Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP2623926B2 - Catalytic converter device for internal combustion engine - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP2623926B2 - Catalytic converter device for internal combustion engine - Google Patents

Catalytic converter device for internal combustion engine

Info

Publication number
JP2623926B2
JP2623926B2 JP2176272A JP17627290A JP2623926B2 JP 2623926 B2 JP2623926 B2 JP 2623926B2 JP 2176272 A JP2176272 A JP 2176272A JP 17627290 A JP17627290 A JP 17627290A JP 2623926 B2 JP2623926 B2 JP 2623926B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
air
fuel ratio
exhaust
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2176272A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0466716A (en
Inventor
公良 西沢
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2176272A priority Critical patent/JP2623926B2/en
Publication of JPH0466716A publication Critical patent/JPH0466716A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2623926B2 publication Critical patent/JP2623926B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の触媒コンバータ装置に関し、特
に空燃比センサを排気浄化触媒の上流側及び下流側に備
え、これら2つの空燃比センサの検出値に基づいて空燃
比を高精度にフィードバック制御する装置に用いられる
内燃機関の触媒コンバータ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a catalytic converter device for an internal combustion engine, and more particularly, to an air-fuel ratio sensor provided upstream and downstream of an exhaust purification catalyst. The present invention relates to a catalytic converter device for an internal combustion engine used in a device for performing feedback control of an air-fuel ratio with high accuracy based on a detected value.

〈従来の技術〉 従来の一般的な内燃機関の空燃比制御装置としては例
えば特開昭60−240840号公報に示されるようなものがあ
る。
<Prior Art> A conventional general air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine is disclosed, for example, in JP-A-60-240840.

このものの概要を説明すると、機関の吸入空気流量Q
及び回転数Nを検出してシリンダに吸入される空気量に
対応する基本燃料供給量TP(=K・Q/N;Kは定数)を演
算し、この基本燃料供給量TPを機関温度等により補正し
たものを排気中酸素濃度の検出によって混合気の空燃比
を検出する空燃比センサ(酸素センサ)からの信号によ
って設定される空燃比フィードバック補正係数(空燃比
補正量)を用いてフィードバック補正を施し、バッテリ
電圧による補正等をも行って最終的に燃料供給量T1を設
定する。
To explain the outline of this, the intake air flow rate Q of the engine
And detects the rotational speed N corresponding to the quantity of air sucked into the cylinder basic fuel supply quantity T P (= K · Q / N; K is a constant) is calculated, and the engine temperature the basic fuel supply quantity T P Feedback using the air-fuel ratio feedback correction coefficient (air-fuel ratio correction amount) set by a signal from an air-fuel ratio sensor (oxygen sensor) that detects the air-fuel ratio of the air-fuel mixture by detecting the oxygen concentration in the exhaust gas by correcting the air-fuel ratio in the exhaust gas subjected to correction, finally setting the fuel supply quantity T 1 also been corrected due battery voltage.

そして、このようにして設定された燃料供給量T1に相
当するパルス巾の駆動パルス信号を所定タイミングで燃
料噴射弁に出力することにより、機関に所定量の燃料を
噴射供給するようにしている。
Then, by outputting a driving pulse signal having a pulse width corresponding to the fuel supply amount T 1 that is set in this manner to the fuel injection valve at a predetermined timing, so that injects supply a predetermined amount of fuel to the engine .

上記空燃比センサからの信号に基づく空燃比フィード
バック補正は空燃比を目標空燃比(理論空燃比)付近に
制御するように行われる。これは、排気系に介装され、
排気中のCO,HC(炭化水素)を酸化すると共にNOXを還元
して浄化する排気浄化触媒(三元触媒)の転化効率(浄
化効率)が理論空燃比燃焼時の排気状態で有効に機能す
るように設定されているからである。
The air-fuel ratio feedback correction based on the signal from the air-fuel ratio sensor is performed so as to control the air-fuel ratio near the target air-fuel ratio (the stoichiometric air-fuel ratio). This is interposed in the exhaust system,
CO in the exhaust, HC function effectively conversion efficiency of the exhaust gas purifying catalyst for purifying by reducing NO X with oxidizes (hydrocarbon) (three-way catalyst) (purifying efficiency) in the exhaust state during stoichiometric combustion This is because it is set to do so.

前記、空燃比センサの発生起電力(出力電圧)は理論
空燃比近傍で急変する特性を有しており、この出力電圧
V0と理論空燃比相当の基準電圧(スライスレベル)SLと
を比較して混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチ
かリーンかを判定する。そして、例えば空燃比がリーン
(リッチ)の場合には、前記基本燃料供給量TPに乗じる
フイードバック補正係数αをリーン(リッチ)に転じた
初回に大きな比例定数Pを増大(減少)した後、所定の
積分定数Iずつ徐々に増大(減少)していき燃料供給量
T1を増量(減量)補正することで空燃比を理論空燃比近
傍に制御する。
The generated electromotive force (output voltage) of the air-fuel ratio sensor has a characteristic that changes rapidly near the stoichiometric air-fuel ratio.
By comparing V 0 with a reference voltage (slice level) SL corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio, it is determined whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is rich or lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. Then, for example, when the air-fuel ratio is lean (rich), after the feedback correction coefficient α to be multiplied to the basic fuel supply quantity T P lean increases the larger proportional constant P the first time that turned (rich) (reduction) Fuel supply amount gradually increases (decreases) by a predetermined integration constant I
Controlling the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio near by increasing (reduction) corrects T 1.

