JPH11270330A - 内燃機関の排ガス浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排ガス浄化装置Info
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- JPH11270330A JPH11270330A JP10074183A JP7418398A JPH11270330A JP H11270330 A JPH11270330 A JP H11270330A JP 10074183 A JP10074183 A JP 10074183A JP 7418398 A JP7418398 A JP 7418398A JP H11270330 A JPH11270330 A JP H11270330A
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- Y02T10/42—
-
- Y02T10/47—
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】排気系の上流側及び下流側に酸化触媒コンバー
タとＮＯｘ触媒コンバータとをそれぞれに設けた排ガス
浄化装置において、ＮＯｘ触媒コンバータのＮＯｘ浄化
率を向上させる。 【解決手段】エンジン排気管４には、三元触媒コンバー
タ５とその下流側のＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＯｘ吸蔵
還元型触媒コンバータ）６とが配設されている。なお、
三元触媒コンバータ５はスタートキャタリストとしての
役割を持つ。ＥＣＵ１０は、空燃比リーン領域でのリー
ン燃焼を実施すると共に、そのリーン燃焼の途中に一時
的にリッチ燃焼を行わせる。三元触媒コンバータ５は、
酸素貯蔵能力のない貴金属、すなわち白金（Ｐｔ）のみ
を担体に担持して構成される。これにより、三元触媒コ
ンバータ５において、同触媒コンバータ５に貯蔵される
酸素と排ガス中のリッチ成分（ＨＣ，ＣＯ）とが反応し
その下流側にリッチ成分が供給できなくなるといった不
具合が解消される。
タとＮＯｘ触媒コンバータとをそれぞれに設けた排ガス
浄化装置において、ＮＯｘ触媒コンバータのＮＯｘ浄化
率を向上させる。 【解決手段】エンジン排気管４には、三元触媒コンバー
タ５とその下流側のＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＯｘ吸蔵
還元型触媒コンバータ）６とが配設されている。なお、
三元触媒コンバータ５はスタートキャタリストとしての
役割を持つ。ＥＣＵ１０は、空燃比リーン領域でのリー
ン燃焼を実施すると共に、そのリーン燃焼の途中に一時
的にリッチ燃焼を行わせる。三元触媒コンバータ５は、
酸素貯蔵能力のない貴金属、すなわち白金（Ｐｔ）のみ
を担体に担持して構成される。これにより、三元触媒コ
ンバータ５において、同触媒コンバータ５に貯蔵される
酸素と排ガス中のリッチ成分（ＨＣ，ＣＯ）とが反応し
その下流側にリッチ成分が供給できなくなるといった不
具合が解消される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空燃比リーン領域
でのリーン燃焼を行わせる空燃比制御装置に適用され、
ＮＯｘ触媒コンバータを用いて排ガス中の窒素酸化物
（ＮＯｘ）を浄化するための内燃機関の排ガス浄化装置
に関するものである。
でのリーン燃焼を行わせる空燃比制御装置に適用され、
ＮＯｘ触媒コンバータを用いて排ガス中の窒素酸化物
（ＮＯｘ）を浄化するための内燃機関の排ガス浄化装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来技術として、例えば特許番
号第２５８６７３８号公報の「内燃機関の排気浄化装
置」が開示されている。同公報の装置では、内燃機関の
排気管にＮＯｘ吸収剤（ＮＯｘ触媒コンバータ）を設け
ると共に、その上流側にＮＯｘ酸化剤（酸化触媒コンバ
ータ）を設けている。そして、排ガスの空燃比がリーン
である時にＮＯｘ吸収剤でＮＯｘを吸収し、排ガスの空
燃比をリッチにすることで同吸収剤に吸収されたＮＯｘ
を放出させるようにしている。
号第２５８６７３８号公報の「内燃機関の排気浄化装
置」が開示されている。同公報の装置では、内燃機関の
排気管にＮＯｘ吸収剤（ＮＯｘ触媒コンバータ）を設け
ると共に、その上流側にＮＯｘ酸化剤（酸化触媒コンバ
ータ）を設けている。そして、排ガスの空燃比がリーン
である時にＮＯｘ吸収剤でＮＯｘを吸収し、排ガスの空
燃比をリッチにすることで同吸収剤に吸収されたＮＯｘ
を放出させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来公
報の装置のように、排気管上流側に酸化触媒コンバータ
（或いは、三元触媒コンバータ）を設けると共に、下流
側にＮＯｘ触媒コンバータを設ける場合、ＮＯｘ触媒コ
ンバータにおけるＮＯｘ浄化率が低下するという問題が
