JPH09203314A - 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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Publication number
JPH09203314A
JPH09203314A JP8011154A JP1115496A JPH09203314A JP H09203314 A JPH09203314 A JP H09203314A JP 8011154 A JP8011154 A JP 8011154A JP 1115496 A JP1115496 A JP 1115496A JP H09203314 A JPH09203314 A JP H09203314A
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JP
Japan
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catalyst
air
exhaust gas
fuel ratio
bypass passage
Prior art date
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Pending
Application number
JP8011154A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Hiratani
康治 平谷
Akira Tayama
彰 田山
Tsutomu Nakada
勉 中田
Hirobumi Tsuchida
博文 土田
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP8011154A priority Critical patent/JPH09203314A/ja
Publication of JPH09203314A publication Critical patent/JPH09203314A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷間始動後の燃料増量期間において、触媒の
HC、COによる被毒を防止して触媒の早期活性化を図
る。 【解決手段】 排気管31の上流で主通路31aとバイ
パス通路31bに分岐して主通路31aに触媒32を設
置し、排気の流れを主通路31aとバイパス通路31b
とに切換える弁33を設けている。触媒32が非活性状
態でありかつ空燃比がリッチであるかどうかを判定手段
34が判定し、この判定結果より触媒が非活性状態であ
りかつ空燃比がリッチである場合に、触媒32側に排気
が、またそれ以外の条件でバイパス通路31b側に排気
が流れるように切換手段35が切換弁33を切換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はエンジンの排気浄化装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンの排気管を主通路とバイパス通
路に分岐して一方の分岐通路である主通路に三元触媒を
設け、空燃比がリッチであるときには、バイパス通路側
に排気を流し、空燃比がリーンになると触媒側に排気を
流すようにした排気浄化装置があり(実開平4−696
18号公報参照)、このものでは、触媒が活性化した状
態においても空燃比がリッチのときには触媒のHC、C
Oの浄化効率が低下するため、排気をバイパス通路側に
流すことによる排気性能の悪化は小さく、排気抵抗の低
下分だけエンジン出力を向上させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置は触媒の活性化後の高回転、高負荷の領域を対象と
し、始動直後のアイドル時などは対象としていないの
で、冷間始動後の燃料増量期間のように触媒が活性化し
ていない状態でリッチ空燃比の排気が触媒に流れると、
触媒がHC、COで被毒し、触媒の活性化が遅れる。
【0004】そこで本発明は、触媒が非活性状態であり
かつ空燃比がリッチであるときに排気をバイパス通路側
に流すことにより、触媒のHC、COによる被毒を防止
して触媒の早期活性化を図ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明では、図6に
示すように、排気管31の上流で主通路31aとバイパ
ス通路31bに分岐して主通路31aに触媒32を設置
し、排気の流れを主通路31aとバイパス通路31bと
に切換える弁33を設ける一方で、前記触媒32が非活
性状態でありかつ空燃比がリッチであるかどうかを判定
する手段34と、この判定結果より触媒が非活性状態で
ありかつ空燃比がリッチである場合に、前記触媒32側
に排気が、またそれ以外の条件で前記バイパス通路31
