JP2000240430A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＯX を良好に浄化しつつ排気浄化触媒から
流出する還元剤量を低減する。 【解決手段】 機関排気通路内に排気浄化触媒１９を配
置する。燃料噴射弁１１から２次燃料噴射を行い、それ
により排気浄化触媒１９に還元剤を供給してＮＯ X を還
元する。排気浄化触媒１９下流の排気通路内に配置され
たＮＯX センサ４２の出力信号に基づいて排気浄化触媒
１９の実際のＮＯX 浄化率を算出する。排気浄化触媒１
９の温度、空間速度、および排気浄化触媒１９に流入す
るＮＯX 量に対する２次燃料量の比に基づいて基準ＮＯ
X 浄化率を算出する。実際のＮＯX浄化率が基準ＮＯX
浄化率になるように２次燃料噴射時間または２次燃料噴
射時期を制御し、それにより排気浄化触媒１９に供給さ
れる２次燃料量を制御する。
流出する還元剤量を低減する。 【解決手段】 機関排気通路内に排気浄化触媒１９を配
置する。燃料噴射弁１１から２次燃料噴射を行い、それ
により排気浄化触媒１９に還元剤を供給してＮＯ X を還
元する。排気浄化触媒１９下流の排気通路内に配置され
たＮＯX センサ４２の出力信号に基づいて排気浄化触媒
１９の実際のＮＯX 浄化率を算出する。排気浄化触媒１
９の温度、空間速度、および排気浄化触媒１９に流入す
るＮＯX 量に対する２次燃料量の比に基づいて基準ＮＯ
X 浄化率を算出する。実際のＮＯX浄化率が基準ＮＯX
浄化率になるように２次燃料噴射時間または２次燃料噴
射時期を制御し、それにより排気浄化触媒１９に供給さ
れる２次燃料量を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気浄化
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】機関排気通路内に配置された排気浄化触
媒に還元剤を供給してこの還元剤によりＮＯX を還元す
るようにした内燃機関において、排気浄化触媒に流入す
るＮＯ X 量を求める手段を具備し、排気浄化触媒に流入
するＮＯX 量に基づいて排気浄化触媒に供給すべき還元
剤量を定めるようにした内燃機関の排気浄化装置が公知
である（特開平１０−１０３０４４号公報参照）。この
排気浄化装置では、排気浄化触媒に流入するＮＯX 量に
見合う量の還元剤を供給するようにしている。
媒に還元剤を供給してこの還元剤によりＮＯX を還元す
るようにした内燃機関において、排気浄化触媒に流入す
るＮＯ X 量を求める手段を具備し、排気浄化触媒に流入
するＮＯX 量に基づいて排気浄化触媒に供給すべき還元
剤量を定めるようにした内燃機関の排気浄化装置が公知
である（特開平１０−１０３０４４号公報参照）。この
排気浄化装置では、排気浄化触媒に流入するＮＯX 量に
見合う量の還元剤を供給するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが排気浄化触媒
のＮＯX 浄化率は例えば排気浄化触媒の温度や劣化度合
いに応じて変動する。このため排気浄化触媒のＮＯX 浄
化率が低下しているときに流入するＮＯX 量に見合う量
の還元剤を供給すると、排気浄化触媒から多量の還元剤
が流出してしまう。したがって、排気浄化触媒のＮＯX
浄化率に基づいて排気浄化触媒に供給すべき還元剤量を
定める必要がある。
のＮＯX 浄化率は例えば排気浄化触媒の温度や劣化度合
いに応じて変動する。このため排気浄化触媒のＮＯX 浄
化率が低下しているときに流入するＮＯX 量に見合う量
の還元剤を供給すると、排気浄化触媒から多量の還元剤
が流出してしまう。したがって、排気浄化触媒のＮＯX
浄化率に基づいて排気浄化触媒に供給すべき還元剤量を
定める必要がある。
【０００４】一方、排気浄化触媒のＮＯX 浄化率は排気
浄化触媒から流出するＮＯX 量により表される。しかし
ながら、上述の排気浄化装置では排気浄化触媒から流出
するＮＯX 量を一切求めておらず、すなわち排気浄化触
媒に供給すべき還元剤量を定めるために排気浄化触媒の
ＮＯX 浄化率を一切考慮していない。
浄化触媒から流出するＮＯX 量により表される。しかし
ながら、上述の排気浄化装置では排気浄化触媒から流出
するＮＯX 量を一切求めておらず、すなわち排気浄化触
媒に供給すべき還元剤量を定めるために排気浄化触媒の
ＮＯX 浄化率を一切考慮していない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、機関排気通路内に配置された
排気浄化触媒に還元剤を供給して還元剤によりＮＯX を
還元するようにした内燃機関の排気浄化装置において、
排気浄化触媒から流出するＮＯX 量を求める手段を具備
し、排気浄化触媒から流出するＮＯX 量に基づいて排気
浄化触媒に供給すべき還元剤量を定めるようにしてい
る。すなわち１番目の発明では、排気浄化触媒のＮＯX
浄化率に基づいて排気浄化触媒に供給すべき還元剤量が
定められ、したがってＮＯX を良好に浄化しつつ排気浄
化触媒から流出する還元剤量が低減される。
に１番目の発明によれば、機関排気通路内に配置された
排気浄化触媒に還元剤を供給して還元剤によりＮＯX を
還元するようにした内燃機関の排気浄化装置において、
排気浄化触媒から流出するＮＯX 量を求める手段を具備
し、排気浄化触媒から流出するＮＯX 量に基づいて排気
浄化触媒に供給すべき還元剤量を定めるようにしてい
る。すなわち１番目の発明では、排気浄化触媒のＮＯX
浄化率に基づいて排気浄化触媒に供給すべき還元剤量が
定められ、したがってＮＯX を良好に浄化しつつ排気浄
化触媒から流出する還元剤量が低減される。
【０００６】また、２番目の発明によれば１番目の発明
において、排気浄化触媒に流入するＮＯX 量を求める手
段をさらに具備し、排気浄化触媒に流入するＮＯX 量と
排気浄化触媒から流出するＮＯX 量とに基づいて排気浄
化触媒に供給すべき還元剤量を定めるようにしている。
すなわち２番目の発明では、排気浄化触媒に流入するＮ
ＯX 量と、排気浄化触媒のＮＯX 浄化率に基づいて排気
浄化触媒に供給すべき還元剤量が定められる。
において、排気浄化触媒に流入するＮＯX 量を求める手
段をさらに具備し、排気浄化触媒に流入するＮＯX 量と
排気浄化触媒から流出するＮＯX 量とに基づいて排気浄
化触媒に供給すべき還元剤量を定めるようにしている。
すなわち２番目の発明では、排気浄化触媒に流入するＮ
ＯX 量と、排気浄化触媒のＮＯX 浄化率に基づいて排気
浄化触媒に供給すべき還元剤量が定められる。
【０００７】また、３番目の発明によれば１番目の発明
において、排気浄化触媒の温度を求める手段をさらに具
備し、排気浄化触媒に流入するＮＯX 量と排気浄化触媒
から流出するＮＯX 量と排気浄化触媒の温度とに基づい
て排気浄化触媒に供給すべき還元剤量を定めるようにし
ている。すなわち３番目の発明では、排気浄化触媒のＮ
ＯX 浄化率に基づいて排気浄化触媒に供給すべき還元剤
量が定められる。
において、排気浄化触媒の温度を求める手段をさらに具
備し、排気浄化触媒に流入するＮＯX 量と排気浄化触媒
から流出するＮＯX 量と排気浄化触媒の温度とに基づい
て排気浄化触媒に供給すべき還元剤量を定めるようにし
ている。すなわち３番目の発明では、排気浄化触媒のＮ
ＯX 浄化率に基づいて排気浄化触媒に供給すべき還元剤
