JP2000356150A - LEAN NOx TRAP CONTROL METHOD AND SYSTEM BASED ON DEPLETION OF NOx OCCLUSION CAPACITY OF LEAN NOx TRAP - Google Patents

LEAN NOx TRAP CONTROL METHOD AND SYSTEM BASED ON DEPLETION OF NOx OCCLUSION CAPACITY OF LEAN NOx TRAP

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JP2000356150A
JP2000356150A JP2000146783A JP2000146783A JP2000356150A JP 2000356150 A JP2000356150 A JP 2000356150A JP 2000146783 A JP2000146783 A JP 2000146783A JP 2000146783 A JP2000146783 A JP 2000146783A JP 2000356150 A JP2000356150 A JP 2000356150A
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trap
time
purge
nox
storage capacity
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JP2000146783A
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Michael Mayer Garth
マイケル マイヤー ガース
Richard Eisuruku Joseph
リチャード エイスルク ジョゼフ
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Ford Global Technologies LLC
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize a discharge amount of CO and NOx to an atmosphere while maximizing a fuel economics of a vehicle, by continuously operating trap under an optimum condition in an NOx conversion efficiency. SOLUTION: A trap optimizes a regeneration cycle of an NOx trap 34 in which a trap is filled to reach a predetermined rate of present capacity and fully emptied during a trap purging. When the trap capacity is substantially reduced and a real filling time becomes equal to or less than a predetermined minimum filling time, trap desulfurization is carried out in order to recover the trap capacity. A programmed computer 10 controls filling and purge time based on a voltage amplitude of a switching type O2 sensor 38 and a time response of the sensor 38. A purge frequency which is ideal that the frequency is directly associated with a reduction rate of a trap NOx occlusion capacity is controlled such that the trap does not exceed an upper limit of the NOx occlusion capacity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リーンバーン車両
の排出制御システムの下流NOxトラップの再生サイクル
を制御する方法に関する。
The present invention relates to relates to a method for controlling the regeneration cycle of a downstream NO x trap emission control system of a lean-burn vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のリーンバーン・エンジンの制御シ
ステムは、理論値よりもリーンな空燃比を周期的に得
て、それにより燃料経済性を向上させるために、計測さ
れた空気質量に比例する燃料をエンジンへ供給する空燃
比制御器を含む。エンジンの排気通路に設けられる一般
的な三元触媒コンバーターは、リーンバーン・エンジン
作動中の様な過剰酸素の存在の下でエンジンが生成する
NOxの変換に関し効率的ではないので、従来技術の中に
は、三元触媒コンバーター下流の排気通路内にリーンNO
xトラップを配置して、リーン運転中に生成された残留N
Oxを化学的に吸蔵することを開示するものがある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventional lean burn engine control systems are proportional to the measured air mass to periodically obtain an air / fuel ratio leaner than stoichiometric, thereby improving fuel economy. Includes an air-fuel ratio controller that supplies fuel to the engine. A typical three-way catalytic converter located in the exhaust passage of an engine is engine-generated in the presence of excess oxygen, such as during lean-burn engine operation
Because of the inefficiency of NOx conversion, some prior art systems include lean NOx in the exhaust passage downstream of the three-way catalytic converter.
x Trap is installed, residual N generated during lean operation
Some disclose that Ox is chemically absorbed.

【0003】トラップのNOx吸蔵能力が有限であること
は重要であり、例えばトラップを約13未満の空燃比へ晒
すなどの、約14.65の理論空燃比よりもその空燃比がリ
ッチな空気燃料混合気へトラップを晒すことにより、ト
ラップは吸蔵したNOxについて周期的に「パージ」され
る。このパージ事象の間、過剰なHC及びCOは三元触媒コ
ンバーターを通り抜け、そして、トラップを通り抜ける
HC及びCOが吸蔵されたNOxと反応して無害なN2及びO2
還元する。吸蔵されたNOxを放出するのに要する過剰つ
まりパージ用燃料の量は、質量空気量がほぼ一定の状態
でリッチな空気燃料混合気の状態でパージ用燃料が供給
される期間である「パージ時間」の関数で表される場合
が多々ある。
It is important that the trap have a finite NOx storage capacity, for example, an air-fuel mixture richer in its air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio of about 14.65, such as exposing the trap to an air-fuel ratio of less than about 13. By exposing the trap to the trap, the trap is periodically "purged" for stored NOx. During this purge event, excess HC and CO pass through the three-way catalytic converter and through the trap
By reacting with NOx to HC and CO are occluded reduced to harmless N 2 and O 2. The amount of excess That purging fuel required to release the occluded NO x is a period in which the purge fuel in the form of a rich air-fuel mixture is supplied at a substantially constant state mass airflow "Purge Often expressed as a function of time.

【0004】NOxがトラップを通り抜けて排気管出口でN
Oxの排出量を増加させることになるので、各パージ事象
の時期は、トラップがそのNOx吸蔵能力を越えない様に
制御されなければならない。パージ事象のためにリッチ
にされた空気燃料混合気の余分な燃料故に、部分的に充
填されたトラップのパージは回避する様にパージの周波
数が制御されるのが好ましい。
[0004] NOx passes through the trap and N
The timing of each purge event must be controlled so that the trap does not exceed its NOx storage capacity, as it will increase Ox emissions. Preferably, the frequency of the purge is controlled so as to avoid purging the partially filled trap due to excess fuel of the air-fuel mixture enriched for the purge event.

【0005】トラップのNOx吸蔵能力は、それ自体、多
くの変数の関数であることが、従来技術により認識され
ている。それら変数には、トラップ温度、トラップ履
歴、硫化度合及び、熱損傷つまり過剰な熱に起因するト
ラップのNOx吸収物質に対する損傷の程度、が含まれ
る。例えば、米国特許5,437,153号を参照すると、それ
は、トラップがそれの最大能力に近付くと、トラップが
NOxを吸収する速度が降下し始める場合があることを、
記載している。更に、米国特許5,437,153号は、トラッ
プの実際のNOx吸蔵能力よりもかなり小さい公称NOx吸蔵
能力を用い、それにより完全な瞬間NOx吸収効率を持つ
トラップを提供すること、つまり、吸蔵されたNOxの量
が公称能力を下回ったままである限りトラップがエンジ
ンにより生成されるNOxを全て吸収すること、を記載し
ている。エンジンにより生成されたNOxの蓄積量が公称
トラップ能力に到達するといつもトラップが再生される
様に、パージ事象が計画されている。
[0005] It has been recognized by the prior art that the NOx storage capacity of a trap is itself a function of many variables. These variables include trap temperature, trap history, degree of sulfidation, and the degree of thermal damage or damage to the trap's NOx absorbent due to excessive heat. For example, referring to U.S. Patent No. 5,437,153, it states that when a trap approaches its maximum capacity,
That the speed of absorbing NOx may start to fall
It has been described. Further, U.S. Patent No. States that the trap will absorb any NOx produced by the engine as long as it remains below its nominal capacity. A purge event is planned so that the trap is regenerated whenever the accumulated NOx produced by the engine reaches the nominal trapping capacity.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】トラップ中に吸蔵され
るNOxの実際の量は、エンジンへ供給される気体のNOx濃
度、排気流量、大気の湿度、トラップ温度及び他の変数
により、変化する。それで、トラップの能力及びトラッ
プ中に吸蔵されるNOxの実際の量は両方とも、多くの変
数の複雑な関数となる。トラップのパージ及び充填事象
を診断そして制御し、トラップがそれの最適条件でいつ
も作動することを確実なものとすることが、望ましい。
The actual amount of NOx stored in the trap will vary depending on the NOx concentration of the gas supplied to the engine, exhaust flow rate, atmospheric humidity, trap temperature, and other variables. Thus, both the capacity of the trap and the actual amount of NOx stored in the trap are complex functions of many variables. It is desirable to diagnose and control trap purge and fill events to ensure that the trap always operates at its optimum conditions.

【0007】硫黄を含む燃料を用いてエンジンが運転さ
れる場合には、硫黄は、トラップに吸収され、そして、
トラップの絶対的なNOx吸蔵能力とトラップの瞬間NOx吸
収効率の両方の低下を招く。その様なトラップの硫酸化
がある閾値を越えると、吸収されたSOxが、脱硫事象中
に「バーン・オフ(burn off)」つまり脱離されなけれ
ばならない。その時のトラップ温度は、過剰HC及びCOの
存在の下で約650℃以上まで上昇させられる。例を挙げ
ると、米国特許・5,746,049号が、エンジンをリッチな空
気燃料混合気で運転する時にNOxトラップ上流の排気へ
2次空気を導入することによりトラップ温度を少なくと
も650℃まで上昇させること及び、その結果としての発
熱反応を利用してSOxについてのトラップのパージに望
ましい程度までトラップ温度を上昇させることを含む、
トラップの脱硫方法を記載している。
When the engine is operated with a fuel containing sulfur, the sulfur is absorbed in the trap and
This leads to a decrease in both the absolute NOx storage capacity of the trap and the instantaneous NOx absorption efficiency of the trap. If the sulfation of such traps exceeds a certain threshold, the absorbed SOx must be "burned off" or desorbed during the desulfurization event. The trap temperature is then raised to about 650 ° C. or higher in the presence of excess HC and CO. By way of example, U.S. Pat.No. 5,746,049 is directed to increasing the trap temperature to at least 650.degree. C. by introducing secondary air to the exhaust upstream of the NOx trap when operating the engine with a rich air-fuel mixture; and Utilizing the resulting exothermic reaction to raise the trap temperature to the extent desired for purging the trap for SOx,
It describes a desulfurization method for traps.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のリーンNOx制御
方法は、トラップの状況つまり「健全性」が診断され、
そして、トラップのパージ用パラメーター、NOx吸蔵能
力の減損率、パージ時間及びパージ強度が車両内でのエ
ンジン作動中にオンラインで調整されるのが可能とされ
る様に、トラップに吸蔵されるNOxの量及びトラップの
最大NOx吸蔵能力に関連する情報を用いる。ここで、NOx
吸蔵能力の減損率とは、トラップのNOx吸蔵能力がNOx充
填過程において減少する時の速度である。加えて、硫黄
についてトラップをパージする、つまり、脱硫事象を計
画することについての判断が、診断されたトラップのNO
x吸蔵能力の減少及びそれに関連したNOx吸収能力減損率
の増加に基き、なされる。それで、トラップは、NOx変
換効率についての最適条件で連続的に運転され、それに
より、車両の燃料経済性を最大にしながら大気へのCO及
びNOxの排出量を最小にする。トラップの高機能脱硫
は、トラップのNOx変換効率が与えられた最小値より上
に常時維持されるのを、確実なものとする。
According to the lean NOx control method of the present invention, the trap status, that is, "soundness" is diagnosed,
The NOx stored in the trap is then adjusted so that the parameters for purging the trap, the impairment rate of the NOx storage capacity, the purge time and the purge strength can be adjusted online during engine operation in the vehicle. Use information related to volume and maximum NOx storage capacity of the trap. Where NOx
The storage capacity impairment rate is the speed at which the NOx storage capacity of the trap decreases during the NOx filling process. In addition, the decision to purge the trap for sulfur, i.e., to schedule a desulfurization event, is determined by the NO of the diagnosed trap.
This is done based on the decrease in x storage capacity and the associated increase in impairment of NOx absorption capacity. Thus, the trap is operated continuously at optimal conditions for NOx conversion efficiency, thereby minimizing CO and NOx emissions to the atmosphere while maximizing the fuel economy of the vehicle. Intelligent desulfurization of the trap ensures that the NOx conversion efficiency of the trap is always maintained above a given minimum.

