費量が設定値に達したときＳ貯蔵条件を成立させ
る。
【００２３】次いで、図５に示すように、Ｓ貯蔵条件
に、三元触媒温度条件（推定）、車速条件、エンジン回
転数条件および吸入空気負圧条件を加えてＳ放出条件を
成立させる。
に、三元触媒温度条件（推定）、車速条件、エンジン回
転数条件および吸入空気負圧条件を加えてＳ放出条件を
成立させる。
【００２４】その後、図６に示すように、Ｓ放出条件が
設定条件に合致しているか否かを判定し、合致している
場合には、上流側Ｏ2 センサ７を不作動状態にし、一
方、下流側Ｏ2 センサ８を作動状態にして、その下流側
Ｏ2 センサ８のフィードバック能による空燃比パーター
ベーションを所定時間行う。
設定条件に合致しているか否かを判定し、合致している
場合には、上流側Ｏ2 センサ７を不作動状態にし、一
方、下流側Ｏ2 センサ８を作動状態にして、その下流側
Ｏ2 センサ８のフィードバック能による空燃比パーター
ベーションを所定時間行う。
【００２５】この空燃比パーターベーションとは、第
１，第２の三元触媒コンバータ４，５が暖機状態にある
とき、空燃比を、一時的に、理論空燃比を基準にしてリ
ッチ域およびリーン域に交互に変動させる空燃比制御方
法である。
１，第２の三元触媒コンバータ４，５が暖機状態にある
とき、空燃比を、一時的に、理論空燃比を基準にしてリ
ッチ域およびリーン域に交互に変動させる空燃比制御方
法である。
【００２６】即ち、上流側Ｏ2 センサ７を不作動にし、
一方、下流側Ｏ2 センサ８を作動状態にすると、第１，
第２の三元触媒コンバータ４，５が酸素貯蔵放出能を発
揮している間は下流側Ｏ2 センサ８のフィードバック能
により空燃比は理論空燃比に近似するように制御され
る。
一方、下流側Ｏ2 センサ８を作動状態にすると、第１，
第２の三元触媒コンバータ４，５が酸素貯蔵放出能を発
揮している間は下流側Ｏ2 センサ８のフィードバック能
により空燃比は理論空燃比に近似するように制御され
る。
【００２７】第１，第２の三元触媒コンバータ４，５が
酸素貯蔵放出能を失うと、下流側Ｏ 2 センサ８が、空燃
比のリーン域からリッチ域への反転またはリッチ域から
リーン域への反転を検知して、それに応じた空燃比の制
御を開始する。
酸素貯蔵放出能を失うと、下流側Ｏ 2 センサ８が、空燃
比のリーン域からリッチ域への反転またはリッチ域から
リーン域への反転を検知して、それに応じた空燃比の制
御を開始する。
【００２８】例えば、空燃比がリーン域からリッチ域へ
反転すると、この状態では、第１，第２の触媒コンバー
タ４，５の酸素貯蔵放出能は失われていることから、第
１，第２の三元触媒コンバータ４，５はリッチ雰囲気と
なる。
反転すると、この状態では、第１，第２の触媒コンバー
タ４，５の酸素貯蔵放出能は失われていることから、第
１，第２の三元触媒コンバータ４，５はリッチ雰囲気と
なる。
【００２９】これにより、第１，第２の三元触媒コンバ
ータ４，５においては、図２（ｂ）に示すように吸着Ｓ
Ｏ2 において、先ず、Ｏが解離し、次いで図２（ｃ）に
示すようにＳが還元されてＨ2 Ｓが生成されると共にそ
のＨ2 Ｓが三元触媒９表面から脱離する。
ータ４，５においては、図２（ｂ）に示すように吸着Ｓ
Ｏ2 において、先ず、Ｏが解離し、次いで図２（ｃ）に
示すようにＳが還元されてＨ2 Ｓが生成されると共にそ
のＨ2 Ｓが三元触媒９表面から脱離する。
【００３０】脱離Ｈ2 Ｓは、第１，第２の三元触媒コン
バータ４，５にＨ2 Ｓトラップ剤が存在しないので、そ
れら４，５から放出されて第３の三元触媒コンバータ６
に向って流下し、その第３の三元触媒コンバータ６にお
いて、放出Ｈ2 Ｓの或ものはＨ2 Ｓトラップ剤により捕
獲され、また或ものはＳＯ2 に酸化されて大気中へ放出
される。
バータ４，５にＨ2 Ｓトラップ剤が存在しないので、そ
れら４，５から放出されて第３の三元触媒コンバータ６
に向って流下し、その第３の三元触媒コンバータ６にお