量が定められる。
【０００８】また、４番目の発明によれば１番目の発明
において、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を具備
し、燃料噴射弁から機関膨張行程または排気行程に燃料
を２次的に噴射することにより排気浄化触媒に還元剤を
供給し、排気浄化触媒から流出するＮＯX 量に基づいて
２次燃料噴射量または２次燃料噴射時期を定めるように
している。すなわち４番目の発明では、排気浄化触媒の
ＮＯX 浄化率に基づいて２次燃料噴射量または２次燃料
噴射時期が定められ、それにより排気浄化触媒に供給す
べき還元剤量が定められる。
において、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を具備
し、燃料噴射弁から機関膨張行程または排気行程に燃料
を２次的に噴射することにより排気浄化触媒に還元剤を
供給し、排気浄化触媒から流出するＮＯX 量に基づいて
２次燃料噴射量または２次燃料噴射時期を定めるように
している。すなわち４番目の発明では、排気浄化触媒の
ＮＯX 浄化率に基づいて２次燃料噴射量または２次燃料
噴射時期が定められ、それにより排気浄化触媒に供給す
べき還元剤量が定められる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明をディーゼル機関に
適用した場合を示している。しかしながら本発明を火花
点火式機関に適用することもできる。図１を参照する
と、機関本体１は例えば四つの気筒＃１，＃２，＃３，
＃４を具備する。各気筒は対応する吸気枝管２を介して
サージタンク３に接続され、サージタンク３は吸気ダク
ト４およびインタークーラ５を介して過給機、例えば排
気ターボチャージャ６のコンプレッサ６ｃの出口部に接
続される。コンプレッサ６ｃの入口部は空気吸い込み管
７を介してエアクリーナ８に接続される。サージタンク
３とインタークーラ５間の吸気ダクト４内にはアクチュ
エータ９により駆動されるスロットル弁１０が配置され
る。また、各気筒は燃焼室内に燃料を直接噴射する例え
ば電磁式の燃料噴射弁１１を具備する。各燃料噴射弁１
１は共通の燃料蓄圧室１２を介し吐出量を制御可能な燃
料ポンプ１３に接続される。燃料ポンプ１３は燃料蓄圧
室１２内の燃料圧が目標燃料圧となるように吐出量が制
御される。
適用した場合を示している。しかしながら本発明を火花
点火式機関に適用することもできる。図１を参照する
と、機関本体１は例えば四つの気筒＃１，＃２，＃３，
＃４を具備する。各気筒は対応する吸気枝管２を介して
サージタンク３に接続され、サージタンク３は吸気ダク
ト４およびインタークーラ５を介して過給機、例えば排
気ターボチャージャ６のコンプレッサ６ｃの出口部に接
続される。コンプレッサ６ｃの入口部は空気吸い込み管
７を介してエアクリーナ８に接続される。サージタンク
３とインタークーラ５間の吸気ダクト４内にはアクチュ
エータ９により駆動されるスロットル弁１０が配置され
る。また、各気筒は燃焼室内に燃料を直接噴射する例え
ば電磁式の燃料噴射弁１１を具備する。各燃料噴射弁１
１は共通の燃料蓄圧室１２を介し吐出量を制御可能な燃
料ポンプ１３に接続される。燃料ポンプ１３は燃料蓄圧
室１２内の燃料圧が目標燃料圧となるように吐出量が制
御される。
【００１０】一方、各気筒は排気マニホルド１４を介し
て排気ターボチャージャ６の排気タービン６ｔの入口部
に接続され、排気タービン６ｔの出口部は排気管１８を
介して排気浄化触媒１９を収容したケーシング２０に接
続され、ケーシング２０は排気管２１に接続される。さ
らに、排気マニホルド１４と、スロットル弁１０下流の
吸気ダクト４とは排気再循環（以下ＥＧＲと称す）通路
２３を介して互いに接続され、ＥＧＲ通路２３内にはア
クチュエータ２４により駆動されるＥＧＲ制御弁２５が
配置される。さらに、排気タービン６ｔと排気浄化触媒
１９間に位置する排気管１８内にはアクチュエータ２６
により駆動される排気絞り弁２７が配置される。この排
気絞り弁２７は通常全開に維持されている。
て排気ターボチャージャ６の排気タービン６ｔの入口部
に接続され、排気タービン６ｔの出口部は排気管１８を
介して排気浄化触媒１９を収容したケーシング２０に接
続され、ケーシング２０は排気管２１に接続される。さ
らに、排気マニホルド１４と、スロットル弁１０下流の
吸気ダクト４とは排気再循環（以下ＥＧＲと称す）通路
２３を介して互いに接続され、ＥＧＲ通路２３内にはア
クチュエータ２４により駆動されるＥＧＲ制御弁２５が
配置される。さらに、排気タービン６ｔと排気浄化触媒
１９間に位置する排気管１８内にはアクチュエータ２６
により駆動される排気絞り弁２７が配置される。この排
気絞り弁２７は通常全開に維持されている。
【００１１】電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０はデジタ
ルコンピュータからなり、双方向性バス３１を介して相
互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、Ｒ
ＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイク
ロプロセッサ）３４、常時電源に接続されているＢ−Ｒ
ＡＭ（バックアップＲＡＭ）３５、入力ポート３６、お
よび出力ポート３７を具備する。空気吸い込み管７内に
は吸入空気の質量流量Ｇａを検出するための質量流量セ
ンサ３８が配置される。燃料蓄圧室１２には燃料蓄圧室
１２内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧セ
ンサ３９が配置される。排気管１８には排気浄化触媒１
９に流入する排気の温度に比例した出力電圧を発生する
温度センサ４０が配置され、排気管２１には排気浄化触
媒１９から流出した排気の温度に比例した出力電圧を発
生する温度センサ４１が配置される。また、排気管２１
には排気浄化触媒１９から流出したＮＯX 量（以下、流
出ＮＯX 量）ＣＯＮに比例した出力電圧を発生するＮＯ
X センサ４２が配置される。さらに、踏み込み量センサ
４３はアクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰに比例した出
力電圧を発生する。これらセンサ３８，３９，４０，４
１，４２，４３の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換
器４４を介して入力ポート３６に入力される。ＣＰＵ３
４では温度センサ４０，４１の出力電圧に基づいて排気
浄化触媒１９の温度を表す温度（以下、触媒温度）ＴＣ
ＡＴが算出される。また、入力ポート３６には機関回転
数を表す出力パルスを発生する回転数センサ４５が接続
される。一方、出力ポート３７はそれぞれ対応する駆動
回路４６を介して各燃料噴射弁７、アクチュエータ９，
２４，２６、燃料ポンプ１３、および警報装置４７にそ
れぞれ接続される。この警報装置４７は例えばランプを
具備し、後述するように排気浄化触媒１９が熱劣化した
ことを車両運転者に知らせるためのものである。
ルコンピュータからなり、双方向性バス３１を介して相
互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、Ｒ
ＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイク
ロプロセッサ）３４、常時電源に接続されているＢ−Ｒ
ＡＭ（バックアップＲＡＭ）３５、入力ポート３６、お
よび出力ポート３７を具備する。空気吸い込み管７内に
は吸入空気の質量流量Ｇａを検出するための質量流量セ
ンサ３８が配置される。燃料蓄圧室１２には燃料蓄圧室
１２内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧セ
ンサ３９が配置される。排気管１８には排気浄化触媒１
９に流入する排気の温度に比例した出力電圧を発生する
温度センサ４０が配置され、排気管２１には排気浄化触
媒１９から流出した排気の温度に比例した出力電圧を発
生する温度センサ４１が配置される。また、排気管２１
には排気浄化触媒１９から流出したＮＯX 量（以下、流
出ＮＯX 量）ＣＯＮに比例した出力電圧を発生するＮＯ
X センサ４２が配置される。さらに、踏み込み量センサ
４３はアクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰに比例した出
力電圧を発生する。これらセンサ３８，３９，４０，４
１，４２，４３の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換
器４４を介して入力ポート３６に入力される。ＣＰＵ３
４では温度センサ４０，４１の出力電圧に基づいて排気
浄化触媒１９の温度を表す温度（以下、触媒温度）ＴＣ
ＡＴが算出される。また、入力ポート３６には機関回転
数を表す出力パルスを発生する回転数センサ４５が接続
される。一方、出力ポート３７はそれぞれ対応する駆動
回路４６を介して各燃料噴射弁７、アクチュエータ９，
２４，２６、燃料ポンプ１３、および警報装置４７にそ
れぞれ接続される。この警報装置４７は例えばランプを
具備し、後述するように排気浄化触媒１９が熱劣化した
ことを車両運転者に知らせるためのものである。
【００１２】本実施態様の排気浄化触媒１９はゼオライ
ト、フェリエライト、モルデナイト、アルミナＡｌ2 Ｏ
3 、チタニアＴｉＯ2 のような多孔質担体上に担持され
た白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈ、イリジウ
ムＩｒのような貴金属、銅Ｃｕ、鉄Ｆｅ、コバルトＣ
ｏ、ニッケルＮｉ、クロムＣｒ、バナジウムＶ、チタン
Ｔｉのような遷移金属、またはこれら遷移金属の酸化物
を具備する。ゼオライトとして例えばＺＳＭ−５型など
の高シリカ含有ゼオライトを用いることができる。この
排気浄化触媒１９は例えば炭化水素ＨＣ、一酸化炭素Ｃ
Ｏ、アンモニアＮＨ3 、水素Ｈ2 のような還元剤を含む
酸素雰囲気においてＮＯX を還元剤と選択的に反応せし
め、それによってＮＯX を窒素Ｎ2 に還元することがで
きる。すなわち、排気浄化触媒１９は流入する排気中が
還元剤を含んでいると、たとえ酸素雰囲気であっても流
入する排気中のＮＯX を還元する。
ト、フェリエライト、モルデナイト、アルミナＡｌ2 Ｏ
3 、チタニアＴｉＯ2 のような多孔質担体上に担持され
た白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈ、イリジウ
ムＩｒのような貴金属、銅Ｃｕ、鉄Ｆｅ、コバルトＣ
ｏ、ニッケルＮｉ、クロムＣｒ、バナジウムＶ、チタン
Ｔｉのような遷移金属、またはこれら遷移金属の酸化物
を具備する。ゼオライトとして例えばＺＳＭ−５型など
の高シリカ含有ゼオライトを用いることができる。この
排気浄化触媒１９は例えば炭化水素ＨＣ、一酸化炭素Ｃ
Ｏ、アンモニアＮＨ3 、水素Ｈ2 のような還元剤を含む
酸素雰囲気においてＮＯX を還元剤と選択的に反応せし
め、それによってＮＯX を窒素Ｎ2 に還元することがで
きる。すなわち、排気浄化触媒１９は流入する排気中が
還元剤を含んでいると、たとえ酸素雰囲気であっても流
入する排気中のＮＯX を還元する。
【００１３】一方、図１のディーゼル機関では機関から
排出されるスモークやパティキュレートを低減するため
に常時、酸素過剰燃焼が行われており、したがって排気
浄化触媒１９に流入する排気は通常、酸素雰囲気に維持
されている。この場合、機関から排出される未燃ＨＣや
ＣＯなどがＮＯX の還元剤として作用し、その結果排気
浄化触媒１９においてＮＯX が還元される。しかしなが
ら、ディーゼル機関から排出される未燃ＨＣ量などに比
べて浄化すべきＮＯX 量は圧倒的に多く、すなわちＮＯ
X を良好に浄化するための還元剤が不足する。そこで本
実施態様では、圧縮上死点周りに行われる主燃料噴射と
は別に燃料噴射弁１１から膨張行程または排気行程に２
回目の燃料噴射すなわち２次燃料噴射を行い、それによ
り排気浄化触媒１９に還元剤を２次的に供給するように
している。なお、２次燃料噴射による燃料は機関出力に
ほとんど寄与しない。
排出されるスモークやパティキュレートを低減するため
に常時、酸素過剰燃焼が行われており、したがって排気
浄化触媒１９に流入する排気は通常、酸素雰囲気に維持
されている。この場合、機関から排出される未燃ＨＣや
ＣＯなどがＮＯX の還元剤として作用し、その結果排気
浄化触媒１９においてＮＯX が還元される。しかしなが
ら、ディーゼル機関から排出される未燃ＨＣ量などに比
べて浄化すべきＮＯX 量は圧倒的に多く、すなわちＮＯ
X を良好に浄化するための還元剤が不足する。そこで本
実施態様では、圧縮上死点周りに行われる主燃料噴射と
は別に燃料噴射弁１１から膨張行程または排気行程に２
回目の燃料噴射すなわち２次燃料噴射を行い、それによ
り排気浄化触媒１９に還元剤を２次的に供給するように
している。なお、２次燃料噴射による燃料は機関出力に
ほとんど寄与しない。
【００１４】本実施態様では２次燃料噴射時間ＴＡＵＳ
および２次燃料噴射時期ＦＩＴＳがそれぞれ次式に基づ
いて算出される。 ＴＡＵＳ＝ＴＡＵＳＢ・ＴＡＵＫ ＦＩＴＳ＝ＦＩＴＳＢ＋ＦＩＴＫ ここでＴＡＵＳＢは基本２次燃料噴射時間、ＴＡＵＫは
２次燃料噴射時間ＴＡＵＳの補正係数、ＦＩＴＳＢは基
本２次燃料噴射時期、ＦＩＴＫは２次燃料噴射時期ＦＩ
ＴＳの補正係数をそれぞれ示している。
および２次燃料噴射時期ＦＩＴＳがそれぞれ次式に基づ
いて算出される。 ＴＡＵＳ＝ＴＡＵＳＢ・ＴＡＵＫ ＦＩＴＳ＝ＦＩＴＳＢ＋ＦＩＴＫ ここでＴＡＵＳＢは基本２次燃料噴射時間、ＴＡＵＫは
２次燃料噴射時間ＴＡＵＳの補正係数、ＦＩＴＳＢは基
本２次燃料噴射時期、ＦＩＴＫは２次燃料噴射時期ＦＩ
ＴＳの補正係数をそれぞれ示している。
【００１５】基本２次燃料噴射時間ＴＡＵＳＢおよび基
本２次燃料噴射時期ＦＩＴＳＢはそれぞれ排気浄化触媒
１９のＮＯX 浄化率ＰＲを後述する基準ＮＯX 浄化率Ｐ
ＲＢにするのに必要な２次燃料噴射時間および２次燃料
噴射時期であって予め実験により求められている。基本
２次燃料噴射時間ＴＡＵＳＢおよび基本２次燃料噴射時
期ＦＩＴＳＢはそれぞれ例えば触媒温度ＴＣＡＴ、排気
浄化触媒１９の空間速度ＳＶ、機関負荷を表すアクセル
ペダルの踏み込み量ＤＥＰ、および機関回転数Ｎの関数
として予めＲＯＭ３２内にマップの形で記憶されてい
る。
本２次燃料噴射時期ＦＩＴＳＢはそれぞれ排気浄化触媒
１９のＮＯX 浄化率ＰＲを後述する基準ＮＯX 浄化率Ｐ
ＲＢにするのに必要な２次燃料噴射時間および２次燃料
