特許ウォッチ

公開番号2025128916
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025926
出願日2024-02-22
発明の名称排気浄化装置
出願人マツダ株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類F01N 3/033 20060101AFI20250827BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】エンジンへの燃料供給停止時に、三元触媒の活性低下を抑制するとともに、フィルタにおける煤の燃焼を促進する。
【解決手段】燃料噴射弁5と、排気通路30と、吸気弁21及び排気弁22を開閉制御する吸排気S-VT11,12と、排気通路に配置される三元触媒32と、三元触媒よりも下流側に配置され、OSC材を含む触媒が担持されたフィルタ33と、三元触媒とフィルタとの間において排気通路に接続される2次エア供給通路40と、2次エア供給通路へ2次エアを供給する2次エア供給装置41と、2次エア供給通路に配置され、2次エアを制御する2次エア制御弁42と、ECU100と、を備え、ECUは、エンジンを減速させる際に、燃料の供給を停止するように燃料噴射弁を制御し、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉じるように吸排気S-VTを制御し、2次エアを周期的に供給するように2次エア制御弁を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
エンジンの燃焼室へ燃料を供給する燃料噴射弁と、
エンジンの燃焼室に接続される排気通路と、
エンジンの燃焼室内へ空気を導入する吸気弁及び前記燃焼室から前記排気通路へ排気ガスを排出する排気弁の開閉を制御する弁制御装置と、
前記排気通路に配置される三元触媒と、
前記排気通路の前記三元触媒よりも下流側に配置され、排気ガス中の微粒子を捕集可能であり、ＯＳＣ材を含む触媒が担持されたフィルタと、
前記三元触媒と前記フィルタとの間において前記排気通路に接続される２次エア供給通路と、
前記２次エア供給通路へ２次エアを供給する２次エア供給装置と、
前記２次エア供給通路に配置され、２次エアに周期性を付与する２次エア制御弁と、
前記燃料噴射弁、前記弁制御装置、及び、前記２次エア制御弁と電気的に接続される制御器と、を備え、
前記制御器は、エンジンを減速させる際に、燃料の供給を停止するように前記燃料噴射弁を制御し、前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方を閉じるように前記弁制御装置を制御し、２次エアを周期的に供給するように前記２次エア制御弁を制御する、
ことを特徴とする排気浄化装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の排気浄化装置において、
前記三元触媒又は前記フィルタの温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御器は、前記温度検出手段と電気的に接続され、前記温度検出手段によって検出された温度が所定の判定温度以上であるか否かを判定し、前記温度検出手段によって検出された温度が前記判定温度以上、かつ、エンジンの減速時の場合に、２次エアを周期的に供給するように前記２次エア制御弁を制御する、
ことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排気浄化装置において、
前記温度検出手段によって検出された温度が前記判定温度未満の場合に、２次エアを周期的に供給するように前記２次エア制御弁を制御する、
ことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の排気浄化装置において、
前記制御器は、所定の振動数及び酸素濃度の最大振幅を有する２次エアを供給するように前記２次エア制御弁を制御し、前記２次エア制御弁は、２次エアの振動数を０Ｈｚよりも大きく１．５Ｈｚ以下の固定値とした場合に、酸素濃度の最大振幅を０．５０％よりも大きく３．０％以下とする、
ことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項５】
請求項４に記載の排気浄化装置において、
前記２次エア制御弁は、２次エアの酸素濃度の最大振幅を０．６６％よりも大きく３．０％以下とする、
ことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項６】
請求項５に記載の排気浄化装置において、
前記２次エア制御弁は、２次エアの酸素濃度の最大振幅を０．７８％以上２．２％以下とする、
ことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項７】
請求項３に記載の排気浄化装置において、
前記制御器は、所定の振動数及び酸素濃度の最大振幅を有する２次エアを供給するように前記２次エア制御弁を制御し、前記２次エア制御弁は、２次エアの酸素濃度の最大振幅を０％よりも大きく３．０％以下の固定値とした場合に、振動数を０Ｈｚよりも大きく１．５Ｈｚ以下とする、
ことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項８】
請求項７に記載の排気浄化装置において、
前記２次エア制御弁は、２次エアの振動数を０．２０Ｈｚ以上０．９４Ｈｚ以下又は１．２Ｈｚ以上１．５Ｈｚ以下とする、
ことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項９】
請求項７に記載の排気浄化装置において、
前記２次エア制御弁は、２次エアの振動数を０．２５Ｈｚよりも大きく０．８２Ｈｚ未満とする、
ことを特徴とする排気浄化装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、排気浄化装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気ガスには、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）、煤などの有害成分が含まれる。このような有害成分が外部へ排出されることを防ぐため、排気経路には、ＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘを浄化するための三元触媒や、煤を燃焼除去するための触媒を担持したフィルタが配置される。
【０００３】
減速運転時、燃焼室への燃料供給が停止されると排気経路へＯ
２
が流入する。流入したＯ
２
により三元触媒に含まれるＲｈ（ロジウム）やＰｄ（パラジウム）等の触媒金属が酸化されると、三元触媒の活性が低下して浄化機能が衰え、ＮＯｘが排出されやすくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－６０１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の問題に対し、エンジンの吸気弁又は排気弁を閉じて、排気経路へのＯ
２
の流入を防止する方法がある。しかしながら、排気経路へのＯ
２
の流入を防止すれば、フィルタに担持された触媒へＯ
２
が供給されなくなるため、煤の燃焼が行えなくなるという問題が生じる。
【０００６】
ところで、特許文献１には、フィルタの上流に２次エアを供給することで、フィルタ上の粒子状物質を燃焼させることが開示されている。しかしながら、２次エアを定常的に供給し続けたのでは、排気ガス温度ひいては触媒温度を低下させることになり、フィルタにおいて煤の燃焼除去が十分に行われない。
【０００７】
ここに開示された技術は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃焼室への燃料供給停止時において、三元触媒へのＯ
２
流入を防止して三元触媒の活性低下を抑制することと、フィルタへＯ
２
を適切に供給して煤の燃焼を促進することを両立することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、エンジンを減速時に吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉じ、かつ、三元触媒とフィルタとの間に２次エアを周期的に供給することで、三元触媒の活性を維持するとともに、フィルタ温度を高く維持し、煤の燃焼を促進することを見出した。
【０００９】
具体的にここに開示する技術は、
エンジンの燃焼室へ燃料を供給する燃料噴射弁と、
エンジンの燃焼室に接続される排気通路と、
エンジンの燃焼室内へ空気を供給する吸気弁及び前記燃焼室から前記排気通路へ排気ガスを排出する排気弁の開閉を制御する弁制御装置と、
前記排気通路に配置される三元触媒と、
前記排気通路の前記三元触媒よりも下流側に配置され、排気ガス中の微粒子を捕集可能であり、ＯＳＣ材を含む触媒が担持されたフィルタと、
前記三元触媒と前記フィルタとの間において前記排気通路に接続される２次エア供給通路と、
前記２次エア供給通路へ２次エアを供給する２次エア供給装置と、
前記２次エア供給通路に配置され、２次エアに周期性を付与する２次エア制御弁と、
前記燃料噴射弁、前記弁制御装置、及び、前記２次エア制御弁と電気的に接続される制御器と、を備え、
前記制御器は、エンジンを減速させる際に、燃料の供給を停止するように前記燃料噴射弁を制御し、前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方を閉じるように前記弁制御装置を制御し、２次エアを周期的に供給するように前記２次エア制御弁を制御する。
【００１０】
この構成によると、エンジンを減速させる際に、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方が閉じられることで、燃焼室から三元触媒へのＯ
２
流入を防止することができるとともに、２次エア供給装置によってフィルタへＯ
２
を供給することができる。これにより、三元触媒は、触媒金属がＯ
２
に晒されて酸化されることが防止され、活性の低下を抑制することが可能となる。また、フィルタに担持された触媒へＯ
２
が供給されることにより、フィルタにおける煤の燃焼が促進される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許