いて、放出Ｈ2 Ｓの或ものはＨ2 Ｓトラップ剤により捕
獲され、また或ものはＳＯ2 に酸化されて大気中へ放出
される。
【００３１】この空燃比パーターベーションが行われて
いる間の排気ガスの浄化は、下流側Ｏ2 センサ８のフィ
ードバック能により第３の三元触媒コンバータ６によっ
て行われる。
いる間の排気ガスの浄化は、下流側Ｏ2 センサ８のフィ
ードバック能により第３の三元触媒コンバータ６によっ
て行われる。
【００３２】前記のように、空燃比パーターベーション
を行うことにより、上流側の第１，第２の三元触媒コン
バータ４，５に貯蔵されているＳＯ2 をＨ2 Ｓに還元
し、またそのＨ2 Ｓを第１，第２の三元触媒コンバータ
４，５から放出させるので、空燃比パーターベーション
の開始時期を、第１，第２の三元触媒コンバータ４，５
における貯蔵ＳＯ2 量（Ｓ貯蔵条件）が少ない時期に設
定することによって、第１，第２の三元触媒コンバータ
４，５における三元触媒９の、ＳＯ2 による被毒を低減
することが可能である。これにより、三元触媒９の浄化
能および酸素貯蔵能の低下を大いに抑制することができ
る。
を行うことにより、上流側の第１，第２の三元触媒コン
バータ４，５に貯蔵されているＳＯ2 をＨ2 Ｓに還元
し、またそのＨ2 Ｓを第１，第２の三元触媒コンバータ
４，５から放出させるので、空燃比パーターベーション
の開始時期を、第１，第２の三元触媒コンバータ４，５
における貯蔵ＳＯ2 量（Ｓ貯蔵条件）が少ない時期に設
定することによって、第１，第２の三元触媒コンバータ
４，５における三元触媒９の、ＳＯ2 による被毒を低減
することが可能である。これにより、三元触媒９の浄化
能および酸素貯蔵能の低下を大いに抑制することができ
る。
【００３３】一方、第１，第２の三元触媒コンバータ
４，５からの放出Ｈ2 Ｓは下流側の第３の三元触媒コン
バータ６側で捕獲および酸化されるので、そのＨ2 Ｓの
大気への放出を大いに抑制することが可能である。これ
により、Ｈ2 Ｓによる異臭公害を大幅に低減することが
できる。
４，５からの放出Ｈ2 Ｓは下流側の第３の三元触媒コン
バータ６側で捕獲および酸化されるので、そのＨ2 Ｓの
大気への放出を大いに抑制することが可能である。これ
により、Ｈ2 Ｓによる異臭公害を大幅に低減することが
できる。
【００３４】前記空燃比パーターベーションにおいて、
空燃比がリッチ域からリーン域に反転すると、そのリー
ン雰囲気ではＳＯ2 が、第１，第２の三元触媒コンバー
タ４，５においてその三元触媒９に吸着されるが、この
間における貯蔵ＳＯ2 量は微量であるから問題はない。
空燃比がリッチ域からリーン域に反転すると、そのリー
ン雰囲気ではＳＯ2 が、第１，第２の三元触媒コンバー
タ４，５においてその三元触媒９に吸着されるが、この
間における貯蔵ＳＯ2 量は微量であるから問題はない。
【００３５】図７は前記空燃比パーターベーションにお
ける、図１の排気系各部（Ａ）〜（Ｄ）の排気空燃比を
示す。図７から、リーン域およびリッチ域への排気空燃
比の変動は、上流に行くにしたがって大きくなる。つま
り吸着ＳＯ2 の脱離が効率良く行われる。
ける、図１の排気系各部（Ａ）〜（Ｄ）の排気空燃比を
示す。図７から、リーン域およびリッチ域への排気空燃
比の変動は、上流に行くにしたがって大きくなる。つま
り吸着ＳＯ2 の脱離が効率良く行われる。
【００３６】第２の三元触媒コンバータ５における排気
空燃比の変動は、第１の三元触媒コンバータ４のそれに
比べて小さいが、この変動を大きくするためには、第３
の三元触媒コンバータ６の酸素貯蔵放出能の範囲内にお
いて、フィードバックディレーを行う、つまり第２の三
元触媒コンバータ５がリッチ雰囲気にある時間を長くす
ればよい。
空燃比の変動は、第１の三元触媒コンバータ４のそれに
比べて小さいが、この変動を大きくするためには、第３
の三元触媒コンバータ６の酸素貯蔵放出能の範囲内にお
いて、フィードバックディレーを行う、つまり第２の三