ところで、上記のような通常の空燃比フィードバック
制御装置では1個の空燃比センサを応答性を高めるた
め、できるだけ燃焼室に近い排気マニホールドの集合部
分に設けているが、この部分は排気温度が高いため空燃
比センサが熱的影響や劣化により特性が変化し易く、ま
た、気筒毎の排気の混合が不十分であるため全気筒の平
均的な空燃比を検出しにくく空燃比の検出精度に難があ
り、引いては空燃比制御精度を悪くしていた。
By the way, in the ordinary air-fuel ratio feedback control device as described above, one air-fuel ratio sensor is provided in a collective portion of the exhaust manifold as close as possible to the combustion chamber in order to increase the responsiveness, but this portion has a high exhaust temperature. As a result, the characteristics of the air-fuel ratio sensor are likely to change due to thermal effects and deterioration, and the exhaust gas mixture of each cylinder is insufficient, making it difficult to detect the average air-fuel ratio of all cylinders, making it difficult to detect the air-fuel ratio accurately. As a result, the air-fuel ratio control accuracy was deteriorated.

この点に鑑み、排気浄化触媒(以下第1排気浄化触媒
と称する)の下流側にも空燃比センサを設け、2つの空
燃比センサの検出値を用いて空燃比をフィードバック制
御するものが提案されている(特開昭58−48756号公報
参照)。
In view of this point, an air-fuel ratio sensor is provided downstream of an exhaust gas purification catalyst (hereinafter, referred to as a first exhaust gas purification catalyst), and the air-fuel ratio is feedback-controlled using detection values of the two air-fuel ratio sensors. (See JP-A-58-48756).

即ち、下流側の空燃比センサ(以下第2空燃比センサ
と称する)は燃焼室から離れているため応答性には難が
あるが、第1排気浄化触媒の下流であるため、排気成分
バランスの影響(CO,HC,NOx,CO2等)を受け難く、排気
中の毒性成分による被毒量が少ないため被毒による特性
変化も受けにくく、しかも排気の混合状態がよいため全
気筒の平均的な空燃比を検出できる等、上流側の空燃比
センサ(以下第1空燃比センサと称する)に比較して、
高精度で安定した検出性能が得られる。
That is, although the downstream air-fuel ratio sensor (hereinafter referred to as the second air-fuel ratio sensor) is far from the combustion chamber, its responsiveness is difficult. However, since it is downstream of the first exhaust gas purification catalyst, the exhaust gas component balance is low. effect (CO, HC, NOx, CO 2 , etc.) less susceptible to hardly characteristic change undergone by poisoning because less poisoning amount by toxic components in the exhaust gas, yet the average of all the cylinders for good mixed state of exhaust For example, a high air-fuel ratio can be detected as compared with an upstream air-fuel ratio sensor (hereinafter, referred to as a first air-fuel ratio sensor).
Highly accurate and stable detection performance can be obtained.

そこで、2つの空燃比センサの検出値に基づいて前記
同様の演算によって夫々設定される2つの空燃比フィー
ドバック補正係数を組み合わせたり、或いは第1空燃比
センサにより設定される空燃比フィードバック補正係数
の制御定数(比例分や積分分)、第1空燃比センサの出
力電圧の比較電圧や遅延時間を補正すること等によって
上流側空燃比センサの出力特性のばらつきを第2空燃比
センサによって補償して高精度な空燃比フィードバック
制御を行うようにしている。
Therefore, the two air-fuel ratio feedback correction coefficients set by the same calculation based on the detection values of the two air-fuel ratio sensors are combined, or the air-fuel ratio feedback correction coefficient set by the first air-fuel ratio sensor is controlled. Variations in the output characteristics of the upstream air-fuel ratio sensor are compensated by the second air-fuel ratio sensor by correcting a constant (proportional component or integral component), a comparison voltage of the output voltage of the first air-fuel ratio sensor, or a delay time. Accurate air-fuel ratio feedback control is performed.

ところで、上記のような2つの空燃比センサの検出値
を用いて空燃比をフィードバック制御するものにあって
は、第2空燃比センサによるフィードバック制御に伴
い、空燃比が前記2つの空燃比センサ間に配設される第
1排気浄化触媒の酸素吸着能力限界まで振られることと
なる。
By the way, in the one in which the air-fuel ratio is feedback-controlled using the detection values of the two air-fuel ratio sensors as described above, the air-fuel ratio is increased between the two air-fuel ratio sensors due to the feedback control by the second air-fuel ratio sensor. Will be swung to the oxygen adsorption capacity limit of the first exhaust gas purification catalyst provided in the first stage.