b側に排気が流れるように前記切換弁33を切換える手
段35とを設けた。
【0006】第2の発明では、第1の発明において、前
記触媒が非活性状態であるかどうかを冷却水温から推定
する。
【0007】第3の発明では、第1の発明において、前
記触媒が非活性状態であるかどうかを触媒温度から推定
する。
【0008】第4の発明では、第1から第3までのいず
れか一つの発明において、運転条件に応じた基本噴射量
を演算し、この噴射量の燃料を吸気管に供給する一方
で、冷間始動時に増量補正係数により前記基本噴射量を
補正することによって燃料噴射量制御を行っている場合
に、前記増量補正係数から前記空燃比を推定する。
【0009】第5の発明では、第1から第3までのいず
れか一つの発明において、排気管中に設置した空燃比セ
ンサーにより前記空燃比を検出する。
【0010】
【作用】冷間始動後の燃料増量期間のように触媒が活性
化していない状態でリッチ空燃比の排気が触媒に流れる
と、触媒がHC、COで被毒し、触媒の活性化が遅れる
のであるが、第1の発明では、触媒が非活性状態であり
かつ空燃比がリッチであるときに排気をバイパス通路側
に流すので、触媒のHC、COによる被毒が防止され、
触媒の早期活性化を図ることができる。
【0011】
【実施例】図1において、排気マニホールド2に接続さ
れる排気管3は主通路3aとバイパス通路3bに分岐さ
れ、主通路に三元触媒からなるフロント触媒4が、また
バイパス通路の合流部より下流にも三元触媒からなるリ
ア触媒5が設置されている。
【0012】バイパス通路3bの分岐点のすぐ下流に、
排気の流れを主通路3aとバイパス通路3bとに切換え
るための弁6が設けられ、このバイパス弁6はアクチュ
エーター7(たとえばダイアフラム式アクチュエーター
7aと、このアクチュエーター7aの往復直線運動を回
転運動に変える機構7bと、アクチュエーター7aに絞
り弁下流の吸気管圧力と大気圧を切換導入する三方向弁
7cとからなる)により駆動される。バイパス弁6では
主通路側のバタフライ状バルブ6aと、バイパス通路側
のバタフライ状バルブ6bとがほぼ直交する状態でシャ
フト6cに固定されており、主通路側バルブ6aが全開
の場合にバイパス通路側バルブ6bが全閉となり、この
逆に主通路側バルブ6aが全閉の場合にバイパス通路側
バルブ6bが全開となる。なお、切換弁6はバイパス通
路3bと主通路3aの分岐部や合流部に設けることもで
きる。
【0013】マイクロコンピューターからなるコントロ
ールユニット21には、エンジンの冷却水温Twを検出
するセンサー11、エアフローメーター12、クランク
角度の単位角度ごとの信号と基準位置信号(Ref信
号)とを出力するクランク角度センサー13からの信号
が入力され、コントロールユニット21では、基本噴射
量を算出し、これに応じた時間だけ吸気ポートに設置さ
れた燃料インジェクター22をエンジン回転に同期して
開いて燃料を噴射するとともに、冷間始動時には上記の
基本噴射量を増量補正している。
【0014】さて、冷間始動後の燃料増量期間のように
触媒4が活性化していない状態で排気を触媒4側に流し
たのでは、触媒4がHC、COで被毒し、触媒4の活性
化が遅れるので、これに対処するため本発明では、触媒
4が活性化していない状態にありかつ空燃比がリッチの
ときに排気がバイパス通路側を流れるように切換弁6を
切換える。
【0015】コントロールユニット21で実行されるこ
の制御の内容を、図2のフローチャートにしたがって説
明する。図2は一定周期(たとえば10msec毎)で
実行する。
【0016】図2のステップ1、2では次の2つの条件
〈1〉冷却水温が40℃未満であること、〈2〉目標燃
空比係数補正値TFBYAFが1.05以上であること
が成立するかどうかみて、2つとも成立するときには、
触媒4が非活性状態でありかつ空燃比がリッチのときで
あると判断して、ステップ3に進み、バイパス通路3b
側を排気が流れるように切換弁6を切換える。いずれか
の条件でも満たさないときには、ステップ4で触媒4側
を排気が流れるように切換弁6を切換える。
【0017】上記の〈1〉では触媒4が非活性状態であ
るかどうかを冷却水温から推定しており、40℃が触媒
4の活性温度相当量である。
【0018】上記の〈2〉では、空燃比がリッチにある
かどうかを、コントロールユニット21の内部で燃料噴
射量制御のために演算される値から推定している。
【0019】コントロールユニット内部での燃料噴射量
制御について説明すると、インジェクター22の開弁時
間である燃料噴射パルス幅の演算式は、 Ti=Tp×TFBYAF+Ts …(1) ただし、Ti:燃料噴射パルス幅 Tp:基本噴射パルス幅 TFBYAF:目標燃空比係数補正値 Ts:無効パルス幅 である。
【0020】ここで、Tpは、エアフローメーターで検
出した吸入空気量Qaとクランク角度センサーで検出し