【0009】より具体的に言うと、本発明によれば、ト
ラップのNOx吸蔵能力の減損が監視され、トラップの脱
硫の閉ループ制御と共に、トラップのパージの周波数と
深度についての帰還制御がなされる。トラップのパージ
周波数は、NOxがトラップに吸蔵される速度に逆比例
し、パージの深度は、変換されてN2及びO2としてトラッ
プから放出されるNOxの量に関連する。プログラムされ
たコンピューターが、スイッチング形酸素センサーの電
圧の振幅及びセンサー応答時間に基き、トラップの充填
及びパージ時間を制御する。トラップのNOx吸蔵能力減
損率に直接関連するのが理想的であるパージの周波数
は、トラップがそれのNOx吸蔵能力限界を越えて充填さ
れない様に制御される。NOx吸蔵能力限界が越えられる
と、つまり、トラップが過剰充填されると、NOxが吸蔵
されることなくトラップを通り抜ける。トラップが充填
し切っていない場合には、頻繁過ぎるパージの結果、燃
料消費の不必要な増加が生じる。また、大気への過剰な
CO及びHCの排出が生じることとなる。
More specifically, according to the present invention, the NOx storage capacity of the trap is monitored for impairment and closed loop control of desulfurization of the trap as well as feedback control of the trap purge frequency and depth are performed. Purge frequency trap is inversely proportional to the rate at which NOx is occluded in the trap, the depth of the purge is related to the amount of NOx released from the conversion has been trapped as N 2 and O 2. A programmed computer controls the trap filling and purging times based on the switching oxygen sensor voltage amplitude and sensor response time. The frequency of the purge, ideally directly related to the NOx storage capacity impairment rate of the trap, is controlled such that the trap is not filled beyond its NOx storage capacity limit. When the NOx storage capacity limit is exceeded, that is, when the trap is overfilled, NOx passes through the trap without being stored. If the trap is not completely filled, frequent purging will result in an unnecessary increase in fuel consumption. Also, excess air
CO and HC emissions will occur.

【0010】更に、本発明によれば、NOx吸蔵能力減損
率に基き、それの現在の吸蔵能力の所定割合までトラッ
プが充填され、それから、パージ中に完全に空にされ
る。トラップの吸蔵能力が劣化のために低下すると、閉
ループのパージ最適化ルーチンが、トラップをそれの吸
蔵能力の所望の割合まで充填するのに充分なだけNOxを
吸蔵するために、NOx吸蔵能力減損率を調整するのに用
いられる調整乗数を発生する。実際のNOx吸蔵能力減損
率が所定の最大NOx吸蔵能力減損率と同等以上になるこ
とにより示される様に、かなりトラップの吸蔵能力が低
下すると、トラップの吸蔵能力をそれの元の値まで回復
するためにトラップの脱硫が実行される。所定回数のト
ラップ脱硫作動がNOx吸蔵能力減損率の増大なしに実行
される場合には、トラップが交換されなければならず、
そしてインジケーターにより運転者にそれが知らされ
る。
Further, according to the present invention, based on the NOx storage capacity impairment rate, the trap is filled to a predetermined percentage of its current storage capacity, and then completely emptied during the purge. As the trap's storage capacity decreases due to degradation, the closed loop purge optimization routine uses a NOx storage capacity impairment rate to store enough NOx to fill the trap to the desired percentage of its storage capacity. Generate an adjustment multiplier that is used to adjust. If the actual NOx storage capacity impairment rate is substantially equal to or greater than the predetermined maximum NOx storage capacity impairment rate, the trap storage capacity is restored to its original value when the trap storage capacity is significantly reduced. For this purpose, desulfurization of the trap is performed. If a predetermined number of trap desulfurization operations are performed without increasing the NOx storage capacity loss rate, the trap must be replaced,
The indicator is then indicated to the driver by an indicator.

【0011】トラップのNOx吸収能力の減損率のデフォ
ルトつまり初期値は、エンジン・システム及びトラップ
の関数化により求められる。関数化により、トラップの
充填率と最適NOx吸蔵能力減損率の値が、エンジン負荷
又は質量空気流量の関数として、与えられる。トラップ
が用いられる所での作動空燃比は大きくは変化せず、そ
してエンジン回転数の変化はトラップのNOx吸蔵能力減
損率にそれ程影響しない。それで、トラップNOx吸収能
力減損率の主要な変数は、エンジン負荷又は質量流量の
指数が小さい累乗根(例えば二乗根)である。
The default or initial value of the impairment rate of the NOx absorption capacity of the trap is determined by a function of the engine system and the trap. The functionalization gives the values of the trap filling rate and the optimal NOx storage capacity impairment rate as a function of engine load or mass air flow. The operating air-fuel ratio where the trap is used does not change significantly, and changes in engine speed do not significantly affect the NOx storage capacity impairment rate of the trap. Thus, the primary variable for the trap NOx absorption capacity impairment rate is the root of the engine (eg, the square root) where the index of the engine load or mass flow is small.

【0012】本発明の上述のものなどの目的、構成及び
効果は、添付の図面に関連して、本発明を実施する最良
の態様の以下の詳細な説明から容易に理解されるであろ
う。
The objects, features and advantages of the present invention, such as those set forth above, will be readily understood from the following detailed description of the best mode for carrying out the invention, when taken in conjunction with the accompanying drawings.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】ここで、図面、最初に図1を参照
すると、全体として符号10で示されるパワートレイン制
御モジュール(powertrain control module略してPCM)
は、示される様にROM, RAM及びCPUを含む、電子エンジ
ン制御器である。PCMは、内燃機関20の4つの気筒へ燃
料を噴射する一組の噴射弁12, 14, 16及び18を制御す
る。燃料噴射弁は一般的な構造であり、そして制御器10
により決定された通りの正確な量の燃料を対応する気筒
へ噴射する様に配置される。制御器10は、制御器10によ
り決定される空燃比(air-fuel ratio略してAFR)を維
持するために、燃料噴射弁信号を噴射弁へ送る。空気計
つまり質量流量センサー22が、エンジンのマニフォール
ド24の空気入口に配置され、そして、絞り弁26の位置で
決まる質量空気量に関する信号を与える。空気量信号
は、単位時間に吸入システムへ流入する空気の質量を示
す空気質量値を計算するのに、制御器10により用いられ
る。ヒーター付排気酸素(heated exhaust gas oxygen
略してHEGO)センサー28がエンジンにより生成される排
気の酸素成分を検出し、信号を制御器10へ送信する。HE
GOセンサー28は、特に理論空燃比作動中に、エンジン空
燃比の制御に用いられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring now to the drawings, and first to FIG. 1, a powertrain control module, generally designated PCM, indicated generally by the numeral 10 is shown.
Is an electronic engine controller, including ROM, RAM and CPU as shown. The PCM controls a set of injectors 12, 14, 16 and 18 that inject fuel into the four cylinders of the internal combustion engine 20. The fuel injector is of a general construction, and the controller 10
Are arranged to inject the correct amount of fuel into the corresponding cylinder as determined by The controller 10 sends a fuel injector signal to the injector in order to maintain the air-fuel ratio (AFR) determined by the controller 10. An air gauge or mass flow sensor 22 is located at the air inlet of the engine manifold 24 and provides a signal regarding the mass air flow determined by the position of the throttle valve 26. The air mass signal is used by controller 10 to calculate an air mass value indicative of the mass of air entering the intake system per unit time. Heated exhaust gas oxygen
A HEGO (abbreviated for short) sensor 28 detects the oxygen content of the exhaust generated by the engine and sends a signal to the controller 10. HE
The GO sensor 28 is used for controlling the engine air-fuel ratio particularly during the stoichiometric air-fuel ratio operation.