ここで、該第1排気浄化触媒の一酸化炭素(CO),炭
化水素(HC)等の酸化効率、また窒素酸化物(NOX)等
の還元効率は前記空燃比の限界付近においては低下する
ため、前述のように空燃比が限界付近まで振られた場合
は十分に排気中の未燃成分を浄化できずエミッションが
増加するという惧れがある。
Here, the first exhaust gas purifying catalyst of the carbon monoxide (CO), reducing the efficiency of oxidation efficiency, also nitrogen oxides hydrocarbons (HC) and the like (NO X), etc. is reduced in the vicinity limit of the air-fuel ratio Therefore, when the air-fuel ratio fluctuates to near the limit as described above, there is a concern that the unburned components in the exhaust cannot be sufficiently purified and the emission increases.

この点に鑑み、第2空燃比センサの下流側にも更に排
気浄化触媒(以下第2排気浄化触媒と称する)を設け、
前述のように空燃比が限界付近まで振られた場合にも、
当該第2排気浄化触媒において排気中の未燃成分を浄化
し、もって良好な排気エミッションが得られるようにし
たものがある。
In view of this point, an exhaust purification catalyst (hereinafter, referred to as a second exhaust purification catalyst) is further provided downstream of the second air-fuel ratio sensor.
As mentioned above, even when the air-fuel ratio is swung to near the limit,
There is a catalyst in which unburned components in exhaust gas are purified by the second exhaust gas purification catalyst, so that good exhaust emission can be obtained.

近年、排気浄化触媒として、一体成形型のセラミック
質モノリス担体に、機関排気を浄化する貴金属等の触媒
成分を担持させたモノリス触媒が用いられている。とこ
ろで、モノリス触媒に担持されている三元触媒を用いて
機関排気を浄化する場合、機関の設定空燃比により浄化
特性が大きく変わる。即ち空燃比が薄いときには燃焼後
も酸素の量が多くなり酸化作用が活発になり、還元作用
が不活発になる。また、空燃比が濃いときにはこの逆に
酸化作用が不活発になり、還元作用が活発になる。
In recent years, as an exhaust purification catalyst, a monolith catalyst in which a catalyst component such as a noble metal for purifying engine exhaust is supported on a monolithic ceramic monolith carrier has been used. By the way, when purifying the engine exhaust using the three-way catalyst carried by the monolith catalyst, the purification characteristics greatly change depending on the set air-fuel ratio of the engine. That is, when the air-fuel ratio is low, the amount of oxygen increases even after combustion, the oxidizing action becomes active, and the reducing action becomes inactive. On the other hand, when the air-fuel ratio is high, the oxidizing action becomes inactive and the reducing action becomes active.

このため、前記公知例とは別に、従来は空燃比が変動
しても、三元触媒の触媒活性を十分維持しさらには触媒
活性を高める目的で、酸素ストレージ能力を有するセリ
ア(CeO2)が担持されている。
For this reason, apart from the above-mentioned known example, ceria (CeO 2 ) having an oxygen storage capacity is conventionally used for the purpose of sufficiently maintaining the catalytic activity of the three-way catalyst and further increasing the catalytic activity even if the air-fuel ratio fluctuates. It is carried.

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記従来の2つの排気浄化触媒を排気通路
に設けるものにあっては、第1排気浄化触媒は機関本体
に近いため高温の排気が通過することになる。ここで前
記セリアは耐熱性能を向上させる作用も有しているた
め、セラミック質モノリス担体を前記排気の高温から守
るために、2つの排気浄化触媒を排気通路に設けるもの
において、第1排気浄化触媒に多めのセリアを担持する
ことが考えられる。
<Problems to be Solved by the Invention> Meanwhile, in the above-described conventional two exhaust purification catalysts provided in the exhaust passage, the first exhaust purification catalyst is close to the engine body, so that high-temperature exhaust gas passes. . Here, since the ceria also has an action of improving heat resistance performance, in order to protect the ceramic monolith carrier from the high temperature of the exhaust, two exhaust purification catalysts are provided in the exhaust passage. It is conceivable to carry a large amount of ceria.

しかるに、第1排気浄化触媒が多めのセリアを担持し
ていると、該第1排気浄化触媒の酸素吸着能力限界が大
きくなってくる。このため、第2空燃比センサのフィー
ドバック周期が長くなり、空燃比の理論空燃比からの最
大ずれ量が大きくなって転換効率の低い部分での使用割
合が増加し、エミッションも増加するという惧れがあ
る。
However, if the first exhaust gas purification catalyst carries a large amount of ceria, the oxygen adsorption capacity limit of the first exhaust gas purification catalyst becomes large. For this reason, the feedback cycle of the second air-fuel ratio sensor becomes longer, the maximum deviation amount of the air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio becomes larger, and the usage ratio in the portion where the conversion efficiency is low increases, and the emission may increase. There is.

一方、第1排気浄化触媒の容積を第2排気触媒に比較
して小さくすると、第1排気浄化触媒に係る転換効率が
低下して、第2空燃比センサによる第1空燃比センサの
出力特性の補償が不可能となり、もって高精度な空燃比
フィードバック制御を行うことができなくなる。
On the other hand, when the volume of the first exhaust gas purification catalyst is made smaller than that of the second exhaust gas catalyst, the conversion efficiency of the first exhaust gas purification catalyst decreases, and the output characteristics of the first air-fuel ratio sensor by the second air-fuel ratio sensor are reduced. Compensation becomes impossible, so that high-precision air-fuel ratio feedback control cannot be performed.

