JP2000054826A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気浄化装置

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JP2000054826A
JP2000054826A JP10227072A JP22707298A JP2000054826A JP 2000054826 A JP2000054826 A JP 2000054826A JP 10227072 A JP10227072 A JP 10227072A JP 22707298 A JP22707298 A JP 22707298A JP 2000054826 A JP2000054826 A JP 2000054826A
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fuel ratio
engine
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catalyst
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Koichi Mori
浩一 森
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの排気浄化装置において、エンジン
の再始動時に触媒のＯ2ストレージ能力を速やかに回復
させる。 【解決手段】 触媒のＯ2ストレージ量に相当するＯ2カ
ウンタ値ＣＯＵＮＴを算出し、エンジンの再始動時に前
回の運転時に算出されたＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴに基
づきＯ2ストレージ量の増加に応じて目標の空燃比をリ
ッチ側に補正するものとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒を介して排気
ガスを浄化するエンジンの排気浄化装置の改良に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ハイブリッド車のようにエンジンの運転
停止と再始動が頻繁に行われる場合、触媒の浄化性能を
維持することが難しい。
【０００３】従来、ハイブリッド車に搭載されるエンジ
ンの排気浄化装置として、例えば特開平９−３２９０６
０号公報に開示されたものは、排気管と吸気管を結ぶ排
気還流路とこれを開閉する還流弁を備え、エンジンの燃
料カット中に還流弁を開いて排気ガスを吸気管に還流
し、触媒の温度低下を抑えるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、触媒の酸素
を貯蔵するＯ2ストレージ量に限界があり、Ｏ2ストレー
ジ量が限界値に近づくと、排気中のＮＯｘの転換効率が
低下し、三元触媒２１にて還元されないまま通過するＮ
Ｏｘ量が増える。
【０００５】しかしながら、従来のエンジンの排気浄化
装置にあっては、ハイブリッド車の減速時にエンジンの
燃料カットが行われたり、あるいはリーン空燃比運転が
続けられた後にエンジンの運転を停止したような場合、
再始動時に触媒のＯ2ストレージ量が限界値に近い状態
になり、再始動後に触媒のＮＯｘの浄化能力を回復させ
るのに時間がかかるという問題点が考えられる。
【０００６】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、エンジンの排気浄化装置において、エンジン
の再始動時に触媒のＯ2ストレージ能力を速やかに回復
させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、排気通路に設置される触媒と、運転状態に応じて目
標の空燃比が得られるように燃料噴射量を制御するエン
ジンの排気浄化装置に適用する。
【０００８】そして、触媒のＯ2ストレージ量を算出す
るＯ2ストレージ量算出手段と、エンジンの再始動時に
前回の運転時に算出された触媒のＯ2ストレージ量に応
じて前記目標の空燃比をリッチ側に補正する空燃比補正
手段とを備えるものとした。
【０００９】こうして、エンジンの再始動時に触媒のＯ
2ストレージ量に応じてＨＣ，ＣＯを必要量だけ触媒に
供給することにより、触媒のＯ2ストレージ能力を速や
かに回復させる。
【００１０】請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置
は、Ｏ2ストレージ量に相当するＯ2カウンタ値ＣＯＵＮ
Ｔを用い、リーン空燃比による運転時または燃料カット
時にＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴをＯ2変化量ＤＣＯＵＮＴ
だけ加算し、理論空燃比またはリッチ空燃比による運転
時にＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴをＯ2変化量ＤＣＯＵＮＴ
だけ減算するものとした。
【００１１】これにより、Ｏ2ストレージ量が増えてＯ2
ストレージ能力が低下するのにしたがってＯ2カウンタ