元触媒コンバータ５がリッチ雰囲気にある時間を長くす
ればよい。
【００３７】これは、下流側Ｏ2 センサ８の白金電極表
面に付着したＳＯ2 を還元除去して、その出力特性を正
常に維持する上にも有効である。またＰＩＤ制御定数を
変化させて、下流側Ｏ2 センサ８近傍の排気空燃比の変
動を大きくすることも可能である。
面に付着したＳＯ2 を還元除去して、その出力特性を正
常に維持する上にも有効である。またＰＩＤ制御定数を
変化させて、下流側Ｏ2 センサ８近傍の排気空燃比の変
動を大きくすることも可能である。
【００３８】また、第３の三元触媒コンバータ６にて捕
獲されたＨ2 Ｓ、したがってＮｉＳは、リーン雰囲気で
酸化されてＳＯ2 が生成され、そのＳＯ2 のうち或もの
は大気に放出され、また或ものは三元触媒表面に吸着さ
れる。この吸着により、第３の三元触媒コンバータ６の
活性は多少とも損われるが、第１，第２の三元触媒コン
バータ４，５の活性低下は前記空燃比パーターベーショ
ンの実行により大いに抑制されているから、装置全体の
排気ガス浄化能は十分に維持される。
獲されたＨ2 Ｓ、したがってＮｉＳは、リーン雰囲気で
酸化されてＳＯ2 が生成され、そのＳＯ2 のうち或もの
は大気に放出され、また或ものは三元触媒表面に吸着さ
れる。この吸着により、第３の三元触媒コンバータ６の
活性は多少とも損われるが、第１，第２の三元触媒コン
バータ４，５の活性低下は前記空燃比パーターベーショ
ンの実行により大いに抑制されているから、装置全体の
排気ガス浄化能は十分に維持される。
【００３９】図８は、上流側Ｏ2 センサ７により空燃比
パーターベーションを行った場合における図１の排気系
各部（Ａ）〜（Ｄ）の排気空燃比を示す。この場合に
は、第１の三元触媒コンバータ４の酸素貯蔵放出能によ
り、その三元触媒コンバータ４において排気空燃比は理
論空燃比に近似してしまうので、第１の三元触媒コンバ
ータ４を、ＳＯ2 を還元し得るリッチ雰囲気に保持する
ことができず、その結果、第１の三元触媒コンバータ４
においてはＳＯ2 の吸着が飽和するまで行われる。これ
は第２の三元触媒コンバータ５においても同じである。
パーターベーションを行った場合における図１の排気系
各部（Ａ）〜（Ｄ）の排気空燃比を示す。この場合に
は、第１の三元触媒コンバータ４の酸素貯蔵放出能によ
り、その三元触媒コンバータ４において排気空燃比は理
論空燃比に近似してしまうので、第１の三元触媒コンバ
ータ４を、ＳＯ2 を還元し得るリッチ雰囲気に保持する
ことができず、その結果、第１の三元触媒コンバータ４
においてはＳＯ2 の吸着が飽和するまで行われる。これ
は第２の三元触媒コンバータ５においても同じである。
【００４０】前記Ｓ貯蔵条件において積算燃料消費量を
算出する代りに、エンジン運転時間を計測するようにし
てもよい。
算出する代りに、エンジン運転時間を計測するようにし
てもよい。
【００４１】排気浄化テストの具体例について述べれば
以下の通りである。
以下の通りである。
【００４２】テスト条件は、使用エンジン：２．２リッ
トル、ＥＦＩ；第１の三元触媒コンバータ：１．０リッ
トル；第２，第３の三元触媒コンバータ：０．７リット
ル；積算燃料消費量ΣＴｉ：２３０cc；触媒温度
ＴCAT ：５００℃；車速Ｖ：６０km／ｈ；エンジン回転
数ＮＥ：１７００rpm ；吸入空気負圧ＰＢ：４２０mmＨ
ｇ；燃料中のＳ量：６００ppm ；エンジン運転時間：３
００sec ；空燃比パーターベーションの実行時間：１０
sec ；である。
トル、ＥＦＩ；第１の三元触媒コンバータ：１．０リッ
トル；第２，第３の三元触媒コンバータ：０．７リット
ル；積算燃料消費量ΣＴｉ：２３０cc；触媒温度
ＴCAT ：５００℃；車速Ｖ：６０km／ｈ；エンジン回転
数ＮＥ：１７００rpm ；吸入空気負圧ＰＢ：４２０mmＨ
ｇ；燃料中のＳ量：６００ppm ；エンジン運転時間：３
００sec ；空燃比パーターベーションの実行時間：１０