そこで、本発明は以上のような従来の実情に鑑み、良
好なエミッションを確保しつつ、高精度な空燃比フィー
ドバック制御を行える内燃機関の触媒コンバータ装置を
提供することを目的とする。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a catalytic converter device for an internal combustion engine that can perform high-precision air-fuel ratio feedback control while securing good emission in view of the above-described conventional circumstances.

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明に係る内燃機関の触媒コンバータ装
置は、機関排気通路の上流側及び下流側にそれぞれ備え
られた排気浄化用の第1および第2触媒と、前記第1触
媒よりも上流側及び該第1触媒と前記第2触媒との間に
それぞれ配設され、空燃比によって変化する排気中特定
気体成分の濃度比に感応して出力値が変化する第1およ
び第2の空燃比センサと、を備えて、吸気系への燃料供
給量あるいは空気供給量を補正して空燃比を制御する内
燃機関の空燃比制御装置において、 第1触媒におけるセリアの含有量を第2触媒における
セリアの含有量に較べて少なくして、第1触媒に係る酸
素ストレージ能力を第2触媒に係る酸素ストレージ能力
に較べて小さくする一方、第1触媒におけるジルコニア
及び酸化バリウムの含有量を第2触媒におけるジルコニ
ア及び酸化バリウムの含有量に較べて多くする構成とし
た。
<Means for Solving the Problems> For this reason, a catalytic converter device for an internal combustion engine according to the present invention includes first and second exhaust purification catalysts provided on the upstream and downstream sides of an engine exhaust passage, respectively. An output unit that is disposed upstream of the first catalyst and between the first catalyst and the second catalyst, and whose output value changes in response to a concentration ratio of a specific gas component in exhaust gas that changes according to an air-fuel ratio. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: a first catalyst and a second air-fuel ratio sensor for controlling an air-fuel ratio by correcting a fuel supply amount or an air supply amount to an intake system; The oxygen storage capacity of the first catalyst is made smaller than the oxygen storage capacity of the second catalyst while reducing the amount of ceria in the second catalyst. And configured to increase the content of potassium compared with the content of zirconia and barium oxide in the second catalyst.

また、第1触媒の容積を第2触媒の容積より大きくす
るとよい。
Further, the volume of the first catalyst may be larger than the volume of the second catalyst.

〈作用〉 酸素ストレージ能力が小さいと空燃比が大きく振れた
場合は触媒の転換効率は悪くなるが、第1および第2の
空燃比センサを備えて空燃比を制御する内燃機関の空燃
比制御装置にあっては、第1触媒に係る酸素ストレージ
能力を小さくすることにより、第1排気浄化触媒の酸素
吸着能力限界は小さくなる。このため、第2空燃比セン
サのフィードバック周期は短くなり、空燃比の理論空燃
比からの最大ずれ量も小さくなって触媒において転換効
率の高い部分での使用割合が増加し、エミッションも低
下する。
<Operation> When the oxygen storage capacity is small, the conversion efficiency of the catalyst deteriorates when the air-fuel ratio largely fluctuates. However, the air-fuel ratio control device for the internal combustion engine including the first and second air-fuel ratio sensors to control the air-fuel ratio In the above, by reducing the oxygen storage capacity of the first catalyst, the oxygen adsorption capacity limit of the first exhaust gas purification catalyst is reduced. For this reason, the feedback cycle of the second air-fuel ratio sensor is shortened, the maximum deviation amount of the air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio is also reduced, and the usage ratio of the catalyst in a portion having high conversion efficiency is increased, and the emission is also reduced.

さらに第2触媒は酸素ストレージ能力が大きいので、
空燃比が振れた場合の排気中の未燃成分の浄化能力は十
分である。
Furthermore, since the second catalyst has a large oxygen storage capacity,
The ability to purify unburned components in exhaust when the air-fuel ratio fluctuates is sufficient.

従って、良好なエミッションを確保しつつ、高精度な
空燃比フィードバック制御を行うことが可能となる。
Therefore, high-precision air-fuel ratio feedback control can be performed while ensuring good emission.

一方、第1触媒の酸素ストレージ能力を小さくするた
に、セリアの含有量を少なくした分、第1触媒のジルコ
ニア及び酸化バリウムの含有量を増やして、触媒貴金属
の熱劣化を補償する。
On the other hand, in order to reduce the oxygen storage capacity of the first catalyst, the content of zirconia and barium oxide of the first catalyst is increased by an amount corresponding to the reduced content of ceria, thereby compensating for thermal deterioration of the catalyst noble metal.

また、第1触媒の容積を第2触媒の容積より大きくす
ることで、第1触媒に係る転換効率が向上し、第2空燃
比センサによる第1空燃比センサの出力の補償が良好と
なる。
Further, by making the volume of the first catalyst larger than the volume of the second catalyst, the conversion efficiency of the first catalyst is improved, and the compensation of the output of the first air-fuel ratio sensor by the second air-fuel ratio sensor is improved.