生ずる。つまり、上流側触媒コンバータは、一般に白金
（Ｐｔ）−ロジウム（Ｒｈ）やパラジウム（Ｐｄ）、助
触媒としてのセリア（ＣｅＯ2 ）などを担体に担持して
構成される。そのため、当該触媒コンバータに酸素が貯
蔵（ストレージ）され、その貯蔵された酸素と排ガス中
のリッチ成分（ＨＣ，ＣＯ等）とが反応する。これによ
り、酸化触媒コンバータの下流側に位置するＮＯｘ触媒
コンバータに必要量のリッチ成分が供給できなくなる。
報の装置のように、排気管上流側に酸化触媒コンバータ
（或いは、三元触媒コンバータ）を設けると共に、下流
側にＮＯｘ触媒コンバータを設ける場合、ＮＯｘ触媒コ
ンバータにおけるＮＯｘ浄化率が低下するという問題が
生ずる。つまり、上流側触媒コンバータは、一般に白金
（Ｐｔ）−ロジウム（Ｒｈ）やパラジウム（Ｐｄ）、助
触媒としてのセリア（ＣｅＯ2 ）などを担体に担持して
構成される。そのため、当該触媒コンバータに酸素が貯
蔵（ストレージ）され、その貯蔵された酸素と排ガス中
のリッチ成分（ＨＣ，ＣＯ等）とが反応する。これによ
り、酸化触媒コンバータの下流側に位置するＮＯｘ触媒
コンバータに必要量のリッチ成分が供給できなくなる。
【０００４】より具体的に説明すれば、従来既存の酸化
触媒コンバータ（或いは、三元触媒コンバータ）におい
ては、Ｐｔ／Ｒｈ＋ＣｅＯ2 の担持、又はＰｄの担持に
より、 ＣｅＯ2 ⇔Ｃｅ2 Ｏ3 又は、 Ｐｄ⇔ＰｄＯ の可逆反応がある。そのため、リーン燃焼時にはそれぞ
れＣｅ2 Ｏ3 ，ＰｄＯの状態で酸素を貯蔵し、空燃比が
リッチになった時点で前記Ｃｅ2 Ｏ3 ，ＰｄＯをＣｅＯ
2 ，Ｐｄに変化させて貯蔵していた酸素を放出する。こ
の際、放出された酸素と排ガス中のリッチ成分とが反応
してしまい、酸化触媒コンバータの下流側において空燃
比がリッチに移行しなくなる。それにより、ＮＯｘ触媒
コンバータへのリッチ成分の供給量が不足し、同触媒コ
ンバータのＮＯｘ浄化率が低下する。すなわち、ＮＯｘ
触媒コンバータに吸蔵されたＮＯｘの還元が不十分にな
る。
触媒コンバータ（或いは、三元触媒コンバータ）におい
ては、Ｐｔ／Ｒｈ＋ＣｅＯ2 の担持、又はＰｄの担持に
より、 ＣｅＯ2 ⇔Ｃｅ2 Ｏ3 又は、 Ｐｄ⇔ＰｄＯ の可逆反応がある。そのため、リーン燃焼時にはそれぞ
れＣｅ2 Ｏ3 ，ＰｄＯの状態で酸素を貯蔵し、空燃比が
リッチになった時点で前記Ｃｅ2 Ｏ3 ，ＰｄＯをＣｅＯ
2 ，Ｐｄに変化させて貯蔵していた酸素を放出する。こ
の際、放出された酸素と排ガス中のリッチ成分とが反応
してしまい、酸化触媒コンバータの下流側において空燃
比がリッチに移行しなくなる。それにより、ＮＯｘ触媒
コンバータへのリッチ成分の供給量が不足し、同触媒コ
ンバータのＮＯｘ浄化率が低下する。すなわち、ＮＯｘ
触媒コンバータに吸蔵されたＮＯｘの還元が不十分にな
る。
【０００５】ＮＯｘ触媒コンバータに吸蔵されたＮＯｘ
を十分に還元するには、燃料噴射量を過剰に増量してリ
ッチ成分を増やすか、若しくはリッチガスを供給する時
間を長引かせるといった処置が必要になる。しかしなが
ら、こうした処置では燃焼トルクの予期せぬ変動や燃費
の悪化などの問題を招く。
を十分に還元するには、燃料噴射量を過剰に増量してリ
ッチ成分を増やすか、若しくはリッチガスを供給する時
間を長引かせるといった処置が必要になる。しかしなが
ら、こうした処置では燃焼トルクの予期せぬ変動や燃費
の悪化などの問題を招く。
【０００６】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、排気系の上流側
及び下流側に酸化触媒コンバータとＮＯｘ触媒コンバー
タとをそれぞれに設けた排ガス浄化装置において、ＮＯ
ｘ触媒コンバータのＮＯｘ浄化率を向上させることがで
きる内燃機関の排ガス浄化装置を提供することである。
のであって、その目的とするところは、排気系の上流側
及び下流側に酸化触媒コンバータとＮＯｘ触媒コンバー
タとをそれぞれに設けた排ガス浄化装置において、ＮＯ
ｘ触媒コンバータのＮＯｘ浄化率を向上させることがで
きる内燃機関の排ガス浄化装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における内燃機関の排ガス浄化装置は、機関
排気系にＮＯｘ吸蔵還元型の第１の触媒コンバータを設
けると共に、該第１の触媒コンバータの上流側に少なく
とも酸化作用を有する第２の触媒コンバータを設けた内
燃機関に適用されることを前提とする。
に、本発明における内燃機関の排ガス浄化装置は、機関
排気系にＮＯｘ吸蔵還元型の第１の触媒コンバータを設
けると共に、該第１の触媒コンバータの上流側に少なく
とも酸化作用を有する第２の触媒コンバータを設けた内
燃機関に適用されることを前提とする。
【０００８】そして、請求項１に記載の発明では、第２
の触媒コンバータは、酸素貯蔵能力のない貴金属のみを
担体に担持したものとする。実際には、請求項２に記載
したように、第２の触媒コンバータは、前記貴金属とし
て白金のみを担体に担持したものとする。