【0014】排気システムは、一つかあるいはそれより
多い数の排気管を有しており、エンジン内での混合気の
燃焼により発生した排気を、一般的な直結三元触媒コン
バーター(三元触媒30)へ送る。その三元触媒30は、触
媒反応した排気を生成するために、エンジンが発生した
排気を化学変化させる触媒物質を含んでいる。触媒反応
済みの排気は、排気管32を通り、上述の物質からなる下
流NOxトラップ34に送られ、その後テールパイプ36を通
り大気へ放出される。
The exhaust system has one or more exhaust pipes, and converts exhaust gas generated by combustion of the air-fuel mixture in the engine into a general direct-coupled three-way catalytic converter (three-way catalyst 30). ). The three-way catalyst 30 contains a catalytic substance that chemically changes exhaust generated by the engine in order to generate catalytically reacted exhaust. The exhaust gas after the catalytic reaction passes through an exhaust pipe 32, is sent to a downstream NOx trap made of the above-mentioned substance, and is then discharged to the atmosphere through a tail pipe.

【0015】トラップ34の下流側には第2のHEGOセンサ
ー38が配置され、本発明による診断及び制御のために信
号を制御器10に供給する。第2HEGOセンサー38は、通常
の理論空燃比の閉ループ・リミットサイクル作動中に、
第2HEGOセンサー38の信号振幅と第1HEGOセンサー28の
それとを比較する周知の方法を用い、三元触媒30のHC変
換効率を監視するのに、用いられる。トラップ内温度セ
ンサー42はトラップ34の瞬間温度Tを表す出力信号を生
成する。また、エンジン性能に関する他の情報、例えば
カムシャフト位置、クランクシャフト位置、角速度、絞
り弁位置や気温なども、他のセンサー(不図示)から制
御器に送られる。それらセンサーからの情報は、エンジ
ンの運転を制御するために、制御器10にて使用される。
Downstream of the trap 34 is a second HEGO sensor 38, which supplies signals to the controller 10 for diagnosis and control according to the present invention. The second HEGO sensor 38 operates during the normal stoichiometric air-fuel ratio closed loop limit cycle operation.
It is used to monitor the HC conversion efficiency of the three-way catalyst 30 using a well-known method of comparing the signal amplitude of the second HEGO sensor 38 with that of the first HEGO sensor 28. The trap internal temperature sensor 42 generates an output signal representing the instantaneous temperature T of the trap 34. Further, other information regarding the engine performance, such as the camshaft position, the crankshaft position, the angular velocity, the throttle valve position, the temperature, and the like, are also sent to the controller from other sensors (not shown). Information from these sensors is used by controller 10 to control the operation of the engine.

【0016】第2HEGOセンサー38のようなスイッチング
形酸素センサーについての空燃比に対する電圧の典型的
な応答が、図2に示されている。第2HEGOセンサー38の
出力電圧は、ほぼ14.65の理論空燃比を境に排気混合気
がリーンからリッチに切り替わる際に、低レベルと高レ
ベルとの間で切り替わる。空燃比は充填時間中はリーン
であるため、エンジンで発生したNOxは三元触媒30と排
気管32を通過してトラップ34まで送られ、そこで吸蔵さ
れる。
A typical response of voltage to air / fuel ratio for a switching oxygen sensor, such as the second HEGO sensor 38, is shown in FIG. The output voltage of the second HEGO sensor 38 switches between a low level and a high level when the exhaust gas mixture switches from lean to rich at a stoichiometric air-fuel ratio of approximately 14.65. Since the air-fuel ratio is lean during the charging time, NOx generated by the engine is sent to the trap 34 through the three-way catalyst 30 and the exhaust pipe 32, where it is stored.

【0017】トラップのパージ・サイクルの典型的な作
動が図3に示されている。一番上の波形(図3(a))は、
異なる3つのパージ時間1, 2及び3に対応するリーン充
填時間t Fとリッチ・パージ時間 tPとの関係を示してい
る。2番目の波形(図3(b))には、3つのパージ時間に
ついての第2HEGOセンサー38の応答が示されている。ト
ラップを通過し下流センサー38に影響を与えるCOおよび
HCの量は、トラップのパージ事象の効率を示すものとし
て用いられる。最下流の酸素センサーのピーク電圧レベ
ルは、トラップ内にまだ吸蔵されているNOxやO2の量を
示すものである。短いパージ時間1の場合、トラップがN
Oxについて完全にはパージされないため、酸素センサー
の応答が極めて小さく、結果として、大気へのCO排出量
及び密接に関連する第2HEGOセンサーの応答のスパイク
が小さい。この場合については、センサのピーク電圧VP
が基準電圧Vrefに到達していない。適度な、つまり最適
なパージ時間2では、第2HEGOセンサーの出力VPが基準
電圧Vrefに等しく、これは許容できる極めて微量の大気
へのCOが生成されたので、トラップは必要な量だけパー
ジされたということを示している。長いパージ時間3に
ついては、第2HEGOセンサーのピーク電圧VPが基準電圧
Vrefを越え、トラップが完全にパージされた、つまりパ
ージされ過ぎたことを示しており、それにより、図3(d)
に示される様に大気への過剰なCOの排出を生じ望ましく
ない。
A typical operation of a trap purge cycle
The movement is shown in FIG. The top waveform (Figure 3 (a))
Lean charge for three different purge times 1, 2 and 3
Filling time t FAnd rich purge time tPShows a relationship with
You. The second waveform (Fig. 3 (b)) shows three purge times.
The response of the second HEGO sensor 38 is shown. G
CO passing through the wrap and affecting the downstream sensor 38
The amount of HC shall indicate the efficiency of the trap purge event.
Used. Peak voltage level of the downstream oxygen sensor
Are trapped in NOx and OTwoThe amount of
It is shown. For short purge time 1, trap is N
Oxygen sensor is not completely purged for Ox
Response is extremely small, resulting in CO emissions to the atmosphere
And closely related response spikes of the second HEGO sensor
Is small. In this case, the sensor peak voltage VP
Is the reference voltage VrefHas not reached. Moderate, or optimal
In the simple purge time 2, the output V of the second HEGO sensor isPIs the standard
Voltage VrefAnd this is an extremely small amount of air that is acceptable
Traps have been purged by the required amount
Indicates that the Long purge time 3
About the peak voltage V of the second HEGO sensorPIs the reference voltage
VrefThe trap has been completely purged,
3 (d).
Which results in excessive CO emissions to the atmosphere as shown in
Absent.

【0018】第2HEGOセンサーの出力電圧についてのデ
ータ・キャプチャー・ウインドウが、図3(c)に示す波形
のように作動する。このウインドウの間、PCMは第2HEG
Oセンサー38の応答データを取得する。図4は、図3に
示されたパージ時間の3つのレベルに対するセンサー38
の応答の拡大図である。Δt21 はセンサー出力電圧が基
準電圧Vrefを超過していた時間の長さである。基準電圧
Vrefよりも小さいセンサーのピーク電圧VPについては、
PCM 10は、センサー飽和時間tsatをtsat = tsat refから
tsat = 0に至るまで線形外挿することにより、図5の計
数値を滑らかに連続させる。PCM 10は図6に示す関係を
用い、そこに示される様に、センサー飽和時間tsatをセ
ンサーのピーク電圧VPに比例させる。
Data on the output voltage of the second HEGO sensor
The data capture window shows the waveform shown in Fig. 3 (c).
It works like During this window, PCM is the second HEG
The response data of the O sensor 38 is obtained. FIG. 4 shows FIG.
Sensors 38 for three levels of indicated purge times
FIG. Δttwenty one Is based on the sensor output voltage
Reference voltage VrefIs the length of time that was exceeded. Reference voltage
VrefSensor peak voltage V less thanPabout,
PCM 10 is the sensor saturation time tsatTo tsat = tsat refFrom
tsat = 0 by linear extrapolation until
Make the values smoothly continuous. PCM 10 has the relationship shown in FIG.
Used, and as indicated there, the sensor saturation time tsatThe
Sensor peak voltage VPProportional to

【0019】図5は正規化された酸素センサー飽和時間
tsatとパージ時間tPとの関係を示す。センサー飽和時間
tsatは、第2HEGOセンサーの信号がVrefを超えている時
の正規化された時間量でありり、そしてΔt21/Δt
21 norm(ここでΔt21 normは正規化因数)に等しい。
センサー飽和時間tsatは、所望値 tsat desiredにより
正規化される。与えられた充填時間tF 及びトラップの
状態については、最適パージ時間値tP sat#desiredが存
在する。その値は、大気へのHC及びCO排出量が過剰とな
らず、また許容できるNOxトラップ効率が維持できる正
規化された最適飽和時間tsat・=・1となる。センサー飽
和時間tsatが tsat・>1であるときは、パージ時間は長過
ぎであり、短くされる必要がある。センサー飽和時間t
sat・が tsat・<1であるときは、パージ時間は短すぎであ
り、長くされる必要がある。そのようにして、第2HEGO
センサー38の出力に基づき、トラップ・パージの閉ルー
プ制御を実現することが出来る。
FIG. 5 shows the normalized oxygen sensor saturation time.
4 shows the relationship between t sat and the purge time t P. Sensor saturation time
t sat is the normalized amount of time when the signal of the second HEGO sensor exceeds V ref , and Δt 21 / Δt
It is equal to 21 norm (where Δt 21 norm is a normalization factor).
The sensor saturation time t sat is normalized by the desired value t sat desired . For a given fill time t F and trap state, there is an optimal purge time value t P sat #desired . The value is a normalized optimal saturation time t sat = 1 that does not result in excessive HC and CO emissions to the atmosphere and maintains acceptable NOx trap efficiency. When the sensor saturation time t sat is t sat > 1, the purge time is too long and needs to be shortened. Sensor saturation time t
If sat. is t sat. <1, the purge time is too short and needs to be increased. In that way, the second HEGO
Based on the output of the sensor 38, closed loop control of trap purge can be realized.