sec ；である。
【００４３】表１は排気ガス浄化テスト結果を示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】表１から明らかなように、空燃比パーター
ベーションを行うことによって、排気ガスの浄化率を高
く維持し、また排出Ｈ2 Ｓ量を低減することができる。
ベーションを行うことによって、排気ガスの浄化率を高
く維持し、また排出Ｈ2 Ｓ量を低減することができる。
【００４６】図９は第２実施例を示し、この実施例では
下流側Ｏ2 センサ８は第３の三元触媒コンバータ６の直
下に配設される。その他の構成は第１実施例と同じであ
るから、図９において図１と同一の構成部分には同一符
号を付す。下流側Ｏ2 センサ８を前記のように配設する
と空燃比パーターベーションにおいて、第２，第３の三
元触媒コンバータ５，６間の部位（Ｄ）における排気空
燃比の変動を大きくすることができる。
下流側Ｏ2 センサ８は第３の三元触媒コンバータ６の直
下に配設される。その他の構成は第１実施例と同じであ
るから、図９において図１と同一の構成部分には同一符
号を付す。下流側Ｏ2 センサ８を前記のように配設する
と空燃比パーターベーションにおいて、第２，第３の三
元触媒コンバータ５，６間の部位（Ｄ）における排気空
燃比の変動を大きくすることができる。
【００４７】図１０は第３実施例を示し、この実施例で
は第１，第３の三元触媒コンバータ４，６が用いられ、
また下流側Ｏ2 センサ８は第３の三元触媒コンバータ６
の直下に配設され、さらに第３の三元触媒コンバータ６
における三元触媒の下流部６ａにＨ2 Ｓトラップ剤が添
加されている。その他の構成は第１実施例と同じである
から、図１０において図１と同一の構成部分には同一符
号を付す。
は第１，第３の三元触媒コンバータ４，６が用いられ、
また下流側Ｏ2 センサ８は第３の三元触媒コンバータ６
の直下に配設され、さらに第３の三元触媒コンバータ６
における三元触媒の下流部６ａにＨ2 Ｓトラップ剤が添
加されている。その他の構成は第１実施例と同じである
から、図１０において図１と同一の構成部分には同一符
号を付す。
【００４８】図１１は第４実施例を示し、排気管路３の
下流側（床下側）にのみ第２の三元触媒コンバータ（上
流側触媒コンバータＣＡ−１）５と第３の三元触媒コン
バータ（下流側触媒コンバータＣＡ−２、Ｈ2 Ｓトラッ
プ剤内蔵）６とが配設され、第２の三元触媒コンバータ
５の上流側に電気加熱式触媒コンバータ１１が、またそ
の上流側にＨＣトラップ１２がそれぞれ配設される。そ
の他の構成は第１実施例と同じであるから、図１１にお
いて図１と同一の構成部分には同一符号を付す。
下流側（床下側）にのみ第２の三元触媒コンバータ（上
流側触媒コンバータＣＡ−１）５と第３の三元触媒コン
バータ（下流側触媒コンバータＣＡ−２、Ｈ2 Ｓトラッ
プ剤内蔵）６とが配設され、第２の三元触媒コンバータ
５の上流側に電気加熱式触媒コンバータ１１が、またそ
の上流側にＨＣトラップ１２がそれぞれ配設される。そ
の他の構成は第１実施例と同じであるから、図１１にお
いて図１と同一の構成部分には同一符号を付す。
【００４９】図１２〜１７は、ＮＯｘ貯蔵触媒コンバー
タを備えた第５〜第１０実施例を示す。
タを備えた第５〜第１０実施例を示す。
【００５０】図１２に示す第５実施例は、図１に示す第
１実施例における第２の三元触媒コンバータ５を、第２
のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３と置換したものであ
る。その他の構成は第１実施例と同じであるから、図１
２において図１と同一の構成部分には同一符号を付す。
１実施例における第２の三元触媒コンバータ５を、第２
のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３と置換したものであ
る。その他の構成は第１実施例と同じであるから、図１