の触媒コンバータは、酸素貯蔵能力のない貴金属のみを
担体に担持したものとする。実際には、請求項２に記載
したように、第２の触媒コンバータは、前記貴金属とし
て白金のみを担体に担持したものとする。
【０００９】また、請求項３に記載の発明では、第２の
触媒コンバータは、酸素貯蔵能力の大きな助触媒を担体
に担持しない、或いはその担持量を少なくしたものとす
る。酸素貯蔵能力の大きな助触媒としては、セリア（Ｃ
ｅＯ2 ）、バリウム（Ｂ）、ランタン（Ｌａ）などが知
られている。
触媒コンバータは、酸素貯蔵能力の大きな助触媒を担体
に担持しない、或いはその担持量を少なくしたものとす
る。酸素貯蔵能力の大きな助触媒としては、セリア（Ｃ
ｅＯ2 ）、バリウム（Ｂ）、ランタン（Ｌａ）などが知
られている。
【００１０】さらに、請求項４に記載の発明では、第２
の触媒コンバータは酸素貯蔵能力を小さくするために貴
金属の担持量を少なくしたものとする。このとき、Ｒｈ
であれば０．２ｇ／リットル以下、Ｒｄであれば２．５
ｇ／リットル以下の担持量とすることが好ましい。
の触媒コンバータは酸素貯蔵能力を小さくするために貴
金属の担持量を少なくしたものとする。このとき、Ｒｈ
であれば０．２ｇ／リットル以下、Ｒｄであれば２．５
ｇ／リットル以下の担持量とすることが好ましい。
【００１１】要するに、上記各請求項の発明によれば、
第１の触媒コンバータ（ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバー
タ）の上流側に位置する第２の触媒コンバータ（酸化或
いは三元触媒コンバータ）において、同第２の触媒コン
バータに貯蔵される酸素と排ガス中のリッチ成分（Ｈ
Ｃ，ＣＯ）とが反応しその下流側にリッチ成分が供給で
きなくなるといった不具合が解消される。
第１の触媒コンバータ（ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバー
タ）の上流側に位置する第２の触媒コンバータ（酸化或
いは三元触媒コンバータ）において、同第２の触媒コン
バータに貯蔵される酸素と排ガス中のリッチ成分（Ｈ
Ｃ，ＣＯ）とが反応しその下流側にリッチ成分が供給で
きなくなるといった不具合が解消される。
【００１２】つまり、第２の触媒コンバータによる酸素
の貯蔵が極力抑制されるため、リッチ時間を長引かせる
ことなしに、吸蔵ＮＯｘを還元して放出するのに必要な
だけのリッチ成分を第１の触媒コンバータに供給するこ
とが可能となる。その結果、排気系の上流側及び下流側
に酸化触媒コンバータとＮＯｘ触媒コンバータとをそれ
ぞれに設けた排ガス浄化装置において、ＮＯｘ触媒コン
バータのＮＯｘ浄化率を向上させることができる。ま
た、リッチガスを過剰に供給する必要がないため、燃焼
トルクの予期せぬ変動や燃費の悪化などの問題が回避で
きる。
の貯蔵が極力抑制されるため、リッチ時間を長引かせる
ことなしに、吸蔵ＮＯｘを還元して放出するのに必要な
だけのリッチ成分を第１の触媒コンバータに供給するこ
とが可能となる。その結果、排気系の上流側及び下流側
に酸化触媒コンバータとＮＯｘ触媒コンバータとをそれ
ぞれに設けた排ガス浄化装置において、ＮＯｘ触媒コン
バータのＮＯｘ浄化率を向上させることができる。ま
た、リッチガスを過剰に供給する必要がないため、燃焼
トルクの予期せぬ変動や燃費の悪化などの問題が回避で
きる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した一実
施の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施の形
態における内燃機関の排ガス浄化装置を示す概略構成図
である。図１において、エンジン１は、多気筒４サイク
ルの火花点火式内燃機関として構成され、その吸気管２
には燃料噴射弁３が配設されている。また、排気管４に
は排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの三成分を浄化するた
めの三元触媒コンバータ５と、その下流側においてＮＯ
ｘ吸蔵還元型触媒コンバータからなるＮＯｘ触媒コンバ
ータ６とが配設されている。なお、三元触媒コンバータ
５は、ＮＯｘ触媒コンバータ６に比べてその容量が小さ
く、エンジン１の低温始動後において早期に活性化され
て有害ガスを浄化する、いわゆるスタートキャタリスト
としての役割を持つ。
施の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施の形
態における内燃機関の排ガス浄化装置を示す概略構成図
である。図１において、エンジン１は、多気筒４サイク
ルの火花点火式内燃機関として構成され、その吸気管２
には燃料噴射弁３が配設されている。また、排気管４に
は排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの三成分を浄化するた
めの三元触媒コンバータ５と、その下流側においてＮＯ
ｘ吸蔵還元型触媒コンバータからなるＮＯｘ触媒コンバ
