JPH11247682A - 排ガス浄化装置 - Google Patents
排ガス浄化装置Info
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- JPH11247682A JPH11247682A JP10051043A JP5104398A JPH11247682A JP H11247682 A JPH11247682 A JP H11247682A JP 10051043 A JP10051043 A JP 10051043A JP 5104398 A JP5104398 A JP 5104398A JP H11247682 A JPH11247682 A JP H11247682A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】用いられている触媒の浄化性能を常に最大に発
揮できるように排ガス雰囲気を制御する。 【解決手段】触媒２と、排ガス温度を検出する温度セン
サ３と、排ガス中の酸化性成分と被酸化性成分との濃度
比Ｓを検出する空燃比センサ４と、触媒２の活性度合い
に応じた排ガス温度とＳとの関係を記憶する記憶装置63
と、エンジンに供給される燃料量を変化させる変更手段
５とを有し、現実の温度及びＳ値と記憶装置63に記憶さ
れた温度とＳとの関係を比較して変更手段５をフィード
バック制御する。排ガス温度とＳ値のそれぞれの値に対
応するある法則に従って触媒の活性が決定されることが
発見されたので、最も触媒の活性が高くなるように排ガ
ス雰囲気を制御すればよい。
揮できるように排ガス雰囲気を制御する。 【解決手段】触媒２と、排ガス温度を検出する温度セン
サ３と、排ガス中の酸化性成分と被酸化性成分との濃度
比Ｓを検出する空燃比センサ４と、触媒２の活性度合い
に応じた排ガス温度とＳとの関係を記憶する記憶装置63
と、エンジンに供給される燃料量を変化させる変更手段
５とを有し、現実の温度及びＳ値と記憶装置63に記憶さ
れた温度とＳとの関係を比較して変更手段５をフィード
バック制御する。排ガス温度とＳ値のそれぞれの値に対
応するある法則に従って触媒の活性が決定されることが
発見されたので、最も触媒の活性が高くなるように排ガ
ス雰囲気を制御すればよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、現実の排ガスの状
態に応じて触媒が最も高活性となるように排ガス条件を
変更できる排ガス浄化装置に関する。本発明の排ガス浄
化装置は、三元触媒、NOx 吸蔵還元触媒などをもつ排ガ
ス浄化装置に特に有用である。
態に応じて触媒が最も高活性となるように排ガス条件を
変更できる排ガス浄化装置に関する。本発明の排ガス浄
化装置は、三元触媒、NOx 吸蔵還元触媒などをもつ排ガ
ス浄化装置に特に有用である。
【０００２】
【従来の技術】従来より自動車の排ガス浄化装置とし
て、排ガス中のCO及びHCの酸化とNOx の還元とを同時に
行って浄化する三元触媒を用いた排ガス浄化装置が知ら
れている。この三元触媒システムでは、排ガス中に含ま
れるＯ2 、NOなどの酸化性成分と、CO、HC（炭化水素）
などの被酸化性成分の当量比が１の理論値近傍で最も高
い浄化性能を示す。しかし渋滞時における頻繁な発進・
停止の繰り返しの場合など、現実の排ガス組成は理論値
近傍から外れる場合が多い。そこで従来の三元触媒シス
テムでは、酸素センサを用いて排ガス中の酸素濃度を検
出し、その値に応じてエンジンに供給される燃料量を制
御している。
て、排ガス中のCO及びHCの酸化とNOx の還元とを同時に
行って浄化する三元触媒を用いた排ガス浄化装置が知ら
れている。この三元触媒システムでは、排ガス中に含ま
れるＯ2 、NOなどの酸化性成分と、CO、HC（炭化水素）
などの被酸化性成分の当量比が１の理論値近傍で最も高
い浄化性能を示す。しかし渋滞時における頻繁な発進・
停止の繰り返しの場合など、現実の排ガス組成は理論値
近傍から外れる場合が多い。そこで従来の三元触媒シス
テムでは、酸素センサを用いて排ガス中の酸素濃度を検
出し、その値に応じてエンジンに供給される燃料量を制
御している。
【０００３】一方、近年、地球環境保護の観点から、自
動車などの内燃機関から排出される排ガス中の二酸化炭
素（ CO2）が問題とされ、その解決策として酸素過剰雰
囲気において希薄燃焼させるいわゆるリーンバーンシス
テムが用いられている。しかしリーンバーンシステムで
は、排ガス雰囲気も酸化成分が多いリーン側となるため
還元反応が生じにくくなり、三元触媒を用いたのではNO