噴射時期であって予め実験により求められている。基本
２次燃料噴射時間ＴＡＵＳＢおよび基本２次燃料噴射時
期ＦＩＴＳＢはそれぞれ例えば触媒温度ＴＣＡＴ、排気
浄化触媒１９の空間速度ＳＶ、機関負荷を表すアクセル
ペダルの踏み込み量ＤＥＰ、および機関回転数Ｎの関数
として予めＲＯＭ３２内にマップの形で記憶されてい
る。
【００１６】一方、補正係数ＴＡＵＫ，ＦＩＴＫは排気
浄化触媒１９のＮＯX 浄化率ＰＲを基準ＮＯX 浄化率Ｐ
ＲＢに維持するためのものである。ＴＡＵＫ＞１．０と
なると２次燃料噴射時間ＴＡＵＳが増大され、ＴＡＵＫ
＜１．０となると２次燃料噴射時間ＴＡＵＳが減少され
る。また、ＦＩＴＫ＞０となると２次燃料噴射時期ＦＩ
ＴＳが遅角せしめられ、ＦＩＴＫ＜０となると２次燃料
噴射時期ＦＩＴＳが進角せしめられる。補正する必要が
ないときにはそれぞれＴＡＵＫ＝１．０、ＦＩＴＳ＝０
とされる。次に基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢについて説明す
る。
浄化触媒１９のＮＯX 浄化率ＰＲを基準ＮＯX 浄化率Ｐ
ＲＢに維持するためのものである。ＴＡＵＫ＞１．０と
なると２次燃料噴射時間ＴＡＵＳが増大され、ＴＡＵＫ
＜１．０となると２次燃料噴射時間ＴＡＵＳが減少され
る。また、ＦＩＴＫ＞０となると２次燃料噴射時期ＦＩ
ＴＳが遅角せしめられ、ＦＩＴＫ＜０となると２次燃料
噴射時期ＦＩＴＳが進角せしめられる。補正する必要が
ないときにはそれぞれＴＡＵＫ＝１．０、ＦＩＴＳ＝０
とされる。次に基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢについて説明す
る。
【００１７】ところで、燃料噴射弁１１から噴射された
２次燃料量（以下、２次燃料噴射量）の一部は筒内で完
全に酸化せしめられ、または部分酸化されることなく高
質（高分子量）のまま排気浄化触媒１９に到る。すなわ
ち、２次燃料噴射量のすべてが排気浄化触媒１９におい
てＮＯX 浄化のために有効であるわけではない。そこ
で、排気浄化触媒１９に供給される２次燃料量であって
ＮＯX 浄化のために有効な２次燃料量を供給２次燃料量
ＣＩＨと称し、２次燃料噴射量と区別することにする。
２次燃料量（以下、２次燃料噴射量）の一部は筒内で完
全に酸化せしめられ、または部分酸化されることなく高
質（高分子量）のまま排気浄化触媒１９に到る。すなわ
ち、２次燃料噴射量のすべてが排気浄化触媒１９におい
てＮＯX 浄化のために有効であるわけではない。そこ
で、排気浄化触媒１９に供給される２次燃料量であって
ＮＯX 浄化のために有効な２次燃料量を供給２次燃料量
ＣＩＨと称し、２次燃料噴射量と区別することにする。
【００１８】供給２次燃料量ＣＩＨが増大するにつれて
ＮＯX 排気浄化触媒１９のＮＯX 浄化率が上昇し、しか
しながら排気浄化触媒１９から流出されるＨＣ量（以
下、流出ＨＣ量）ＣＯＨが増大する。そこで、流出ＨＣ
量ＣＯＨを許容最大値よりも小さく維持できる最大のＮ
ＯX 浄化率ＰＲを基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢとして予め求
めておき、実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡが基準ＮＯX 浄化
率ＰＲＢになるように供給２次燃料量ＣＩＨを制御すれ
ば、流出ＨＣ量ＣＯＨを少なく維持しつつＮＯXを良好
に浄化できることになる。これが本発明による排気浄化
方法の基本的な考え方である。
ＮＯX 排気浄化触媒１９のＮＯX 浄化率が上昇し、しか
しながら排気浄化触媒１９から流出されるＨＣ量（以
下、流出ＨＣ量）ＣＯＨが増大する。そこで、流出ＨＣ
量ＣＯＨを許容最大値よりも小さく維持できる最大のＮ
ＯX 浄化率ＰＲを基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢとして予め求
めておき、実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡが基準ＮＯX 浄化
率ＰＲＢになるように供給２次燃料量ＣＩＨを制御すれ
ば、流出ＨＣ量ＣＯＨを少なく維持しつつＮＯXを良好
に浄化できることになる。これが本発明による排気浄化
方法の基本的な考え方である。
【００１９】基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢは例えば図２
（Ａ），２（Ｂ），２（Ｃ）に示されるように、排気浄
化触媒１９に流入するＮＯX 量（以下、流入ＮＯX 量）
ＣＩＮに対する供給２次燃料量ＣＩＨの比であるＨＣ／
ＮＯX 比ＲＨＮと、触媒温度ＴＣＡＴと、排気浄化触媒
１９の空間速度ＳＶとの関数として予め定められてい
る。基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢはＨＣ／ＮＯX 比ＲＨＮ、
触媒温度ＴＣＡＴ、および空間速度ＳＶとの関数として
予めＲＯＭ３２にマップの形で記憶されている。したが
って、流入ＮＯX 量ＣＩＮと流出ＮＯX 量ＣＯＮと触媒
温度ＴＣＡＴとに基づいて供給２次燃料量ＣＩＨが制御
されることになる。
（Ａ），２（Ｂ），２（Ｃ）に示されるように、排気浄
化触媒１９に流入するＮＯX 量（以下、流入ＮＯX 量）
ＣＩＮに対する供給２次燃料量ＣＩＨの比であるＨＣ／
ＮＯX 比ＲＨＮと、触媒温度ＴＣＡＴと、排気浄化触媒
１９の空間速度ＳＶとの関数として予め定められてい
る。基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢはＨＣ／ＮＯX 比ＲＨＮ、
触媒温度ＴＣＡＴ、および空間速度ＳＶとの関数として
予めＲＯＭ３２にマップの形で記憶されている。したが
って、流入ＮＯX 量ＣＩＮと流出ＮＯX 量ＣＯＮと触媒
温度ＴＣＡＴとに基づいて供給２次燃料量ＣＩＨが制御
されることになる。
【００２０】次に図３から図５を参照して本実施態様に
よる排気浄化方法を詳細に説明する。まず、図３および
図４は補正係数ＴＡＵＫ，ＦＩＴＫを算出するためのル
ーチンである。このルーチンは予め定められた設定時間
毎の割り込みによって実行される。図３および図４を参
照すると、まずステップ５０では停止フラグＸＳＴＰが
リセットされているか否かが判別される。この停止フラ
グＸＳＴＰは２次燃料噴射を停止すべきときにセットさ
れ（ＸＳＴＰ＝“１”）、２次燃料噴射を実行すべきと
きにリセットされる（ＸＳＴＰ＝“０”）ものである。
停止フラグＸＳＴＰがセットされているときには処理サ
イクルを終了する。停止フラグＸＳＴＰがリセットされ
ているときには次いでステップ５１に進み、供給２次燃
料量ＣＩＨが算出される。この供給２次燃料量ＣＩＨは
例えば２次燃料噴射時間ＴＡＵＳ、２次燃料噴射時期Ｆ
ＩＴＳ、および吸入空気質量流量Ｇａの関数として予め
ＲＯＭ３２内にマップの形で記憶されている。続くステ
ップ５２では流入ＮＯX 量ＣＩＮが算出される。この流
入ＮＯX 量ＣＩＮは例えば機関負荷を表すアクセルペダ
ルの踏み込み量ＤＥＰおよび機関回転数Ｎの関数として
予めＲＯＭ３２内にマップの形で記憶されている。なお
排気浄化触媒１９上流の排気通路内にＮＯX センサを配
置してこのＮＯX センサの出力信号に基づき流入ＮＯX
量ＣＩＮを求めるようにすることもできる。続くステッ