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

一実施例の構成を示す第1図において、機関11の吸気
通路12には吸入空気流量Qを検出するエアフローメータ
13及びアクセルペダルと連動して吸入空気流量Qを制御
する絞り弁14が設けられ、下流のマニホールド部分には
気筒毎に燃料供給手段としての電磁式の燃料噴射弁15が
設けられる。
1, an air flow meter for detecting an intake air flow rate Q is provided in an intake passage 12 of an engine 11.
A throttle valve 14 for controlling the intake air flow rate Q in conjunction with the accelerator pedal 13 and the accelerator pedal is provided, and an electromagnetic fuel injection valve 15 as a fuel supply means is provided for each cylinder in a downstream manifold portion.

燃料噴射弁15は、マイクロコンピュータを内蔵したコ
ントロールユニット16からの噴射パルス信号によって開
弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッ
シャレギュレータにより所定圧力に制御された燃料を噴
射供給する。更に、機関11の冷却ジャケット内の冷却水
温度Twを検出する水温センサ17が設けられる。一方、排
気通路18にはマニホールド集合部に排気中酸素濃度を検
出することによって吸入混合気の空燃比を検出する第1
の空燃比センサ19が設けられ、その下流側の排気間に排
気中のCO,HCの酸化とNOXの還元を行って浄化する排気浄
化触媒としての第1の三元触媒20が設けられ、更に該第
1の三元触媒20の下流側に第1空燃比センサと同一の機
能を持つ第2の空燃比センサ21が設けられ、更に該第2
の空燃比センサ21の下流側に第1の三元触媒20と同一の
機能を有すると共に、前記第1の三元触媒20より容積が
若干小さい第2の三元触媒22が設けられている。
The fuel injection valve 15 is driven to open by an injection pulse signal from a control unit 16 containing a microcomputer, and injects fuel supplied from a fuel pump (not shown) under pressure and controlled to a predetermined pressure by a pressure regulator. Further, a water temperature sensor 17 for detecting a cooling water temperature Tw in the cooling jacket of the engine 11 is provided. On the other hand, in the exhaust passage 18, the first air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture is detected by detecting the oxygen concentration in the exhaust gas at the manifold collecting portion.
An air-fuel ratio sensor 19 is provided, and a first three-way catalyst 20 as an exhaust gas purifying catalyst for purifying by oxidizing CO and HC in the exhaust gas and reducing NO X is provided between the exhaust gas downstream thereof, Further, a second air-fuel ratio sensor 21 having the same function as the first air-fuel ratio sensor is provided downstream of the first three-way catalyst 20.
A second three-way catalyst 22 having the same function as the first three-way catalyst 20 and having a volume slightly smaller than that of the first three-way catalyst 20 is provided downstream of the air-fuel ratio sensor 21.

即ち、第1の三元触媒20,第2の三元触媒22等により
う触媒コンバータ装置が構成されている。
That is, the first three-way catalyst 20, the second three-way catalyst 22 and the like constitute a catalytic converter device.

また、第1図で図示しないディストリビュータには、
クランク角センサ23が内蔵されており、該クランク角セ
ンサ23から機関回転と同期して出力されるクランク単位
角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基準角
信号の周期を計測して機関回転数Nを検出する。
Distributors not shown in FIG.
A crank angle sensor 23 is built-in, and a crank unit angle signal output from the crank angle sensor 23 in synchronization with the engine rotation is counted for a certain period of time, or the cycle of the crank reference angle signal is measured to measure the engine rotation. Detect number N.

次に、コントロールユニット16による空燃比制御ルー
チンを第2図のフローチャートに従って説明する。第2
図は燃料噴射量設定ルーチンを示し、このルーチンは所
定周期(例えば10ms)毎に行われる。
Next, an air-fuel ratio control routine by the control unit 16 will be described with reference to the flowchart of FIG. Second
The figure shows a fuel injection amount setting routine, which is performed at predetermined intervals (for example, every 10 ms).

ステップ(図ではSと記す)1では、エアフローメー
タ13によって検出された吸入空気流量Qとクランク角セ
ンサ24からの信号に基づいて算出した機関回転数Nとに
基づき、単位回転当たりの吸入空気量に相当する基本燃
料噴射量TPを次式によって演算する。
In step (denoted by S in the figure) 1, the amount of intake air per unit rotation is determined based on the intake air flow rate Q detected by the air flow meter 13 and the engine speed N calculated based on a signal from the crank angle sensor 24. the basic fuel injection quantity T P corresponding to operation by the following equation.

TP=K×Q/N(Kは定数) ステップ2では、水温センサ17によって検出された冷
却水温度Tw等に基づいて各種補正係数COEFを設定する。
T P = K × Q / N (K is a constant) In step 2, various correction coefficients COEF are set based on the cooling water temperature Tw detected by the water temperature sensor 17.

ステップ3では、別ルーチンにより設定されたフィー
ドバック補正係数αを読み込む。
In step 3, the feedback correction coefficient α set by another routine is read.

