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公開番号2025129042
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2025021500
出願日2025-02-13
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 3/18 20060101AFI20250827BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】フィルタへO₂を適切に供給して煤の燃焼を促進する。
【解決手段】エンジン1の燃焼室4に接続される排気通路30と、排気通路に配置され、OSC材を含む触媒が担持されたフィルタ33と、フィルタよりも上流側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次エアを供給するエアポンプ41と、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42と、2次エア制御弁と電気的に接続されるECU100と、を備え、ECU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2次エア制御弁を制御し、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。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
エンジンの燃焼室に接続される排気通路と、
前記排気通路に配置され、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、
前記フィルタよりも上流側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、所定の振動数及び所定の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。
続きを表示（約 1,500 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２次エア制御弁は、２次エアの振動数を０Ｈｚよりも大きく０．５Ｈｚ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３】
請求項１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４】
請求項３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１．８％以下とする、
ことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項５】
エンジンの燃焼室に取り付けられる排気通路と、
前記排気通路に配置され、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、
前記フィルタよりも上流側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、所定の振動数及び所定の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次エアの振動数を０．２０Ｈｚ以上０．９４Ｈｚ以下又は１．２Ｈｚ以上１．２５Ｈｚ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。
【請求項８】
請求項１又は５に記載の排気浄化装置において、
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下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下の場合に、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９】
請求項８に記載の排気浄化装置において、
前記排気通路に配置される三元触媒を備え、
前記フィルタは、前記排気通路の前記三元触媒よりも下流側に配置され、
前記２次エア供給通路は、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、
ことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の排気浄化装置において、
燃焼室へ燃料を供給する燃料噴射弁を備え、
前記制御器は、前記２次エア制御弁を制御して２次エアを供給する際、燃焼室内の空燃比が理論空燃比よりリッチとなるよう前記燃料噴射弁を制御する、
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 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
排気ガスに含まれる煤が外部へ排出されることを防ぐため、内燃機関の排気経路には、煤を捕集するためのフィルタが配置される。このフィルタには、煤を燃焼除去するための触媒が担持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
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】
【０００４】
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、単に２次エアを供給し続けたのでは、排気ガス温度を低下させることになるため、フィルタにおいて煤の燃焼除去が十分に行われない。
【０００５】
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、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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、フィルタへ所定の振動数及び所定の酸素濃度の最大振幅を有する２次エアを供給することで、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。
【０００７】
具体的にここに開示する技術は、
エンジンの燃焼室に取り付けられる排気通路と、
前記排気通路に配置され、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、
前記フィルタよりも上流側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、所定の振動数及び所定の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。
【０００８】
排気ガスを浄化するために用いられる触媒には、酸素の吸放出能を有する酸素貯蔵材（ＯＳＣ材）が含まれる。このような排気浄化触媒は、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンである場合、Ｏ
２
を吸着することによる吸着熱を発生させ、排気ガスの空燃比が非リーンの場合、吸着したＯ
２
を使用してＨＣ及びＣＯを酸化させることによる酸化熱を発生させる。このように、排気浄化触媒は、リーン状態と非リーン状態によって吸着反応と酸化反応とが繰り返されるという特徴を有している。２次エアを排気浄化触媒へ定常的に供給した場合、常にリーン状態となり、リーン状態と非リーン状態のサイクルが生じず、触媒温度が低下し、その活性も低下する要因となる。
【０００９】
この構成によれば、制御器は、２次エア制御弁を制御することにより周期的な２次エアを発生させる。周期的な２次エアは、上記したようなリーン状態と非リーン状態のサイクルを生じさせることができる。フィルタに担持される触媒は、周期的な２次エアにより吸着熱及び酸化熱のサイクルが生じるため、温度を高く保って燃焼機能を促進させることが可能となる。
【００１０】
また、上記のような振動数及び酸素濃度の最大振幅を有する２次エアを供給することにより、フィルタに担持された触媒において、排気ガスに含まれる有害成分のうち少なくともＨＣを浄化する効果を高めることが可能となる。具体的には、ＨＣ浄化率が５０％に達したときの触媒入口のガス温度（Ｔ５０（ＨＣ））を低下させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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