x の浄化が困難である。
動車などの内燃機関から排出される排ガス中の二酸化炭
素（ CO2）が問題とされ、その解決策として酸素過剰雰
囲気において希薄燃焼させるいわゆるリーンバーンシス
テムが用いられている。しかしリーンバーンシステムで
は、排ガス雰囲気も酸化成分が多いリーン側となるため
還元反応が生じにくくなり、三元触媒を用いたのではNO
x の浄化が困難である。
【０００４】そこで例えば特開平５-317625号公報など
に見られるように、貴金属とともにアルカリ土類金属な
どのNOx 吸蔵材を担持したNOx 吸蔵・還元触媒を用い、
さらにエンジンに供給される混合気の空燃比をリーン側
からパルス状にストイキ〜リッチ側となるように制御す
るNOx 吸蔵・還元システムが開発されている。このNO x
吸蔵・還元システムでは、空燃比がリーン側のときに排
ガス中のNOが酸化されてNOx 吸蔵材に吸蔵され、空燃比
がストイキ〜リッチ側となったときに吸蔵されていたNO
x が放出され触媒上でN2に還元される。したがってリー
ンバーンでありながらNOx を効率よく浄化することがで
きる。
に見られるように、貴金属とともにアルカリ土類金属な
どのNOx 吸蔵材を担持したNOx 吸蔵・還元触媒を用い、
さらにエンジンに供給される混合気の空燃比をリーン側
からパルス状にストイキ〜リッチ側となるように制御す
るNOx 吸蔵・還元システムが開発されている。このNO x
吸蔵・還元システムでは、空燃比がリーン側のときに排
ガス中のNOが酸化されてNOx 吸蔵材に吸蔵され、空燃比
がストイキ〜リッチ側となったときに吸蔵されていたNO
x が放出され触媒上でN2に還元される。したがってリー
ンバーンでありながらNOx を効率よく浄化することがで
きる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来の排ガス
浄化装置においては、用いられる触媒の浄化性能を最大
に発揮させているとは言い難く、高温時には高いNOx 浄
化能を示すものの、始動時などの低温時にはNOx 浄化性
能が不充分となるという不具合があった。またNOx 吸蔵
・還元触媒を用いた場合には、燃料中の硫黄に起因する
硫黄酸化物までNOx 吸蔵材に吸着されて硫酸塩が生成す
るが、このようになるとNOx 吸蔵能が消失してNOx 浄化
能が著しく低下してしまう。さらにこの硫酸塩は還元雰
囲気においても分解しにくいため、NOx 吸蔵材のNOx 吸
蔵能の復活も困難であった。
浄化装置においては、用いられる触媒の浄化性能を最大
に発揮させているとは言い難く、高温時には高いNOx 浄
化能を示すものの、始動時などの低温時にはNOx 浄化性
能が不充分となるという不具合があった。またNOx 吸蔵
・還元触媒を用いた場合には、燃料中の硫黄に起因する
硫黄酸化物までNOx 吸蔵材に吸着されて硫酸塩が生成す
るが、このようになるとNOx 吸蔵能が消失してNOx 浄化
能が著しく低下してしまう。さらにこの硫酸塩は還元雰
囲気においても分解しにくいため、NOx 吸蔵材のNOx 吸
蔵能の復活も困難であった。
【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、用いられている触媒の浄化性能を常に最大
に発揮できるように排ガス雰囲気を制御することを目的
とする。
ものであり、用いられている触媒の浄化性能を常に最大
に発揮できるように排ガス雰囲気を制御することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の排ガス浄化装置の特徴は、内燃機関の排ガス通路に
配置された排ガス浄化用触媒と、内燃機関の排ガス温度
に関連した温度関連物理量を検出する温度測定手段と、
内燃機関の排ガス中の酸化性成分と被酸化性成分との濃
度比に関連した濃度関連物理量を検出する濃度測定手段
と、触媒の活性度合いに応じた温度関連物理量と濃度関
連物理量との関係を記憶する記憶装置と、内燃機関に供
給される混合気の空燃比及び排ガス温度の少なくとも一
方を変化させる変更手段と、現実の温度関連物理量及び
濃度関連物理量の値と記憶装置に記憶された温度関連物
理量と濃度関連物理量との関係を比較して変更手段をフ
ィードバック制御する制御装置と、よりなることにあ
る。
明の排ガス浄化装置の特徴は、内燃機関の排ガス通路に
配置された排ガス浄化用触媒と、内燃機関の排ガス温度
に関連した温度関連物理量を検出する温度測定手段と、
内燃機関の排ガス中の酸化性成分と被酸化性成分との濃
度比に関連した濃度関連物理量を検出する濃度測定手段
と、触媒の活性度合いに応じた温度関連物理量と濃度関