即ち、第1及び第2の空燃比センサ19,21の検出値に
基づいて夫々設定される2つの空燃比フィードバック補
正係数を組み合わせたり、或いは第1空燃比センサ19に
より設定される空燃比フィードバック補正係数の制御定
数(比例分や積分分)を補正すること等によって第1の
空燃比センサ19の出力特性のばらつきを第2の空燃比セ
ンサ22によって補償した値を読み込む。
That is, two air-fuel ratio feedback correction coefficients set based on the detection values of the first and second air-fuel ratio sensors 19 and 21 are combined, or the air-fuel ratio feedback correction set by the first air-fuel ratio sensor 19 is used. A value obtained by compensating the variation in the output characteristics of the first air-fuel ratio sensor 19 with the second air-fuel ratio sensor 22 by correcting the control constant (proportional component or integral component) of the coefficient is read.

ステップ4では、バッテリ電圧値に基づいて電圧補正
分TSを設定する。これは、バッテリ電圧変動による燃料
噴射弁15の噴射流量変化を補正するためのものである。
In step 4, a voltage correction amount T S is set based on the battery voltage value. This is for correcting a change in the injection flow rate of the fuel injection valve 15 due to the battery voltage fluctuation.

ステップ5では、最終的な燃料噴射量(燃料供給量)
T1を次式に従って演算する。
In step 5, the final fuel injection amount (fuel supply amount)
The T 1 for calculating according to the following equation.

T1=TP×COEF×α+TS ステップ6では、演算された燃料噴射弁T1を出力用レ
ジスタにセットする。
In T 1 = T P × COEF × α + T S Step 6, is set in the output register the computed fuel injection valve T 1.

これにより、予め定められた機関回転同期の燃料噴射
タイミングになると、演算した燃料噴射量T1のパルス巾
をもつ駆動パルス信号が燃料噴射弁15に与えられて燃料
噴射が行われる。
Consequently, when a fuel injection timing of the engine rotational synchronization predetermined fuel injection is performed a drive pulse signal having the calculated pulse width of the fuel injection amount T 1 is given to the fuel injection valve 15.

ここで、本発明に係る排気浄化用の第1および第2触
媒としての第1の三元触媒20および第2の三元触媒22は
モノリス型触媒であり、例えば第3図及び第4図に示す
ようなものである。
Here, the first three-way catalyst 20 and the second three-way catalyst 22 as the first and second catalysts for purifying exhaust gas according to the present invention are monolithic catalysts, for example, as shown in FIGS. 3 and 4. It is as shown.

即ち、耐熱合金等によって形成される円柱状の担体31
には、その軸方向両端を直線的に連通するハニカム状の
処理気体通路32が隔壁32aによって形成されている。こ
の担体31の処理気体通路32を形成する隔壁32aの内周壁
面には、後述する成分のウォッシュコート33が塗布され
ており、これによってモノリス型触媒34が構成されてい
る。
That is, a columnar carrier 31 formed of a heat-resistant alloy or the like.
A honeycomb-shaped processing gas passage 32 linearly communicating both ends in the axial direction is formed by a partition wall 32a. A wash coat 33 of a component to be described later is applied to the inner peripheral wall surface of the partition wall 32a forming the processing gas passage 32 of the carrier 31, thereby forming a monolithic catalyst.

ここで、本発明に係る第1実施例としてウォッシュコ
ート33の成分を表1に示す。
Here, Table 1 shows the components of the wash coat 33 as a first embodiment according to the present invention.

即ち、第1触媒20の酸素ストレージ能力を有する成分
であるセリアCeC2の含有量が、第2触媒22におけるセリ
アCeO2の含有量に較べて、1/3となっている。
That is, the content of ceria CeC 2 , which is a component having the oxygen storage capacity of the first catalyst 20, is 1 / of the content of ceria CeO 2 in the second catalyst 22.

従って、第1触媒20の酸素ストレージ能力は小さく、
第1触媒20の酸素吸着能力限界及び前述の吸着できない
酸素量も小さくなる。このため、本実施例に係る構成に
よれば、第1の空燃比センサ19及び第2の空燃比センサ
21を備えて空燃比を制御しているので、第2の空燃比セ
ンサ21のフィードバック周期は短くなり、第5図(b)
に示す従来例に較べ第5図(a)に示すように、空燃比
が大きくふれることが防止される。
Therefore, the oxygen storage capacity of the first catalyst 20 is small,
The oxygen adsorption capacity limit of the first catalyst 20 and the amount of oxygen that cannot be adsorbed are also reduced. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the first air-fuel ratio sensor 19 and the second air-fuel ratio sensor
Since the air-fuel ratio is controlled by the provision of the air-fuel ratio 21, the feedback cycle of the second air-fuel ratio sensor 21 is shortened, and FIG.
As shown in FIG. 5 (a), the air-fuel ratio is prevented from greatly fluctuating as compared with the conventional example shown in FIG.

さらに第2触媒22はセリアCeO2の含有量が多いので酸
素ストレージ能力が大きく、空燃比が振れた場合も排気
中の未燃成分の浄化能力が十分あるので、第2触媒22出
口のエミッションが十分低減できる(第5図参照)。
Further, since the second catalyst 22 has a large content of ceria CeO 2 , the oxygen storage capacity is large, and even when the air-fuel ratio fluctuates, the ability to purify unburned components in the exhaust gas is sufficient. It can be reduced sufficiently (see FIG. 5).