値ＣＯＵＮＴが増え、逆にＯ2ストレージ量が減りＯ2ス
トレージ能力が高まるのにしたがって、リーン空燃比に
よる運転時または燃料カット時にＯ2カウンタ値ＣＯＵ
ＮＴが減る。
【００１２】請求項３に記載のエンジンの排気浄化装置
は、触媒のＯ2ストレージ能力の最低値に限界があるこ
とに対応して、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴの上限値ＣＯ
ＵＮＴＬＭＴを設定するものとした。
【００１３】Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが上限値ＣＯＵ
ＮＴＬＭＴに達した後に燃料カット、またはリーン空燃
比による運転が続けられた場合は、Ｏ2カウンタ値ＣＯ
ＵＮＴをそれ以上に加算せずに上限値ＣＯＵＮＴＬＭＴ
に固定する。これにより、触媒のＯ2ストレージ能力に
最低になる状態では、それ以上に空燃比の補正をしな
い。
【００１４】請求項４に記載のエンジンの排気浄化装置
は、触媒のＯ2ストレージ能力の最大値に限界があるこ
とに対応して、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴの下限値を設
定するものとした。
【００１５】触媒のＯ2ストレージ能力に最大になる状
態で、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが下限値になるように
設定し、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが下限値に達した後
に理論空燃比またはリッチ空燃比による運転が続けられ
た場合は、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴをそれ以上に減算
せずに下限値に固定する。これにより、触媒のＯ2スト
レージ能力に最高になる状態では、それ以上に空燃比の
補正をしない。
【００１６】請求項５に記載のエンジンの排気浄化装置
は、Ｏ2変化量ＤＣＯＵＮＴを吸入空気量Ｑａとエンジ
ン回転数Ｎｅの少なくとも一方に応じて変化させるもの
とした。
【００１７】Ｏ2ストレージ量の増加率は同じリーン空
燃比でも吸入空気量Ｑａが増えるほど、またエンジン回
転数Ｎｅが上昇するほど高まることに対応して、吸入空
気量Ｑａが増すか、あるいはエンジン回転数Ｎｅが高く
なるのに伴って、Ｏ2変化量ＤＣＯＵＮＴを大きくす
る。
【００１８】請求項６に記載のエンジンの排気浄化装置
は、触媒の温度に応じて上限値ＣＯＵＮＴＬＭＴを変化
させるものとした。
【００１９】触媒のＯ2ストレージ量の最大値は触媒の
温度が低下するのにしたがって減少することに対応し
て、触媒の温度が低下するのにしたがって上限値ＣＯＵ
ＮＴＬＭＴを低くすることにより、Ｏ2カウンタ値ＣＯ
ＵＮＴを触媒のＯ2ストレージ量に精度よく対応させる
ことができる。
【００２０】請求項７に記載のエンジンの排気浄化装置
は、空燃比を検出する空燃比検出手段を備え、検出され
る空燃比に応じてＯ2変化量ＤＣＯＵＮＴを変化させる
ものとした。
【００２１】空燃比がリーンになるほど触媒のＯ2スト
レージ量の増加率が高まることに対応して、検出される
空燃比がリーンになるほどＯ2変化量ＤＣＯＵＮＴを大
きく変化させる。
【００２２】請求項８に記載のエンジンの排気浄化装置
は、運転条件に応じて基本燃料噴射量を演算する基本燃
料噴射量演算手段と、排気ガスの酸素濃度に応じた出力
をするセンサと、空燃比をリッチ方向に補正するための
比例分ＰＬとリーン方向に補正するための比例分ＰＲを
設定する手段と、スライスレベルとセンサ出力との比較
により空燃比が反転したかどうかを判定する空燃比判定
手段と、この判定結果により空燃比が反転したときは２
つの比例分ＰＬとＰＲを用いて空燃比フィードバック補
正量αを演算する手段と、空燃比フィードバック補正量
αで基本燃料噴射量を補正して燃料噴射量を算出する燃
料噴射量算出手段とを備え、空燃比補正手段は２つの比
例分ＰＬとＰＲの少なくとも一方を算出されたＯ2スト
レージ量に応じて補正するものとした。
【００２３】これにより、エンジンの再始動時に前回の
運転時に算出されたＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴを反映し
た比例分ＰＬ、ＰＲを用いて空燃比フィードバック補正
量αを高めて、空燃比をリッチシフトさせることによ
り、ＨＣ，ＣＯを必要量だけ触媒に供給し、触媒のＯ2
ストレージ能力を速やかに回復させる。
【００２４】請求項９に記載のエンジンの排気浄化装置
は、エンジンの再始動時に前記２つの比例分ＰＬとＰＲ
の少なくとも一方をリッチ側に補正するリッチシフト時
間を算出されたＯ2ストレージ量に応じて算出するもの
とした。
【００２５】前回の運転時に算出されたＯ2ストレージ
量が増えるのにしたがってリッチシフト時間を増やすこ
とにより、ＨＣ，ＣＯを必要量だけ触媒に供給し、触媒
のＯ2ストレージ能力を速やかに回復させる。
【００２６】請求項１０に記載のエンジンの排気浄化装
置は、エンジンの再始動時に前記２つの比例分ＰＬとＰ