連物理量との関係を記憶する記憶装置と、内燃機関に供
給される混合気の空燃比及び排ガス温度の少なくとも一
方を変化させる変更手段と、現実の温度関連物理量及び
濃度関連物理量の値と記憶装置に記憶された温度関連物
理量と濃度関連物理量との関係を比較して変更手段をフ
ィードバック制御する制御装置と、よりなることにあ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明者らは、排ガス温度と、排
ガス中の酸化性成分と被酸化性成分との濃度比とが触媒
の活性に大きく影響することを見出した。そして排ガス
温度とこの濃度比のそれぞれの値に対応するある法則に
従って触媒の活性が決定されることを見出し、本発明を
完成したものである。
ガス中の酸化性成分と被酸化性成分との濃度比とが触媒
の活性に大きく影響することを見出した。そして排ガス
温度とこの濃度比のそれぞれの値に対応するある法則に
従って触媒の活性が決定されることを見出し、本発明を
完成したものである。
【０００９】すなわち本発明の排ガス浄化装置では、温
度測定手段が現実の排ガス温度に関連した温度関連物理
量を検出し、濃度測定手段が現実の排ガス中の酸化性成
分と被酸化性成分との濃度比に関連した濃度関連物理量
を検出する。記憶装置には、触媒の活性度合いに応じた
温度関連物理量と濃度関連物理量との関係が予め記憶さ
れている。
度測定手段が現実の排ガス温度に関連した温度関連物理
量を検出し、濃度測定手段が現実の排ガス中の酸化性成
分と被酸化性成分との濃度比に関連した濃度関連物理量
を検出する。記憶装置には、触媒の活性度合いに応じた
温度関連物理量と濃度関連物理量との関係が予め記憶さ
れている。
【００１０】そして制御装置では、現実の温度関連物理
量及び濃度関連物理量の値と、記憶装置に記憶された温
度関連物理量と濃度関連物理量との関係とが比較され、
それに応じて変更手段が内燃機関に供給される混合気の
空燃比及び排ガス温度の少なくとも一方をフィードバッ
ク制御する。したがって触媒の活性が常に最大となるよ
うに排ガスの温度関連物理量と濃度関連物理量の少なく
とも一方を制御することができるので、常に高い浄化性
能が確保される。ここで触媒の活性度合いを示す指標と
しては、NOx 浄化率、NOx 浄化量、NOx 浄化速度などが
挙げられる。
量及び濃度関連物理量の値と、記憶装置に記憶された温
度関連物理量と濃度関連物理量との関係とが比較され、
それに応じて変更手段が内燃機関に供給される混合気の
空燃比及び排ガス温度の少なくとも一方をフィードバッ
ク制御する。したがって触媒の活性が常に最大となるよ
うに排ガスの温度関連物理量と濃度関連物理量の少なく
とも一方を制御することができるので、常に高い浄化性
能が確保される。ここで触媒の活性度合いを示す指標と
しては、NOx 浄化率、NOx 浄化量、NOx 浄化速度などが
挙げられる。
【００１１】内燃機関としては、通常のガソリンエンジ
ン、リーンバーンエンジン、ディーゼルエンジンなどが
例示される。また排ガス浄化用触媒としては、三元触
媒、NO x 吸蔵・還元触媒などを用いることができる。温
度関連物理量としては、排ガス温度を直接的又は間接的
に特定できるものであればよく、排ガス温度そのもの、
触媒床温度、冷却水温、エンジン回転数、エンジン吸入
空気量などが利用できる。また温度測定手段としては、
この温度関連物理量を検出できればよく、温度センサ、
回転数センサ、空気量センサなどを利用できる。
ン、リーンバーンエンジン、ディーゼルエンジンなどが
例示される。また排ガス浄化用触媒としては、三元触
媒、NO x 吸蔵・還元触媒などを用いることができる。温
度関連物理量としては、排ガス温度を直接的又は間接的
に特定できるものであればよく、排ガス温度そのもの、
触媒床温度、冷却水温、エンジン回転数、エンジン吸入
空気量などが利用できる。また温度測定手段としては、
この温度関連物理量を検出できればよく、温度センサ、
回転数センサ、空気量センサなどを利用できる。
【００１２】なお排ガス温度の測定位置としては、内燃
機関の排気口部、触媒入り口部、触媒出口部などが例示
されるが、触媒入り口における排ガス温度を測定するの
が最も高い精度が得られ好ましい。また濃度関連物理量
としては、排ガス中の酸化性成分と被酸化性成分との濃
度比を直接的又は間接的に特定できるものであればよ
く、排ガス中の酸化性成分の濃度、排ガス中の被酸化性
成分の濃度、排ガス中の酸素濃度、エンジンへの燃料供
給量、エンジン吸入空気量などが利用できる。また濃度
測定手段としては、この濃度関連物理量を検出できれば
