JPH05231138A

JPH05231138A - 自動車の排ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH05231138A
Application number: JP4033729A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Mitsuhayashi; 大介三林; Tadashi Hirako; 廉平子; Yoshiro Danno; 喜朗団野; Kazuo Koga; 一雄古賀
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1992-02-20
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1993-09-07

Abstract

(57)【要約】【目的】排気路上に前段触媒とその後方に少なくとも
一部にリーンＮＯ_X触媒を有した後段触媒とを配備した
場合に、機関の各運転条件に対してリーンＮＯ_X触媒の
浄化効率や耐久性を向上させることにある。【構成】内燃機関Ｅの燃焼室１０１に近接される前段
触媒９とその後方のリーンＮＯ_X触媒２２を含む後段触
媒１０とを備え、前段触媒９が機関運転開始初期の排ガ
ス浄化を行う様に構成され、特に、排気路２には前段触
媒９のみを迂回し排気路２に合流する第１バイパス路２
０２と後段触媒中のリーンＮＯ_X触媒２２のみを迂回し
て排気路２に合流する第２バイパス路３２とを設け、第
１バイパス路２０２或いは前段触媒９へ流入する排ガス
流量を制御する第１切り換え弁１１を設け、第２バイパ
ス路３２或いはリーンＮＯ_X触媒２２へ流入する排ガス
の流量を制御する第２切り換え弁２７を設けたことを特
徴とする。

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路に配備
され、特に、内燃機関の排気路上で燃焼室に近接される
前段触媒とその後方に配備される後段触媒とを備えた自
動車の排ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の排ガス浄化装置は自動車
の内燃機関が発生する排ガスを無害化して大気中に放出
するもので、自然環境を保護する上で重要な役割を持っ
ている。この排ガス浄化装置、例えば三元触媒は酸化還
元の両触媒を備え、空燃比をストイキオを含む狭いウイ
ンド域に保持することにより、酸化触媒が排気中のＣ
Ｏ，ＨＣを、還元触媒が排気中のＮＯ_Xをそれぞれ無害
成分に変換するように作用している。

【０００３】ところでガソリンエンジンの低燃費化にリ
ーンバーン化（希薄燃焼化）が有効な手段であることは
広く知られ、リーンバーンエンジンを搭載した自動車が
多数発表されている。しかし理論空燃比での燃焼時に排
ガス浄化手段として有効な三元触媒は、酸素過剰下（リ
ーン空燃比）である希薄燃焼時では適確な触媒作用を発
揮出来ず、各種の排ガス規制を満足することが困難と成
っている。この問題を解決する技術として、希薄燃焼時
に排ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_X）を浄化することが可
能なリーンＮＯ_X触媒が提案されており、その一例が特
開昭６０ー１２５２５０号公報に開示されている。

【０００４】このリーンＮＯ_X触媒は、特に、高温での
劣化が大きいという点と、ＮＯ_Xの浄化にＨＣ成分を必
要とするという点及びリッチ雰囲気やストイキオ雰囲気
での劣化が大きく、実車装備の上で問題を残している。
なお、図３に示すように排ガス中のＨＣ／ＣＯ比が所定
値以上ないと、ＮＯ_X浄化率（η_NOX）が十分に高まらず
正常作動出来ない。このため、このリーンＮＯ_X触媒と
三元触媒とを排気路に順次配設する場合、リーンＮＯ_X
触媒を三元触媒の上流に配設する必要がある。

【０００５】更に、車両の始動初期の排ガス浄化率を早
期に向上させるには、触媒の活性完了温度に達する時間
を早く（ライトオフを早く）する必要が有る。このた
め、従来、容量の比較的小さな前段触媒（ウォームアッ
プ触媒）をエンジンの燃焼室の排気ポートの近傍に装備
し、その後方に主の後段触媒を配することが行われてい
る。これによって、三元触媒で構成される前段触媒が排
気ポートの近傍で早期に加熱され、容量も小型のため比
較的早く活性完了温度に達し、エンジン始動初期の排気
の浄化率を短時間に高率化するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、排ガス規制
の強化が進んでおり、将来的には前段触媒（ウォームア
ップ触媒）の必要性が急増すると考えられている。しか
し、ＮＯ_Xの浄化にＨＣ成分を必要とする点で、三元触
媒を前段触媒にそのまま使用した場合に後段のリーンＮ
Ｏ_X触媒がＨＣ不足によって正常作動出来ない。他方、
前段触媒にリーンＮＯ_X触媒を用いることは、リーンＮ
Ｏ_X触媒が高温での劣化が大きいことより、このまま使
用することも出来ず、しかも、機関がリッチやストイキ
オ運転された際のリーンＮＯ_X触媒の劣化が大きき点も
解決されず、リーンＮＯ_X触媒２２の耐久性の問題も十
分には解決されていない。