プ５３ではＨＣ／ＮＯX 比ＲＨＮが算出される（ＲＨＮ
＝ＣＩＨ／ＣＩＮ）。続くステップ５４では基準ＮＯX
浄化率ＰＲＢがマップから算出される。続くステップ５
５では、ＮＯX センサ４２の出力信号から求められる流
出ＮＯX 量ＣＯＮを用いて実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡが
算出される（ＰＲＡ＝（ＣＩＮ−ＣＯＮ）／ＣＩＮ）。
続くステップ５６では実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡと基準
ＮＯX 浄化率ＰＲＢとの差ＤＩＦが算出される（ＤＩＦ
＝ＰＲＡ−ＰＲＢ）。
よる排気浄化方法を詳細に説明する。まず、図３および
図４は補正係数ＴＡＵＫ，ＦＩＴＫを算出するためのル
ーチンである。このルーチンは予め定められた設定時間
毎の割り込みによって実行される。図３および図４を参
照すると、まずステップ５０では停止フラグＸＳＴＰが
リセットされているか否かが判別される。この停止フラ
グＸＳＴＰは２次燃料噴射を停止すべきときにセットさ
れ（ＸＳＴＰ＝“１”）、２次燃料噴射を実行すべきと
きにリセットされる（ＸＳＴＰ＝“０”）ものである。
停止フラグＸＳＴＰがセットされているときには処理サ
イクルを終了する。停止フラグＸＳＴＰがリセットされ
ているときには次いでステップ５１に進み、供給２次燃
料量ＣＩＨが算出される。この供給２次燃料量ＣＩＨは
例えば２次燃料噴射時間ＴＡＵＳ、２次燃料噴射時期Ｆ
ＩＴＳ、および吸入空気質量流量Ｇａの関数として予め
ＲＯＭ３２内にマップの形で記憶されている。続くステ
ップ５２では流入ＮＯX 量ＣＩＮが算出される。この流
入ＮＯX 量ＣＩＮは例えば機関負荷を表すアクセルペダ
ルの踏み込み量ＤＥＰおよび機関回転数Ｎの関数として
予めＲＯＭ３２内にマップの形で記憶されている。なお
排気浄化触媒１９上流の排気通路内にＮＯX センサを配
置してこのＮＯX センサの出力信号に基づき流入ＮＯX
量ＣＩＮを求めるようにすることもできる。続くステッ
プ５３ではＨＣ／ＮＯX 比ＲＨＮが算出される（ＲＨＮ
＝ＣＩＨ／ＣＩＮ）。続くステップ５４では基準ＮＯX
浄化率ＰＲＢがマップから算出される。続くステップ５
５では、ＮＯX センサ４２の出力信号から求められる流
出ＮＯX 量ＣＯＮを用いて実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡが
算出される（ＰＲＡ＝（ＣＩＮ−ＣＯＮ）／ＣＩＮ）。
続くステップ５６では実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡと基準
ＮＯX 浄化率ＰＲＢとの差ＤＩＦが算出される（ＤＩＦ
＝ＰＲＡ−ＰＲＢ）。
【００２１】続くステップ５７では差の絶対値｜ＤＩＦ
｜が小さな一定値ａ（＞０）以下であるか否かが判別さ
れる。｜ＤＩＦ｜≦ａのときすなわち実際のＮＯX 浄化
率ＰＲＡが基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢとほぼ一致している
ときには次いでステップ５８に進んでＴＡＵＫ＝１．０
とされ、続くステップ５９ではＦＩＴＫ＝０とされる。
｜が小さな一定値ａ（＞０）以下であるか否かが判別さ
れる。｜ＤＩＦ｜≦ａのときすなわち実際のＮＯX 浄化
率ＰＲＡが基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢとほぼ一致している
ときには次いでステップ５８に進んでＴＡＵＫ＝１．０
とされ、続くステップ５９ではＦＩＴＫ＝０とされる。
【００２２】これに対し、ステップ５７において｜ＤＩ
Ｆ｜＞ａのときには次いでステップ６０に進み、差ＤＩ
Ｆが一定値ａよりも大きいか否かが判別される。ＤＩＦ
＞ａのとき、すなわち実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡが基準
ＮＯX 浄化率ＰＲＢよりも高いときには次いでステップ
６１に進んで補正係数ＴＡＵＫが例えば一定値ｔ（＞
０）だけ減少せしめられ、続くステップ６２では補正係
数ＦＩＴＫが一定値ｆ（＞０）だけ減少せしめられる。
すなわち、２次燃料噴射時間ＴＡＵＳが減少せしめられ
るので供給２次燃料量が減少せしめられ、２次燃料噴射
時期ＦＩＴＳが進角せしめられるので筒内で完全酸化せ
しめられる２次燃料量が増大せしめられ、斯くして供給
２次燃料量が減少せしめられる。その結果、実際のＮＯ
X 浄化率ＰＲＡが基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢまで低下せし
められる。
Ｆ｜＞ａのときには次いでステップ６０に進み、差ＤＩ
Ｆが一定値ａよりも大きいか否かが判別される。ＤＩＦ
＞ａのとき、すなわち実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡが基準
ＮＯX 浄化率ＰＲＢよりも高いときには次いでステップ
６１に進んで補正係数ＴＡＵＫが例えば一定値ｔ（＞
０）だけ減少せしめられ、続くステップ６２では補正係
数ＦＩＴＫが一定値ｆ（＞０）だけ減少せしめられる。
すなわち、２次燃料噴射時間ＴＡＵＳが減少せしめられ
るので供給２次燃料量が減少せしめられ、２次燃料噴射
時期ＦＩＴＳが進角せしめられるので筒内で完全酸化せ
しめられる２次燃料量が増大せしめられ、斯くして供給
２次燃料量が減少せしめられる。その結果、実際のＮＯ
X 浄化率ＰＲＡが基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢまで低下せし
められる。
【００２３】一方、ステップ６０においてＤＩＦ＞ａで
ないとき、すなわちＤＩＦ＜−ａのときにはステップ６
３に進み、差ＤＩＦがしきい値−Ｄ１（Ｄ１＞０）より
も大きいか否かが判別される。ＤＩＦ＞−Ｄ１のとき、
すなわち実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡが基準ＮＯX 浄化率
ＰＲＢよりも小さくかつその差が比較的小さいときには
次いでステップ６４に進んでＴＡＵＫが一定値ｔだけ増
大せしめられ、続くステップ６５ではＦＩＴＫが一定値
ｆだけ増大せしめられる。すなわち、２次燃料噴射時間
ＴＡＵＳが増大せしめられるので供給２次燃料量が増大
せしめられ、２次燃料噴射時期ＦＩＴＳが遅角せしめら
れるので供給２次燃料量が増大せしめられる。その結
果、実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡが基準ＮＯX 浄化率ＰＲ
Ｂまで上昇せしめられる。
ないとき、すなわちＤＩＦ＜−ａのときにはステップ６
３に進み、差ＤＩＦがしきい値−Ｄ１（Ｄ１＞０）より
も大きいか否かが判別される。ＤＩＦ＞−Ｄ１のとき、
すなわち実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡが基準ＮＯX 浄化率
ＰＲＢよりも小さくかつその差が比較的小さいときには
次いでステップ６４に進んでＴＡＵＫが一定値ｔだけ増
大せしめられ、続くステップ６５ではＦＩＴＫが一定値
ｆだけ増大せしめられる。すなわち、２次燃料噴射時間
ＴＡＵＳが増大せしめられるので供給２次燃料量が増大
せしめられ、２次燃料噴射時期ＦＩＴＳが遅角せしめら