Ｒの少なくとも一方をリッチ側に補正するリッチシフト
量をリッチシフト時間の経過に伴って次第に小さくす
る。
【００２７】リッチシフト時間が経過するのに伴ってリ
ッチシフト量を次第に減少させることにより、リッチシ
フト終了時のエンジンのトルク変動を小さくすることが
できる。
【００２８】
【発明の効果】請求項１に記載のエンジンの排気浄化装
置は、エンジンの再始動時にＨＣ，ＣＯを必要量だけ触
媒に供給することにより、触媒のＯ2ストレージ能力を
速やかに回復させ、再始動後のＮＯｘ排出量を低減する
ことができる。また、再始動時の空燃比をリッチシフト
させることにより、エンジンの始動性および暖機性の向
上がはかれるとともに、ハイブリッド車の加速性を高め
られる。
【００２９】請求項２〜７に記載のエンジンの排気浄化
装置は、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴをＯ2ストレージ量に
精度よく対応させ、触媒のＯ2ストレージ能力を速やか
に回復させるとともに、余剰にＨＣ、ＣＯが供給される
ことを抑えて排気ガスの浄化がはかれる。
【００３０】請求項８〜１０に記載のエンジンの排気浄
化装置は、ＨＣ，ＣＯを必要量だけ触媒に供給すること
により、触媒のＯ2ストレージ能力を速やかに回復させ
る。また、請求項１０に記載のエンジンの排気浄化装置
においては、リッチシフト終了時のエンジンのトルク変
動を小さくし、運転者に違和感を与えることを防止でき
る。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【００３２】図１に示すように、ハイブリッド車のパワ
ートレインは、モータ１、エンジン２、クラッチ３、モ
ータ４、無段変速機５、減速装置６、作動装置７および
駆動輪８から構成される。モータ１の出力軸、エンジン
２の出力軸およびクラッチ３の入力軸は互いに連結され
ており、また、クラッチ３の出力軸、モータ４の出力軸
および無段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【００３３】図２にも示すように、クラッチ３の締結時
はエンジン２とモータ４のみが車両の推進源となり、ク
ラッチ３の解放時はモータ４のみが車両の推進源とな
る。エンジン２およびモータ４の駆動力は、無段階変速
機５、減速装置６および作動装置７を介して駆動輪８へ
と伝達される。
【００３４】図示しないインバータはバッテリ９の直流
充電電力を交流電力に変換してモータ１，４に供給する
とともに、モータ１，４の交流発電電力を直流電流に変
換してバッテリ９を充電する。
【００３５】ハイブリッド車は例えば発進時や低速走行
時にモータ４のみによって駆動され、加速時等にモータ
４とエンジン２の両方によって駆動され、高速走行時等
にモータ４とエンジン２の両方によって駆動される。ま
た、減速時にモータ４が回生発電を行うとともに、エン
ジン２の燃料供給を停止する燃料カットが行われる。し
たがって、車両の発進、停止が繰り返されるような運転
条件ではエンジン２の始動、停止が頻繁に行われる。
【００３６】図３において、２はエンジン本体、１２は
その吸気通路であり、吸気通路１２には電子制御式の吸
気絞り弁１３が介装され、吸気絞り弁１３の下流にイン
ジェクタ１４が設けられる。インジェクタ１４はコント
ロールユニット１１からの噴射信号により吸気中に燃料
を噴射供給する。
【００３７】排気通路１５には三元触媒２１が設置さ
れ、その下流側にＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒２３が設置
される。三元触媒２１は、理論空燃比運転時に最大の転
換効率をもって、排気中のＮＯｘの還元とＨＣ、ＣＯの
酸化を行う。ＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒２３は理論空燃
比運転時に最大の転換効率をもって、排気中のＮＯｘの
還元とＨＣ、ＣＯの酸化を行うとともに、リーン空燃比
運転域で発生するＮＯｘを吸蔵し、また、理論空燃比な
いしリッチ空燃比で運転して排気中の酸素濃度を低下さ
せると、リーン空燃比運転域で吸着したＮＯｘを脱離
し、かつ排気中に含まれるＨＣ、ＣＯにより脱離したＮ
Ｏｘを還元する。
【００３８】コントロールユニット１１は、クランク角
センサー３２からのＲｅｆ信号とＰｏｓ信号、エアフロ
ーメータ３３からの吸入空気量信号、排気通路１５に設
置した各Ｏ〓センサー３１からの空燃比（酸素濃度）信
号、さらには水温センサー（図示しない）からのエンジ
ン冷却水温信号、変速機５の変速比信号、車速センサー
（図示しない）からの車速信号等を入力し、これらに基
づいて目標の空燃比が得られるように燃料噴射量を制御
する。
【００３９】エンジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａに基
づいて基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを次式で算出する。た
だし、Ｋは定数である。
【００４０】Ｔｐ＝Ｋ・Ｑａ／Ｎｅ …（１） そして所定の運転域で空燃比が理論空燃比を中心とした