【０００７】本発明の目的は、排気路上に前段触媒とそ
の後方に少なくとも一部にリーンＮＯ_X触媒を有した後
段触媒とを配備した場合に、機関の各運転条件に対して
リーンＮＯ_X触媒の浄化効率を耐久性良く確保出来る自
動車の排ガス浄化装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明は内燃機関の燃焼室に近接される前段触
媒と上記前段触媒の後方に配備されリーンＮＯ_X触媒を
含む後段触媒とを排気路上に備え、上記前段触媒が主に
機関運転開始初期の排ガス浄化を行う様に構成され、特
に、上記排気路には上記前段触媒のみを迂回して上記排
気路に合流する第１バイパス路と上記後段触媒中のリー
ンＮＯ_X触媒のみを迂回して上記排気路に合流する第２
バイパス路とを設け、上記第１バイパス路或いは上記前
段触媒へ流入する排ガスの流量を上記内燃機関の運転情
報に応じて制御する第１切り換え弁を設け、上記第２バ
イパス路或いは上記リーンＮＯ_X触媒へ流入する排ガス
の流量を上記内燃機関の運転情報に応じて制御する第２
切り換え弁を設けたことを特徴とする自動車とを特徴と
する。

【０００９】

【作用】第１切り換え弁が第１バイパス路或いは前段触
媒に流入する排ガス流量を内燃機関の運転情報に応じて
制御し、第２切り換え弁が第２バイパス路或いはリーン
ＮＯ_X触媒に流入する排ガス流量を内燃機関の運転情報
に応じて制御するので、所定時にのみ排ガスを前段触媒
に流入させ、所定時にのみ排ガスをリーンＮＯ_Ｘ触媒２
２に流入させるて各触媒が排ガスを適確に浄化すること
ができる。

【００１０】

【実施例】図１、図２（ａ）に示した自動車の排ガス浄
化装置はガソリンエンジンＥの排気路２上に装着されて
いる。このエンジンＥはエンジンコントロールユニット
（以後単にＥＣＵと記す）３により燃料供給量を制御さ
れ、各時点での負荷情報やエンジン回転数情報に応じた
目標空燃比に現空燃比を調整制御するように構成されて
いる。排気路２はエンジン本体１に接続される排気分岐
管４と、その合流部に連続して接続され、前段触媒とし
てのウォームアップ触媒９及びそれを迂回する第１バイ
パス路２０２を備えた上流排気管５と、その下流端に接
続され後段触媒１０及び同触媒中のリーンＮＯ_Ｘ触媒２
２のみを迂回する第２バイパス路を３２を備えた下流排
気管６と、図示しないマフラーによって構成されてい
る。

【００１１】上流排気管５は上流側の二又分岐部７及び
下流側の合流部８との間が分岐されて前段触媒であるウ
ォームアップ触媒９を装着した上流主路２０１と前段触
媒を迂回する第１バイパス路２０２を並列的に配備した
構成を成す。特に、ここでは、二又分岐部７に上流主路
２０１或いは第１バイパス路２０２に流入可能な排ガス
流量を増減制御する第１切り換え弁１１を設けている。
第１切り換え弁１１は上流排気管の二又分岐部７に枢支
される回転軸１２を備え、回転軸１２と一体のレバー１
３がエアーアクチュエータ１４によって回動されること
によって弁本体１１１を所定開度に切り換え保持する。

【００１２】ここでエアーアクチュエータ１４は負圧室
１４１と、これに対向すると共にレバー１３にリンク１
７を介して連結されるダイアフラム１４２と、ダイアフ
ラム１４２を押圧する戻しばね１４３とを備え、負圧室
１４１には開閉弁１５を介して負圧源としてのスロット
ル弁１８の下流の吸気路１６が連結されている。なお、
第１切り換え弁を駆動するアクチュエータは上述のエア
ーアクチュエータ１４に代えて、例えば、ステップモー
タ及び同モータの回転を回転軸１２に伝えるギア列から
成る周知の回転伝達手段を用いても良い。