れるので供給２次燃料量が増大せしめられる。その結
果、実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡが基準ＮＯX 浄化率ＰＲ
Ｂまで上昇せしめられる。
【００２４】続くステップ６６では補正係数ＴＡＵＫが
しきい値Ｋ１よりも大きいか否かが判別される。ＴＡＵ
Ｋ≦Ｋ１のときには処理サイクルを終了する。これに対
しＴＡＵＫ＞Ｋ１のときには次いでステップ６７に進
み、停止フラグＸＳＴＰがセットされる。また、ステッ
プ６３においてＤＩＦ≦−Ｄ１のときすなわち実際のＮ
ＯX 浄化率ＰＲＡが基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢに対して大
幅に小さいときにも次いでステップ６７に進んで停止フ
ラグＸＳＴＰがセットされる。
しきい値Ｋ１よりも大きいか否かが判別される。ＴＡＵ
Ｋ≦Ｋ１のときには処理サイクルを終了する。これに対
しＴＡＵＫ＞Ｋ１のときには次いでステップ６７に進
み、停止フラグＸＳＴＰがセットされる。また、ステッ
プ６３においてＤＩＦ≦−Ｄ１のときすなわち実際のＮ
ＯX 浄化率ＰＲＡが基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢに対して大
幅に小さいときにも次いでステップ６７に進んで停止フ
ラグＸＳＴＰがセットされる。
【００２５】すなわち、実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡが基
準ＮＯX 浄化率ＰＲＢよりも小さくなると補正係数ＴＡ
ＵＫ，ＦＩＴＫが増大せしめられ、それにより実際のＮ
ＯX浄化率ＰＲＡが増大せしめられる。ところが、排気
浄化触媒１９が劣化しているときには補正係数ＴＡＵ
Ｋ，ＦＩＴＫを増大しても実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡは
増大せず、その結果補正係数ＴＡＵＫ，ＦＩＴＫが増大
し続ける。そこで本実施態様では、例えば補正係数ＴＡ
ＵＫがしきい値Ｋ１よりも大きくなったときには排気浄
化触媒１９が劣化していると判断して２次燃料噴射を停
止するようにしている。また、実際のＮＯX 浄化率ＰＲ
Ａが基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢに対して大幅に小さい（Ｄ
ＩＦ≦−Ｄ１）ときにも排気浄化触媒１９が劣化してい
ると判断して２次燃料噴射を停止するようにしている。
その結果、流出ＨＣ量を低減することができる。
準ＮＯX 浄化率ＰＲＢよりも小さくなると補正係数ＴＡ
ＵＫ，ＦＩＴＫが増大せしめられ、それにより実際のＮ
ＯX浄化率ＰＲＡが増大せしめられる。ところが、排気
浄化触媒１９が劣化しているときには補正係数ＴＡＵ
Ｋ，ＦＩＴＫを増大しても実際のＮＯX 浄化率ＰＲＡは
増大せず、その結果補正係数ＴＡＵＫ，ＦＩＴＫが増大
し続ける。そこで本実施態様では、例えば補正係数ＴＡ
ＵＫがしきい値Ｋ１よりも大きくなったときには排気浄
化触媒１９が劣化していると判断して２次燃料噴射を停
止するようにしている。また、実際のＮＯX 浄化率ＰＲ
Ａが基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢに対して大幅に小さい（Ｄ
ＩＦ≦−Ｄ１）ときにも排気浄化触媒１９が劣化してい
ると判断して２次燃料噴射を停止するようにしている。
その結果、流出ＨＣ量を低減することができる。
【００２６】図５は２次燃料噴射時間ＴＡＵＳおよび２
次燃料噴射時期ＦＩＴＳを算出するためのルーチンであ
る。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込
みによって実行される。図５を参照すると、まずステッ
プ７０では停止フラグＸＳＴＰがリセットされているか
否かが判別される。停止フラグＸＳＴＰがリセットされ
ているときには次いでステップ７１に進み、基本２次燃
料噴射時間ＴＡＵＳＢが算出される。続くステップ７２
では２次燃料噴射時間ＴＡＵＳが算出される（ＴＡＵＳ
＝ＴＡＵＳＢ・ＴＡＵＫ）。続くステップ７３では２次
燃料噴射時間ＴＡＵＳが許容最大値ＴＡＵＭよりも大き
いか否かが判別される。ＴＡＵＳ＞ＴＡＵＭのときには
次いでステップ７４に進み、２次燃料噴射時間ＴＡＵＳ
がＴＡＵＭに戻される。続くステップ７５では補正係数
ＴＡＵＫがＴＡＵＭ／ＴＡＵＳＢに戻される。次いでス
テップ７６に進む。一方、ＴＡＵＳ≦ＴＡＵＭのときに
はステップ７６にジャンプする。
次燃料噴射時期ＦＩＴＳを算出するためのルーチンであ
る。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込
みによって実行される。図５を参照すると、まずステッ
プ７０では停止フラグＸＳＴＰがリセットされているか
否かが判別される。停止フラグＸＳＴＰがリセットされ
ているときには次いでステップ７１に進み、基本２次燃
料噴射時間ＴＡＵＳＢが算出される。続くステップ７２
では２次燃料噴射時間ＴＡＵＳが算出される（ＴＡＵＳ
＝ＴＡＵＳＢ・ＴＡＵＫ）。続くステップ７３では２次
燃料噴射時間ＴＡＵＳが許容最大値ＴＡＵＭよりも大き
いか否かが判別される。ＴＡＵＳ＞ＴＡＵＭのときには
次いでステップ７４に進み、２次燃料噴射時間ＴＡＵＳ
がＴＡＵＭに戻される。続くステップ７５では補正係数
ＴＡＵＫがＴＡＵＭ／ＴＡＵＳＢに戻される。次いでス
テップ７６に進む。一方、ＴＡＵＳ≦ＴＡＵＭのときに
はステップ７６にジャンプする。
【００２７】ステップ７６では基本２次燃料噴射時期Ｆ
ＩＴＳＢが算出される。続くステップ７７では２次燃料
噴射時期ＦＩＴＳが算出される（ＦＩＴＳ＝ＦＩＴＳＢ
＋ＦＩＴＫ）。続くステップ７８では２次燃料噴射時期
ＦＩＴＳが許容最大値ＦＩＴＭよりも大きいか否かが判
別される。ＦＩＴＳ＞ＦＩＴＭのときには次いでステッ
プ７９に進み、２次燃料噴射時期ＦＩＴＳがＦＩＴＭに
戻される。続くステップ８０では補正係数ＦＩＴＫがＦ
ＩＴＭ−ＦＩＴＳＢに戻される。次いで処理サイクルを
終了する。一方、ＦＩＴＳ≦ＦＩＴＭのときにも処理サ
イクルを終了する。
ＩＴＳＢが算出される。続くステップ７７では２次燃料
噴射時期ＦＩＴＳが算出される（ＦＩＴＳ＝ＦＩＴＳＢ
＋ＦＩＴＫ）。続くステップ７８では２次燃料噴射時期
ＦＩＴＳが許容最大値ＦＩＴＭよりも大きいか否かが判
別される。ＦＩＴＳ＞ＦＩＴＭのときには次いでステッ
プ７９に進み、２次燃料噴射時期ＦＩＴＳがＦＩＴＭに
戻される。続くステップ８０では補正係数ＦＩＴＫがＦ
ＩＴＭ−ＦＩＴＳＢに戻される。次いで処理サイクルを
終了する。一方、ＦＩＴＳ≦ＦＩＴＭのときにも処理サ
イクルを終了する。
【００２８】これに対し、ステップ７０において停止フ
ラグＸＳＴＰがセットされているときにはステップ８１
に進み、２次燃料噴射時間ＴＡＵＳが零にされる。上述
したように排気浄化触媒１９が劣化していると判断され
たときには２次燃料噴射が停止される。ところで、触媒
の劣化には被毒劣化と熱劣化とが含まれ、被毒劣化はＨ
Ｃ、ＳＯＦ、サルフェートのような被毒物質が触媒粒子
表面を覆うことにより生ずる。一方、触媒が高温の排気
に繰り返し晒されると触媒粒子が次第に凝集し、斯くし
て熱劣化が生ずる。熱劣化した触媒を再生することはで
きないが、被毒劣化した触媒は例えば触媒を加熱するこ