狭い範囲に収まるように最終的な燃料噴射量Ｔｉを次式
で算出して燃料噴射量をフィードバック制御する。ただ
し、αは空燃比フィードバック補正係数、ＣＯＥＦは冷
却水温度Ｔｗ等をパラメータとした各種補正係数の和、
Ｔｓは無効噴射パルス幅である。
【００４１】 Ｔｉ＝Ｔｐ×α×ＣＯＥＦ＋Ｔｓ …（２） この演算された燃料噴射量Ｔｉに対応するパルス信号を
各インジェクタ１４に出力し、燃料噴射制御を行う。
【００４２】この燃料噴射制御において、三元触媒２１
の上流側に設置したＯ〓センサー３１からの空燃比信号
に基づいて排気の空燃比が理論空燃比を中心に振れるよ
うに各気筒に導かれる混合気の空燃比をフィードバック
補正量αを用いてフィードバック制御する。
【００４３】すなわち、Ｏ〓センサー３１の出力が理論
空燃比相当のスライスレベルよりリッチ側に反転した場
合、空燃比フィードバック補正量αを始めに比例分ＰＲ
だけ下げて、それから積分分ＩＲづつ徐々に下げて三元
触媒２１に導かれる排気の空燃比をリーンシフトさせ
る。そして、Ｏ〓センサー３１の出力が理論空燃比相当
のスライスレベルよりもリーン側に反転すると、空燃比
フィードバック補正量αを始めに比例分ＰＬだけ高め
て、それから積分分ＩＬづつ徐々に高めて三元触媒２１
に導かれる排気の空燃比をリッチシフトさせる。
【００４４】ところで、触媒は酸素を貯蔵するＯ2スト
レージ量に限界があり、Ｏ2ストレージ量が限界値に近
づくと、排気中のＮＯｘの転換効率が低下し、三元触媒
２１にて還元されないまま通過するＮＯｘ量が増える。
【００４５】しかしながら、ハイブリッド車の減速時に
エンジン２の燃料カットが行われたり、あるいはリーン
空燃比運転が続けられた後にエンジン２の運転を停止し
たような場合、再始動時に触媒のＯ2ストレージ量が限
界値に近い状態にあり、ＮＯｘの浄化能力を回復させる
のに時間がかかるという問題点が考えられる。
【００４６】そこで本発明において、触媒のＯ2ストレ
ージ量を算出し、エンジン２の再始動時に前回の運転時
に算出されたＯ2ストレージ量が増えるのにしたがって
空燃比をリッチ側に補正し、触媒のＮＯｘ浄化能力を速
やかに回復させるようにする。
【００４７】本実施の形態において、Ｏ2ストレージ量
に相当するＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴを用い、リーン空
燃比による運転時または燃料カット時にＯ2カウンタ値
ＣＯＵＮＴを所定のＯ2変化量だけ加算し、理論空燃比
またはリッチ空燃比による運転時にＯ2カウンタ値ＣＯ
ＵＮＴを所定のＯ2変化量だけ減算する。すなわち、Ｏ2
ストレージ量が増えてＯ2ストレージ能力が低下するの
にしたがってＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが増え、逆にＯ2
ストレージ量が減りＯ2ストレージ能力が高まるのにし
たがって、リーン空燃比による運転時または燃料カット
時にＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが減るようになってい
る。
【００４８】そして、触媒のＯ2ストレージ能力の最低
値に限界があることに対応して、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵ
ＮＴの上限値ＣＯＵＮＴＬＭＴを設定し、空燃比の補正
をしないようにする。すなわち、触媒のＯ2ストレージ
能力が最低になる状態で、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが
上限値ＣＯＵＮＴＬＭＴに達した後に燃料カット、また
はリーン空燃比による運転が続けられた場合は、Ｏ2カ
ウンタ値ＣＯＵＮＴをそれ以上に加算せずに上限値ＣＯ
ＵＮＴＬＭＴに固定する。
【００４９】さらに、触媒のＯ2ストレージ能力の最大
値に限界があることに対応して、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵ
ＮＴの下限値１を設定し、空燃比の補正をしないように
する。すなわち、触媒のＯ2ストレージ能力が最大にな
る状態で、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが下限値１になる
ように設定し、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが下限値１に
達した後に理論空燃比またはリッチ空燃比による運転が
続けられた場合は、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴをそれ以
上に減算せずに下限値１に固定する。
【００５０】コントロールユニット１１で実行される制
御内容を、図４のフローチャートにしたがって説明す
る。なお、このフローチャートは一定時間毎（例えば１
０msec毎）に実行する。
【００５１】まずステップＳ１でエンジン回転数Ｎｅが
０とならないエンジン回転時かどうかを判定する。
【００５２】続くステップＳ２でインジェクタ１４から
の燃料の供給を停止する燃料カット中かどうかを判定す
る。