【００１３】開閉弁１５はデューティー弁であり、ＥＣ
Ｕ３に切り換え駆動される。この開閉弁１５はデューテ
ィー比が０％のオフ時に負圧室１４１を完全に大気解放
し、デューティー比の増加に応じて負圧室１４１の負圧
化を強めて、戻しばね１４３に抗してレバー１３をより
大きく引くように構成されている。即ち、第１切り換え
弁１１の弁本体１１１は、開閉弁１５のデューティー比
が所定レベル以下において戻しばね１４３の弾性力を受
けて第１バイパス路２０２を全開し、上流主路２０１を
閉じる（図１の実線で示す位置）第１位置Ｐ１に保持さ
れる。

【００１４】逆に、弁本体１１１は、開閉弁１５のデュ
ーティー比が所定レベルを上回るとダイアフラム１４２
の働きで戻しばね１４３に抗して第１バイパス路２０２
を閉じ初め、上流主路２０１を開き初めてウォームアッ
プ触媒９に排気を流入させる方向に移動を始める。そし
てデューティー比が全開レベルを上回ると、上流主路２
０１を開き第１バイパス路２０２を閉じる第２位置Ｐ２
（図１の２点鎖線で示す位置）に保持される。ここで、
リンク１７には弁開度センサ１９が対設され、同センサ
１９が第１切り換え弁１１の開度相当のアナログ出力を
図示しないＡ／Ｄ変換器に発し、同Ａ／Ｄ変換器のデジ
タル出力がＥＣＵ３に出力される様に構成されている。

【００１５】ウォームアップ触媒９はモノリス型の担持
体を有し、この担持体の内壁面には周知の三元触媒活性
成分が付着されている。このため、担持体を通過する排
ガスはその時の空燃比がストイキオ近傍にあり、活性温
度にあると、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯ_Xの酸化還元処理を成
し、無害化された排ガスを排出することが出来る。な
お、この三元触媒に代えて、前段触媒に酸化触媒を用い
コスト低減を図っても良い。この酸化触媒としてはライ
トオフ温度の低いパラジウム（Ｐｄ）系の触媒を利用出
来る。

【００１６】下流排気管６は排気路２の流下方向に沿っ
てリーンＮＯ_X触媒２２及び三元触媒２３をこの順に配
設して成る後段触媒１０と、リーンＮＯ_X触媒２２のみ
を迂回する第２バイパス路３２とを備える。下流排気管
６の一部であってリーンＮＯ_X触媒２２及び三元触媒２
３を収容する部分は各々単一の筒状の触媒ケース２１、
３３として形成され互いが順次結合されている。なお、
このリーンＮＯ_X触媒２２及び三元触媒２３を単一の触
媒ケース２１内に収容してコンパクト化を図っても良
い。

【００１７】ここで第２バイパス路３２はその分岐部３
４と合流部３５（後側の三元触媒２３の上流位置）とで
排気路２に連通され、その途中に第２切り換え弁２７を
配備し、これが第２バイパス路３２の開閉を行ってい
る。第２切り換え弁２７の弁本体２７１はバタフライ弁
であり、同弁にはこれと一体のレバー３０を介してエア
ーアクチュエータ２６のリンク２９がピン結合される。

【００１８】ここでエアーアクチュエータ２６は図１の
エアーアクチュエータ１４と同様に形成され、リンク２
９の一端が連結されるダイアフラム３６、このダイアフ
ラムの対向する負圧室２８、ダイアフラム３６を押圧す
る戻しばね３７を備え、負圧室２８には開閉弁３１を介
してスロットル弁１８の下流の吸気路１６が連結されて
いる。ここで、リンク２９には弁開度センサ３８が対設
され、同センサが第２切り換え弁２７の開度相当のアナ
ログ出力を図示しないＡ／Ｄ変換器に発し、同Ａ／Ｄ変
換器のデジタル出力がＥＣＵ３に出力される様に構成さ
れている。

【００１９】開閉弁３１はオン、オフ弁であり、ＥＣＵ
３に切り換え駆動される。この開閉弁３１はオフ時に負
圧室２８を完全に大気解放し、オン時に負圧室２８の負
圧化を強める様に構成されている。即ち、第２切り換え
弁２７は開閉弁３１がオンで第２バイパス路２０２を全
閉して（図１の実線で示す位置）第１位置Ｑ１に保持さ
れ、リーンＮＯ_X触媒２２に排ガスを流入させることが
出来る。逆に開閉弁３１がオフで第２バイパス路２０２
を全開する第２位置Ｑ２に保持され、排ガスをリーンＮ
Ｏ_X触媒２２を迂回して三元触媒２３に直接供給でき
る。