【0020】図7は、エンジンの与えられた作動状態及
びトラップの与えられた状態における、パージ時間tP
充填時間tFとの間の公称関係を示す。2つの次善のパー
ジ時間tP subopt1とtP subopt2は、固定された充填時間
tF Tについてのトラップ34のパージ不足又は過剰パージ
に対応する。トラップ中に吸蔵されたNOxについてトラ
ップを最適にパージするパージ時間tPがtP Tと示されて
いる。この点が目標すなわち所望パージ時間tsat = t
sat desiredに対応する。このパージ時間が、固定充填
時間tF Tの間の大気へのCO排出量を最小化する。この手
順の結果、トラップに直接吸蔵される酸素の量に関連し
た吸蔵酸素パージ時間tP oscの決定が行われる。酸素は
例えばセリウム酸化物という形で直接吸蔵され得る。吸
蔵酸素パージ時間tP oscは、2つかあるいはそれより多
い最適パージ時間をtF = 0 の点まで外挿するか、ある
いはtF = 0 の点近傍でtPの最適化を行うことによっ
て、決定することが出来る。作動点T2は、意図的にt
F T2 < tF Tとし、最適化を通じてt P T2を見つけるこ
とにより得られる。
FIG. 7 shows a given operating condition of the engine and
Purge time t for given conditionsPWhen
Filling time tFIndicates the nominal relationship between Two suboptimal pars
Di time tP subopt1And tP subopt2Is the fixed filling time
tFTUnder or over purge of trap 34 for
Corresponding to NOx trapped in the trap
Purge time t for optimal purgingPIs tPTIndicated
I have. This point is the target, that is, the desired purge time t.sat = t
sat desiredCorresponding to This purge time is fixed filling
Time tFTMinimize CO emissions to the atmosphere during This hand
As a result of the order, it is related to the amount of oxygen stored directly in the trap.
Storage oxygen purge time tP oscIs determined. Oxygen is
For example, it can be stored directly in the form of cerium oxide. Sucking
Storage oxygen purge time tP oscIs two or more
TF Extrapolates to point = 0 or has
I tF = 0 near the point at 0POptimization
You can decide. The operating point T2 is intentionally t
F T2 <tFTAnd through optimization t P T2Find this
And is obtained by

【0021】図7aは充填時間tFの最適化を図示したもの
である。与えられた充填時間tF Tに対し、最適パージ時
間tP Tが図7に示すように決定される。そのとき充填時
間は、初期値tF Tよりわずかに小さい値tF Bにステッ
プ変化させ、そして初期値tF Tよりわずかに大きい値
F Aにステップ変化させることにより、振られる。tF
によるtPの変化を求めるために、パージ時間の最適化が
その3点T,A及びBの全てに適用される。tPのAからTま
での、そしてBからTまでの変化が評価される。図7aで
は、BからTまでの変化の方が、AからTまでの変化よりも
大きい。これらの差の絶対値は、図11に関連させてより
完全に述べる様に、所定の許容範囲DELTA#MINに入る様
に制御される。差の絶対値はtPと tFとの関係を示す曲
線の傾きに比例する。最適化過程は、tPと tFとの関係
を示す曲線の肩部としての作動点Tを規定する。時間t
P satは無限に長い充填時間についてのパージ時間の飽
和値を表している。
[0021] Figure 7a illustrates the optimization of the fill time t F. For a given filling time tFT , an optimal purge time tPT is determined as shown in FIG. Then fill time, initial value t FT step is changed to a value slightly smaller t FB from, and by a step change in the initial value t FT than slightly larger value t FA, swung. t F
The optimization of the purge time is applied to all three points T, A and B to determine the change in t P due to The change in t P from A to T and from B to T is evaluated. In FIG. 7a, the change from B to T is greater than the change from A to T. The absolute values of these differences are controlled to fall within a predetermined tolerance DELTA # MIN, as described more fully in connection with FIG. The absolute value of the difference is proportional to the slope of the curve showing the relationship between t P and t F. Optimization process defines the operating point T as the shoulder of the curve showing the relationship between t P and t F. Time t
P sat represents the saturation value of the purge time for an infinitely long fill time.

【0022】NOx及び酸素の吸蔵量の異なる4つのトラ
ップ状態について、パージ時間tP及び充填時間tF の最
適化ルーチンの結果が図8に示されている。パージ時間
tP及び充填時間tFの両方が、図7および図7aに示された
手法を用いて、最適化された。図8により決定された点
が最適作動点T1として示され、その点についてのパージ
時間はtP T1 であり、充填時間はtF T1である。"1"は、
トラップが劣化していないことを示し、これを状態Aと
する。トラップが硫黄被毒や熱損傷、あるいは他の要因
によって劣化するにつれて、トラップ状態がB, Cそして
Dに到達することになる。略定常エンジン状態が存在す
る時には、パージ及び充填最適化ルーチンは連続して実
行される。トラップ状態B, C及びDに対応して、最適運
転状態T2, T3及びT4へと到達されることになる。tP T1,
tP T2, tP T3及びtP T4に反映される NOx飽和レベル
と、酸素吸蔵関連パージ時間tP osc T1, tP osc T2, t
P osc T 3及びtP osc T4は両方とも、トラップの状態に
応じて変化し、そして典型的には、トラップの劣化につ
れ値を小さくすることになる。パージのNOx部分につい
てのパージ燃料はtP NOx = tP T - tP oscと等しい値で
ある。パージ燃料は与えられた作動状態についてのパー
ジ時間に等価であると、予想される。制御器10は、エン
ジン20が所定のリッチ空燃比で作動するのが許容される
時間を調整することにより、実パージ燃料を制限する。
ここでは解説を簡単にするために、パージ時間が、解説
のために仮定された作動条件におけるパージ燃料に、等
価であると仮定する。そのようにして、吸蔵されたNOx
及び吸蔵された酸素に必要なパージ時間が、直接決定さ
れ、診断及び制御に用いられることとなる。
Four trucks having different NOx and oxygen storage amounts
Purge time tPAnd filling time tF Most
The result of the adaptation routine is shown in FIG. Purge time
tPAnd filling time tFBoth were shown in FIGS. 7 and 7a
Optimized using techniques. Points determined by FIG.
Is shown as the optimal operating point T1 and purge for that point
Time is tP T1And the filling time is tF T1It is. "1" is
Indicates that the trap has not deteriorated, and this is referred to as state A.
I do. Trap is sulfur poisoning, thermal damage, or other factors
, The trap state becomes B, C and
You will reach D. Nearly steady engine condition exists
The purge and fill optimization routine runs continuously.
Is performed. Optimal operation according to trap conditions B, C and D
The rolling states T2, T3 and T4 will be reached. tP T1,
 tP T2, tP T3And tP T4NOx saturation level reflected in
And the oxygen storage related purge time tP osc T1, tP osc T2, t
P osc T ThreeAnd tP osc T4Are both trapped
Depending on the trap, and typically
Value will be reduced. About the NOx part of the purge
The purge fuel is tP NOx= tPT -tP oscWith a value equal to
is there. Purge fuel should be available for a given operating condition.
It is expected to be equivalent to the time. The controller 10
The gin 20 is allowed to operate at a predetermined rich air-fuel ratio
Adjusting the time limits the actual purge fuel.
In order to simplify the explanation here, the purge time
To purge fuel at the operating conditions assumed for, etc.
Value. NOx thus occluded
And the purge time required for the stored oxygen is directly determined.
It will be used for diagnosis and control.

【0023】9はNOxパージ時間tP NOxとNOxトラップの
吸収能力との関係を図示したものである。状態A, B及び
CはNOx吸収効率、トラップ能力及び燃料経済性が許容範
囲にあると判断されており、状態Dは許容範囲外と判断
されている。それで、状態Dに近づくにつれ、NOxトラッ
プ能力を再生させ、そして高いNOxパージ周波数に伴う
燃料消費量の削減のために、トラップの脱硫事象が計画
される。tP oscの変化は、酸素吸蔵量の変化を通して、
トラップの経年変化に関する更なる情報をもたらすが出
来る。
FIG. 9 illustrates the relationship between the NOx purge time t P NOx and the absorption capacity of the NOx trap. States A, B and
C is determined that the NOx absorption efficiency, trapping capacity, and fuel economy are within allowable ranges, and State D is determined to be outside the allowable ranges. Thus, as State D is approached, a trap desulfurization event is planned to regenerate the NOx trapping capacity and reduce fuel consumption associated with high NOx purge frequencies. The change in t P osc is based on the change in oxygen storage
It can provide more information about the aging of the trap.