【００５３】続くステップＳ３でエンジン回転中にイン
ジェクタ１４からの燃料の供給を再開する燃料カットリ
カバー時かどうかを判定する。
【００５４】続くステップＳ４でＯ2センサー３１の出
力に基づきエンジン２に供給される混合気の空燃比が理
論空燃比よりリーンであるかどうかを判定する。
【００５５】燃料カット中、またはリーン空燃比による
運転時と判定された場合、ステップＳ５、Ｓ６に進んで
Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴを加算する。すなわち、ステ
ップＳ５ではＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが触媒のＯ2スト
レージ能力に応じた上限値ＣＯＵＮＴＬＭＴに達しない
ことを判定した後、ステップＳ６に進んでＯ2カウンタ
値ＣＯＵＮＴを１づつ加算する。
【００５６】一方、ステップＳ４で理論空燃比またはリ
ッチ空燃比による運転時と判定された場合、ステップＳ
７、Ｓ８に進んでＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴを減算す
る。すなわち、ステップＳ７ではＯ2カウンタ値ＣＯＵ
ＮＴが下限値１に達しないことを判定した後、ステップ
Ｓ８に進んでＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴを１づつ減算す
る。
【００５７】なお、ステップＳ１〜Ｓ８における処理が
本発明のＯ2ストレージ量算出手段に相当する。
【００５８】一方、ステップＳ１でエンジン回転数Ｎｅ
が０となるエンジン運転停止時と判定された場合、ステ
ップＳ９に進んでエンジン再始動時かどうかを判定す
る。
【００５９】ステップＳ９でエンジン再始動時と判定さ
れた場合、またはステップＳ３で燃料カットリカバー時
と判定された場合に、ステップＳ１０に進んで算出され
たＯ2ストレージ量に応じてリッチシフト量を補正し、
本ルーチンを終了する。
【００６０】本実施の形態において、エンジン再始動時
の空燃比補正手段として、空燃比をリッチシフトさせる
比例分ＰＬを、前回の運転時に算出されたＯ2ストレー
ジ量が増えるのにしたがって大きくする空燃比補正を１
回だけ行う。
【００６１】こうして、エンジンの再始動時に前回の運
転時に算出されたＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴを反映した
比例分ＰＬを用いて空燃比フィードバック補正量αを高
めて、排気の空燃比をスパイク的にリッチシフトさせる
ことにより、ＨＣ，ＣＯを必要量だけ触媒に供給する。
これにより、触媒のＯ2ストレージ能力を速やかに回復
させ、再始動後のＮＯｘ排出量を低減することができ
る。また、再始動時の空燃比をリッチシフトさせること
により、始動性の向上がはかれるとともに、エンジン２
の暖機を早め、さらにハイブリッド車の加速性を高めら
れる。
【００６２】図５は比例分ＰＬを補正するためのフロー
チャートで、一定時間毎（例えば１０msec毎）に実行す
る。
【００６３】まずステップＳ２１でＯ2カウンタ値ＣＯ
ＵＮＴが下限値１より大きいかどうかを判定する。
【００６４】Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが下限値１より
大きいと判定された場合、ステップＳ２２に進んで空燃
比をリッチシフトさせる比例分ＰＬを読込み、続くステ
ップＳ２３で比例分ＰＬを次式で算出する。
【００６５】ＰＬ＝ＰＬ＋ＣＯＵＮＴ×Ｋ …（２） ただし、Ｋは定数である。
【００６６】続くステップＳ２４でＯ2カウンタ値ＣＯ
ＵＮＴに１を入れて本ルーチンを終了する。
【００６７】図６は燃料カットが行われる運転時におけ
る制御動作を示すタイミングチャートである。燃料カッ
トが行われている間Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが漸次増
大し、燃料カットリカバー時に空燃比フィードバック補
正量αをＰＬ＋ＣＯＵＮＴ×Ｋだけ高めて、空燃比をス
パイク的にリッチにする。
【００６８】ところで、Ｏ2ストレージ量の増加率は同
じリーン空燃比でも吸入空気量Ｑａが増えるほど、また
エンジン回転数Ｎｅが上昇するほど高まる傾向がある。
【００６９】そこで、これに対処した実施の形態とし
て、Ｏ2変化量ＤＣＯＵＮＴを吸入空気量Ｑａとエンジ
ン回転数Ｎｅに応じて変化させる。
【００７０】この場合、吸入空気量Ｑａが増すか、ある
いはエンジン回転数Ｎｅが高くなるのに伴って、Ｏ2変
化量ＤＣＯＵＮＴを大きくすることにより、触媒のＯ2
ストレージ量を正確に算出できる。
【００７１】コントロールユニット１１で実行される制
御内容を、図７のフローチャートにしたがって説明す
る。なお、図４のフローチャートと同一処理部分には同
一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７２】ステップＳ２２で予め設定されたマップに
基づきＯ2変化量ＤＣＯＵＮＴを吸入空気量Ｑａとエン
ジン回転数Ｎｅに応じて検索する。このマップには、吸