２において図１と同一の構成部分には同一符号を付す。
【００５１】第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３にお
いては、その触媒に、ＮＯｘ吸収剤としてＢａＯが添加
されている。このＢａＯに、空燃比のリーン域で発生す
るＮＯｘ、主としてＮＯを吸収させて貯蔵する、つま
り、４ＮＯ＋２ＢａＯ＋３Ｏ2→２Ｂａ（ＮＯ3 ）2 の
化学反応を成立させ、次いでリッチ雰囲気で硝酸化合物
を還元するものである。
いては、その触媒に、ＮＯｘ吸収剤としてＢａＯが添加
されている。このＢａＯに、空燃比のリーン域で発生す
るＮＯｘ、主としてＮＯを吸収させて貯蔵する、つま
り、４ＮＯ＋２ＢａＯ＋３Ｏ2→２Ｂａ（ＮＯ3 ）2 の
化学反応を成立させ、次いでリッチ雰囲気で硝酸化合物
を還元するものである。
【００５２】ところが、排気ガス中にＳＯｘ、主として
ＳＯ2 が含まれていると、前記化学反応と並行して２Ｓ
Ｏ2 ＋２ＢａＯ＋Ｏ2 →２ＢａＳＯ4 の化学反応が生
じ、ＳＯ2 がＢａＯに貯蔵されるためＮＯｘ吸収能が低
下する。またこの硫酸化合物は、上流側Ｏ2 センサ７の
フィードバック能による空燃比制御下でのリッチ雰囲気
では還元反応速度が遅いため容易に還元されず、その結
果触媒に漸次蓄積される。
ＳＯ2 が含まれていると、前記化学反応と並行して２Ｓ
Ｏ2 ＋２ＢａＯ＋Ｏ2 →２ＢａＳＯ4 の化学反応が生
じ、ＳＯ2 がＢａＯに貯蔵されるためＮＯｘ吸収能が低
下する。またこの硫酸化合物は、上流側Ｏ2 センサ７の
フィードバック能による空燃比制御下でのリッチ雰囲気
では還元反応速度が遅いため容易に還元されず、その結
果触媒に漸次蓄積される。
【００５３】そこで、前記同様に、下流側Ｏ2 センサ８
のフィードバック能による空燃比パーターベーションを
所定時間行うと、第１の三元触媒コンバータ４および第
２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３に貯蔵されていたＳ
Ｏ2 （ＢａＳＯ4 におけるＳＯ2 分を含む）が、リッチ
雰囲気で還元されてＨ2 Ｓが生成されると共にそのＨ 2
Ｓは三元触媒等から脱離する。そして、前記同様に第３
の三元触媒コンバータ６において、放出Ｈ2 ＳのＨ2 Ｓ
トラップ剤による捕獲および酸化が行われる。
のフィードバック能による空燃比パーターベーションを
所定時間行うと、第１の三元触媒コンバータ４および第
２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３に貯蔵されていたＳ
Ｏ2 （ＢａＳＯ4 におけるＳＯ2 分を含む）が、リッチ
雰囲気で還元されてＨ2 Ｓが生成されると共にそのＨ 2
Ｓは三元触媒等から脱離する。そして、前記同様に第３
の三元触媒コンバータ６において、放出Ｈ2 ＳのＨ2 Ｓ
トラップ剤による捕獲および酸化が行われる。
【００５４】図１３は第６実施例を示し、この実施例で
は下流側Ｏ2 センサ８は第３の三元触媒コンバータ６の
直下に配設される。その他の構成は第５実施例と同じで
あるから、図１３において図１２と同一の構成部分には
同一符号を付す。下流側Ｏ2センサ８を前記のように配
設すると、空燃比パーターベーションにおいて、第２の
ＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３および第３の三元触媒コ
ンバータ６間の部位（Ｄ）における排気空燃比の変動を
大きくすることができる。
は下流側Ｏ2 センサ８は第３の三元触媒コンバータ６の
直下に配設される。その他の構成は第５実施例と同じで
あるから、図１３において図１２と同一の構成部分には
同一符号を付す。下流側Ｏ2センサ８を前記のように配
設すると、空燃比パーターベーションにおいて、第２の
ＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３および第３の三元触媒コ