【００２０】リーンＮＯ_X触媒２２はモノリス型の担持
体を有し、その全内壁面に触媒活性成分が付着される。
ここでの触媒活性成分は酸素過剰化（リーン空燃比）で
ＮＯ_Xを還元することが可能なもので、図３に示すよう
に、ＨＣ／ＣＯ比が所定値以上でＮＯ_X浄化率（η_NOX）
が高レベルとなる特性を示す。即ち、その時の排ガスの
空燃比がリーン雰囲気下にあり、しかも、活性温度にあ
ると、ＮＯ_Xを還元剤としてのＨＣで還元して無害化す
るように構成されている。後側の三元触媒２３は前段の
ウォームアップ触媒９と比較して十分に大きな容量に形
成され、そのモノリス型の担持体の全内壁面に前段のウ
ォームアップ触媒９と同様にストイキオ雰囲気下で酸化
還元処理可能な触媒活性成分が付着された周知の構成を
採る。このように後段触媒１０がリーンＮＯ_X触媒２２
とその下流の三元触媒２３で構成されることによって、
両触媒の排ガス浄化性能の向上を図っている。

【００２１】なお、図１の自動車の排ガス浄化装置の概
略を図２（ａ）に示したが、ここでは、エンジン１の燃
焼室１０１とウォームアップ触媒９の間の前排気通路長
さＬ１に対して、ウォームアップ触媒９と後段触媒１０
の間の後排気通路長さＬ２を大きく設定してあり、これ
によってウォームアップ触媒９の性能向上と、リーンＮ
Ｏ_X触媒２２の耐久性確保を図っている。ＥＣＵ３はマ
イクロコンピュータによってその要部が形成され、エン
ジンＥへの燃料供給制御、点火時期制御、スロットル弁
駆動制御等の周知の制御処理を行うと共に切り換え弁制
御を行う。このためＥＣＵ３には上述の弁開度センサ１
９の他に、排気路２に装着されると共に排ガスの空燃比
（Ａ／Ｆ）情報を全域に渡って出力するリニア空燃比セ
ンサ２４、リーンＮＯ_X触媒２２位置の排気温度情報を
出力する後段触媒温度センサ２５、エンジン本体１に取
付けられる水温センサ２６、エンジン回転センサ２７、
等が接続され、これらより各検出信号がそれぞれ取り込
まれている。

【００２２】ここでＥＣＵ３は、特に、弁制御手段とし
ての機能を備え、エンジンＥの運転情報に応じて第１、
第２切り換え弁１１，２７各のエアーアクチュエータ１
４，２６に所定開度相当の切り換え制御信号を出力す
る。以下に、図１の自動車の排ガス浄化装置の作動をＥ
ＣＵ３の制御プログラム（図６，７参照）、図３の待ち
時間算出マップ等に沿って説明する。ＥＣＵ３はエンジ
ンキーのオンに応じ周知のメインルーチンに入り、その
処理の途中で切り換え弁制御処理に達する。

【００２３】図６，図７に示すように切り換え弁制御処
理では、まず、各センサよりのデータを読み込み、所定
のエリアにストアする。そして、エンジン回転数Ｎｅが
機関停止判定値Ｎｅ１を下回るか否か判定し、下回ると
エンジン停止時と見做し、ステップａ４に進み、第１切
り換え弁１１を上流主路２０１を閉じる第１位置Ｐ１に
保持すべく、開閉弁１５への出力をデューティー比０％
に保持する。これにより開閉弁１５が閉じ、負圧室が大
気解放され、第１切り換え弁１１を第１位置Ｐ１に切り
換える。同時に第２切り換え弁２７を第１位置Ｑ１に保
持すべくオン出力を発っする。これにより開閉弁３１が
オンし、負圧室２８が負圧化され、第２切り換え弁２７
を第１位置Ｑ１に切り換える（図５中に符号ｅで停止時
状態を示した）。