よく、酸素センサ、NOx センサ、空燃比センサなどを利
用できる。
機関の排気口部、触媒入り口部、触媒出口部などが例示
されるが、触媒入り口における排ガス温度を測定するの
が最も高い精度が得られ好ましい。また濃度関連物理量
としては、排ガス中の酸化性成分と被酸化性成分との濃
度比を直接的又は間接的に特定できるものであればよ
く、排ガス中の酸化性成分の濃度、排ガス中の被酸化性
成分の濃度、排ガス中の酸素濃度、エンジンへの燃料供
給量、エンジン吸入空気量などが利用できる。また濃度
測定手段としては、この濃度関連物理量を検出できれば
よく、酸素センサ、NOx センサ、空燃比センサなどを利
用できる。
【００１３】記憶装置については、触媒の活性度合いに
応じた温度関連物理量と濃度関連物理量との関係を記憶
し、必要に応じて取り出すことができればよく、制御装
置のメモリ（ＲＡＭ）又はＲＯＭに記憶させておいても
よいし、ハードディスク、フロッピーディスクなどの記
憶媒体に記憶させておいてもよい。その記憶形態は特に
制限されず、テーブル、数式など種々の形態で記憶させ
ることができる。
応じた温度関連物理量と濃度関連物理量との関係を記憶
し、必要に応じて取り出すことができればよく、制御装
置のメモリ（ＲＡＭ）又はＲＯＭに記憶させておいても
よいし、ハードディスク、フロッピーディスクなどの記
憶媒体に記憶させておいてもよい。その記憶形態は特に
制限されず、テーブル、数式など種々の形態で記憶させ
ることができる。
【００１４】変更手段は、内燃機関に供給される混合気
の空燃比及び排ガス温度の少なくとも一方を変化させる
ものであり、燃料供給装置、空気供給装置、排ガス再循
環装置（ EGR）ヒータなどが利用できる。空燃比及び排
ガス温度の一方のみを変化させてもよいし、両方を変化
させることもできる。
の空燃比及び排ガス温度の少なくとも一方を変化させる
ものであり、燃料供給装置、空気供給装置、排ガス再循
環装置（ EGR）ヒータなどが利用できる。空燃比及び排
ガス温度の一方のみを変化させてもよいし、両方を変化
させることもできる。
【００１５】
【実施例】以下、試験例及び実施例により本発明を具体
的に説明する。 （試験例）α−アルミナ担体に白金（Pt）を２ g/L担持
した三元触媒を用い、表１に示す組成のモデルガスを空
間速度（SV）50000/hrの条件で流してNOx 浄化率を測定
した。測定に際して、酸素（O2）濃度を 0.1〜10％の範
囲で複数水準選択し、かつ入りガス温度を 250〜 500℃
の範囲で６水準選択して、それぞれNOx 浄化率を測定し
た。
的に説明する。 （試験例）α−アルミナ担体に白金（Pt）を２ g/L担持
した三元触媒を用い、表１に示す組成のモデルガスを空
間速度（SV）50000/hrの条件で流してNOx 浄化率を測定
した。測定に際して、酸素（O2）濃度を 0.1〜10％の範
囲で複数水準選択し、かつ入りガス温度を 250〜 500℃
の範囲で６水準選択して、それぞれNOx 浄化率を測定し
た。
【００１６】
【表１】 結果を図１及び図２に示す。なおＳは、次式に示すよう
に、酸素濃度を変化させたときのモデルガスの酸化性成
分と被酸化性成分の組成比を示している。
に、酸素濃度を変化させたときのモデルガスの酸化性成
分と被酸化性成分の組成比を示している。
【００１７】Ｓ＝（２ O2 ＋ NO ）／（ CO ＋３ HC ） 図１及び図２より、Ｓが１近傍の理論値（ストイキ）近
傍では、入りガス温度が 400℃以上でNOx 浄化率が高
く、Ｓが大きくなって酸化性成分が被酸化性成分より多
くなるとNOx を効率よく浄化できる温度が低下し、Ｓと
入りガス温度の値に応じてNOx 浄化率の極大値をもつこ
とがわかる。
傍では、入りガス温度が 400℃以上でNOx 浄化率が高
く、Ｓが大きくなって酸化性成分が被酸化性成分より多
くなるとNOx を効率よく浄化できる温度が低下し、Ｓと
入りガス温度の値に応じてNOx 浄化率の極大値をもつこ
とがわかる。
【００１８】換言すれば、それぞれの場合において最も
効果的にNOx が浄化されるようにするには、入りガス温
度が 400℃以上であればＳを１近傍とし、入りガス温度
が 400℃以下では入りガス温度が低くなるにつれてＳを
大きくすればよいことがわかる。このような結果が得ら
れた理由を推察すると、入りガス温度が 400℃以上の高
温領域ではPt上における吸着・解離・再結合・脱離反応
が速く進行し、かつ酸化・還元反応も速く進行するた
め、酸化性成分と被酸化性成分が化学的に等量存在する
Ｓ＝１近傍でNOx 浄化率が最も高くなり、Ｓ＞１で酸化