たエンジン回転数Nから決まる値で、このTpにより決
まる空燃比がベース空燃比(ほぼ理論空燃比)といわれ
る。インジェクターは噴射信号を受けてから実際に開弁
するまでに作動遅れがあり、この作動遅れ分だけパルス
幅を長くしておくための補正値がTsである。
【0021】TFBYAFは、いろいろな条件下で円滑
な運転を確保するため、始動時(クランキング時)、暖
機時、高負荷時などの条件に応じてTpを補正するため
の値で、いくつかの補正係数からなっている。特に始動
から暖機にかけて働くものだけについて示すと、これ
は、 TFBYAF=TFBYA−KAR …(2) TFBYA=KAS+KTW …(3) ただし、TFBYA:目標燃空比係数 KAR:回転安定度フィードバック補正値 KAS:始動後増量係数 KTW:水温増量係数 の演算式により与えられる。
【0022】ここで、KASは、始動時にその初期値が
冷却水温が低いほど1.0より大きくなる値で、その後
はエンジン回転の経過につれて一定割合で減少してい
き、最終的に0になる。KTWは、冷却水温とエンジン
回転数により変化する値で、冷却水温が低いほど1.0
より大きくなる。冷間始動時には、目標燃空比係数TF
BYAが1.0を越える値となり(つまりTpが増量補
正される)、理論空燃比よりもリッチ側の空燃比で運転
されるわけである。
【0023】一方、KARは、図3にも示したように、
回転変動が小さくなるほど大きくなる値である。冷間始
動時のように回転変動が大きな場合は、0としてKAS
とKTWをそのまま働かせるのに対し、回転が安定して
くると、KASとKTWによる燃料増量を減少させ、空
燃比を理論空燃比へと戻すのである。なお、KAS+K
TW−KAS(=TFBYAF)の計算結果が負の値に
なるときには、TFBYAFが0に制限される。
【0024】このようにして、燃料噴射パルス幅を上記
の(1)、(2)、(3)式により演算するときには、
空燃比センサーを設けなくとも、TFBYAF(KAR
を導入しないものではTFBYA)と1.0(許容幅を
考えると1.05)を比較し、TFBYAF>1.05
のときに空燃比がリッチ側にあると推定することができ
るのである。
【0025】本発明では、触媒が活性温度以下である始
動時に空燃比がリッチ状態で燃焼した排気を触媒4に流
すことがないので、触媒4へのHC、COの被毒を防い
で触媒4の低温活性を早めることができる。
【0026】図4、図5は第2実施形態で、それぞれ図
1、図2に対応する。
【0027】この実施形態では、ステップ11、12、
13で次の3つの条件〈11〉始動後時間が20秒以内
であること、〈12〉冷却水温が40℃未満であるこ
と、〈13〉空燃比が14以下であることが成立するか
どうかみて、すべての条件が成立するときにだけステッ
プ3に進み、バイパス通路側を排気が流れるように切換
弁6を切換える。
【0028】ここで、上記〈11〉の始動後時間は、E
CU内部タイマーで計測し、〈13〉の空燃比は、空燃
比センサー15(図4参照)により検出する。
【0029】第2実施形態では、冷却水温により触媒が
活性温度未満であることを、また、始動後時間と空燃比
センサーにより始動時の空燃比がリッチであることをそ
れぞれ推定しており、この実施形態でも、第1実施形態
と同様の作用効果が生じる。
【0030】また、インジェクター22の噴射特性に製
作バラツキや経時劣化があるとき等には、実際の燃料噴
射量(空燃比)がコントロールユニット21により演算
される燃料噴射量から外れるため、空燃比がリッチであ
るかどうかの判定にミスが生じる可能性があるが、第2
実施形態では空燃比センサー15により実際の空燃比を
検出しているので、インジェクター22の噴射特性に製
作バラツキや経時劣化があるとき等でも、空燃比がリッ
チであるかどうかの判定に誤まった判断が生じることが
ない。
【0031】2つの実施形態では、冷却水温から触媒が
活性温度に達したかどうかを推定しているが、センサー
により触媒温度(あるいは排気温度)を検出するように
してもかまわない。運転履歴から排気温度を推定するよ
うにすることもできる。
【0032】
【発明の効果】第1の発明では、触媒が非活性状態であ
りかつ空燃比がリッチであるときに排気をバイパス通路
側に流すので、触媒のHC、COによる被毒が防止さ
れ、触媒の早期活性化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の制御システム図である。
【図2】切換弁の切換制御を説明するためのフローチャ
ートである。
【図3】回転安定度フィードバック補正値KARの特性
図である。
【図4】第2実施形態の制御システム図である。
【図5】第2実施形態の切換弁の切換制御を説明するた
めのフローチャートである。
【図6】第1の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