【００２４】この後、ステップａ６では第１切り換え弁
１１が第１位置Ｐ１に、第２切り換え弁２７が第１位置
Ｑ１にそれぞれ達するのを待ち、弁開度センサ１９，３
７の出力より第１位置Ｐ１、第１位置Ｑ１に達するのを
検出すると、そのままリターンし、所定の経過時間Ｔ１
を経過しても第１位置Ｐ１及び第１位置Ｑ１に達しない
とステップａ７で故障表示の出力を発し、リターンす
る。

【００２５】他方、ステップａ２で機関停止でないとし
て、ステップａ３に進むと機関温度としての水温センサ
２６の出力を読み取り、同値が機関の暖機完了判定値Ｔ
２を上回っているか判定し、低い場合は、ステップａ９
に、高いとステップａ８に進む。暖機完了判定値Ｔ２よ
り低いとしてステップａ９では図３の待ち時間算出マッ
プより比較的長い待ち時間Ｈ１を読み取り、同待ち時間
Ｈ１の経過中はステップａ１１に進み、上流主路２０１
を開きバイパス路２０２を閉じる第２位置Ｐ２に切り換
え弁１１を切り換え処理し、待ち時間Ｈ１の経過によっ
てステップａ１０に進む。

【００２６】ステップａ１１の後のステップａ１２，ａ
１３では切り換え弁１１が第２位置Ｐ２に達するのを待
ち、弁開度センサ１９の出力より第２位置Ｐ２に達する
のを検出すると、ステップａ１４に進み、所定の経過時
間Ｔ１を経過しても第２位置Ｐ１に達しないとステップ
ａ６に進んで故障出力を発し、リターンする。機関温度
が暖機完了判定値Ｔ２を上回っているとしてステップａ
８に進むと、ここでは待ち時間算出マップより比較的短
い待ち時間Ｈ２を読み取り、同待ち時間Ｈ２の経過中は
ステップａ１１に進み、上流主路２０１を開きバイパス
路２０２を閉じる第２位置Ｐ２に切り換え弁１１を切り
換え、待ち時間Ｈ２の経過を判定すると、ステップａ１
０に進む。ここで、後段触媒温度センサ２５より後段触
媒の排ガス温度Ｔ３を取り込み、同値が後段触媒の活性
完了温度Ｔｒより低い間はステップａ１５に進み、上回
ると前述のステップａ１６に進む。

【００２７】ステップａ１５では後段触媒の排ガス温度
Ｔ３の微分値ΔＴ（＝ΔＴ_n-1−ΔＴ_n）を算出し、同微
分値ΔＴのレベルがウォームアップ触媒９が活性完了温
度Ｔｆに達したと見做せる温度勾配相当の判定値ΔＴα
を上回るか否か判定する。ここで、下回る間はステップ
ａ１１に進み、上流主路２０１を開く第２位置Ｐ２に第
１切り換え弁１１を保持し、ウォームアップ触媒９の温
度上昇を図り、上回るとステップａ１９に進み、第１切
り換え弁１１を中間開度Ｐ３（例えばストイキオ域での
時点ｔ１でこの状態に達した場合を図５中に符号ｎで示
した）に保持し、バイパス路２０２の加熱を開始する。

【００２８】なお、図１に示す自動車の排ガス浄化装置
では後段触媒温度センサ２５のみで第１切り換え弁１１
を切り換えていたが、これと逆に図示しない前段触媒温
度センサをウォームアップ触媒９中に装備して同センサ
の出力のみで切り換え弁１１を切り換えるような構成を
採ることも出来る。ステップａ１９の後のステップａ２
０，ａ２１では切り換え弁１１が中間開度Ｐ３に達する
のを待ち、弁開度センサ１９の出力より中間開Ｐ３に達
するのを検出すると、そのままリターンし、所定の経過
時間Ｔ１を経過しても中間開度Ｐ３に達しないとステッ
プａ７に進んで故障出力を発し、リターンする。

【００２９】ステップａ１０より後段触媒温度Ｔ３がそ
の活性完了温度Ｔｒを上回るとしてステップａ１６に達
っすると、図５中に二点鎖線ｍで示すように第１切り換
え弁１１を第１開度Ｐ１に切り換え、後のステップａ１
７，ａ１８では切り換え弁１１が第１開度Ｐ１に達する
のを待ち、弁開度センサ１９の出力より第１開度Ｐ１に
達するのを検出すると、ステップａ２２に進み、所定の
経過時間Ｔ１を経過しても第１開度Ｐ１に達しないとス
テップａ７に進んで故障出力を発し、リターンする。