ータ６とが配設されている。なお、三元触媒コンバータ
５は、ＮＯｘ触媒コンバータ６に比べてその容量が小さ
く、エンジン１の低温始動後において早期に活性化され
て有害ガスを浄化する、いわゆるスタートキャタリスト
としての役割を持つ。
【００１４】ＥＣＵ１０は、エンジン回転数Ｎｅ，吸気
圧ＰＭ，冷却水温Ｔｈｗなどのエンジン運転状態を表す
信号を各種センサから入力し、この入力した各種信号に
基づいて燃料噴射弁３による燃料噴射量を最適に制御す
る。本実施の形態では、エンジン１の定常運転時におい
て、空燃比リーン領域でのリーン燃焼を実施すると共
に、そのリーン燃焼の途中に一時的にリッチ燃焼を行わ
せることとしている。
圧ＰＭ，冷却水温Ｔｈｗなどのエンジン運転状態を表す
信号を各種センサから入力し、この入力した各種信号に
基づいて燃料噴射弁３による燃料噴射量を最適に制御す
る。本実施の形態では、エンジン１の定常運転時におい
て、空燃比リーン領域でのリーン燃焼を実施すると共
に、そのリーン燃焼の途中に一時的にリッチ燃焼を行わ
せることとしている。
【００１５】また本実施の形態における三元触媒コンバ
ータ５は、酸素貯蔵能力のない貴金属のみを触媒として
担体に担持して構成される。具体的には、ステンレス鋼
又はコージエライト等のセラミックからなる担体に触媒
層がコーティングされている。この触媒層は多孔質のア
ルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の表面に白金（Ｐｔ）のみを担持
して構成されている。
ータ５は、酸素貯蔵能力のない貴金属のみを触媒として
担体に担持して構成される。具体的には、ステンレス鋼
又はコージエライト等のセラミックからなる担体に触媒
層がコーティングされている。この触媒層は多孔質のア
ルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の表面に白金（Ｐｔ）のみを担持
して構成されている。
【００１６】上記構成の三元触媒コンバータ５により、
同触媒コンバータ５に貯蔵される酸素と排ガス中のリッ
チ成分（ＨＣ，ＣＯ）とが反応しその下流側にリッチ成
分が供給できなくなるといった不具合が解消される。つ
まり、三元触媒コンバータ５による酸素の貯蔵が極力抑
制されるため、吸蔵ＮＯｘを還元して放出するのに必要
なだけのリッチ成分がＮＯｘ触媒コンバータ６に供給さ
れ、吸蔵ＮＯｘの還元・放出に排ガス中のリッチ成分が
有効に使われるようになる。
同触媒コンバータ５に貯蔵される酸素と排ガス中のリッ
チ成分（ＨＣ，ＣＯ）とが反応しその下流側にリッチ成
分が供給できなくなるといった不具合が解消される。つ
まり、三元触媒コンバータ５による酸素の貯蔵が極力抑
制されるため、吸蔵ＮＯｘを還元して放出するのに必要
なだけのリッチ成分がＮＯｘ触媒コンバータ６に供給さ
れ、吸蔵ＮＯｘの還元・放出に排ガス中のリッチ成分が
有効に使われるようになる。
【００１７】図２は、リーン燃焼が一時的にリッチ燃焼
に切り換えられた時の空燃比の推移を示すタイムチャー
トであり、同図（ａ）は三元触媒コンバータ５の上流側
の空燃比（三元触媒前Ａ／Ｆ）の推移を、同図（ｂ）は
三元触媒コンバータ５の下流側の空燃比（三元触媒後Ａ
／Ｆ）の推移を、同図（ｃ）はＮＯｘ触媒コンバータ６
のＮＯｘ吸蔵量の推移を、それぞれ示す。
に切り換えられた時の空燃比の推移を示すタイムチャー
トであり、同図（ａ）は三元触媒コンバータ５の上流側
の空燃比（三元触媒前Ａ／Ｆ）の推移を、同図（ｂ）は
三元触媒コンバータ５の下流側の空燃比（三元触媒後Ａ
／Ｆ）の推移を、同図（ｃ）はＮＯｘ触媒コンバータ６
のＮＯｘ吸蔵量の推移を、それぞれ示す。
【００１８】図の時刻ｔ１で制御空燃比がリーン値から
リッチ値に切り換えられると、それに伴い、三元触媒コ
ンバータ５の上流側空燃比（三元触媒前Ａ／Ｆ）がリッ
チ側に変化し始める。そして、時刻ｔ２で、触媒上流側
及び下流側の空燃比（図２（ａ），（ｂ）のＡ／Ｆ）が
理論空燃比（λ＝１）よりもリッチになると、ＮＯｘ触
媒コンバータ６での吸蔵ＮＯｘが還元・放出され、ＮＯ
ｘ吸蔵量が減少に転じる。実際には、排ガスの輸送遅れ
により、触媒下流側の空燃比は触媒上流側の空燃比より
も若干遅れて推移するが、便宜上図２には同期させて示
す。
リッチ値に切り換えられると、それに伴い、三元触媒コ
ンバータ５の上流側空燃比（三元触媒前Ａ／Ｆ）がリッ
チ側に変化し始める。そして、時刻ｔ２で、触媒上流側
及び下流側の空燃比（図２（ａ），（ｂ）のＡ／Ｆ）が
理論空燃比（λ＝１）よりもリッチになると、ＮＯｘ触
媒コンバータ６での吸蔵ＮＯｘが還元・放出され、ＮＯ
ｘ吸蔵量が減少に転じる。実際には、排ガスの輸送遅れ
により、触媒下流側の空燃比は触媒上流側の空燃比より
も若干遅れて推移するが、便宜上図２には同期させて示
す。
【００１９】その後、制御空燃比がリッチ値からリーン
値に戻ると、図２（ａ），（ｂ）の空燃比がリーン側に
変化し始め、時刻ｔ３では、空燃比がリーン領域に戻
る。時刻ｔ２〜ｔ３の期間では、（ｂ）に示す三元触媒