性成分が被酸化性成分より過剰に存在する場合には、被
酸化性成分が不足するためNOx 浄化率は当然低くなる。
効果的にNOx が浄化されるようにするには、入りガス温
度が 400℃以上であればＳを１近傍とし、入りガス温度
が 400℃以下では入りガス温度が低くなるにつれてＳを
大きくすればよいことがわかる。このような結果が得ら
れた理由を推察すると、入りガス温度が 400℃以上の高
温領域ではPt上における吸着・解離・再結合・脱離反応
が速く進行し、かつ酸化・還元反応も速く進行するた
め、酸化性成分と被酸化性成分が化学的に等量存在する
Ｓ＝１近傍でNOx 浄化率が最も高くなり、Ｓ＞１で酸化
性成分が被酸化性成分より過剰に存在する場合には、被
酸化性成分が不足するためNOx 浄化率は当然低くなる。
【００１９】一方、CO、HCなどの被酸化成分はPt上に強
く吸着し、酸化・還元反応を阻害すると考えられてい
る。また触媒における酸化・還元反応速度は、触媒表面
雰囲気に存在する酸化性成分と被酸化性成分とが化学的
に等量の場合に最も大きくなる。ここで入りガス温度が
400℃以下の低温領域では、酸化・還元反応速度が急激
に低下するため、Pt上における吸着・解離・再結合・脱
離反応が反応全体を支配するようになる。Ｓ＜１で被酸
化性成分の量が酸化性成分より多い場合（ストイキ〜リ
ッチ）には、図３に示すようにPtには過剰に存在する被
酸化性成分が吸着する。しかも被酸化性成分による酸化
・還元反応阻害の程度は温度が低いほど著しいため、触
媒表面雰囲気が相対的にＳ＝１近傍となっても酸化・還
元反応が阻害される。
く吸着し、酸化・還元反応を阻害すると考えられてい
る。また触媒における酸化・還元反応速度は、触媒表面
雰囲気に存在する酸化性成分と被酸化性成分とが化学的
に等量の場合に最も大きくなる。ここで入りガス温度が
400℃以下の低温領域では、酸化・還元反応速度が急激
に低下するため、Pt上における吸着・解離・再結合・脱
離反応が反応全体を支配するようになる。Ｓ＜１で被酸
化性成分の量が酸化性成分より多い場合（ストイキ〜リ
ッチ）には、図３に示すようにPtには過剰に存在する被
酸化性成分が吸着する。しかも被酸化性成分による酸化
・還元反応阻害の程度は温度が低いほど著しいため、触
媒表面雰囲気が相対的にＳ＝１近傍となっても酸化・還
元反応が阻害される。
【００２０】一方Ｓ＞１で酸化性成分の量が被酸化性成
分と比べて多い場合（リーン）には、図４に示すように
Ptには過剰に存在する酸化性成分が吸着しやすくなり、
その分雰囲気中の被酸化性成分量が相対的に増加するた
め、モデルガスの組成比Ｓが１を超えても触媒表面雰囲
気ではＳ＝１近傍となる適当な条件が存在する。またPt
には酸化成分ばかりでなく被酸化性成分も吸着されるた
め、被酸化性成分による酸化・還元反応阻害が生じ、し
かも被酸化性成分による酸化・還元反応阻害の程度は温
度が低いほど著しい。したがって入りガス温度が低くな
るほどＳを大きくすれば、被酸化性成分の吸着が少なく
なり反応阻害を抑制することができる。
分と比べて多い場合（リーン）には、図４に示すように
Ptには過剰に存在する酸化性成分が吸着しやすくなり、
その分雰囲気中の被酸化性成分量が相対的に増加するた
め、モデルガスの組成比Ｓが１を超えても触媒表面雰囲
気ではＳ＝１近傍となる適当な条件が存在する。またPt
には酸化成分ばかりでなく被酸化性成分も吸着されるた
め、被酸化性成分による酸化・還元反応阻害が生じ、し
かも被酸化性成分による酸化・還元反応阻害の程度は温
度が低いほど著しい。したがって入りガス温度が低くな
るほどＳを大きくすれば、被酸化性成分の吸着が少なく
なり反応阻害を抑制することができる。
【００２１】以上の理由により、触媒の活性度合いに対
応した入りガス温度とＳ値との関係が存在することが明
らかである。 （実施例１）図５に本実施例の排ガス浄化装置の構成を
示す。この排ガス浄化装置は、エンジン１の排ガス通路
に配置された触媒２と、触媒２の入りガス側に配置され
た温度センサ３と、触媒２の入りガス側に配置された空
燃比センサ４と、エンジン１への燃料供給量を可変する
バルブ５と、温度センサ３及び空燃比センサ４の信号が
入力されその値に応じてバルブ５を可変する制御装置６
とから構成されている。
応した入りガス温度とＳ値との関係が存在することが明
らかである。 （実施例１）図５に本実施例の排ガス浄化装置の構成を
示す。この排ガス浄化装置は、エンジン１の排ガス通路
に配置された触媒２と、触媒２の入りガス側に配置され
た温度センサ３と、触媒２の入りガス側に配置された空