とにより再生することができる。そこで、排気浄化触媒
１９が劣化していると判断されたときには排気浄化触媒
１９の再生作用を行うようにしている。次に排気浄化触
媒１９の再生作用について図６を参照して説明する。図
６は排気浄化触媒１９の再生作用を制御するためのルー
チンである。このルーチンは予め定められた設定時間毎
の割り込みによって実行される。
ラグＸＳＴＰがセットされているときにはステップ８１
に進み、２次燃料噴射時間ＴＡＵＳが零にされる。上述
したように排気浄化触媒１９が劣化していると判断され
たときには２次燃料噴射が停止される。ところで、触媒
の劣化には被毒劣化と熱劣化とが含まれ、被毒劣化はＨ
Ｃ、ＳＯＦ、サルフェートのような被毒物質が触媒粒子
表面を覆うことにより生ずる。一方、触媒が高温の排気
に繰り返し晒されると触媒粒子が次第に凝集し、斯くし
て熱劣化が生ずる。熱劣化した触媒を再生することはで
きないが、被毒劣化した触媒は例えば触媒を加熱するこ
とにより再生することができる。そこで、排気浄化触媒
１９が劣化していると判断されたときには排気浄化触媒
１９の再生作用を行うようにしている。次に排気浄化触
媒１９の再生作用について図６を参照して説明する。図
６は排気浄化触媒１９の再生作用を制御するためのルー
チンである。このルーチンは予め定められた設定時間毎
の割り込みによって実行される。
【００２９】図６を参照すると、まずステップ９０では
警報装置４７が作動されていない（ＯＦＦ）か否かが判
別される。警報装置４７が作動されているときには処理
サイクルを終了する。警報装置４７が作動されていない
ときには次いでステップ９１に進み、再生完了フラグＸ
ＲＣＶがセットされているか否かが判別される。この再
生完了フラグＸＲＣＶは再生作用が完了したときにセッ
トされ（ＸＲＣＶ＝“１”）、それ以外はリセットされ
る（ＸＲＣＶ＝“０”）ものである。再生完了フラグＸ
ＲＣＶがリセットされているときには次いでステップ９
２に進み、停止フラグＸＳＴＰがセットされているか否
かが判別される。停止フラグＸＳＴＰがリセットされて
いるときには処理サイクルを終了する。停止フラグＸＳ
ＴＰがセットされているときには次いでステップ９３に
進み、排気浄化触媒１９の再生作用が開始される（Ｏ
Ｎ）。この場合、排気浄化触媒１９を再生すべく排気浄
化触媒１９の温度を高める方法として、例えば主燃料噴
射時期を通常運転時よりも遅角する方法、排気浄化触媒
１９を加熱するために２次燃料噴射を行う方法、ＥＧＲ
ガス量を通常運転時よりも増大する方法、２次燃料噴射
を行いつつスロットル弁１０または排気絞り弁２７の開
度を通常運転時よりも減少する方法、自動変速機を備え
た内燃機関では変速比を制御することにより機関回転数
を通常運転時よりも増大する方法などが挙げられる。
警報装置４７が作動されていない（ＯＦＦ）か否かが判
別される。警報装置４７が作動されているときには処理
サイクルを終了する。警報装置４７が作動されていない
ときには次いでステップ９１に進み、再生完了フラグＸ
ＲＣＶがセットされているか否かが判別される。この再
生完了フラグＸＲＣＶは再生作用が完了したときにセッ
トされ（ＸＲＣＶ＝“１”）、それ以外はリセットされ
る（ＸＲＣＶ＝“０”）ものである。再生完了フラグＸ
ＲＣＶがリセットされているときには次いでステップ９
２に進み、停止フラグＸＳＴＰがセットされているか否
かが判別される。停止フラグＸＳＴＰがリセットされて
いるときには処理サイクルを終了する。停止フラグＸＳ
ＴＰがセットされているときには次いでステップ９３に
進み、排気浄化触媒１９の再生作用が開始される（Ｏ
Ｎ）。この場合、排気浄化触媒１９を再生すべく排気浄
化触媒１９の温度を高める方法として、例えば主燃料噴
射時期を通常運転時よりも遅角する方法、排気浄化触媒
１９を加熱するために２次燃料噴射を行う方法、ＥＧＲ
ガス量を通常運転時よりも増大する方法、２次燃料噴射
を行いつつスロットル弁１０または排気絞り弁２７の開
度を通常運転時よりも減少する方法、自動変速機を備え
た内燃機関では変速比を制御することにより機関回転数
を通常運転時よりも増大する方法などが挙げられる。
【００３０】続くステップ９４では排気浄化触媒１９の
再生作用が開始されてから例えば一定時間が経過したか
否かが判別される。排気浄化触媒１９の再生作用が開始
されてから一定時間が経過していないときには処理サイ
クルを終了し、一定時間が経過したときには次いでステ
ップ９５に進んで排気浄化触媒１９の再生作用が停止せ
しめられる（ＯＦＦ）。続くステップ９６では再生完了
フラグＸＲＣＶがセットされ、続くステップ９７では停
止フラグＸＳＴＰがリセットされる。したがって２次燃
料噴射が再開される。
再生作用が開始されてから例えば一定時間が経過したか
否かが判別される。排気浄化触媒１９の再生作用が開始
されてから一定時間が経過していないときには処理サイ
クルを終了し、一定時間が経過したときには次いでステ
ップ９５に進んで排気浄化触媒１９の再生作用が停止せ
しめられる（ＯＦＦ）。続くステップ９６では再生完了
フラグＸＲＣＶがセットされ、続くステップ９７では停
止フラグＸＳＴＰがリセットされる。したがって２次燃
料噴射が再開される。
【００３１】再生完了フラグＸＲＣＶがセットされたと
きにはステップ９１からステップ９８に進み、再生完了
フラグＸＲＣＶがリセットされる。続くステップ９９で
は図３のステップ５１からステップ５６までと同様にし
て差ＤＩＦが算出される。続くステップ１００では差Ｄ
ＩＦが許容最小値−Ｄ２（Ｄ２＞０）よりも小さいか否
かが判別される。ＤＩＦ＜−Ｄ２のとき、すなわち再生
作用により実際のＮＯ X 浄化率ＰＲＡが上昇しないとき
には排気浄化触媒１９が熱劣化していると判断し、次い
でステップ１０１に進んで警報装置４７を作動せしめる
（ＯＮ）。続くステップ１０２では停止フラグＸＳＴＰ
を再びセットして２次燃料噴射を停止する。これに対し
ＤＩＦ≧−Ｄ２のとき、すなわち再生作用により実際の
ＮＯX 浄化率ＰＲＡが上昇したときには排気浄化触媒１
９が被毒劣化から再生されたと判断し、処理サイクルを
終了する。この場合、２次燃料噴射が継続して行われ
る。
きにはステップ９１からステップ９８に進み、再生完了
フラグＸＲＣＶがリセットされる。続くステップ９９で
は図３のステップ５１からステップ５６までと同様にし
て差ＤＩＦが算出される。続くステップ１００では差Ｄ
ＩＦが許容最小値−Ｄ２（Ｄ２＞０）よりも小さいか否
かが判別される。ＤＩＦ＜−Ｄ２のとき、すなわち再生
作用により実際のＮＯ X 浄化率ＰＲＡが上昇しないとき
には排気浄化触媒１９が熱劣化していると判断し、次い
でステップ１０１に進んで警報装置４７を作動せしめる
（ＯＮ）。続くステップ１０２では停止フラグＸＳＴＰ
を再びセットして２次燃料噴射を停止する。これに対し
ＤＩＦ≧−Ｄ２のとき、すなわち再生作用により実際の
ＮＯX 浄化率ＰＲＡが上昇したときには排気浄化触媒１
９が被毒劣化から再生されたと判断し、処理サイクルを
終了する。この場合、２次燃料噴射が継続して行われ
る。
【００３２】これまで述べてきた実施態様では、燃料噴
射弁１１から２次燃料噴射を行うことにより排気浄化触
媒１９に還元剤としてＨＣを供給するようにしている。
しかしながら、排気浄化触媒１９上流の排気通路内に還
元剤供給装置を配置し、この還元剤供給装置から排気浄