後の空燃比がリッチ化されることで、ＮＯｘ触媒コンバ
ータ６の吸蔵ＮＯｘがほぼ全て還元・放出される。この
場合、既述したように三元触媒コンバータ５の酸素貯蔵
量が極少量に規制されるため、三元触媒後の空燃比のリ
ッチ度合が低下したり、実質上のリッチ期間が短縮され
たりするなどの不具合が解消される。なお、図２
（ｂ），（ｃ）の波形は、ＮＯｘ触媒前に三元触媒コン
バータ５を設けない場合の波形に略一致する。
値に戻ると、図２（ａ），（ｂ）の空燃比がリーン側に
変化し始め、時刻ｔ３では、空燃比がリーン領域に戻
る。時刻ｔ２〜ｔ３の期間では、（ｂ）に示す三元触媒
後の空燃比がリッチ化されることで、ＮＯｘ触媒コンバ
ータ６の吸蔵ＮＯｘがほぼ全て還元・放出される。この
場合、既述したように三元触媒コンバータ５の酸素貯蔵
量が極少量に規制されるため、三元触媒後の空燃比のリ
ッチ度合が低下したり、実質上のリッチ期間が短縮され
たりするなどの不具合が解消される。なお、図２
（ｂ），（ｃ）の波形は、ＮＯｘ触媒前に三元触媒コン
バータ５を設けない場合の波形に略一致する。
【００２０】因みに、図２（ｂ）に二点鎖線で示す空燃
比の推移は、酸素貯蔵能力の大きな三元触媒コンバータ
（或いは、酸化触媒コンバータ）がＮＯｘ触媒コンバー
タの上流側に設けられた従来装置の事例を比較のために
示すものである。かかる場合には、三元触媒コンバータ
における貯蔵酸素と排ガス中のリッチ成分とが反応して
しまい、時刻ｔ２直後において、空燃比が理論空燃比で
一旦保持されてからリッチ側に移行する。従って、三元
触媒後の空燃比のリッチ度合が低下し、またそのリッチ
期間が短縮される。
比の推移は、酸素貯蔵能力の大きな三元触媒コンバータ
（或いは、酸化触媒コンバータ）がＮＯｘ触媒コンバー
タの上流側に設けられた従来装置の事例を比較のために
示すものである。かかる場合には、三元触媒コンバータ
における貯蔵酸素と排ガス中のリッチ成分とが反応して
しまい、時刻ｔ２直後において、空燃比が理論空燃比で
一旦保持されてからリッチ側に移行する。従って、三元
触媒後の空燃比のリッチ度合が低下し、またそのリッチ
期間が短縮される。
【００２１】つまり、本実施の形態の装置では従来装置
と比較して、（ｂ）の斜線部の面積分だけリッチ成分が
増量されてＮＯｘ触媒コンバータ６に供給されることと
なり、この増量されたリッチ成分によりＮＯｘ触媒コン
バータ６における吸蔵ＮＯｘの還元・放出が効率良く実
施できる。
と比較して、（ｂ）の斜線部の面積分だけリッチ成分が
増量されてＮＯｘ触媒コンバータ６に供給されることと
なり、この増量されたリッチ成分によりＮＯｘ触媒コン
バータ６における吸蔵ＮＯｘの還元・放出が効率良く実
施できる。
【００２２】図３は、リッチガスを供給する際（例え
ば、前記図２の時刻ｔ２〜ｔ３）において、エンジン排
出直後の排ガス（図１のＡ点の排ガス）のリッチ空燃比
と、ＮＯｘ触媒直前の排ガス（図１のＢ点の排ガス）の
リッチ空燃比とを面積で比較するための図である。これ
らリッチ空燃比の面積とは、λ＝１からのリッチ側偏差
の積算値に相当する。ここで、図３の実線は本実施の形
態における特性を、二点鎖線は従来装置の特性を、点線
はＮＯｘ触媒前に三元触媒コンバータ５を設けない場合
の特性を、それぞれ示す。但し、三元触媒コンバータ５
を設けない場合、エンジン排出直後の排ガスとＮＯｘ触
媒直前の排ガスとは同成分であるため、両者のリッチ部
分の面積は一致する（縦横の値の比が１：１となる）。
ば、前記図２の時刻ｔ２〜ｔ３）において、エンジン排
出直後の排ガス（図１のＡ点の排ガス）のリッチ空燃比
と、ＮＯｘ触媒直前の排ガス（図１のＢ点の排ガス）の
リッチ空燃比とを面積で比較するための図である。これ
らリッチ空燃比の面積とは、λ＝１からのリッチ側偏差
の積算値に相当する。ここで、図３の実線は本実施の形
態における特性を、二点鎖線は従来装置の特性を、点線
はＮＯｘ触媒前に三元触媒コンバータ５を設けない場合
の特性を、それぞれ示す。但し、三元触媒コンバータ５
を設けない場合、エンジン排出直後の排ガスとＮＯｘ触
媒直前の排ガスとは同成分であるため、両者のリッチ部
分の面積は一致する（縦横の値の比が１：１となる）。
【００２３】例えばエンジン排出直後のリッチ空燃比の
面積が「Ｐ」の時、 ・本実施の形態の場合、ＮＯｘ触媒直前のリッチ空燃比
の面積が「Ｑ１」となり、 ・従来装置の場合、ＮＯｘ触媒直前のリッチ空燃比の面
積が「Ｑ２」となり、 ・三元触媒コンバータ５を廃した場合、ＮＯｘ触媒直前
のリッチ空燃比の面積が「Ｑ３」となる（但し、Ｐ＝Ｑ
３，Ｑ３＞Ｑ１≫Ｑ２）。
面積が「Ｐ」の時、 ・本実施の形態の場合、ＮＯｘ触媒直前のリッチ空燃比
の面積が「Ｑ１」となり、 ・従来装置の場合、ＮＯｘ触媒直前のリッチ空燃比の面
積が「Ｑ２」となり、 ・三元触媒コンバータ５を廃した場合、ＮＯｘ触媒直前
のリッチ空燃比の面積が「Ｑ３」となる（但し、Ｐ＝Ｑ
３，Ｑ３＞Ｑ１≫Ｑ２）。
【００２４】図３によれば、本実施の形態の場合、三元
触媒コンバータ５を廃した場合に比べると僅かながらＮ