入空気量Ｑａが増すか、あるいはエンジン回転数Ｎｅが
高くなるのに伴ってＯ2変化量ＤＣＯＵＮＴが大きくな
るように設定されている。
【００７３】ところで、触媒のＯ2ストレージ量の最大
値は触媒の温度が低下するのにしたがって減少する傾向
がある。
【００７４】そこでこれに対処した他の実施の形態とし
て、触媒の温度に応じて上限値ＣＯＵＮＴＬＭＴを変化
させる。
【００７５】この場合、触媒の温度が低下するのにした
がって上限値ＣＯＵＮＴＬＭＴを低くすることにより、
Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴを触媒のＯ2ストレージ量に精
度よく対応させることができる。
【００７６】コントロールユニット１１で実行される制
御内容を、図８のフローチャートにしたがって説明す
る。なお、図４、図７のフローチャートと同一処理部分
には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７７】ステップＳ１２にて、エンジン２の冷却水
温度、始動後の運転時間等の運転状態に応じて触媒温度
を推定する。なお、触媒温度を検出するセンサーを設け
てもよい。
【００７８】続くステップＳ１３にて、予め設定された
マップに基づき上限値ＣＯＵＮＴＬＭＴを触媒温度に応
じて検索する。このマップには触媒温度が上昇するほど
上限値ＣＯＵＮＴＬＭＴが高まるように設定されてい
る。
【００７９】ところで、触媒のＯ2ストレージ量の増加
率は空燃比がリーンになる運転時ほど高まる傾向があ
る。
【００８０】これに対処した実施の形態として、排気通
路に排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサーを設置
し、検出される空燃比に応じてＯ2変化量ＤＣＯＵＮＴ
を変化させる。
【００８１】この場合、検出される空燃比がリーンにな
るほどＯ2変化量ＤＣＯＵＮＴを大きく変化させること
により、触媒のＯ2ストレージ量を正確に算出できる。
【００８２】コントロールユニット１１で実行される制
御内容を、図９のフローチャートにしたがって説明す
る。なお、図１のフローチャートと同一処理部分には同
一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８３】ステップＳ１４にて、空燃比センサーの出
力ＶＡＦを読込む。出力ＶＡＦは排気ガスの空燃比がリ
ーンになるのにしたがって次第に増大する。
【００８４】続くステップＳ１５にて、予め設定された
マップに基づきＯ2変化量ＤＣＯＵＮＴを空燃比センサ
ーの出力ＶＡＦに応じて検索する。このマップには、空
燃比センサーの出力ＶＡＦが高くなるのに伴ってＯ2変
化量ＤＣＯＵＮＴが大きくなるように設定されている。
【００８５】さらに他の実施の形態は、エンジン再始動
時の空燃比補正手段として、空燃比をリッチシフトさせ
る比例分ＰＬを所定値だけ大きくするとともに、リーン
シフトさせる比例分ＰＲを所定値だけ小さくする空燃比
補正を、前回の運転時に算出されたＯ2ストレージ量に
応じたリッチシフト時間だけ行う。
【００８６】この場合、前回の運転時に算出されたＯ2
ストレージ量が増えるのにしたがって空燃比補正を行う
リッチシフト時間を増やすことにより、ＨＣ，ＣＯを必
要量だけ触媒に供給する。これにより、触媒のＯ2スト
レージ能力を速やかに回復させ、再始動後のＮＯｘ排出
量を低減することができる。また、再始動時の空燃比を
リッチシフトさせることにより、始動性の向上がはかれ
るとともに、エンジン２の暖機を早め、さらにハイブリ
ッド車の加速性を高められる。
【００８７】図１０は比例分ＰＬ、ＰＲを補正するため
のフローチャートで、一定時間毎（例えば１０msec毎）
に実行する。
【００８８】まずステップＳ３１でＯ2カウンタ値ＣＯ
ＵＮＴが下限値１より大きいかどうかを判定する。
【００８９】Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが下限値１より
大きいと判定された場合、ステップＳ３２に進んで比例
分ＰＬ、ＰＲを読込み、続くステップＳ３３で比例分Ｐ
Ｌ、ＰＲを次式で算出する。
【００９０】ＰＬ＝ＰＬ＋Ｋ１ …（３） ＰＲ＝ＰＲ−Ｋ１ …（４） ただし、Ｋ１は定数である。
【００９１】続くステップＳ３４でＯ2カウンタ値ＣＯ
ＵＮＴを所定値ＤＣＯＵＮＴ２だけ減算する。
【００９２】こうして、Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴを減
算していき、Ｓ３１でＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが下限
値１以下と判定されると、空燃比補正を停止し、本ルー
チンを終了する。
【００９３】図１１は燃料カットが行われる運転時にお
ける制御動作を示すタイミングチャートである。燃料カ
ットが行われている間にＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが漸
次増大し、燃料カットリカバー時に空燃比フィードバッ
ク補正量αをＰＬ＋ＣＯＵＮＴ×Ｋだけ高めて、空燃比