従って、本実施例によれば、良好なエミッションを確
保しつつ、高精度な空燃比フィードバック制御を行うこ
とが可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to perform high-precision air-fuel ratio feedback control while ensuring good emission.

また、第1触媒20のセリアCeO2の含有量が第2触媒22
における含有量に較べて少ないので、第1触媒20の触媒
貴金属の熱劣化を補償する目的でジルコニア(ZrO2)や
酸化バリウム(BaO)の含有量を増やして、当該触媒貴
金属の熱劣化を補償している。
In addition, the content of ceria CeO 2 in the first
Therefore, the content of zirconia (ZrO 2 ) and barium oxide (BaO) is increased to compensate for the thermal degradation of the catalytic noble metal of the first catalyst 20 to compensate for the thermal degradation of the catalytic noble metal. doing.

次に本発明に係る第2実施例について説明する。 Next, a second embodiment according to the present invention will be described.

第2実施例に係る排気浄化用触媒コンバータ装置30
は、第6図に示すように、容器33に第1の三元触媒31お
よび第2の三元触媒32が直列に設けられており、該第1
の三元触媒31と第2の三元触媒32との間の排気通路34に
第2の空燃比センサ21が設けられるものである。
Exhaust purification catalytic converter device 30 according to the second embodiment
As shown in FIG. 6, a first three-way catalyst 31 and a second three-way catalyst 32 are provided in a vessel 33 in series, and the first
The second air-fuel ratio sensor 21 is provided in an exhaust passage 34 between the three-way catalyst 31 and the second three-way catalyst 32.

そして第2実施例では、表2に示す成分をウォッシュ
コート33を塗布した。
In the second embodiment, the components shown in Table 2 were applied to the wash coat 33.

本実施例においても、第1触媒31のセリアCeO2の含有
量が、第2触媒32における含有量に較べて少なく、さら
に本実施例においてもジルコニア(ZrO2)や酸化バリウ
ム(BaO)の含有量を増やして、触媒貴金属の熱劣化を
補償している。
Also in this embodiment, the content of ceria CeO 2 in the first catalyst 31 is smaller than the content in the second catalyst 32, and in this embodiment, the content of zirconia (ZrO 2 ) and barium oxide (BaO) is also contained. The amount is increased to compensate for the thermal degradation of the catalytic noble metal.

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、機関排気通路
において上流側より、第1空燃比センサ,排気浄化用第
1触媒,第2空燃比センサ,排気浄化用第2触媒の順で
備えたものにおいて、第1触媒に係る酸素ストレージ能
力を第2触媒に係る酸素ストレージ能力に較べて小さく
したので、第2空燃比センサのフィードバック周期を短
くでき、空燃比の理論空燃比からの最大ずれ量を小さく
することができると共に、第2触媒による排気中の未燃
成分浄化能力も十分確保することができる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, the first air-fuel ratio sensor, the first exhaust purification catalyst, the second air-fuel ratio sensor, and the second exhaust purification catalyst are arranged in the engine exhaust passage from the upstream side. Since the oxygen storage capacity of the first catalyst is smaller than the oxygen storage capacity of the second catalyst, the feedback cycle of the second air-fuel ratio sensor can be shortened, and the stoichiometric air-fuel ratio of the air-fuel ratio can be reduced. The maximum deviation amount can be reduced, and the ability of the second catalyst to purify unburned components in exhaust gas can be sufficiently ensured.

従って、良好なエミッションを確保しつつ、高精度な
空燃比フィードバック制御を行うことが可能となるとい
う効果がある。
Therefore, there is an effect that high-precision air-fuel ratio feedback control can be performed while ensuring good emission.

一方、第1触媒の酸素ストレージ能力を小さくするた
めに、セリアの含有量を少なくした分、第1触媒のジル
コニア及び酸化バリウムの含有量を増やしているので、
触媒貴金属の熱劣化を補償することができる。
On the other hand, in order to reduce the oxygen storage capacity of the first catalyst, the content of zirconia and barium oxide of the first catalyst is increased by the reduced content of ceria.
Thermal deterioration of the catalytic noble metal can be compensated.

また、第1触媒の容積を第2触媒の容積より大きくす
ることで、第1触媒に係る転換効率が向上し、第2空燃
比センサによる第1空燃比センサの出力の補償が良好と
なるので、より高精度な空燃比フィードバック制御が可
能となる。
Also, by making the volume of the first catalyst larger than the volume of the second catalyst, the conversion efficiency of the first catalyst is improved, and the output of the first air-fuel ratio sensor by the second air-fuel ratio sensor is well compensated. Thus, more accurate air-fuel ratio feedback control can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例に係るシステム構成図、第2図
は同上実施例の燃料噴射量設定ルーチンを示すフローチ
ャート、第3図はモノリス型触媒の斜視図、第4図は第
3図の部分拡大図、第5図は本発明の作用を説明する
図、第6図は本発明の第2実施例に係る触媒コンバータ
装置の概略構成図である。 11……機関、18……排気通路、19……第1の空燃比セン
サ、20……第1の三元触媒20、21……第2の空燃比セン
サ、22……第2の三元触媒、31……担体、32a……隔
壁、33……ウォッシュコート
FIG. 1 is a system configuration diagram according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a fuel injection amount setting routine of the embodiment, FIG. 3 is a perspective view of a monolithic catalyst, and FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the present invention, and FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a catalytic converter device according to a second embodiment of the present invention. 11 engine, 18 exhaust passage, 19 first air-fuel ratio sensor, 20 first three-way catalyst 20, 21 second air-fuel ratio sensor, 22 second ternary Catalyst, 31 ... Carrier, 32a ... Partition wall, 33 ... Wash coat