Ｏｘ触媒直前のリッチ空燃比の面積が減少するが、従来
装置と比べて同面積が大幅に増加することが分かる。な
お因みに、従来装置の特性において、横軸の「Ｌ」の範
囲ではエンジン排出直後のリッチ空燃比が増えても、Ｎ
Ｏｘ触媒上流側の三元触媒コンバータで貯蔵された酸素
によりＮＯｘ触媒直前のリッチ空燃比が増えず「０」の
ままとなる。すなわち、この範囲ＬがＮＯｘ触媒上流側
の三元触媒コンバータにおける酸素貯蔵量に相当し、Ｎ
Ｏｘ浄化率の低下の原因となっていた。
触媒コンバータ５を廃した場合に比べると僅かながらＮ
Ｏｘ触媒直前のリッチ空燃比の面積が減少するが、従来
装置と比べて同面積が大幅に増加することが分かる。な
お因みに、従来装置の特性において、横軸の「Ｌ」の範
囲ではエンジン排出直後のリッチ空燃比が増えても、Ｎ
Ｏｘ触媒上流側の三元触媒コンバータで貯蔵された酸素
によりＮＯｘ触媒直前のリッチ空燃比が増えず「０」の
ままとなる。すなわち、この範囲ＬがＮＯｘ触媒上流側
の三元触媒コンバータにおける酸素貯蔵量に相当し、Ｎ
Ｏｘ浄化率の低下の原因となっていた。
【００２５】以上詳述した通り、本実施の形態では、Ｎ
Ｏｘ触媒コンバータ６の上流側に配設される三元触媒コ
ンバータ５として、酸素貯蔵能力のない白金（Ｐｔ）の
みを触媒として担体に担持させる構成の触媒コンバータ
を採用した。従って、リッチ時間を必要以上に長引かせ
ることなしに、吸蔵ＮＯｘを還元して放出するのに必要
なだけのリッチ成分をＮＯｘ触媒コンバータ６に供給す
ることが可能となる。その結果、排気系の上流側及び下
流側に三元触媒コンバータ５とＮＯｘ触媒コンバータ６
とをそれぞれに設けた排ガス浄化装置において、ＮＯｘ
触媒コンバータ６のＮＯｘ浄化率を向上させることがで
きる。また、リッチガスを過剰に供給する必要がないた
め、燃焼トルクの予期せぬ変動や燃費の悪化などの問題
が回避できる。
Ｏｘ触媒コンバータ６の上流側に配設される三元触媒コ
ンバータ５として、酸素貯蔵能力のない白金（Ｐｔ）の
みを触媒として担体に担持させる構成の触媒コンバータ
を採用した。従って、リッチ時間を必要以上に長引かせ
ることなしに、吸蔵ＮＯｘを還元して放出するのに必要
なだけのリッチ成分をＮＯｘ触媒コンバータ６に供給す
ることが可能となる。その結果、排気系の上流側及び下
流側に三元触媒コンバータ５とＮＯｘ触媒コンバータ６
とをそれぞれに設けた排ガス浄化装置において、ＮＯｘ
触媒コンバータ６のＮＯｘ浄化率を向上させることがで
きる。また、リッチガスを過剰に供給する必要がないた
め、燃焼トルクの予期せぬ変動や燃費の悪化などの問題
が回避できる。
【００２６】また、三元触媒コンバータ５をスタートキ
ャタリストとして用いるため、触媒コンバータの早期活
性化の要求に応えつつ、エミッションの低減を図ること
ができる。
ャタリストとして用いるため、触媒コンバータの早期活
性化の要求に応えつつ、エミッションの低減を図ること
ができる。
【００２７】なお、本発明の実施の形態は、上記以外に
次の形態にて具体化できる。酸素貯蔵能力の大きな助触
媒を担体に担持しない、或いはその担持量を少なくして
三元触媒コンバータ５を構成する。この場合、酸素吸蔵
能力の大きな助触媒とは、セリア（ＣｅＯ2 ）、バリウ
ム（Ｂ）、ランタン（Ｌａ）などが知られている。この
場合にも、上記実施の形態と同様に、ＮＯｘ触媒コンバ
ータ６のＮＯｘ浄化率を向上させることができる。
次の形態にて具体化できる。酸素貯蔵能力の大きな助触
媒を担体に担持しない、或いはその担持量を少なくして
三元触媒コンバータ５を構成する。この場合、酸素吸蔵
能力の大きな助触媒とは、セリア（ＣｅＯ2 ）、バリウ
ム（Ｂ）、ランタン（Ｌａ）などが知られている。この
場合にも、上記実施の形態と同様に、ＮＯｘ触媒コンバ
ータ６のＮＯｘ浄化率を向上させることができる。
【００２８】また、触媒に担持する酸素貯蔵能力のある
貴金属（Ｒｈ，Ｐｄ）の担持量を少なくして三元触媒コ
ンバータ５を構成するようにしてもよい。特にＲｈであ
れば０．２ｇ／リットル以下、Ｒｄであれば２．５ｇ／
リットル以下の担持量とすることが好ましい。この場合
にも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。
貴金属（Ｒｈ，Ｐｄ）の担持量を少なくして三元触媒コ
ンバータ５を構成するようにしてもよい。特にＲｈであ
れば０．２ｇ／リットル以下、Ｒｄであれば２．５ｇ／
リットル以下の担持量とすることが好ましい。この場合
にも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。
【００２９】上記実施の形態では、ＮＯｘ触媒コンバー
タ６の上流側に三元触媒コンバータ５を設けたが、この
三元触媒コンバータ５を酸化触媒コンバータに変更して
もよい。要は、酸化作用を呈する触媒コンバータをＮＯ
ｘ触媒コンバータの上流側に設ける構成であればよい。
タ６の上流側に三元触媒コンバータ５を設けたが、この
三元触媒コンバータ５を酸化触媒コンバータに変更して