ンバータ６間の部位（Ｄ）における排気空燃比の変動を
大きくすることができる。
【００５５】図１４は第７実施例を示し、この実施例で
は第１の三元触媒コンバータ４と第２のＮＯｘ貯蔵触媒
コンバータ１３とが用いられ、また下流側Ｏ2 センサ８
は第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３の直下に配設さ
れ、さらに第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３におけ
る触媒の下流部１３ａにＨ2 Ｓトラップ剤が添加されて
いる。その他の構成は第５実施例と同じであるから、図
１４において図１２と同一の構成部分には同一符号を付
す。この場合、第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３が
下流側触媒コンバータＣＡ−２である。
は第１の三元触媒コンバータ４と第２のＮＯｘ貯蔵触媒
コンバータ１３とが用いられ、また下流側Ｏ2 センサ８
は第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３の直下に配設さ
れ、さらに第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３におけ
る触媒の下流部１３ａにＨ2 Ｓトラップ剤が添加されて
いる。その他の構成は第５実施例と同じであるから、図
１４において図１２と同一の構成部分には同一符号を付
す。この場合、第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバータ１３が
下流側触媒コンバータＣＡ−２である。
【００５６】図１５は第８実施例を示し、排気管路３の
下流側（床下側）にのみ第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバー
タ（上流側触媒コンバータＣＡ−１）１３と第３の三元
触媒コンバータ（下流側触媒コンバータＣＡ−２、Ｈ2
Ｓトラップ剤内蔵）６とが配設され、第２のＮＯｘ貯蔵
触媒コンバータ１３の上流側に電気加熱式触媒コンバー
タ１１が、またその上流側にＨＣトラップ１２がそれぞ
れ配設される。その他の構成は第５実施例と同じである
から、図１５において図１２と同一の構成部分には同一
符号を付す。
下流側（床下側）にのみ第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバー
タ（上流側触媒コンバータＣＡ−１）１３と第３の三元
触媒コンバータ（下流側触媒コンバータＣＡ−２、Ｈ2
Ｓトラップ剤内蔵）６とが配設され、第２のＮＯｘ貯蔵
触媒コンバータ１３の上流側に電気加熱式触媒コンバー
タ１１が、またその上流側にＨＣトラップ１２がそれぞ
れ配設される。その他の構成は第５実施例と同じである
から、図１５において図１２と同一の構成部分には同一
符号を付す。
【００５７】図１６は第９実施例を示し、排気管路１３
の下流側（床下側）にのみ第１の三元触媒コンバータ
（上流側触媒コンバータ）４と、第２のＮＯｘ貯蔵触媒
コンバータ（上流側触媒コンバータＣＡ−１）１３と、
第３の三元触媒コンバータ（下流側触媒コンバータＣＡ
−２、Ｈ2 Ｓトラップ剤内蔵）６とが配設され、第１の
三元触媒コンバータ４の上流側に電気加熱式触媒コンバ
ータ１１が配設される。その他の構成は第５実施例と同
じであるから、図１６において図１２と同一の構成部分
には同一符号を付す。
の下流側（床下側）にのみ第１の三元触媒コンバータ
（上流側触媒コンバータ）４と、第２のＮＯｘ貯蔵触媒
コンバータ（上流側触媒コンバータＣＡ−１）１３と、
第３の三元触媒コンバータ（下流側触媒コンバータＣＡ
−２、Ｈ2 Ｓトラップ剤内蔵）６とが配設され、第１の
三元触媒コンバータ４の上流側に電気加熱式触媒コンバ
ータ１１が配設される。その他の構成は第５実施例と同