燃比センサ４と、エンジン１への燃料供給量を可変する
バルブ５と、温度センサ３及び空燃比センサ４の信号が
入力されその値に応じてバルブ５を可変する制御装置６
とから構成されている。
【００２２】制御装置６は電子制御ユニットであり、温
度センサ３のアナログ信号をデジタル信号に変換するA/
D 変換器60と、空燃比センサ４のアナログ信号をデジタ
ル信号に変換するA/D 変換器61と、A/D 変換器60及びA/
D 変換器61の信号を受けてＣＰＵ64へ出力する入力ポー
ト62と、ＲＯＭ63と、ＣＰＵ64と、バルブ５を駆動する
信号を出力する駆動回路65と、ＣＰＵ64の信号を受けて
駆動回路65へ出力する出力ポート66とからなる。
度センサ３のアナログ信号をデジタル信号に変換するA/
D 変換器60と、空燃比センサ４のアナログ信号をデジタ
ル信号に変換するA/D 変換器61と、A/D 変換器60及びA/
D 変換器61の信号を受けてＣＰＵ64へ出力する入力ポー
ト62と、ＲＯＭ63と、ＣＰＵ64と、バルブ５を駆動する
信号を出力する駆動回路65と、ＣＰＵ64の信号を受けて
駆動回路65へ出力する出力ポート66とからなる。
【００２３】ＲＯＭ63には、図２のグラフより得られNO
x 浄化率が最大となる温度（ｔ）とＳ値｛f(t)｝との関
係式が記憶されている。以下、図６に示すフローチャー
トに従って制御装置６の処理内容を説明する。先ずステ
ップ 100で温度センサ３から現実の触媒入りガス温度
（t1）がA/D 変換器60及び入力ポート62を介してＣＰＵ
64に入力され、次いでステップ 101で空燃比センサ４か
ら現実の排ガスの組成比（Ｓ1 ）がA/D 変換器61及び入
力ポート62を介してＣＰＵ64に入力される。そしてステ
ップ 102では、ＣＰＵ64がＲＯＭ63に記憶された関係式
を読みにゆき、ＲＯＭ63に記憶された関係式f(t)の変数
（ｔ）に現実の触媒入りガス温度（t1）が代入されて、
その条件で最もNOx 浄化率が最大となるＳ値の最適値
｛f(t1)｝が算出される。
x 浄化率が最大となる温度（ｔ）とＳ値｛f(t)｝との関
係式が記憶されている。以下、図６に示すフローチャー
トに従って制御装置６の処理内容を説明する。先ずステ
ップ 100で温度センサ３から現実の触媒入りガス温度
（t1）がA/D 変換器60及び入力ポート62を介してＣＰＵ
64に入力され、次いでステップ 101で空燃比センサ４か
ら現実の排ガスの組成比（Ｓ1 ）がA/D 変換器61及び入
力ポート62を介してＣＰＵ64に入力される。そしてステ
ップ 102では、ＣＰＵ64がＲＯＭ63に記憶された関係式
を読みにゆき、ＲＯＭ63に記憶された関係式f(t)の変数
（ｔ）に現実の触媒入りガス温度（t1）が代入されて、
その条件で最もNOx 浄化率が最大となるＳ値の最適値
｛f(t1)｝が算出される。
【００２４】そしてステップ 103では現実の組成比（Ｓ
1 ）と最適値｛f(t1)｝とが比較され、予め決められた
許容幅をａとして、Ｓ1 が式 f(t1)-a＜S1＜f(t1)+aを
満足している場合には何もせずステップ 100へ戻る。し
かしＳ1 が式 f(t1)-a＜S1＜f(t1)+aを満足していない
場合には、ステップ 104でＣＰＵ64は出力ポート66を介
して駆動回路65を制御し、バルブ５を駆動してエンジン
１への燃料供給量を制御する。
1 ）と最適値｛f(t1)｝とが比較され、予め決められた
許容幅をａとして、Ｓ1 が式 f(t1)-a＜S1＜f(t1)+aを
満足している場合には何もせずステップ 100へ戻る。し
かしＳ1 が式 f(t1)-a＜S1＜f(t1)+aを満足していない
場合には、ステップ 104でＣＰＵ64は出力ポート66を介
して駆動回路65を制御し、バルブ５を駆動してエンジン
１への燃料供給量を制御する。
【００２５】すなわち上記フィードバック制御を行うこ
とにより、排ガスの組成比Ｓがそのときの排ガス温度に
応じた最適値となるように制御されるので、その条件に
おいて最大のNOx 浄化率となるように制御することがで
きる。なお、本実施例では組成比Ｓの変更手段としてエ
ンジンへの燃料供給量を制御したが、エンジンの吸気量
を制御してもよいし、排ガス再循環率（ EGR率）をアッ
プさせてもよいし、排ガス中に炭化水素などの還元剤を
供給するシステムであれば還元剤の供給量を制御しても
よい。
とにより、排ガスの組成比Ｓがそのときの排ガス温度に
応じた最適値となるように制御されるので、その条件に
おいて最大のNOx 浄化率となるように制御することがで
きる。なお、本実施例では組成比Ｓの変更手段としてエ