もよい。要は、酸化作用を呈する触媒コンバータをＮＯ
ｘ触媒コンバータの上流側に設ける構成であればよい。
【図１】発明の実施の形態におけるエンジンの空燃比制
御システムを示す概略構成図。
御システムを示す概略構成図。
【図２】三元触媒コンバータの上流側と下流側との空燃
比の推移を示すタイムチャート。
比の推移を示すタイムチャート。
【図３】エンジン排出直後のリッチ空燃比と、ＮＯｘ触
媒直前のリッチ空燃比とを面積で比較するための図。
媒直前のリッチ空燃比とを面積で比較するための図。
１…エンジン（内燃機関）、３…排気管、５…第２の触
媒コンバータとしての三元触媒コンバータ、６…第１の
触媒コンバータとしてのＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＯｘ
吸蔵還元型触媒コンバータ）。
媒コンバータとしての三元触媒コンバータ、６…第１の
触媒コンバータとしてのＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＯｘ
吸蔵還元型触媒コンバータ）。
【手続補正書】
【提出日】平成１０年７月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】また、請求項３に記載の発明では、第２の
触媒コンバータは、酸素貯蔵能力の大きな助触媒を担体
に担持しない、或いはその担持量を少なくしたものとす
る。酸素貯蔵能力の大きな助触媒としては、セリア（Ｃ
ｅＯ2 ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）などが
知られている。
触媒コンバータは、酸素貯蔵能力の大きな助触媒を担体
に担持しない、或いはその担持量を少なくしたものとす
る。酸素貯蔵能力の大きな助触媒としては、セリア（Ｃ
ｅＯ2 ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）などが
知られている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】さらに、請求項４に記載の発明では、第２
の触媒コンバータは酸素貯蔵能力を小さくするために貴
金属の担持量を少なくしたものとする。このとき、Ｒｈ
であれば０．２ｇ／リットル以下、Ｐｄであれば２．５
ｇ／リットル以下の担持量とすることが好ましい。
の触媒コンバータは酸素貯蔵能力を小さくするために貴
金属の担持量を少なくしたものとする。このとき、Ｒｈ
であれば０．２ｇ／リットル以下、Ｐｄであれば２．５
ｇ／リットル以下の担持量とすることが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】なお、本発明の実施の形態は、上記以外に
次の形態にて具体化できる。酸素貯蔵能力の大きな助触
媒を担体に担持しない、或いはその担持量を少なくして
三元触媒コンバータ５を構成する。この場合、酸素吸蔵
能力の大きな助触媒とは、セリア（ＣｅＯ2 ）、バリウ
ム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）などが知られている。こ
の場合にも、上記実施の形態と同様に、ＮＯｘ触媒コン
バータ６のＮＯｘ浄化率を向上させることができる。
次の形態にて具体化できる。酸素貯蔵能力の大きな助触
媒を担体に担持しない、或いはその担持量を少なくして
三元触媒コンバータ５を構成する。この場合、酸素吸蔵
能力の大きな助触媒とは、セリア（ＣｅＯ2 ）、バリウ
ム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）などが知られている。こ
の場合にも、上記実施の形態と同様に、ＮＯｘ触媒コン
バータ６のＮＯｘ浄化率を向上させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】また、触媒に担持する酸素貯蔵能力のある
貴金属（Ｒｈ，Ｐｄ）の担持量を少なくして三元触媒コ
ンバータ５を構成するようにしてもよい。特にＲｈであ
れば０．２ｇ／リットル以下、Ｐｄであれば２．５ｇ／
リットル以下の担持量とすることが好ましい。この場合
にも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。
貴金属（Ｒｈ，Ｐｄ）の担持量を少なくして三元触媒コ
ンバータ５を構成するようにしてもよい。特にＲｈであ
れば０．２ｇ／リットル以下、Ｐｄであれば２．５ｇ／
リットル以下の担持量とすることが好ましい。この場合
にも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 １…エンジン（内燃機関）、４…排気管、５…第２の触
媒コンバータとしての三元触媒コンバータ、６…第１の
触媒コンバータとしてのＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＯｘ
吸蔵還元型触媒コンバータ）。
媒コンバータとしての三元触媒コンバータ、６…第１の