をスパイク的にリッチにする。
【００９４】さらに他の実施の形態は、エンジン再始動
時の空燃比補正手段として、空燃比をリッチシフトさせ
る比例分ＰＬを触媒のＯ2ストレージ量ＣＯＵＮＴに応
じて大きくするとともに、リーンシフトさせる比例分Ｐ
Ｒを触媒のＯ2ストレージ量ＣＯＵＮＴに応じて小さく
する。
【００９５】Ｏ2ストレージ量が減るのにしたがって比
例分ＰＬ、ＰＲを変化させてリッチシフト量を次第に減
少させることにより、リッチシフト終了時のエンジン２
のトルク変動を小さくすることができる。
【００９６】図１２は比例分ＰＬ、ＰＲを補正するため
のフローチャートで、一定時間毎（例えば１０msec毎）
に実行する。
【００９７】まずステップＳ４１でＯ2カウンタ値ＣＯ
ＵＮＴが下限値１より大きいかどうかを判定する。ここ
でＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが下限値１と判定された場
合、本ルーチンを終了する。
【００９８】Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴが下限値１より
大きいと判定された場合、ステップＳ４２に進んで比例
分ＰＬ、ＰＲを読込む。
【００９９】続くステップＳ４３にて、リッチシフト量
Ｋ２が０かどうかを判定し、Ｋ２＝０の場合にステップ
Ｓ４４に進んでＫ２をＫ２＝ＣＯＵＮＴ×Ｋ３として算
出する。ただし、Ｋ３は所定のリッチシフト量係数であ
る。
【０１００】続くステップＳ４５で比例分ＰＬ、ＰＲを
次式で算出する。
【０１０１】ＰＬ＝ＰＬ＋Ｋ２ …（５） ＰＲ＝ＰＲ−Ｋ２ …（６） 続くステップＳ４６でリッチシフト量Ｋ２をＫ２＝Ｋ２
−Ｋ４として算出する。ただし、Ｋ４は所定のリッチシ
フト量の減算量である。
【０１０２】続くステップＳ４７でリッチシフト量Ｋ２
が下限値０より大きいかどうかを判定する。ここでリッ
チシフト量Ｋ２が下限値０と判定された場合、ステップ
Ｓ４８に進んでＫ２＝０、ＣＯＵＮＴ＝０として、本ル
ーチンを終了する。
【０１０３】さらに他の実施の形態として、Ｏ2センサ
ー３１等の信号を用いることなく、混合気の空燃比をオ
ープン制御することも可能である。
【０１０４】また、前記各実施の形態では、吸気通路に
インジェクタが臨むエンジンの場合で説明したが、気筒
内にインジェクタが臨むエンジンに対しても本発明を適
用することができる。
【０１０５】また、エンジンの運転時だけでなく運転停
止時においても触媒のＯ2ストレージ量を算出して、制
御精度を高めてもよい。
【０１０６】また、前記各実施の形態では、ハイブリッ
ド車に搭載されるエンジンについて説明したが、これに
限られたものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すハイブリッド車のシ
ステム図。
【図２】同じくハイブリッド車のエネルギーの流れを示
す説明図。
【図３】同じくエンジンのシステム図。
【図４】同じくＯ2ストレージ量を算出する制御内容を
示すフローチャート。
【図５】同じく空燃比を補正する制御内容を示すフロー
チャート。
【図６】同じく空燃比制御動作を示すタイミングチャー
ト。
【図７】他の実施の形態を示すＯ2ストレージ量を算出
する制御内容を示すフローチャート。
【図８】さらに他の実施の形態においてＯ2ストレージ
量を算出する制御内容を示すフローチャート。
【図９】さらに他の実施の形態においてＯ2ストレージ
量を算出する制御内容を示すフローチャート。
【図１０】さらに他の実施の形態において空燃比を補正
する制御内容を示すフローチャート。
【図１１】同じく空燃比制御動作を示すタイミングチャ
ート。
【図１２】さらに他の実施の形態において空燃比を補正
する制御内容を示すフローチャート。
【図１３】同じく空燃比制御動作を示すタイミングチャ
ート。
【符号の説明】
２ エンジン本体 １１ コントロールユニット １２ 吸気通路 １３ 吸気絞り弁 １４ インジェクタ １５ 排気通路 ２１ 三元触媒 ２３ ＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒 ３１ Ｏ2センサー ３２ クランク角センサー ３３ エアフローメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｒ Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｄ 41/04 ３０５ 41/04 ３０５Ａ ３３０ ３３０Ｚ 41/06 ３０５ 41/06 ３０５ 41/14 ３１０ 41/14 ３１０Ｌ Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AA14 AA17 AA23 AA24 AB03 AB06 BA01 BA14 BA15 BA19 BA32 BA33 CB02 CB06 CB08 DA02 DA04 DA08 DB06 DB10 DB11 DB13 DC01 EA01 EA02 EA05 EA16 EA30 EA34 EA39 FA02 FA04 FA17 FB10 FB11 FB12 HA08 3G093 AA01 AA07 BA16 BA20 BA21 BA22 CA02 DA01 DA05 DA07 DA09 DA11 DA12 DA13 DB05 EA04 EA05 FA04 FB01 3G301 HA01 HA06 HA07 HA15 JA25 JA26 JA33 JB09 KA04 KA05 KA26 LB02 LB04 MA01 MA12 MA23 ND01 NE01 NE13 NE14 NE15 PA01A PE01A PE03A PE04A PE08A PF01A PF12A PF16A