【0024】図10は、パージ時間tPの最適化についての
フローチャートである。このルーチンの目的は、与えら
れた充填時間tFについての、空燃比のリッチ・パージ・
スパイクを最適化することである。このルーチンは、後
で図11を参照して説明されるシステム最適化のためのソ
フトウェアに包含される。判断ブロック46において、パ
ージ・フラグの状態がチェックされ、フラグがセットさ
れている場合には、ブロック48に示される様に、リーン
NOxパージが実行される。パージ・フラグは、トラップ
の充填が完了した時に、セットされる。例えばそのフラ
グは、そのパージを計画する方法が用いられる時である
図19のブロック136において、セットされることにな
る。ブロック50では、ピーク電圧VPそして、有る場合に
は遷移時間t1及び t2を求めるために、酸素センサー(E
GO)の電圧が先に規定されたキャプチャー・ウインドウ
を通してサンプリングされる。図3(c)に示される様に、
ウインドウがEGOセンサー波形の変化を取得する。判断
ブロック52により判断されるのが VP > Vrefである場合
には、ブロック54及び56に示される様に、センサー飽和
時間tsatは、Δt21,つまりEGOセンサー電圧がVrefを超
えていた時間に比例するものとされる。VP < Vrefであ
る場合には、ブロック58に示される様に、線形外挿関数
を用いてtsatが決定される。この関数については、図6
に示されていて、tsatをピーク電圧VPに比例させること
により、tsatが求められるというものである。これが、
VP > Vrefの場合からVP < Vrefの場合への滑らかな移
行をもたらし、ブロック60に示される様な、帰還制御に
適した連続的で正及び負の偏差関数tsat error(k)を与
える。ここで、偏差関数tsat error(k)はセンサー飽和
時間の所望値tsat desiredから実センサー飽和時間tsat
を引いたものに等しい。そして、偏差関数t
sat error(k)はブロック62において、所望センサー飽
和時間tsat de siredで割ることにより正規化される。
FIG. 10 shows the purge time tPAbout optimization of
It is a flowchart. The purpose of this routine is given
Filling time tFAbout rich purge of air-fuel ratio
Optimizing the spikes. This routine will be
The software for system optimization described with reference to FIG.
Software. At decision block 46, the password
The status of the storage flag is checked and the flag is set.
If so, lean as shown in block 48.
NOx purge is performed. Purge flag is trapped
Is set when the filling of is completed. For example, the hula
Is the time when that purge planning method is used
In block 136 of FIG.
You. In block 50, the peak voltage VPAnd if you have
Is the transition time t1And tTwoOxygen sensor (E
GO) voltage is specified in the capture window
Is sampled through. As shown in FIG. 3 (c),
A window captures changes in the EGO sensor waveform. Judgment
It is V determined by block 52P > VrefIf it is
Has a sensor saturation as shown in blocks 54 and 56
Time tsatIs Δttwenty one, That is, the EGO sensor voltage is VrefOver
It is said that it is in proportion to the time that was required. VP <VrefIn
The linear extrapolation function, as shown in block 58.
Using tsatIs determined. For this function, see FIG.
And tsatThe peak voltage VPProportional to
By tsatIs required. This is,
 VP > VrefFrom VP <VrefSmooth transition to the case
Line and return control as shown in block 60
Suitable continuous positive and negative deviation function tsat error(k)
I can. Where the deviation function tsat error(k) is sensor saturation
Desired value of time tsat desiredFrom the actual sensor saturation time tsat
Equivalent to subtracting And the deviation function t
sat error(K) is a block 62 showing the desired sensor saturation.
Sum time tsat de siredIs normalized by dividing by.

【0025】その結果正規化された偏差関数t
sat error#norm(k)は、PID(比例積分微分)制御器の様
な帰還制御器への入力として用いられる。ブロック64に
示される様に、PID制御器の出力はトラップ・パージ時
間に対する乗法的補正計数PURGE#MULである。t
sat error#norm(k)とPURGE#MULとの間には、直接の単調
関係がある。tsat error#norm(k) > 0の場合には、トラ
ップがパージ不足であり、そして、NOxパージのために
より多くのCOを提供するためにPURGE#MULがその基準値
から増加されなければならない。tsat error#norm(k) <
0の場合には、トラップがパージ過剰であり、NOxパー
ジのために供給するCOを少なくするためにPURGE#MULが
その基準値から小さくされなければならない。この結
果、ブロック66に示される様に、パージ時間の新しい値
はtP(k+1) = tP(k)× PURGE#MULとなる。パージ時
間の最適化は、ブロック68及び70に示される様に、新旧
のパージ時間値の偏差の絶対値が許容公差よりも小さく
なるまで継続される。もし |tP(k+1) -tP(k)| >= εで
ある場合には、PID帰還制御ループは最適パージ時間tP
を許容範囲ε内としていない。従って、ブロック70に示
される様に、ブロック66において計算された新たなパー
ジ時間は、ブロック68の条件が満足されるまで、後のパ
ージ・サイクルで用いられる。充填時間tFは、最適パー
ジ時間tPが得られるまで、tP最適化ルーチンの間、式2
を用いて、必要とされる様に調整される。|tP(k+1)- tP
(k)| < εである場合には、パージ時間の最適化は収束
しており、ブロック72に示される様に、パージ時間の最
新値が記憶され、そして最適化過程は図11に示すtF最適
化ルーチンに移行することになる。パージ時間tPのみを
調整するかわりに、パージ事象(図3参照)中に用いら
れる空燃比の相対的リッチ度合いを同様の態様で調整す
ることも出来る。
As a result, the normalized deviation function t
sat error # norm(k) is like a PID (proportional-integral-derivative) controller
It is used as an input to a simple feedback controller. In block 64
As shown, the output of the PID controller is during the trap purge
Multiplicative correction factor PURGE # MUL for the interval. t
sat error # normDirect monotonic between (k) and PURGE # MUL
Have a relationship. tsat error # normIf (k)> 0,
Pump is under purge and NOx purge
PURGE # MUL is its reference value to provide more CO
Must be increased from. tsat error # norm(k) <
 If 0, the trap is overpurge and the NOx
PURGE # MUL to reduce CO supply for
It must be reduced from that reference value. This result
As a result, a new value for the purge time is
 Is tP(K + 1) = tP(K) × PURGE # MUL. At the time of purging
Optimization between the old and the new, as shown in blocks 68 and 70
The absolute value of the deviation of the purge time value is smaller than the allowable tolerance
It continues until it becomes. If | tP(k + 1) -tP(k) |> = ε
In some cases, the PID feedback control loop isP
Is not within the allowable range ε. Therefore, as shown in block 70
The new par calculated in block 66 is
The delay time is delayed until the condition in block 68 is satisfied.
Used in the storage cycle. Filling time tFIs the best par
Di time tPT untilPDuring the optimization routine, Equation 2
And adjusted as needed. | tP(k + 1)-tP
If (k) | <ε, the purge time optimization converges
The purge time, as shown in block 72.
The new value is stored, and the optimization process is performed as shown in FIG.FOptimal
It will be shifted to a routine for conversion. Purge time tPOnly
Instead of being used during the purge event (see Figure 3)
Adjust the relative richness of the air-fuel ratio in a similar manner.
You can also.

【0026】図11は、パージ時間及び充填時間の両方の
最適化を含むシステム最適化についてのフローチャート
である。充填時間の最適化は、ブロック74に示される様
に、エンジンが略定常状態で作動している時に限り、実
行される。この点に関し、略定常状態とは、エンジン回
転数、負荷、吸入空気量、点火時期、EGR量の様な、あ
るエンジン作動変数の変化速度が所定レベルより下に維
持されているということにより、特徴付けられる。ブロ
ック76において、充填時間の1ステップ分の増分FILL#ST
EPがSTEP #SIZEに等しくされ、それはFILL#STEP > 0で
あれば、充填時間を増加させる。STEP#SIZEは図14に示
される様に、吸蔵能力利用率Rijに対し調整される。
FIG. 11 is a flowchart for system optimization, including optimization of both purge and fill times. Optimization of the fill time is performed only when the engine is operating at approximately steady state, as indicated by block 74. In this regard, the substantially steady state means that the rate of change of certain engine operating variables, such as engine speed, load, intake air amount, ignition timing, EGR amount, is maintained below a predetermined level, Characterized. In block 76, one fill step increment FILL # ST
EP is equal to STEP #SIZE, if FILL # STEP> 0, increase the fill time. STEP_SIZE is adjusted with respect to the storage capacity utilization rate Rij as shown in FIG.

【0027】ブロック78において、図10と関連させて上
述されたパージ時間の最適化ルーチンが実行される。こ
れは、与えられた充填時間についてのパージ時間tPを最
適化することになる。ブロック78で実行されるパージ最
適化ルーチンの終わりにおけるPURGE#MULはCTRL#START
として記憶され、そしてブロック80に示される様に、充
填時間乗数FILL#MULがFILL#STEPだけインクリメントさ
れる。充填時間にはブロック82においてFILL#MULが乗ぜ
られてtFのステップ変化が促進する。ブロック84におい
ては、新しい充填時間tF(k+1)について、図10のパージ
最適化ルーチンが実行される。図10で実行されるパージ
最適化ルーチンの終わりにおけるPURGE#MULは、ブロッ
ク86において、CTRL#ENDとして記憶される。パージ乗数
の変化量CTRL#DIFF = ABS(CTRL#END CTRL#START)もブ
ロック86で記憶され、ブロック88において基準値DELTA#
MINと比較される。DELTA#MINは図7aにおいて述べられた
許容範囲に対応し、そしてCTRL#END とCTRL#STARTは図7
aのAとTあるいはBとTにて求められるtPの2つの値に対
応する。パージ乗数の変化量がDELTA#MINよりも大きい
場合、FILL#STEPの符号は、ブロック90に示すように、
逆の方向への最適充填時間の検索を可能とするために、
変化させられる。パージ乗数の変化がDELTA#MINよりも
小さい場合、最適充填時間tFの検索は、ブロック92に示
される様に、同じ方向へ継続される。ブロック94におい
てFILL#MULは、選択されたFILL#STEPによりインクリメ
ントされる。そしてブロック96において、充填時間tF(k
+1)がFILL#MULを乗ずることにより修正される。その結
果、その作動点として最適なtPの選択と、この点におけ
る連続的な不安定化が行われることになる。この手順の
間エンジンが略定常状態を経験しない場合には、ブロッ
ク74に示される様に、充填時間最適化の過程が中止さ
れ、式2(後述)からの充填時間が用いられる。
At block 78, the purge time optimization routine described above in connection with FIG. 10 is executed. This will optimize the purge time t P for a given fill time. PURGE # MUL at the end of the purge optimization routine executed in block 78 is CTRL # START
And the fill time multiplier FILL # MUL is incremented by FILL # STEP, as shown in block 80. The filling time step change FILL # MUL is multiplied t F at block 82 is promoted. In block 84, the purge optimization routine of FIG. 10 is executed for a new filling time t F (k + 1). The PURGE_MUL at the end of the purge optimization routine performed in FIG. 10 is stored at block 86 as CTRL_END. The amount of change in the purge multiplier CTRL # DIFF = ABS (CTRL # END CTRL # START) is also stored in block 86, and in block 88 the reference value DELTA #
Compared to MIN. DELTA # MIN corresponds to the tolerance stated in FIG. 7a, and CTRL # END and CTRL # START
corresponding to two values of t P obtained at a of A and T or B and T. If the change in the purge multiplier is greater than DELTA # MIN, the sign of FILL # STEP will be
In order to be able to search for the optimal filling time in the opposite direction,
Can be changed. If the change in the purge multiplier is smaller than DELTA # MIN, search the optimum fill time t F is, as indicated in block 92, is continued in the same direction. In block 94, FILL # MUL is incremented by the selected FILL # STEP. Then, at block 96, the filling time t F (k
+1) is corrected by multiplying FILL # MUL. As a result, selection of the optimum t P as the operating point and continuous destabilization at this point are performed. If the engine does not experience near steady state during this procedure, the fill time optimization process is aborted and the fill time from Equation 2 (discussed below) is used, as shown at block 74.