触媒コンバータとしてのＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＯｘ
吸蔵還元型触媒コンバータ）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２Ｂ
Claims (4)
- 【請求項１】機関排気系にＮＯｘ吸蔵還元型の第１の触
媒コンバータを設けると共に、該第１の触媒コンバータ
の上流側に少なくとも酸化作用を有する第２の触媒コン
バータを設けた内燃機関に適用される排ガス浄化装置で
あって、 前記第２の触媒コンバータは、酸素貯蔵能力のない貴金
属のみを担体に担持したものであることを特徴とする内
燃機関の排ガス浄化装置。 - 【請求項２】前記第２の触媒コンバータは、前記貴金属
として白金のみを担体に担持したものである請求項１に
記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 - 【請求項３】機関排気系にＮＯｘ吸蔵還元型の第１の触
媒コンバータを設けると共に、該第１の触媒コンバータ
の上流側に少なくとも酸化作用を有する第２の触媒コン
バータを設けた内燃機関に適用される排ガス浄化装置で
あって、前記第２の触媒コンバータは、酸素貯蔵能力の
大きな助触媒を担体に担持しない、或いはその担持量を
少なくしたものであることを特徴とする内燃機関の排ガ
ス浄化装置。 - 【請求項４】機関排気系にＮＯｘ吸蔵還元型の第１の触
媒コンバータを設けると共に、該第１の触媒コンバータ
の上流側に少なくとも酸化作用を有する第２の触媒コン
バータを設けた内燃機関に適用される排ガス浄化装置で
あって、 前記第２の触媒コンバータは、酸素貯蔵能力を小さくす
るために貴金属の担持量が少ないものであることを特徴
とする内燃機関の排ガス浄化装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10074183A JPH11270330A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
| US09/166,937 US6148612A (en) | 1997-10-13 | 1998-10-06 | Engine exhaust gas control system having NOx catalyst |
| DE69841504T DE69841504D1 (de) | 1997-10-13 | 1998-10-12 | Abgassteuerungssystem für Brennkraftmaschine mit NOx-Katalysator |
| EP98119231A EP0908613B1 (en) | 1997-10-13 | 1998-10-12 | Engine exhaust gas control system having NOx catalyst |
| KR1019980042728A KR100306873B1 (ko) | 1997-10-13 | 1998-10-13 | 질소산화물촉매를가진엔진배기가스제어시스템 |
| US09/668,636 US6263668B1 (en) | 1997-10-13 | 2000-09-25 | Engine exhaust gas control system having NOx catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10074183A JPH11270330A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11270330A true JPH11270330A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=13539814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10074183A Pending JPH11270330A (ja) | 1997-10-13 | 1998-03-23 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11270330A (ja) |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP10074183A patent/JPH11270330A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040608 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060726 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060822 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070109 |