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】排気通路に設置される触媒と、 運転状態に応じて目標の空燃比が得られるように燃料噴
    射量を制御するエンジンの排気浄化装置において、 前記触媒のＯ2ストレージ量を算出するＯ2ストレージ量
    算出手段と、 エンジンの再始動時に前回の運転時に算出された触媒の
    Ｏ2ストレージ量に応じて前記目標の空燃比をリッチ側
    に補正する空燃比補正手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
  2. 【請求項２】前記Ｏ2ストレージ量算出手段は、 Ｏ2ストレージ量に相当するＯ2カウンタ値ＣＯＵＮＴを
    設定し、 リーン空燃比による運転時または燃料カット時にＯ2カ
    ウンタ値ＣＯＵＮＴをＯ2変化量ＤＣＯＵＮＴだけ加算
    する一方理論空燃比またはリッチ空燃比による運転時に
    Ｏ2カウンタ値ＣＯＵＮＴをＯ2変化量ＤＣＯＵＮＴだけ
    減算することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの
    排気浄化装置。
  3. 【請求項３】前記Ｏ2ストレージ量算出手段は前記Ｏ2カ
    ウンタ値ＣＯＵＮＴの上限値ＣＯＵＮＴＬＭＴを設定し
    たことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの排気浄
    化装置。
  4. 【請求項４】前記Ｏ2ストレージ量算出手段は前記Ｏ2カ
    ウンタ値ＣＯＵＮＴの下限値を設定したことを特徴とす
    る請求項２または３に記載のエンジンの排気浄化装置。
  5. 【請求項５】前記Ｏ2ストレージ量算出手段は前記Ｏ2変
    化量ＤＣＯＵＮＴを吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎ
    ｅの少なくとも一方に応じて変化させることを特徴とす
    る請求項２から４のいずれか一つに記載のエンジンの排
    気浄化装置。
  6. 【請求項６】前記Ｏ2ストレージ量算出手段は触媒の温
    度に応じて上限値ＣＯＵＮＴＬＭＴを変化させることを
    特徴とする請求項２から５のいずれか一つに記載のエン
    ジンの排気浄化装置。
  7. 【請求項７】空燃比を検出する空燃比検出手段を備え、 前記Ｏ2ストレージ量算出手段は前記検出される空燃比
    に応じてＯ2変化量ＤＣＯＵＮＴを変化させることを特
    徴とする請求項２から６のいずれか一つに記載のエンジ
    ンの排気浄化装置。
  8. 【請求項８】運転条件に応じて基本燃料噴射量を演算す
    る基本燃料噴射量演算手段と、 排気ガスの酸素濃度に応じた出力をするセンサと、 空燃比をリッチ方向に補正するための比例分ＰＬとリー
    ン方向に補正するための比例分ＰＲを設定する手段と、 スライスレベルと前記センサ出力との比較により空燃比
    が反転したかどうかを判定する空燃比判定手段と、 この判定結果により空燃比が反転したときは前記２つの
    比例分ＰＬとＰＲを用いて空燃比フィードバック補正量
    αを演算する手段と、 前記空燃比フィードバック補正量αで前記基本燃料噴射
    量を補正して燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段
    とを備え、 前記空燃比補正手段は前記２つの比例分ＰＬとＰＲの少
    なくとも一方を前記算出されたＯ2ストレージ量に応じ
    てリッチ側に補正することを特徴とする請求項１から７
    のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
  9. 【請求項９】前記空燃比補正手段は前記２つの比例分Ｐ
    ＬとＰＲの少なくとも一方をリッチ側に補正するリッチ
    シフト時間を前記算出されたＯ2ストレージ量に応じて
    算出することを特徴とする請求項８に記載のエンジンの
    排気浄化装置。
  10. 【請求項１０】前記空燃比補正手段はエンジンの再始動
    時に前記２つの比例分ＰＬとＰＲの少なくとも一方をリ
    ッチ側に補正するリッチシフト量をリッチシフト時間の
    経過に伴って次第に小さくすることを特徴とする請求項
    ９に記載のエンジンの排気浄化装置。
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