3 排気管 3a 主通路 3b バイパス通路 4 フロント触媒 6 切換弁 21 コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── 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 F02D 45/00 360 F02D 45/00 360C 368 368F (72)発明者 土田 博文 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】排気管の上流で主通路とバイパス通路に分
    岐して主通路に触媒を設置し、排気の流れを主通路とバ
    イパス通路とに切換える弁を設ける一方で、 前記触媒が非活性状態でありかつ空燃比がリッチである
    かどうかを判定する手段と、 この判定結果より触媒が非活性状態でありかつ空燃比が
    リッチである場合に、前記触媒側に排気が、またそれ以
    外の条件で前記バイパス通路側に排気が流れるように前
    記切換弁を切換える手段と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】前記触媒が非活性状態であるかどうかを冷
    却水温から推定することを特徴とする請求項1に記載の
    エンジンの排気浄化装置。
  3. 【請求項3】前記触媒が非活性状態であるかどうかを触
    媒温度から推定することを特徴とする請求項1に記載の
    エンジンの排気浄化装置。
  4. 【請求項4】運転条件に応じた基本噴射量を演算し、こ
    の噴射量の燃料を吸気管に供給する一方で、冷間始動時
    に増量補正係数により前記基本噴射量を補正することに
    よって燃料噴射量制御を行っている場合に、前記増量補
    正係数から前記空燃比を推定することを特徴とする請求
    項1から3までのいずれか一つに記載のエンジンの排気
    浄化装置。
  5. 【請求項5】排気管中に設置した空燃比センサーにより
    前記空燃比を検出することを特徴とする請求項1から3
    までのいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
JP8011154A 1996-01-25 1996-01-25 エンジンの排気浄化装置 Pending JPH09203314A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8011154A JPH09203314A (ja) 1996-01-25 1996-01-25 エンジンの排気浄化装置

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JP8011154A JPH09203314A (ja) 1996-01-25 1996-01-25 エンジンの排気浄化装置

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JPH09203314A true JPH09203314A (ja) 1997-08-05

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JP8011154A Pending JPH09203314A (ja) 1996-01-25 1996-01-25 エンジンの排気浄化装置

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JP (1) JPH09203314A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002309927A (ja) * 2001-04-11 2002-10-23 Mitsubishi Motors Corp 排気浄化触媒の劣化判定装置
JP2006322439A (ja) * 2005-05-20 2006-11-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2007278099A (ja) * 2006-04-03 2007-10-25 Toyota Motor Corp 排ガスの浄化方法及び車両のコージェネレーション方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002309927A (ja) * 2001-04-11 2002-10-23 Mitsubishi Motors Corp 排気浄化触媒の劣化判定装置
JP2006322439A (ja) * 2005-05-20 2006-11-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
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