じであるから、図１６において図１２と同一の構成部分
には同一符号を付す。
【００５８】図１７は第１０実施例を示し、排気管路３
の下流側（床下側）にのみ第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバ
ータ（上流側触媒コンバータＣＡ−１）１３と第３の三
元触媒コンバータ（下流側触媒コンバータＣＡ−２、Ｈ
2 Ｓトラップ剤内蔵）６とが配設され、第２のＮＯｘ貯
蔵触媒コンバータ１３の上流側に電気加熱式触媒コンバ
ータ１１が配設される。その他の構成は第５実施例と同
じであるから、図１７において図１２と同一の構成部分
には同一符号を付す。
の下流側（床下側）にのみ第２のＮＯｘ貯蔵触媒コンバ
ータ（上流側触媒コンバータＣＡ−１）１３と第３の三
元触媒コンバータ（下流側触媒コンバータＣＡ−２、Ｈ
2 Ｓトラップ剤内蔵）６とが配設され、第２のＮＯｘ貯
蔵触媒コンバータ１３の上流側に電気加熱式触媒コンバ
ータ１１が配設される。その他の構成は第５実施例と同
じであるから、図１７において図１２と同一の構成部分
には同一符号を付す。
【００５９】
【発明の効果】本発明によれば、前記のような手段を採
用することによって、ＳＯｘによる被毒を低減し、また
Ｈ2 Ｓの大気への放出を抑制することが可能な排気ガス
浄化方法を提供することができる。
用することによって、ＳＯｘによる被毒を低減し、また
Ｈ2 Ｓの大気への放出を抑制することが可能な排気ガス
浄化方法を提供することができる。
【００６０】また本発明によれば、前記方法を確実に実
施することが可能な排気ガス浄化装置を提供することが
できる。
施することが可能な排気ガス浄化装置を提供することが
できる。
【図１】第１実施例の概略図である。
【図２】ＳＯ2 の吸着、還元メカニズムの説明図であ
る。
る。
【図３】燃料消費量とＳ貯蔵量との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図４】Ｓ貯蔵条件を示すフローチャートである。
【図５】Ｓ放出条件を示すフローチャートである。
【図６】空燃比パーターベーションの実行を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図７】排気系各部の排気空燃比の一例を示すグラフで
ある。
ある。
【図８】排気系各部の排気空燃比の他例を示すグラフで
ある。
ある。
【図９】第２実施例の概略図である。
【図１０】第３実施例の概略図である。
【図１１】第４実施例の概略図である。
【図１２】第５実施例の概略図である。
【図１３】第６実施例の概略図である。
【図１４】第７実施例の概略図である。
【図１５】第８実施例の概略図である。
【図１６】第９実施例の概略図である。
【図１７】第１０実施例の概略図である。
２ エンジン ３ 排気管路 ７ 上流側Ｏ2 センサ ８ 下流側Ｏ2 センサ ＣＡ−１ 上流側触媒コンバータ ＣＡ−２ 下流側触媒コンバータ
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジン（２）の排気管路（３）に配設
された上流側触媒コンバータ（ＣＡ−１）と下流側触媒
コンバータ（ＣＡ−２）とが暖機状態にあるとき、空燃
比を、一時的に、理論空燃比を基準にしてリッチ域およ
びリーン域に変動させる空燃比パーターベーションを行
って、前記上流側触媒コンバータ（ＣＡ−１）がリッチ
雰囲気にあるとき、その上流側触媒コンバータ（ＣＡ−
１）に貯蔵されているＳＯｘをＨ2 Ｓに還元すると共に
そのＨ2 Ｓを前記上流側触媒コンバータ（ＣＡ−１）か
ら放出させ、次いで前記下流側触媒コンバータ（ＣＡ−
２）側で放出Ｈ2 Ｓの捕獲と放出Ｈ2 Ｓの酸化を行うこ
とを特徴とする排気ガス浄化方法。 - 【請求項２】 エンジン（２）の排気管路（３）に、上
流側Ｏ2 センサ（７）と、上流側触媒コンバータ（ＣＡ
−１）と、下流側触媒コンバータ（ＣＡ−２）とを備え