【００３０】ステップａ２２に達すると、ここでは空燃
比情報をリニア空燃比センサ２４の出力に基づき取り込
み、同空燃比がリーン域か否か判定し、リーンではステ
ップａ２３に進み、そうでない、即ち、ストイキオ域或
いはリッチ域に切り替わった時点（例えば図５中の時点
ｔ２）で有ると、ステップａ２４に進み、第２切り換え
弁２７を第２バイパス路３２を開く第２位置Ｑ２に切り
換え保持し、ステップａ２５，２６に進む。ここでは第
２切り換え弁２７が第２位置Ｑ２に達するのを待ち、弁
開度センサ１９の出力より第２位置Ｑ２に達するのを検
出すると、そのままリターンし、所定の経過時間Ｔ１を
経過しても第２位置Ｑ２に達しないとステップａ７に進
み、ここで故障表示の出力を発し、リターンする。この
様にリーン運転以外の領域で第２切り換え弁２７を第２
位置Ｑ２に保持することによって、リーンＮＯ_X触媒２
２へのストイキオ域、リッチ域での排ガスが流入するこ
とを低減し、リーンＮＯ_X触媒２２の耐久性を向上させ
ることができる。

【００３１】他方、ステップａ２２よりリーン運転域と
してａ２３に達すると、ここでは後段触媒温度センサ２
５によりリーンＮＯ_X触媒２２位置の排気温度情報を取
り込み、この値が後段触媒の許容される一定値、即ち高
温側上限値Ｔ_MAXを上回るか否か判定し、上回るとステ
ップａ２４に進み、第２バイパス路３２を開いて（図５
中に二点鎖線ｂで示した）、リーンＮＯ_X触媒２２の高
温劣化を防止する。他方下回っているとステップａ１４
に進み、ステップａ１４では第２切り換え弁２７を第１
開度Ｑ１に切り換え、第２バイパス路３２を閉じで、リ
ーンＮＯ_X触媒２２にリーン雰囲気下の排ガスを供給す
る。このステップａ１４よりステップａ２７，２８に進
むと、ここでは第２切り換え弁２７が第１位置Ｑ１に達
するのを待ち、弁開度センサ１９の出力より第１位置Ｑ
１に達するのを検出すると、そのままリターンし、所定
の経過時間Ｔ１を経過しても第１位置Ｑ１に達しないと
ステップａ７に進み、ここで故障表示の出力を発し、リ
ターンする。

【００３２】このように、リーン運転域ではステップａ
１６で第１切り換え弁１１を第１位置Ｐ１に切り換えて
ウォームアップ触媒９にＨＣを消費されることを防ぎ、
第２バイパス路３２を閉じてＨＣを含む燃焼室１０１か
らの排ガスをそのままリーンＮＯ_X触媒２２に導くの
で、リーンＮＯ_X触媒２２が過度に加熱しないかぎり、
即ち高温側上限値Ｔ_MAXを上回らない限り、リーンＮＯ_X
触媒２２のリーン域でのＮＯ_X浄化効率の低下を避ける
ことが出来る。なお、図５には時点ｔ３で第１切り換え
弁１１を第１位置Ｐ１に第２切り換え弁２７を第１位置
Ｑ１のままに保持した状態を実線ａで示した。

【００３３】上述の様に、ここでは、機関停止時に第１
切り換え弁１１を第１位置Ｐ１に開き、第２切り換え弁
２７を第１位置Ｑ１に保持する。このため、ウォームア
ップ触媒９に排ガスを流さないので、たとえ、第１切り
換え弁１１が第１位置Ｐ１に長時間保持され続けたまま
となり、排気管の内壁に固着しても、この第１位置Ｐ１
では第１バイパス路２０２が開き、リーンＮＯ_X触媒２
２へのＨＣの供給は可能となる。このため、リーンＮＯ
_X触媒２２のＮＯ_X浄化率の低下が防止され、更に上流主
路２０１が閉じられウォームアップ触媒９の熱劣化も防
止され、市場出荷時におけるフェイルセーフ機能を保持
出来る。なお、図１の第２切り換え弁２７は開閉弁３１
のオン時に第１開度Ｑ１に切り換えられたが、これに代
えて、開閉弁３１のオフ時に第２切り換え弁２７を第１
開度Ｑ１に切り換える構成を取っても良く、この場合に
は、機関停止時に、第１バイパス路２０２を開き、第２
バイパス路３２を閉じるので、両弁が共に固着した場合
におけるフェイルセーフ機能をより強化出来る。