化触媒１９に還元剤を供給するようにしてもよい。この
場合、還元剤としてＨＣ、ＣＯ、ＮＨ3 、Ｈ2 、尿素、
またはこれらを発生する物質から選択することができ
る。
射弁１１から２次燃料噴射を行うことにより排気浄化触
媒１９に還元剤としてＨＣを供給するようにしている。
しかしながら、排気浄化触媒１９上流の排気通路内に還
元剤供給装置を配置し、この還元剤供給装置から排気浄
化触媒１９に還元剤を供給するようにしてもよい。この
場合、還元剤としてＨＣ、ＣＯ、ＮＨ3 、Ｈ2 、尿素、
またはこれらを発生する物質から選択することができ
る。
【００３３】
【発明の効果】ＮＯX を良好に浄化しつつ排気浄化触媒
から流出する還元剤量を低減することができる。
から流出する還元剤量を低減することができる。
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】基準ＮＯX 浄化率ＰＲＢを示す線図である。
【図３】補正係数ＴＡＵＫ，ＦＩＴＫを算出するための
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】補正係数ＴＡＵＫ，ＦＩＴＫを算出するための
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】２次燃料噴射時間ＴＡＵＳおよび２次燃料噴射
時期ＦＩＴＳを算出するためのフローチャートである。
時期ＦＩＴＳを算出するためのフローチャートである。
【図６】再生作用を制御するためのフローチャートであ
る。
る。
１…機関本体 １１…燃料噴射弁 １９…排気浄化触媒 ４０，４１…温度センサ ４２…ＮＯX センサ
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｈ (72)発明者 鴨下 伸治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大坪 康彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 日下部 信一 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3G091 AA10 AA11 AA18 AA28 BA01 BA11 BA14 CA18 CB02 CB03 DA01 DA02 DB10 DC01 EA17 EA33 FC02 GB01X GB05W GB06W GB07W GB09X GB10X GB17X HA36 HA37 HA42 3G301 HA02 HA06 HA11 HA13 JA02 JA25 JA33 MA11 MA19 PA01Z PB08Z PD01A PD11Z PD12Z PE01Z PF03Z
Claims (4)
- 【請求項１】 機関排気通路内に配置された排気浄化触
媒に還元剤を供給して該還元剤によりＮＯX を還元する
ようにした内燃機関の排気浄化装置において、排気浄化
触媒から流出するＮＯX 量を求める手段を具備し、排気
浄化触媒から流出するＮＯX 量に基づいて排気浄化触媒
に供給すべき還元剤量を定めるようにした内燃機関の排
気浄化装置。 - 【請求項２】 排気浄化触媒に流入するＮＯX 量を求め
る手段をさらに具備し、排気浄化触媒に流入するＮＯX
量と排気浄化触媒から流出するＮＯX 量とに基づいて排
気浄化触媒に供給すべき還元剤量を定めるようにした請
求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 排気浄化触媒の温度を求める手段をさら
に具備し、排気浄化触媒に流入するＮＯX 量と排気浄化
触媒から流出するＮＯX 量と排気浄化触媒の温度とに基
づいて排気浄化触媒に供給すべき還元剤量を定めるよう
にした請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を
具備し、該燃料噴射弁から機関膨張行程または排気行程
に燃料を２次的に噴射することにより排気浄化触媒に還
元剤を供給し、排気浄化触媒から流出するＮＯX 量に基
づいて２次燃料噴射量または２次燃料噴射時期を定める
ようにした請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03729399A JP3641964B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03729399A JP3641964B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000240430A true JP2000240430A (ja) | 2000-09-05 |
| JP3641964B2 JP3641964B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=12493669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03729399A Expired - Fee Related JP3641964B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3641964B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010106671A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気浄化装置 |
| JP2012207582A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Osaka Gas Co Ltd | エンジンシステム |
| JP2017110594A (ja) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2019044706A (ja) * | 2017-09-04 | 2019-03-22 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法 |
-
1999
- 1999-02-16 JP JP03729399A patent/JP3641964B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2017110594A (ja) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2019044706A (ja) * | 2017-09-04 | 2019-03-22 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法 |
| JP7003503B2 (ja) | 2017-09-04 | 2022-01-20 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法 |
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|---|---|
| JP3641964B2 (ja) | 2005-04-27 |
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