た排気ガス浄化装置であって、前記上流側および下流側
触媒コンバータ（ＣＡ−１，ＣＡ−２）が暖機状態にあ
るとき、空燃比を、一時的に、理論空燃比を基準にして
リッチ域およびリーン域に変動させる空燃比パーターベ
ーションを行うべく、前記下流側触媒コンバータ（ＣＡ
−２）近傍において前記排気管路（３）に下流側Ｏ2 セ
ンサ（８）を配設し、前記上流側触媒コンバータ（ＣＡ
−１）がリッチ雰囲気にあるとき、その上流側触媒コン
バータ（ＣＡ−１）に貯蔵されていたＳＯｘの還元によ
り生成されると共に前記上流側触媒コンバータ（ＣＡ−
１）から放出されたＨ2 Ｓを捕獲すべく、前記下流側触
媒コンバータ（ＣＡ−２）側にＨ2 Ｓトラップ剤を配設
したことを特徴とする、排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7105440A JPH08294618A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 排気ガス浄化方法および排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7105440A JPH08294618A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 排気ガス浄化方法および排気ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08294618A true JPH08294618A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14407661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7105440A Pending JPH08294618A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 排気ガス浄化方法および排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08294618A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0915244A2 (en) | 1997-11-10 | 1999-05-12 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying apparatus of internal combustion engine |
| JP2003500589A (ja) * | 1999-05-19 | 2003-01-07 | ダイムラークライスラー アーゲー | 排気ガス浄化装置の窒素酸化物または硫黄酸化物アキュムレータを周期的に脱硫する方法 |
| EP1273338A1 (de) * | 2001-07-03 | 2003-01-08 | DaimlerChrysler AG | Einrichtung und Verfahren zur Abgasnachbehandlung mit einem Stickoxid-Speicherkatalysator und einem SCR-Katalysator |
| JP2005211899A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Ford Global Technologies Llc | 排気流から硫化水素の除去方法 |
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-
1995
- 1995-04-28 JP JP7105440A patent/JPH08294618A/ja active Pending
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