ンジンへの燃料供給量を制御したが、エンジンの吸気量
を制御してもよいし、排ガス再循環率（ EGR率）をアッ
プさせてもよいし、排ガス中に炭化水素などの還元剤を
供給するシステムであれば還元剤の供給量を制御しても
よい。
【００２６】（実施例２）図７に本実施例の排ガス浄化
装置の構成を示す。この排ガス浄化装置は、バルブ５を
もたず触媒加熱ヒータ７をもち、駆動回路65が触媒加熱
ヒータ７の加熱温度を制御するように構成されたこと以
外は実施例１と同様の構成である。またＲＯＭ63には、
図２のグラフより得られNOx 浄化率が最大となるＳ値と
温度｛f(S)｝との関係式が記憶されている。
装置の構成を示す。この排ガス浄化装置は、バルブ５を
もたず触媒加熱ヒータ７をもち、駆動回路65が触媒加熱
ヒータ７の加熱温度を制御するように構成されたこと以
外は実施例１と同様の構成である。またＲＯＭ63には、
図２のグラフより得られNOx 浄化率が最大となるＳ値と
温度｛f(S)｝との関係式が記憶されている。
【００２７】以下、図８に示すフローチャートに従って
制御装置６の処理内容を説明する。先ずステップ 200で
温度センサ３から現実の触媒入りガス温度（t1）がA/D
変換器60及び入力ポート62を介してＣＰＵ64に入力さ
れ、次いでステップ 201で空燃比センサ４から現実の排
ガスの組成比（Ｓ1 ）がA/D 変換器61及び入力ポート62
を介してＣＰＵ64に入力される。そしてステップ 202で
は、ＣＰＵ64がＲＯＭ63に記憶された関係式を読みにゆ
き、ＲＯＭ63に記憶された関係式f(S)の変数（S）に現
実の組成比（Ｓ1）が代入されて、その条件で最もNOx
浄化率が最大となる触媒入りガス温度の最適値｛ f
(S1)｝が算出される。
制御装置６の処理内容を説明する。先ずステップ 200で
温度センサ３から現実の触媒入りガス温度（t1）がA/D
変換器60及び入力ポート62を介してＣＰＵ64に入力さ
れ、次いでステップ 201で空燃比センサ４から現実の排
ガスの組成比（Ｓ1 ）がA/D 変換器61及び入力ポート62
を介してＣＰＵ64に入力される。そしてステップ 202で
は、ＣＰＵ64がＲＯＭ63に記憶された関係式を読みにゆ
き、ＲＯＭ63に記憶された関係式f(S)の変数（S）に現
実の組成比（Ｓ1）が代入されて、その条件で最もNOx
浄化率が最大となる触媒入りガス温度の最適値｛ f
(S1)｝が算出される。
【００２８】そしてステップ 203では現実の触媒入りガ
ス温度（t1）と最適値｛f(S1)｝とが比較され、予め決
められた許容幅をｂとして、t1が式 f(S1)-b＜t1＜f
(S1)+bを満足している場合には何もせずステップ 200へ
戻る。しかしt1が式 f(S1)-b＜t1＜f(S1)+bを満足して
いない場合には、ステップ 204でＣＰＵ64は出力ポート
66を介して駆動回路65を制御し、触媒加熱ヒータ７を制
御して触媒入りガス温度が最適値となるように制御す
る。
ス温度（t1）と最適値｛f(S1)｝とが比較され、予め決
められた許容幅をｂとして、t1が式 f(S1)-b＜t1＜f
(S1)+bを満足している場合には何もせずステップ 200へ
戻る。しかしt1が式 f(S1)-b＜t1＜f(S1)+bを満足して
いない場合には、ステップ 204でＣＰＵ64は出力ポート
66を介して駆動回路65を制御し、触媒加熱ヒータ７を制
御して触媒入りガス温度が最適値となるように制御す
る。
【００２９】すなわち上記フィードバック制御を行うこ
とにより、触媒入りガス温度（t ）がそのときの排ガス
組成に応じた最適値となるように制御されるので、その
条件において最大のNOx 浄化率となるように制御するこ
とができる。なお上記二つの実施例では空燃比センサ４
を用いたが、空燃比センサ４に代えて酸素センサなどを
用いることも可能である。
とにより、触媒入りガス温度（t ）がそのときの排ガス
組成に応じた最適値となるように制御されるので、その
条件において最大のNOx 浄化率となるように制御するこ
とができる。なお上記二つの実施例では空燃比センサ４
を用いたが、空燃比センサ４に代えて酸素センサなどを
用いることも可能である。
【００３０】
【発明の効果】すなわち本発明の排ガス浄化装置によれ
ば、現実の排ガス条件に応じて最大のNOx 浄化率が得ら
れるように排ガスの温度及び混合気の空燃比の少なくと
も一方が制御されるので、用いられている触媒の浄化性
能を常に最大に発揮することができ、低温から高温まで
高いNOx 浄化率が確保できる。
ば、現実の排ガス条件に応じて最大のNOx 浄化率が得ら