【0028】図12は、本発明によるトラップの脱硫につ
いてのフローチャートを示す。ブロック100において、
与えられた作動条件での劣化のないトラップについての
パージ時間を表す基準値値tP NOxrefがルックアップ・
テーブルから読み出される。tP NOxrefは、吸入空気量、
空燃比、そして他のパラメーターの関数とすることが出
来る。ブロック102において、最新のパージ時間tP(k)
が呼出され、tP NOxrefから所定の許容値TOLを引いた値
と比較される。そこでもしtP(k) < tP NOxref− TOLで
ある場合には、トラップの脱硫事象が計画される。脱硫
には、空燃比が例えば0.98λである理論値よりも僅かに
リッチに設定されて、トラップを約10分間およそ650℃
に加熱することが含まれる。脱硫カウンターDが、ブロ
ック104においてリセットされ、そしてブロック106に示
される様に脱硫過程が実行される度に、インクリメント
される。脱硫過程が完了した後、図11に関連して前述さ
れた様に、ブロック108において最適パージ及び充填時
間が決定される。新しいパージ時間tP(k+1)がブロック1
10において、基準時間tP NOxrefから所定許容値TOLを差
し引いた値と比較され、tP(k+1) < tP NOxref − TOLで
ある場合には、ブロック112の判断により決定される様
に、少なくとも2回の追加脱硫事象が実行される。それ
でもまだトラップが許容範囲内に入らない場合には、故
障インジケーター・ランプ(malfunction indicator la
mp略してMIL)が点灯され、ブロック114に示される様に
トラップが新しいものと交換されるべきである。tP(k)
>= tP NOxref − TOLである場合は、トラップ34はすぐに
サービスが必要な程は劣化しておらず、通常の作動が再
開される。
FIG. 12 shows the desulfurization of a trap according to the present invention.
Is shown. At block 100,
For a trap that does not degrade under given operating conditions
Reference value t representing purge timeP NOxrefLooks up
Read from the table. tP NOxrefIs the intake air volume,
Can be a function of air-fuel ratio and other parameters.
come. In block 102, the latest purge time tP(K)
Is called and tP NOxrefMinus the specified tolerance TOL
Is compared to So if tP(k) <tP NOxref− At TOL
In some cases, trap desulfurization events are planned. Desulfurization
Has an air-fuel ratio slightly less than the theoretical value of, for example, 0.98λ.
Set the trap to rich, approximately 650 ° C for about 10 minutes
Heating. Desulfurization counter D
Reset in block 104 and shown in block 106.
Each time the desulfurization process is performed as
Is done. After the desulfurization process has been completed,
As indicated, at block 108
The interval is determined. New purge time tP(k + 1) is block 1
At 10, the reference time tP NOxrefFrom the specified tolerance TOL
Is compared to the valueP(k + 1) <tP NOxref − At TOL
In some cases, as determined by the decision in block 112
Then, at least two additional desulfurization events are performed. It
However, if the trap still does not fall within the acceptable range,
Fault indicator lamp (malfunction indicator la
mp for MIL) is lit and as shown in block 114
The trap should be replaced with a new one. tP(k)
> = tP NOxref − If TOL, trap 34 immediately
Service has not deteriorated to the extent necessary and normal operation has been restored.
Is opened.

【0029】トラップ34の実際の吸蔵能力よりも低い与
えられた吸蔵能力が、吸蔵されたNOxにより充填つまり
使用された時に、NOxパージ事象が計画される。酸素
は、トラップに酸化セリウムの形態の酸素若しくはNOx
のいずれかとして吸蔵され、それら2つの物質の合計が
酸化剤の吸蔵量である。図13は、トラップ34に吸蔵され
た酸化剤と、トラップ34が流入する NOxに晒される時間
との関係を、図示したものである。NOx の吸蔵は、酸素
よりも遅い速度で起こる。NOx 生成時間について最適な
運転状態は、この図については、曲線の「肩部」すなわ
ち約60-70%の相対NO x生成時間に対応する。横軸の100%
は、トラップ34の飽和NOx吸蔵能力に対応する。吸蔵さ
れたNOx及び吸蔵された酸素についての値も示されてい
る。吸蔵能力利用速度Rijは、この曲線の初期勾配であ
り、吸蔵された酸化剤の割合をNOx発生時間の割合で割
った値である。
The trap 34 has a lower storage capacity than the actual storage capacity.
The obtained storage capacity is filled with the stored NOx,
When used, a NOx purge event is planned. oxygen
Is oxygen or NOx in the form of cerium oxide
And the sum of those two substances is
This is the amount of oxidant stored. FIG. 13 shows the state of the trap 34
Oxidizer and time the trap 34 is exposed to incoming NOx
Is shown in the drawing. NOx storage is oxygen
It happens at a slower rate. Optimal for NOx generation time
The driving conditions are shown in this diagram as the "shoulders" of the curve.
About 60-70% relative NO xCorresponds to the generation time. 100% of horizontal axis
Corresponds to the saturated NOx storage capacity of the trap 34. Occlusion
The values for stored NOx and stored oxygen are also shown.
You. Storage capacity utilization speed RijIs the initial slope of this curve
The ratio of the stored oxidizer is divided by the ratio of the NOx generation time.
Value.

【0030】図14は、相対充填時間tFに対しての相対パ
ージ燃料量のグラフであるという点を除いて、図13と同
様である。吸蔵能力利用速度Rij(パージ燃料割合/充
填時間割合)は、この曲線の初期勾配として表される。
与えられた回転数と負荷の点における空燃比、EGRそし
て点火時期(SPK)の与えられた校正値について、相対N
Ox 発生量は相対充填時間tFに対して線形関係にある。
図14は、トラップに加えられるHC及びCOを含むパージ燃
料の量と、トラップが流入するNOx に晒される時間との
関係を、図示している。パージ燃料は、吸蔵された酸素
をパージするのに必要なものと、吸蔵されたNOxをパー
ジするのに必要なものとに、分けられる。
[0030] Figure 14, except that a graph of the relative purged fuel amount with respect to the relative fill time t F, is similar to FIG. The storage capacity utilization speed R ij (purge fuel ratio / fill time ratio) is expressed as the initial slope of this curve.
For a given calibration value of air-fuel ratio, EGR and ignition timing (SPK) at a given speed and load point, the relative N
Ox generation amount is linearly related to the relative fill time t F.
FIG. 14 illustrates the relationship between the amount of purge fuel containing HC and CO added to the trap and the time the trap is exposed to the incoming NOx. Purge fuel is divided into those required for purging stored oxygen and those required for purging stored NOx.

【0031】トラップにおけるNOx吸収能力の減少は、
数1及び2により表される。
The reduction in the NOx absorption capacity of the trap is as follows:
It is represented by Equations 1 and 2.

【数1】 (Equation 1)

【数2】 基準となる、すなわち修正前の吸蔵能力利用率RS(%)
は数1により与えられる。これは、エンジン回転数及び
負荷の関数として、トラップ充填作動が起こる全ての作
動セルについて、セルの充填速度Rij (%/s)の時間で重
み付けした合計を、表している。相対セル充填速度Rij
(パージ燃料割合/充填時間割合)は、そのセルにおけ
る100%の充填に対応する充填時間tFでパージ時間の変化
量を割ることにより、得られる。ここで数1は基準値の
みを与えるもので、一方、数2は変更子を持つ実作動式
である。数2における変更子は、トラップ温度Tについ
てのM 1、空燃比についてのM2、EGR量についてのM3、そ
して点火進角についてのM4である。個々のRijが、トラ
ップ能力がかなり利用されたが完全には利用されてはい
ない点である、100%より小さい値まで合計される。この
吸蔵能力について、すべてのセルで費やされた時間の合
計つまりtFがトラップ充填時間である。この計算の結果
が、数2により与えられる有効トラップ能力利用率RSM
(%)である。与えられた領域についての基準充填速度
が、その領域で費やされた時間tKにより乗算され、M2
M3及びM4により乗算され、そして連続的に合計される。
その合計値はトラップ温度変更子M1(T)により修正さ
れる。修正された和RSMが100%に到達した時、トラップ
はほぼ完全にNOxで充填され、そしてパージ事象が計画
される。
(Equation 2)The storage capacity utilization rate RS before modification, ie, before modification (%)
Is given by Equation 1. This is the engine speed and
As a function of load, all actions in which the trap filling operation occurs
For a moving cell, the cell filling rate Rij (% / s) time
Represents the total found. Relative cell filling speed Rij
(Purge fuel ratio / fill time ratio)
Filling time t corresponding to 100% fillingFChange in purge time
Obtained by dividing the quantity. Where Equation 1 is the reference value
Equation 2 is a real-acting formula with modifiers
It is. The modifier in Equation 2 is
M 1M about air-fuel ratioTwo, M about EGR amountThree, That
Then the ignition advance about MFourIt is. Individual RijBut tiger
Yes, but not fully utilized
The points are summed up to a value less than 100%. this
For storage capacity, the sum of the time spent in all cells
Total tFIs the trap filling time. The result of this calculation
Is the effective trap capacity utilization RSM given by Equation 2.
(%). Reference filling rate for a given area
Is the time t spent in that areaKMultiplied byTwo,
MThreeAnd MFour, And continuously summed.
The sum is the trap temperature modifier M1Modified by (T)
It is. Trap when modified sum RSM reaches 100%
Is almost completely filled with NOx, and a purge event is planned
Is done.

【0032】図15は基準トラップ充填速度Rijについて
記憶されたデータのマップを示している。エンジンそし
て、三元触媒及びトラップを含む排気浄化システムから
なるシステム全体が、エンジン回転数と負荷のマトリッ
クス・マップ上で関数化されている。代表的な演算とし
て空燃比(AFR)、EGRそして点火進角についての代表的
な校正値が用いられている。トラップ温度Tijが、回転
数と負荷で表される各領域について記録される。図16a
乃至16dは、トラップ充填速度Rijが図15において決定さ
れた、空燃比、EGR、点火進角SPKそしてトラップ温度T
ijについての、関数化条件の代表的なものを列挙してい
る。
FIG. 15 shows a map of the data stored for the reference trap filling rate Rij . The entire system, consisting of the engine and the exhaust gas purification system including the three-way catalyst and the trap, is functioned on a matrix map of engine speed and load. As typical calculations, typical calibration values for the air-fuel ratio (AFR), EGR, and spark advance are used. The trap temperature T ij is recorded for each area represented by the rotation speed and the load. Figure 16a
To 16d are the air-fuel ratio, EGR, ignition advance SPK, and trap temperature T for which the trap filling speed Rij was determined in FIG.
For ij , typical functionalization conditions are listed.

【0033】車両における実際の運転状態が図16で示
されている関数化条件と異なる場合は、変更子M
1(T)、M2(空燃比)、M3(EGR量)、M4(点火進角)
に対し、修正がなされる。M1(T)についての修正が図1
7に示されている。トラップのNOx吸収能力は最適温度To
(本実施形態においては350℃)のもとで最大値に到達
し、図示のように、トラップ温度Tが最適温度Toを超え
るかあるいはそれを下回ったときには、トラップのNOx
吸蔵能力を低下させる修正が加えられる。
If the actual driving condition of the vehicle is different from the functioning condition shown in FIG.
1 (T), M 2 (air-fuel ratio), M 3 (EGR amount), M 4 (ignition advance)
Is corrected. Figure 1 shows the correction for M 1 (T)
Shown in Figure 7. Trap of NOx absorption capacity is the optimum temperature T o
Reaches a maximum value under (350 ° C. in this embodiment), as shown, when the trap temperature T falls below it or whether more than the optimal temperature T o is the trap of the NO x
Modifications are made to reduce storage capacity.

【0034】変更子M2、M3そしてM4への修正が、図18a
乃至18cに、示されている。これらの修正は、実空燃
比、実EGR量、実点火進角が図15の関数化で用いられた
値から異なる場合に、適用される。
Modifications to the modifiers M 2 , M 3 and M 4 are shown in FIG.
To 18c. These corrections are applied when the actual air-fuel ratio, the actual EGR amount, and the actual ignition advance differ from the values used in the functionalization of FIG.

【0035】図19は、トラップ34をパージすべき時とな
る、トラップ34の基準充填時間の決定手順を示すフロー
チャートである。パージ事象が完了し(ブロック120に
て判断される)、そしてエンジンがリーン運転されてい
る(ブロック122にて判断される)場合には、ブロック1
24により示される様に、トラップは充填されている。充
填時間は、空燃比、EGR量、点火進角及びトラップ温度
について適切に修正されたNOx吸蔵能力の減損Rijの予測
に基く。ブロック126においてエンジン回転数と負荷が
読み込まれ、そしてブロック128では基準充填速度Rij
開始点としてエンジン回転数と負荷を用いたルックアッ
プ・テーブル(図15)から得られる。トラップ温度、エ
ンジン空燃比、EGR量、点火進角及び時間tKがブロック1
30において取得され(図16a乃至16d)、そして、与えら
れたエンジン回転数と負荷により決まる領域で費やされ
た時間に基き、時間加重合計RSMを計算するのに、ブロ
ック132において用いられる。RSMが100%に近い場合は、
ブロック134及び136に示される様に、パージ事象が計画
される。そうでなければ、ブロック122においてトラッ
プ充填過程が継続される。図19で決定された充填時間が
基準充填時間である。これは、トラップが硫化された
り、熱損傷を受けたりする時には、変化することにな
る。しかしながら、前述の手順(図7a, 8及び11)にお
いて、最適充填時間が不安定化過程により決定され、脱
硫の必要性が判断され、そしてトラップが熱損傷を受け
たかどうかの判断はなされている。
FIG. 19 is a flowchart showing a procedure for determining the reference filling time of the trap 34 when the trap 34 should be purged. If the purge event is complete (determined at block 120) and the engine is running lean (determined at block 122), block 1
As indicated by 24, the trap is filled. The charging time is based on the prediction of the NOx storage capacity impairment Rij , which is appropriately modified for the air-fuel ratio, EGR amount, ignition advance and trap temperature. At block 126 the engine speed and load are read, and at block 128 the reference fill rate R ij is obtained from a look-up table (FIG. 15) using engine speed and load as a starting point. Trap temperature, engine air-fuel ratio, EGR quantity, spark advance and the time t K is the block 1
16a-16d and used at block 132 to calculate the time weighted sum RSM based on the time spent in the region determined by the given engine speed and load. If the RSM is close to 100%,
As shown in blocks 134 and 136, a purge event is scheduled. Otherwise, the trap filling process continues at block 122. The filling time determined in FIG. 19 is the reference filling time. This will change when the trap is sulphided or thermally damaged. However, in the foregoing procedure (FIGS. 7a, 8 and 11), the optimal filling time was determined by the destabilization process, the need for desulfurization was determined, and a determination was made whether the trap had been thermally damaged. .

【0036】パージ時間tPの計画値は、酸素パージ時間
tP oscとNOxパージ時間tP NOxの両方の成分を含まなけ
ればならない。それで、tP = tP osc + tP NOxとなる。
制御器10は、温度に強く依存する関数であるtP oscを与
えるルックアップ・テーブルを有する。酸化セリウムを
含むトラップについて、tP oscはアレニウス(Arrheniu
s)の式tP osc = Cexp (-E/kT)に従う。ここでCはトラ
ップの形式や状態によって決まる定数、Eは活性化エネ
ルギーそしてTは絶対温度である。
The planned value of the purge time t P is the oxygen purge time
Both components of t P osc and NOx purge time t P NOx must be included. Thus, t P = t Posc + t P NOx .
Controller 10 has a look-up table that provides t P osc , a function that is strongly dependent on temperature. For traps containing cerium oxide, t P osc is Arrheniu
s) according to the formula t P osc = C exp (−E / kT). Where C is a constant determined by the type and state of the trap, E is the activation energy, and T is the absolute temperature.

【0037】本発明を実施する最良の態様を詳細に説明
してきたが、本発明が関連する分野の当業者であれば、
添付の請求項に規定される発明を実施する種々の代替例
及び実施形態を想到するであろう。
Having described in detail the best mode for carrying out the invention, those skilled in the art to which the invention pertains will appreciate
Various alternatives and embodiments will be envisaged for implementing the invention as defined in the appended claims.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、トラップが、NOx変換
効率についての最適条件で連続的に作動され、それによ
り、車両の燃料経済性を最大にしながら大気へのCO及び
NOxの排出量を最小にすることが出来る。更に、トラッ
プの高機能脱硫が、トラップのNOx変換効率が与えられ
た最小値より上に常時維持されるのを、確実なものとす
ることが出来る。
According to the present invention, the trap is operated continuously at optimal conditions for NOx conversion efficiency, thereby maximizing vehicle fuel economy and reducing CO and atmospheric emissions.
NOx emissions can be minimized. Furthermore, it can be ensured that the high-performance desulfurization of the trap is constantly maintained above the given minimum value of the NOx conversion efficiency of the trap.

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

【図1】本発明を実施するエンジン制御システムの概略
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an engine control system embodying the present invention.

【図2】空燃比に対する酸素センサーの電圧応答を示す
グラフである。
FIG. 2 is a graph showing a voltage response of an oxygen sensor with respect to an air-fuel ratio.

【図3】(1)短いパージ時間、(2)中間パージ時間及
び(3)長いパージ時間について、(a)エンジン空燃比、
(b)下流酸素センサーの応答、(c) EGOセンサーのデータ
・キャプチャー・ウインドウ、そして(d)大気へのCO排
出量を比較する、グラフである。
FIG. 3 shows (a) engine air-fuel ratio, (1) short purge time, (2) intermediate purge time, and (3) long purge time.
FIG. 6 is a graph comparing (b) the response of the downstream oxygen sensor, (c) the data capture window of the EGO sensor, and (d) the amount of CO emissions to the atmosphere.

【図4】(1)短いパージ時間、(2)中間パージ時間及
び(3)長いパージ時間について、時間に対する酸素セ
ンサーの応答を示すより詳細なグラフである。
FIG. 4 is a more detailed graph showing the response of the oxygen sensor to time for (1) short purge time, (2) intermediate purge time, and (3) long purge time.

【図5】パージ時間tPの関数としての正規化された酸素
センサー飽和時間tsatのグラフである。
FIG. 5 is a graph of normalized oxygen sensor saturation time t sat as a function of purge time t P.

【図6】酸素センサーのピーク電圧VPが基準電圧Vref
りも小さい場合の、ピーク電圧VPの関数としての正規化
された酸素センサー飽和時間tsatのグラフである。
[6] if the peak voltage V P of the oxygen sensor is smaller than the reference voltage V ref, the graphs of the normalized oxygen sensor saturation time t sat as a function of the peak voltage V P.

【図7】トラップパージ時間tPとトラップ充填時間tF
の関係を表すとともに、与えられた充填時間tF Tに対す
る最適パージ時間tP T、および2つの次善のパージポイ
ント1、2を記したグラフである。
FIG. 7 shows the relationship between trap purge time t P and trap fill time t F, and shows the optimal purge time t PT for a given fill time t FT and two suboptimal purge points 1 and 2; It is a graph.

【図7a】パージ時間がすべての充填時間で最適化され
た時のトラップのパージ時間tPと充填時間tFとの関係を
示し、最適なパージ時間tP T及び充填時間tF Tが、好ま
しいシステム作動点Tを示し、応答曲線上に位置する2
つの次善の点A及びBもまた、示されているグラフであ
る。
FIG. 7a shows the relationship between trap purge time t P and fill time t F when the purge time is optimized for all fill times, with the optimal purge time t PT and fill time t FT being the preferred system. Indicates the operating point T and is located on the response curve 2
The two suboptimal points A and B are also the graphs shown.

【図8】NOxトラップ能力の劣化が徐々に進行して行く
時の4つの異なるトラップ作動条件についてのパージ時
間tPと充填時間tFとの関係を示し、そして総パージ時間
tPにおける酸素吸蔵部分についての外挿化されたパージ
時間tP oscを示す、グラフである。
FIG. 8 shows the relationship between purge time t P and fill time t F for four different trap operating conditions as the degradation of NOx trap performance progresses gradually, and the total purge time
shows the outer挿化been purge time t P osc for oxygen storage portion in t P, a graph.

【図9】硫酸化、熱損傷又はその両方により劣化が徐々
に進行して行く時の4つの異なるトラップ作動条件状態
にについてのNOxトラップ能力とパージ時間との関係を
示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between NOx trapping capability and purge time for four different trap operating condition states as degradation progressively progresses due to sulfation, thermal damage, or both.

【図10】トラップのパージ時間tPの最適化についての
フローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart for optimizing a trap purge time t P.

【図11】システム最適化についてのフローチャートで
ある。
FIG. 11 is a flowchart for system optimization.

【図12】トラップの脱硫が必要か否かを判断するフロ
ーチャートである。
FIG. 12 is a flowchart for determining whether or not desulfurization of a trap is necessary.

【図13】トラップに吸蔵された酸化剤の相対量と、ト
ラップが流入する NOxに晒される相対時間との関係を示
すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the relative amount of oxidant stored in the trap and the relative time of exposure of the trap to NOx flowing into the trap.

【図14】相対充填時間に対する相対パージ燃料グラフ
である。
FIG. 14 is a graph of a relative purge fuel with respect to a relative charging time.

【図15】温度、空燃比、EGR量及び点火進角の与えら
れたマップ値における種々の回転数と負荷の点について
の、基準トラップ充填速度Rij(NOx吸蔵能力減損率)の
マップ図である。
FIG. 15 is a map diagram of a reference trap filling speed R ij (NOx storage capacity impairment rate) for various rotation speeds and loads at given map values of temperature, air-fuel ratio, EGR amount, and ignition advance angle. is there.

【図16a】それに対してトラップ充填速度Rijが図15
で決定された、空燃比についての関数化状態を示すマッ
プ図である。
FIG. 16a shows the relationship between the trap filling speed R ij and FIG.
FIG. 7 is a map diagram showing a function state of an air-fuel ratio determined in FIG.

【図16b】それに対してトラップ充填速度Rijが図15
で決定された、EGR量についての関数化状態を示すマッ
プ図である。
FIG. 16b shows the trap filling speed R ij in FIG.
FIG. 4 is a map diagram showing a functioning state of an EGR amount determined in FIG.

【図16c】それに対してトラップ充填速度Rijが図15
で決定された、点火進角についての関数化状態を示すマ
ップ図である。
FIG. 16c shows the trap filling speed R ij in FIG.
FIG. 7 is a map diagram showing a function state of an ignition advance angle determined in FIG.

【図16d】それに対してトラップ充填速度Rijが図15
で決定された、トラップ温度についての関数化状態を示
すマップ図である。
FIG. 16D shows the trap filling speed R ij in FIG.
FIG. 6 is a map diagram showing a function state with respect to a trap temperature determined in FIG.

【図17】トラップ能力減損率の変更子が温度に対し
て、どの様に変化するかを示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing how the modifier of the trap capacity impairment ratio changes with temperature.

【図18a】図16で関数化された値から空燃比の値が変
化すると、どの様に空燃比の変更子が変化するかを示す
図である。
FIG. 18a is a diagram showing how the air-fuel ratio modifier changes when the value of the air-fuel ratio changes from the value functionalized in FIG. 16;

【図18b】図16で関数化された値からEGR量の値が変
化すると、どの様にEGR量の変更子が変化するかを示す
図である。
FIG. 18B is a diagram showing how the EGR amount modifier changes when the value of the EGR amount changes from the value functionalized in FIG. 16;

【図18c】図16で関数化された値から点火進角の値が
変化すると、どの様に点火進角の変更子が変化するかを
示す図である。
18c is a diagram showing how the ignition advance modifier changes when the value of the ignition advance changes from the value functionalized in FIG. 16; FIG.

【図19】トラップのパージを計画する時間を決定する
フローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart for determining a time for planning trap purging.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 エンジン 34 リーンNOxトラップ 38 酸素センサー 20 Engine 34 Lean NOx trap 38 Oxygen sensor

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) B01D 53/36 101B (72)発明者 ガース マイケル マイヤー アメリカ合衆国 ミシガン州 48128,デ ィアボーン エヌ スルベリー レーン 124 (72)発明者 ジョゼフ リチャード エイスルク アメリカ合衆国 ミシガン州 48304,ブ ルームフィールド ヒルズ グレイト オ ークス ドライブ 776Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme Court II (Reference) B01D 53/36 101B (72) Inventor Garth Michael Meyer 48128, Dearborn N. Surbury Lane, Michigan USA 124 (72) Inventor Joseph Richard Aislook United States 48304, Michigan Bloomfield Hills Great Oaks Drive 776

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素センサーより上流のエンジンの排気
通路に配置されたリーンNOxトラップが、充填期間中に
ほぼ吸蔵能力まで充填され、その後のパージ期間中に、
ほぼ空にされる様に、リーンNOxトラップを充填及びパ
ージする方法において、 エンジン回転数と負荷の領域における該領域で費やされ
た時間で乗算された校正後のトラップ充填速度に基き、
NOx吸蔵能力の減損を計算する工程、 該計算された減損を連続的に加算する工程、及び該加算
された減損が吸蔵能力減損についての100%未満である所
定値を越える場合に、パージ事象を計画する工程、 を有する方法。
1. A lean NOx trap disposed in an exhaust passage of an engine upstream of an oxygen sensor is charged to almost storage capacity during a charging period, and during a subsequent purging period,
In a method of filling and purging a lean NOx trap so as to be substantially emptied, based on a calibrated trap filling rate multiplied by the time spent in that region in the region of engine speed and load,
Calculating the impairment of the NOx storage capacity, continuously adding the calculated impairment, and if the added impairment exceeds a predetermined value that is less than 100% of the storage capacity impairment, a purge event is performed. A planning step.
【請求項2】 上記校正後のトラップ充填速度が、空燃
比、EGR及び点火進角の関数として、修正される、請求
項1の方法。
2. The method of claim 1 wherein said calibrated trap fill rate is modified as a function of air-fuel ratio, EGR and spark advance.
【請求項3】 上記計算された減損がトラップ温度の関
数として修正される、請求項2の方法。
3. The method of claim 2 wherein said calculated impairment is modified as a function of trap temperature.
【請求項4】 トラップ温度、空燃比、EGR及び点火進
角を表す校正値を用いて、エンジン回転数と負荷につい
ての作動範囲全体にわたり上記トラップ充填速度を関数
化する工程、を更に含み、そして上記NOx吸蔵能力の減
損が、実際と校正された作動条件との間の差を考慮して
修正された各領域における上記関数化された充填速度を
利用して、与えられた回転数−負荷領域において費やさ
れた期間に基く時間の加重和である、 請求項3の方法。
4. functionalizing the trap fill rate over the operating range for engine speed and load using calibration values representing trap temperature, air-fuel ratio, EGR, and spark advance, and The impairment of the NOx storage capacity is corrected by taking into account the difference between the actual and the calibrated operating conditions. 4. The method of claim 3, wherein the sum is a weighted sum of time based on the time spent in.
【請求項5】 パージ時間tP(k)の間上記トラップをパ
ージする工程及び、上記センサーの出力電圧に基き、次
のパージ・サイクルのためのパージ時間tP(k+1)を求め
るために、酸素センサーの出力信号を監視する工程、を
更に含む、請求項4の方法。
Purging between the trap 5. A purge time t P (k) and, based on the output voltage of the sensor, to determine the purge time for the next purge cycle t P (k + 1) 5. The method of claim 4, further comprising the step of: monitoring the output signal of the oxygen sensor.
【請求項6】 対応する充填時間に関するパージ時間の
変化が所定の目標値に等しくなるまで、それぞれが当初
の充填時間より大きいものと小さいものである所定の増
加分により充填時間を調整することにより、該充填時間
を最適化する工程、を更に含む請求項5の方法。
6. Adjusting the fill time by a predetermined increment, each greater or less than the original fill time, until the change in purge time for the corresponding fill time equals a predetermined target value. 6. The method of claim 5, further comprising: optimizing the filling time.
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