【００３４】図１，図２の自動車の排ガス浄化装置は上
流排気管５の二又分岐部７に第１切り換え弁１１を配備
し、第２バイパス路３２の中間部に第２切り換え弁２７
を配設していたが、これに代えて図２（ｂ）に示す様
に、下流側の合流部８に第１切り換え弁１１を配備し、
第２バイパス路３２の合流部３５ても良い。このような
構成でも図１の装置と同様な作用効果を得ることが出来
る。

【００３５】図１の自動車の排ガス浄化装置はその弁制
御手段としてのＥＣＵ３が後段触媒温度によって第１切
り換え弁１１を開閉制御しているが、特に、機関の暖機
時の間のみは始動後の経過時間に応じて開度を第１開度
Ｐ１，中間開度Ｐ３（第１位置と第２位置の間の開度で
上流主路２０１と第１バイパス路２０２に共に排ガスを
流入出来る開度）及び第２開度Ｐ２とに選択的に順次切
り換える構成を採っても良い。この場合、始動時の排ガ
ス浄化効率を早期に向上出来、暖機後は図１の装置と同
様の作用効果を得られる。更に第１切り換え弁１１を始
動後の経過時間及び後段触媒温度の両者を用いて開閉制
御する様にしても良い。更に、第２切り換え弁２７は空
燃比と後段触媒温度によって切り換えられていたが、空
燃比のみで切り換えても良く、後段触媒温度に代えて、
後段触媒付近の排ガス温度で切り換え制御する様にして
も良い。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明は第１バイパス
路或いは前段触媒の排ガス流量を第１切り換え弁が制御
し、第２バイパス路或いはリーンＮＯ_X触媒の排ガス流
量を第２切り換え弁が制御するので、内燃機関の運転情
報に応じて前段触媒及びリーンＮＯ_X触媒に流入された
排ガスを適確に浄化することが出来、特に、排気路上に
前段触媒とその後方に少なくとも一部にリーンＮＯ_X触
媒を有した後段触媒とを配備した場合における、リーン
ＮＯ_X触媒の浄化効率及び耐久性を十分に確保出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての自動車の排ガス浄化
装置の全体構成図である。

【図２】（ａ）は図１の排ガス浄化装置の概略配置図、
（ｂ）は本発明の他の実施例としての排ガス浄化装置の
概略配置図である。

【図３】図１の排ガス浄化装置のＥＣＵが用いる待ち時
間算出マップの特性線図である。

【図４】リーンＮＯ_X触媒の浄化特性線図である。

【図５】図１の排ガス浄化装置の各切り換え弁の作動説
明図である。

【図６】図１の排ガス浄化装置のＥＣＵが行う切り換え
弁制御ルーチンの前部フローチャートである。

【図７】図１の排ガス浄化装置のＥＣＵが行う切り換え
弁制御ルーチンの後部フローチャートである。

【符号の説明】

１エンジン本体２排気路３ＥＣＵ５上流排気管８合流部９ウォームアップ触媒１０後段触媒１１切り換え弁１４エアーアクチュエータ１５電磁弁２２リーンＮＯ_X触媒２３三元触媒２４空燃比センサ２６エアーアクチュエータ２７第２切り換え弁３１開閉弁３２第２バイパス路１０１燃焼室２０１上流主路２０２バイパス路Ｅエンジン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｂ 9150−3Ｇ 3/28 ３０１Ｆ 9150−3Ｇ (72)発明者古賀一雄東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の燃焼室に近接される前段触媒と
上記前段触媒の後方に配備されリーンＮＯ_X触媒を含む
後段触媒とを排気路上に備え、上記前段触媒が主に機関
運転開始初期の排ガス浄化を行う様に構成された自動車
の排ガス浄化装置において、上記排気路には上記前段触
媒のみを迂回して上記排気路に合流する第１バイパス路
と上記後段触媒中のリーンＮＯ_X触媒のみを迂回して上
記排気路に合流する第２バイパス路とを設け、上記第１
バイパス路或いは上記前段触媒へ流入する排ガスの流量
を上記内燃機関の運転情報に応じて制御する第１切り換
え弁を設け、上記第２バイパス路或いは上記リーンＮＯ
_X触媒へ流入する排ガスの流量を上記内燃機関の運転情
報に応じて制御する第２切り換え弁を設けたことを特徴
とする自動車の排ガス浄化装置。