れるように排ガスの温度及び混合気の空燃比の少なくと
も一方が制御されるので、用いられている触媒の浄化性
能を常に最大に発揮することができ、低温から高温まで
高いNOx 浄化率が確保できる。
【００３１】例えばリーンバーンシステムに本発明を適
用した場合には、NOx 吸蔵・還元触媒を用いず三元触媒
を用いて高いNOx 浄化能を確保できるため、硫黄酸化物
の存在によりNOx 浄化能が低下するような不具合が回避
される。
用した場合には、NOx 吸蔵・還元触媒を用いず三元触媒
を用いて高いNOx 浄化能を確保できるため、硫黄酸化物
の存在によりNOx 浄化能が低下するような不具合が回避
される。
【図１】試験例で測定された温度、排ガス組成比Ｓ及び
NOx 浄化率の関係を示す三次元グラフである。
NOx 浄化率の関係を示す三次元グラフである。
【図２】試験例で測定された温度、排ガス組成比Ｓ及び
NOx 浄化率の関係を示し、NOx 浄化率の等高線分布を示
すグラフである。
NOx 浄化率の関係を示し、NOx 浄化率の等高線分布を示
すグラフである。
【図３】ストイキ〜リッチ雰囲気における白金の吸着作
用を示す説明図である。
用を示す説明図である。
【図４】リーン雰囲気における白金の吸着作用を示す説
明図である。
明図である。
【図５】本発明の一実施例の排ガス浄化装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図６】本発明の一実施例の排ガス浄化装置における制
御装置の処理を説明するフローチャート図である。
御装置の処理を説明するフローチャート図である。
【図７】本発明の第２の実施例の排ガス浄化装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施例の排ガス浄化装置におけ
る制御装置の処理を説明するフローチャート図である。
る制御装置の処理を説明するフローチャート図である。
１：エンジン ２：触媒 ３：温
度センサ ４：空燃比センサ ５：バルブ ６：制
御装置 ７：触媒加熱ヒータ
度センサ ４：空燃比センサ ５：バルブ ６：制
御装置 ７：触媒加熱ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６０Ｃ ３６０ ３６８Ｇ ３６８ ３６８Ｚ ３７６Ｃ ３７６ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＢ
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排ガス通路に配置された排ガ
ス浄化用触媒と、 前記内燃機関の排ガス温度に関連した温度関連物理量を
検出する温度測定手段と、 前記内燃機関の排ガス中の酸化性成分と被酸化性成分と
の濃度比に関連した濃度関連物理量を検出する濃度測定
手段と、 前記触媒の活性度合いに応じた前記温度関連物理量と前
記濃度関連物理量との関係を記憶する記憶装置と、 前記内燃機関に供給される混合気の空燃比及び排ガス温
度の少なくとも一方を変化させる変更手段と、 現実の前記温度関連物理量及び前記濃度関連物理量の値
と前記記憶装置に記憶された前記温度関連物理量と前記
濃度関連物理量との関係を比較して前記変更手段をフィ
ードバック制御する制御装置と、よりなることを特徴と
する排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10051043A JPH11247682A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10051043A JPH11247682A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11247682A true JPH11247682A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=12875785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10051043A Pending JPH11247682A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11247682A (ja) |
-
1998
- 1998-03-03 JP JP10051043A patent/JPH11247682A/ja active Pending
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