───────────────────────────────────────────────────── 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 43/00 301 F02D 43/00 301T B01D 53/36 B ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location F02D 43/00 301 F02D 43/00 301T B01D 53/36 B

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】機関排気通路の上流側及び下流側にそれぞ
れ備えられた排気浄化用の第1および第2触媒と、前記
第1触媒よりも上流側及び該第1触媒と前記第2触媒と
の間にそれぞれ配設され、空燃比によって変化する排気
中特定気体成分の濃度比に感応して出力値が変化する第
1および第2の空燃比センサと、を備える内燃機関の触
媒コンバータ装置において、 第1触媒におけるセリアの含有量を第2触媒におけるセ
リアの含有量に較べて少なくして、第1触媒に係る酸素
ストレージ能力を第2触媒に係る酸素ストレージ能力に
較べて小さくする一方、第1触媒におけるジルコニア及
び酸化バリウムの含有量を第2触媒におけるジルコニア
及び酸化バリウムの含有量に較べて多くしたことを特徴
とする内燃機関の触媒コンバータ装置。
An exhaust gas purifying first and second catalyst provided on an upstream side and a downstream side of an engine exhaust passage, respectively, and an upstream side of the first catalyst, the first catalyst, and the second catalyst. And a first and a second air-fuel ratio sensor whose output value changes in response to the concentration ratio of the specific gas component in the exhaust that changes according to the air-fuel ratio. The ceria content in the first catalyst is made smaller than the ceria content in the second catalyst, and the oxygen storage capacity of the first catalyst is made smaller than the oxygen storage capacity of the second catalyst. A catalytic converter device for an internal combustion engine, wherein the content of zirconia and barium oxide in one catalyst is larger than the content of zirconia and barium oxide in a second catalyst.
【請求項2】第1触媒の容積を第2触媒の容積より大き
くしたことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の触媒
コンバータ装置。
2. The catalytic converter of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the volume of the first catalyst is larger than the volume of the second catalyst.
JP2176272A 1990-07-05 1990-07-05 Catalytic converter device for internal combustion engine Expired - Fee Related JP2623926B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2176272A JP2623926B2 (en) 1990-07-05 1990-07-05 Catalytic converter device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2176272A JP2623926B2 (en) 1990-07-05 1990-07-05 Catalytic converter device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0466716A JPH0466716A (en) 1992-03-03
JP2623926B2 true JP2623926B2 (en) 1997-06-25

Family

ID=16010675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2176272A Expired - Fee Related JP2623926B2 (en) 1990-07-05 1990-07-05 Catalytic converter device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2623926B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2605579B2 (en) * 1993-05-31 1997-04-30 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US6497851B1 (en) * 1994-12-06 2002-12-24 Englehard Corporation Engine exhaust treatment apparatus and method of use
JP4062231B2 (en) 2003-10-16 2008-03-19 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
GB0603942D0 (en) * 2006-02-28 2006-04-05 Johnson Matthey Plc Exhaust system for a spark-ignited internal combustion engine
JP7125664B2 (en) * 2018-04-05 2022-08-25 スズキ株式会社 Exhaust purification device
JP7393176B2 (en) * 2019-09-30 2023-12-06 株式会社Subaru Exhaust gas purification device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0466716A (en) 1992-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3968075B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP3799824B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2984312B2 (en) Method for measuring catalyst purification rate using air-fuel ratio sensor and method for detecting its deterioration time
JP3316066B2 (en) Failure diagnosis device for exhaust gas purification device
JP2623926B2 (en) Catalytic converter device for internal combustion engine
US20030051463A1 (en) Oxygen storage control of engine exhaust gas purification catalyst
JPH10246139A (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP3409699B2 (en) Apparatus and method for diagnosing deterioration of HC adsorbent in internal combustion engine
JP2024055343A (en) Method and device for diagnosing deterioration of exhaust gas purification catalyst
JP3046852B2 (en) Engine exhaust purification device
JPH0814031A (en) NO ▲ X ▼ Reduction Method of NOx Reduction Catalyst in Internal Combustion Engine and NO ▲ X ▼ Reduction Method
JPH01458A (en) Oxygen sensor for internal combustion engine
JPS63255541A (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engines
JP4072412B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JPH0713608B2 (en) Oxygen sensor for internal combustion engine
JP2687654B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPH11159376A (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP2609129B2 (en) Exhaust purification system for internal combustion engine
JP2917431B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2784832B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JPH02264139A (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JPH02204649A (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engines
JP2025114267A (en) Engine control device
JP3922893B2 (en) Engine air-fuel ratio control device
JPH0754851Y2 (en) Air-fuel ratio feedback control system for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090411

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090411

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100411

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees