JP2001152946A - 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
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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
(57)【要約】
【課題】多気筒で構成されるエンジンにおいてリーン運
転中に排出されるＮＯｘを効率よく浄化する。 【解決手段】多気筒で構成されるエンジン５において、
少なくとも一つの気筒は空燃比をリッチに運転し、残り
の気筒は空燃比をリーンに運転し、リッチ気筒からの排
気を触媒１でＮＨ3 に転換し、ＮＨ3 とリーン気筒から
のＮＯｘを触媒２でＮ2 に転換し、触媒２の下流に排気
成分を検出するセンサ３を備え、該センサ３出力値に基
づいてエンジンの運転状態を制御する。
転中に排出されるＮＯｘを効率よく浄化する。 【解決手段】多気筒で構成されるエンジン５において、
少なくとも一つの気筒は空燃比をリッチに運転し、残り
の気筒は空燃比をリーンに運転し、リッチ気筒からの排
気を触媒１でＮＨ3 に転換し、ＮＨ3 とリーン気筒から
のＮＯｘを触媒２でＮ2 に転換し、触媒２の下流に排気
成分を検出するセンサ３を備え、該センサ３出力値に基
づいてエンジンの運転状態を制御する。
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
装置に関し、特にリーン運転においてエンジンから排出
されるＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを高効率に浄化する排気浄化
装置に関する。
装置に関し、特にリーン運転においてエンジンから排出
されるＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを高効率に浄化する排気浄化
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジンにおいては燃費向上と
排気低減が主要な課題である。近年、ポンプ損失を低減
するために空燃比をリーンで運転し燃費向上を図るリー
ンバーンエンジンが主流になりつつある。一方、ＨＣ，
ＣＯ，ＮＯｘすべての排気成分を低減する手段として
は、それぞれを無害な物質へと転換する三元触媒をエン
ジンの排気管に設置する排気システムが従来から用いら
れている。三元触媒内でＨＣ，ＣＯをＨ2Ｏ，ＣＯ2にＮ
ＯｘをＮ2 にそれぞれ高効率に酸化還元するためには酸
化剤であるＮＯｘと還元剤であるＨＣ，ＣＯの比が化学
量論的にバランスがとれている状態すなわち理論空燃比
であることが望ましい。リーンバーンエンジンにおいて
は空燃比を理論空燃比より希薄側で運転するため、排気
中の酸素が過剰となり三元触媒内においてＮＯｘがＮ2
に還元されることなく排出される。この問題を解決する
ために、特開平8−4522 号では多気筒機関のうち一つの
気筒をリッチ運転し、残りの気筒はリーン運転を行い、
リッチ気筒の排気管にＮＯｘをＮＨ3 に転換する触媒
（以下ＮＨ3 生成触媒と呼称）を備え、リッチ気筒とリ
ーン気筒の集合部の下流に触媒（以下脱硝触媒と呼称）
を備え、ＮＨ3 とリーン気筒からのＮＯｘを反応させ、
Ｎ2 に転換する排気浄化システムが提案されている。
排気低減が主要な課題である。近年、ポンプ損失を低減
するために空燃比をリーンで運転し燃費向上を図るリー
ンバーンエンジンが主流になりつつある。一方、ＨＣ，
ＣＯ，ＮＯｘすべての排気成分を低減する手段として
は、それぞれを無害な物質へと転換する三元触媒をエン
ジンの排気管に設置する排気システムが従来から用いら
れている。三元触媒内でＨＣ，ＣＯをＨ2Ｏ，ＣＯ2にＮ
ＯｘをＮ2 にそれぞれ高効率に酸化還元するためには酸
化剤であるＮＯｘと還元剤であるＨＣ，ＣＯの比が化学
量論的にバランスがとれている状態すなわち理論空燃比
であることが望ましい。リーンバーンエンジンにおいて
は空燃比を理論空燃比より希薄側で運転するため、排気
中の酸素が過剰となり三元触媒内においてＮＯｘがＮ2
に還元されることなく排出される。この問題を解決する
ために、特開平8−4522 号では多気筒機関のうち一つの
気筒をリッチ運転し、残りの気筒はリーン運転を行い、
リッチ気筒の排気管にＮＯｘをＮＨ3 に転換する触媒
（以下ＮＨ3 生成触媒と呼称）を備え、リッチ気筒とリ
ーン気筒の集合部の下流に触媒（以下脱硝触媒と呼称）
を備え、ＮＨ3 とリーン気筒からのＮＯｘを反応させ、
Ｎ2 に転換する排気浄化システムが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この排気浄化システム
では脱硝触媒内のＮＨ3 とＮＯｘの量的バランスが崩れ
ると、ＮＨ3あるいはＮＯｘが転換されず排気悪化の原
因となる。特開平8−4522号においてはリッチ気筒とＮ
Ｈ3 生成触媒との間に酸素センサを配し、酸素センサの
出力に基づいてリッチ気筒の空燃比を制御し、リッチ気
筒の噴射量から所定の割合に減量した燃料量をリーン気
筒に噴射することで脱硝触媒入口のＮＨ3 とＮＯｘの量
的バランスを保つ方式を提案している。一方、この排気
浄化システムではＮＨ3 生成触媒あるいは脱硝触媒の特
性変化，運転条件あるいは外部環境の変化による排気成
分比の変化、さらには酸素センサの特性変化を原因とし
て、脱硝触媒入口のＮＨ3 とＮＯｘの量的バランスが崩
れることが考えられる。しかしながらこの方式ではリッ
チ気筒，リーン気筒の空燃比を予め定められた割合に従
って制御するだけであり、上記原因による脱硝触媒下流
の排気悪化に対応することは困難である。
では脱硝触媒内のＮＨ3 とＮＯｘの量的バランスが崩れ
ると、ＮＨ3あるいはＮＯｘが転換されず排気悪化の原
因となる。特開平8−4522号においてはリッチ気筒とＮ
Ｈ3 生成触媒との間に酸素センサを配し、酸素センサの
出力に基づいてリッチ気筒の空燃比を制御し、リッチ気
筒の噴射量から所定の割合に減量した燃料量をリーン気
筒に噴射することで脱硝触媒入口のＮＨ3 とＮＯｘの量
的バランスを保つ方式を提案している。一方、この排気
浄化システムではＮＨ3 生成触媒あるいは脱硝触媒の特
性変化，運転条件あるいは外部環境の変化による排気成
分比の変化、さらには酸素センサの特性変化を原因とし
て、脱硝触媒入口のＮＨ3 とＮＯｘの量的バランスが崩
れることが考えられる。しかしながらこの方式ではリッ
チ気筒，リーン気筒の空燃比を予め定められた割合に従
って制御するだけであり、上記原因による脱硝触媒下流
の排気悪化に対応することは困難である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では脱硝触媒下流
の排気を確実に低減し得る排気浄化システムを提案す
る。具体的には請求項１においては図１に示すように脱
硝触媒２の下流に排気成分を検出する排気センサ３を少
なくとも一つ配し、センサ３の出力値に基づいて制御装
置４でエンジン運転状態をＦ／Ｂ制御し、脱硝触媒２下
流の排気を常時最適にする排気制御システムである。本
システムでは脱硝触媒下流の排気成分が最適となるよう
にエンジン運転状態をＦ／Ｂ制御するので、前述した種
々の排気制御システムの特性変化に対応し、常時脱硝触
媒下流の排気を最適化することが可能となる。たとえ
ば、請求項２では脱硝触媒下流にＮＯｘセンサを備える
ことで、ＮＯｘ排出量を検出しＮＯｘ排出量が最小とな
るようエンジンの運転状態をＦ／Ｂ制御する排気制御シ
ステムが考えられる。この場合、請求項３，請求項４に
記載のようにエンジンの運転状態としてリッチ気筒の空
燃比，点火時期あるいはリーン気筒の空燃比，点火時期
等を制御対象とすることが考えられる。より詳細には脱
硝触媒下流のＮＯｘが多量に検出された時は、ＮＨ3生
成触媒からのＮＨ3を増加させるべくリッチ気筒の空燃
比をよりリッチに制御するシステムが考えられる。図３
では操作量を燃料噴射量とした排気制御システムの構成
を表している。図４では操作量を空気量とした排気制御
システムの構成を表しており、リーン気筒とリッチ気筒
間のトルク段差を避けるため、空気量は独立に制御する
ようリッチ気筒用とリーン気筒用と独立に空気量制御バ
ルブを備える構成となる。また、請求項５においては図
２のようにリッチ気筒の排気管に空燃比センサ９を配
し、脱硝触媒下流排気センサ３の出力値とでエンジンの
運転状態を制御する。例えば、図５に示すように通常は
センサ９の出力値に基づいてリッチ気筒の空燃比をＦ／
Ｂ制御するが、排気センサ３から脱硝触媒下流の排気が
悪化したことが検出された場合は、Ｆ／Ｂ制御に関する
パラメータを変化させ、脱硝触媒下流の排気の最適化を
図る。パラメータとしては、たとえばリッチ気筒の空燃
比Ｆ／Ｂ制御の目標空燃比等が考えられ、脱硝触媒下流
のＮＯｘが増加したときはリッチ気筒の目標空燃比をリ
ッチにする等が考えられる。センサ９としては図１１，
図１２に示される特性を持つＯ2 センサ、Ａ／Ｆセンサ
が考えられる。図５では操作量を燃料噴射量としている
が図６のようにリッチ気筒の空気量としてもよい。請求
項６においては、ＨＣ，ＣＯを酸化するために、脱硝触
媒の上流もしくは下流に三元触媒もしくは酸化触媒もし
くはＮＯｘ触媒を備えることでより排気を低減する排気
制御システムを提案している。特に脱硝触媒の上流に三
元触媒を備える構成においては、エンジンの全気筒をス
トイキ運転する場合、脱硝触媒下流のセンサで理論空燃
比制御が可能である。すなわち、脱硝触媒下流にＮＯｘ
センサを取り付けた構成では、全気筒ストイキ運転時、
センサ出力と理論空燃比との関係は図１０のようにな
る。これは図９に示される三元触媒の浄化特性によるも
のである。このことからセンサ出力に基づいて、図１０
に示される制御範囲となるようエンジンの空燃比を制御
すれば、排気は最適化される。脱硝触媒下流センサは図
１１，図１２に示される特性を持つＯ2 センサ，Ａ／Ｆ
センサとしても同様の効果が得られる。
の排気を確実に低減し得る排気浄化システムを提案す
る。具体的には請求項１においては図１に示すように脱
硝触媒２の下流に排気成分を検出する排気センサ３を少
なくとも一つ配し、センサ３の出力値に基づいて制御装
置４でエンジン運転状態をＦ／Ｂ制御し、脱硝触媒２下
流の排気を常時最適にする排気制御システムである。本
システムでは脱硝触媒下流の排気成分が最適となるよう
にエンジン運転状態をＦ／Ｂ制御するので、前述した種
々の排気制御システムの特性変化に対応し、常時脱硝触
媒下流の排気を最適化することが可能となる。たとえ
ば、請求項２では脱硝触媒下流にＮＯｘセンサを備える
ことで、ＮＯｘ排出量を検出しＮＯｘ排出量が最小とな
るようエンジンの運転状態をＦ／Ｂ制御する排気制御シ
ステムが考えられる。この場合、請求項３，請求項４に
記載のようにエンジンの運転状態としてリッチ気筒の空
燃比，点火時期あるいはリーン気筒の空燃比，点火時期
等を制御対象とすることが考えられる。より詳細には脱
硝触媒下流のＮＯｘが多量に検出された時は、ＮＨ3生
成触媒からのＮＨ3を増加させるべくリッチ気筒の空燃
比をよりリッチに制御するシステムが考えられる。図３
では操作量を燃料噴射量とした排気制御システムの構成
を表している。図４では操作量を空気量とした排気制御
システムの構成を表しており、リーン気筒とリッチ気筒
間のトルク段差を避けるため、空気量は独立に制御する
ようリッチ気筒用とリーン気筒用と独立に空気量制御バ
ルブを備える構成となる。また、請求項５においては図
２のようにリッチ気筒の排気管に空燃比センサ９を配
し、脱硝触媒下流排気センサ３の出力値とでエンジンの
運転状態を制御する。例えば、図５に示すように通常は
センサ９の出力値に基づいてリッチ気筒の空燃比をＦ／
Ｂ制御するが、排気センサ３から脱硝触媒下流の排気が
悪化したことが検出された場合は、Ｆ／Ｂ制御に関する
パラメータを変化させ、脱硝触媒下流の排気の最適化を
図る。パラメータとしては、たとえばリッチ気筒の空燃
比Ｆ／Ｂ制御の目標空燃比等が考えられ、脱硝触媒下流
のＮＯｘが増加したときはリッチ気筒の目標空燃比をリ
ッチにする等が考えられる。センサ９としては図１１，
図１２に示される特性を持つＯ2 センサ、Ａ／Ｆセンサ
が考えられる。図５では操作量を燃料噴射量としている
が図６のようにリッチ気筒の空気量としてもよい。請求
項６においては、ＨＣ，ＣＯを酸化するために、脱硝触
媒の上流もしくは下流に三元触媒もしくは酸化触媒もし
くはＮＯｘ触媒を備えることでより排気を低減する排気
制御システムを提案している。特に脱硝触媒の上流に三
元触媒を備える構成においては、エンジンの全気筒をス
トイキ運転する場合、脱硝触媒下流のセンサで理論空燃
比制御が可能である。すなわち、脱硝触媒下流にＮＯｘ
センサを取り付けた構成では、全気筒ストイキ運転時、
センサ出力と理論空燃比との関係は図１０のようにな
る。これは図９に示される三元触媒の浄化特性によるも
のである。このことからセンサ出力に基づいて、図１０
に示される制御範囲となるようエンジンの空燃比を制御
すれば、排気は最適化される。脱硝触媒下流センサは図
１１，図１２に示される特性を持つＯ2 センサ，Ａ／Ｆ
センサとしても同様の効果が得られる。
【０００５】
【発明の実施の形態】（実施例１）図１３は本発明の一
実施例を示すシステム図である。４気筒で構成されるエ
ンジン１３において、１番気筒３５，２番気筒３６，３
番気筒３７はリーン運転許可時リーン運転を行う。４番
気筒３８はリーン運転許可時リッチ運転を行う。リーン
運転不許可時は全気筒の空燃比を理論空燃比で運転を行
う。外部からの空気はエアクリーナ１４を通過し、吸気
マニホールド１５を経て各気筒の燃焼室内に流入する。
リーン燃焼を行う気筒の流入空気量は電子スロットル１
６により調節され、リッチ燃焼を行う気筒の流入空気量
は電子スロットル１７により調節される。エアフロセン
サ１８では流入空気量が検出される。クランク角センサ
１９では、クランク軸の回転角１度毎に信号が出力され
る。水温センサ２０はエンジンの冷却水温度を検出す
る。エアフロセンサ１４，電子スロットル１６，１７に
取り付けられた開度センサ２１，２２，クランク角セン
サ１９，水温センサ２０それぞれの信号はエンジンコン
トロールユニット（ＥＣＵ）２３に送られ、これらセン
サ出力からエンジンの運転状態を得て、空気量，燃料噴
射量，点火時期の主要な操作量が最適に演算される。エ
ンジンコントロールユニット２３内で演算された燃料噴
射量は開弁パルス信号に変換され、気筒毎の燃焼室内に
設置された燃料噴射弁２４〜２７に送られる。またコン
トロールユニット２３で演算された点火時期に基づいて
駆動信号が点火プラグ２８〜３１に送られる。燃焼室内
は図１４に表す。燃焼室内に噴射された燃料は吸気マニ
ホールド１５からの空気と混合気を形成する。混合気は
点火プラグ２８〜３１で発生される火花により爆発し、
その際発生するエネルギーがエンジンの動力源となる。
１番気筒から３番気筒の排気は排気マニホールド３９に
排出される。４番気筒の排気は排気マニホールド４０に
排出される。排気マニホールド４０にはＮＨ3 生成触媒
３２が取り付けられている。１番気筒から３番気筒まで
の排気管と４番気筒の排気管はＮＨ3 生成触媒３２の下
流で合流し、その下流には脱硝触媒３３が取り付けられ
ている。脱硝触媒３３の下流にはＮＯｘセンサ３４が取
り付けられている。リーン運転許可時は１番気筒から３
番気筒まではリーン運転を行い、４番気筒はリッチ運転
を行う。ＮＨ3 生成触媒から生成されるＮＨ3 とリーン
気筒から排出されるＮＯｘは脱硝触媒３３にてＮ2 に転
換される。例えば、ＮＨ3 の量がＮＯｘをＮ2 に転換す
るに十分でない場合は、ＮＯｘが脱硝触媒３３にて転換
されずに排出されるので、排出ＮＯｘはＮＯｘセンサ３
４で検出されることになる。ＮＯｘセンサ３４の信号は
コントロールユニット２３に入力され、その値に基づい
てコントロールユニット内で後述の排気最適制御の操作
量演算が行われる。
実施例を示すシステム図である。４気筒で構成されるエ
ンジン１３において、１番気筒３５，２番気筒３６，３
番気筒３７はリーン運転許可時リーン運転を行う。４番
気筒３８はリーン運転許可時リッチ運転を行う。リーン
運転不許可時は全気筒の空燃比を理論空燃比で運転を行
う。外部からの空気はエアクリーナ１４を通過し、吸気
マニホールド１５を経て各気筒の燃焼室内に流入する。
リーン燃焼を行う気筒の流入空気量は電子スロットル１
６により調節され、リッチ燃焼を行う気筒の流入空気量
は電子スロットル１７により調節される。エアフロセン
サ１８では流入空気量が検出される。クランク角センサ
１９では、クランク軸の回転角１度毎に信号が出力され
る。水温センサ２０はエンジンの冷却水温度を検出す
る。エアフロセンサ１４，電子スロットル１６，１７に
取り付けられた開度センサ２１，２２，クランク角セン
サ１９，水温センサ２０それぞれの信号はエンジンコン
トロールユニット（ＥＣＵ）２３に送られ、これらセン
サ出力からエンジンの運転状態を得て、空気量，燃料噴
射量，点火時期の主要な操作量が最適に演算される。エ
ンジンコントロールユニット２３内で演算された燃料噴
射量は開弁パルス信号に変換され、気筒毎の燃焼室内に
設置された燃料噴射弁２４〜２７に送られる。またコン
トロールユニット２３で演算された点火時期に基づいて
駆動信号が点火プラグ２８〜３１に送られる。燃焼室内
は図１４に表す。燃焼室内に噴射された燃料は吸気マニ
ホールド１５からの空気と混合気を形成する。混合気は
点火プラグ２８〜３１で発生される火花により爆発し、
その際発生するエネルギーがエンジンの動力源となる。
１番気筒から３番気筒の排気は排気マニホールド３９に
排出される。４番気筒の排気は排気マニホールド４０に
排出される。排気マニホールド４０にはＮＨ3 生成触媒
３２が取り付けられている。１番気筒から３番気筒まで
の排気管と４番気筒の排気管はＮＨ3 生成触媒３２の下
流で合流し、その下流には脱硝触媒３３が取り付けられ
ている。脱硝触媒３３の下流にはＮＯｘセンサ３４が取
り付けられている。リーン運転許可時は１番気筒から３
番気筒まではリーン運転を行い、４番気筒はリッチ運転
を行う。ＮＨ3 生成触媒から生成されるＮＨ3 とリーン
気筒から排出されるＮＯｘは脱硝触媒３３にてＮ2 に転
換される。例えば、ＮＨ3 の量がＮＯｘをＮ2 に転換す
るに十分でない場合は、ＮＯｘが脱硝触媒３３にて転換
されずに排出されるので、排出ＮＯｘはＮＯｘセンサ３
４で検出されることになる。ＮＯｘセンサ３４の信号は
コントロールユニット２３に入力され、その値に基づい
てコントロールユニット内で後述の排気最適制御の操作
量演算が行われる。
【０００６】図１６はエンジンコントロールユニット
（ＥＣＵ）２３の内部を示したものである。ＥＣＵ２３
内にはＮＯｘセンサ，電子スロットル開度センサ，エア
フロセンサ，エンジン回転数センサ，水温センサの各セ
ンサ出力値が入力され、入力回路４１にて雑音除去等の
信号処理を行った後、入出力ポート４２に送られる。入
力ポートの値はＲＡＭ４３に保管され、ＣＰＵ４４内で
演算処理される。演算処理の内容を記述した制御プログ
ラムはＲＯＭ４５に予め書き込まれている。制御プログ
ラムに従って演算された各アクチュエータ作動量を表す
値はＲＡＭ４３に保管された後、出力ポートに送られ
る。電子スロットル１６，電子スロットル１７の各目標
開度に基づいた信号が入出力ポート４２から駆動回路４
８，駆動回路４９に送られ、電子スロットル内のモータ
を駆動するための電流が制御される。点火プラグの作動
信号は点火出力回路内の一次側コイルの通流時はＯＮと
なり、非通流時はＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセッ
トされる。点火時期はＯＮからＯＦＦになる時である。
出力ポートにセットされた点火プラグ用の信号は点火信
号出力回路４６で燃焼に必要な十分なエネルギーに増幅
され点火プラグに供給される。また燃料噴射弁の駆動信
号は開弁時ＯＮ，閉弁時ＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号
がセットされ、燃料噴射弁駆動回路４７で燃料噴射弁を
開くに十分なエネルギーに増幅され燃料噴射弁に送られ
る。燃料噴射量はエアフロセンサ１８およびエンジン回
転数センサ１９の各出力値から例えば下式で示されるよ
うな１気筒あたりの基本燃料噴射量を演算する。
（ＥＣＵ）２３の内部を示したものである。ＥＣＵ２３
内にはＮＯｘセンサ，電子スロットル開度センサ，エア
フロセンサ，エンジン回転数センサ，水温センサの各セ
ンサ出力値が入力され、入力回路４１にて雑音除去等の
信号処理を行った後、入出力ポート４２に送られる。入
力ポートの値はＲＡＭ４３に保管され、ＣＰＵ４４内で
演算処理される。演算処理の内容を記述した制御プログ
ラムはＲＯＭ４５に予め書き込まれている。制御プログ
ラムに従って演算された各アクチュエータ作動量を表す
値はＲＡＭ４３に保管された後、出力ポートに送られ
る。電子スロットル１６，電子スロットル１７の各目標
開度に基づいた信号が入出力ポート４２から駆動回路４
８，駆動回路４９に送られ、電子スロットル内のモータ
を駆動するための電流が制御される。点火プラグの作動
信号は点火出力回路内の一次側コイルの通流時はＯＮと
なり、非通流時はＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセッ
トされる。点火時期はＯＮからＯＦＦになる時である。
出力ポートにセットされた点火プラグ用の信号は点火信
号出力回路４６で燃焼に必要な十分なエネルギーに増幅
され点火プラグに供給される。また燃料噴射弁の駆動信
号は開弁時ＯＮ，閉弁時ＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号
がセットされ、燃料噴射弁駆動回路４７で燃料噴射弁を
開くに十分なエネルギーに増幅され燃料噴射弁に送られ
る。燃料噴射量はエアフロセンサ１８およびエンジン回
転数センサ１９の各出力値から例えば下式で示されるよ
うな１気筒あたりの基本燃料噴射量を演算する。
【０００７】ＴＩｎ＝ＴＰＨＩｎ・Ｋ・（ＱＡｎ／Ｎ） ここに ＴＩｎ：ｎ番気筒の基本燃料噴射量 Ｋ：燃料噴射量調整係数 ＴＰＨＩｎ：ｎ番気筒の目標当量比 ＱＡｎ：ｎ番気筒に流入する空気量 Ｎ：回転数 であり、燃料噴射量調整係数Ｋは理論空燃比を実現する
ＴＩｎとなるよう燃料噴射弁の特性等を考慮して与え
る。したがって目標当量比ＴＰＨＩｎ＝１のとき、ｎ番
気筒の空燃比は理論空燃比で運転される。このＴＰＨＩ
ｎの具体的な演算方法を以下に示す。図１６は各気筒の
燃料噴射量および電子スロットル開度の制御ブロック図
である。以下に各ブロックの処理内容を説明する。
ＴＩｎとなるよう燃料噴射弁の特性等を考慮して与え
る。したがって目標当量比ＴＰＨＩｎ＝１のとき、ｎ番
気筒の空燃比は理論空燃比で運転される。このＴＰＨＩ
ｎの具体的な演算方法を以下に示す。図１６は各気筒の
燃料噴射量および電子スロットル開度の制御ブロック図
である。以下に各ブロックの処理内容を説明する。
【０００８】（１）標準空気量演算部（図１７） 本制御においては目標トルクと目標空燃比を実現する各
気筒の空気量を制御し、その空気量に基づいて燃料量を
制御する構成とする。標準空気量演算部ではアクセル開
度と回転数から理論空燃比下で目標トルクを実現する１
気筒当たりの空気量を演算する。具体的には図１７に示
されるように、エンジンの性能に基づいて、予めＲＯＭ
上のマップに設定しておくのがよい。ここにＡＰＯ，Ｎ
ＤＡＴＡ，ＴＰＳＴＤはそれぞれアクセル開度，回転
数，標準空気量を表す。
気筒の空気量を制御し、その空気量に基づいて燃料量を
制御する構成とする。標準空気量演算部ではアクセル開
度と回転数から理論空燃比下で目標トルクを実現する１
気筒当たりの空気量を演算する。具体的には図１７に示
されるように、エンジンの性能に基づいて、予めＲＯＭ
上のマップに設定しておくのがよい。ここにＡＰＯ，Ｎ
ＤＡＴＡ，ＴＰＳＴＤはそれぞれアクセル開度，回転
数，標準空気量を表す。
【０００９】（２）＃１〜＃３目標当量比演算部（図１
８） ＃１〜＃３目標当量比演算部では、リーン燃焼を行う
１，２，３番気筒の目標当量比を演算する。具体的には
ＡＰＯとＮＤＡＴＡで決められる運転領域毎に最適な当
量比を予めＲＯＭ上にマップに設定しておきオンライン
参照して得るものとする。ここにＴＰＨＩ＿Ａは該目標
当量比を表す。最適な当量比は燃焼の安定性，燃費，排
気等から決定するのがよい。
８） ＃１〜＃３目標当量比演算部では、リーン燃焼を行う
１，２，３番気筒の目標当量比を演算する。具体的には
ＡＰＯとＮＤＡＴＡで決められる運転領域毎に最適な当
量比を予めＲＯＭ上にマップに設定しておきオンライン
参照して得るものとする。ここにＴＰＨＩ＿Ａは該目標
当量比を表す。最適な当量比は燃焼の安定性，燃費，排
気等から決定するのがよい。
【００１０】（３）＃４目標当量比演算部（図１９） ＃４目標当量比演算部では、リッチ燃焼を行う４番気筒
の目標当量比を演算する。具体的にはＡＰＯとＮＤＡＴ
Ａで決められる運転領域毎に最適な当量比と予めＲＯＭ
上のマップに設定しておきオンライン参照して得るもの
とする。ここのＴＰＨＩ＿Ｂは該最適当量比を表す。最
適な当量比は、リーン気筒から排出されるＮＯｘとのマ
スバランスによって決められる。排気システムの特性変
化による最適空燃比の変化は後述の排気最適化補正係数
で補正する。
の目標当量比を演算する。具体的にはＡＰＯとＮＤＡＴ
Ａで決められる運転領域毎に最適な当量比と予めＲＯＭ
上のマップに設定しておきオンライン参照して得るもの
とする。ここのＴＰＨＩ＿Ｂは該最適当量比を表す。最
適な当量比は、リーン気筒から排出されるＮＯｘとのマ
スバランスによって決められる。排気システムの特性変
化による最適空燃比の変化は後述の排気最適化補正係数
で補正する。
【００１１】（４）＃１〜＃３目標空気量演算部（図２
０） ここでは１，２，３番気筒の目標空気量を演算する。具
体的には標準空気量ＴＰＳＴＤに該気筒の目標酸素過剰
率１／ＴＰＨＩ＿Ａを乗じて得るものとする。ここにＴ
ＴＰ＿Ａは該目標空気量とする。
０） ここでは１，２，３番気筒の目標空気量を演算する。具
体的には標準空気量ＴＰＳＴＤに該気筒の目標酸素過剰
率１／ＴＰＨＩ＿Ａを乗じて得るものとする。ここにＴ
ＴＰ＿Ａは該目標空気量とする。
【００１２】（５）＃４目標空気量演算部（図２１） ここでは４番気筒の目標空気量を演算する。具体的には
標準空気量ＴＰＳＴＤに該気筒の目標酸素過剰率１／Ｔ
ＰＨＩ＿Ｂを乗じて得るものとする。ここにＴＴＰ＿Ｂ
は該目標空気量とする。
標準空気量ＴＰＳＴＤに該気筒の目標酸素過剰率１／Ｔ
ＰＨＩ＿Ｂを乗じて得るものとする。ここにＴＴＰ＿Ｂ
は該目標空気量とする。
【００１３】（６）＃１〜＃３目標スロットル開度演算
部（図２２） ここでは１，２，３番気筒の空気量を調節する電子スロ
ットル１６の目標開度を演算する。具体的には目標空気
量ＴＴＰ＿Ａと回転数ＮＤＡＴＡからマップ参照して得
るものとする。ここにＴＴＶＯ＿Ａは該目標スロットル
開度である。マップ値は予めスロットル１６およびエン
ジンの仕様から決めるのがよい。
部（図２２） ここでは１，２，３番気筒の空気量を調節する電子スロ
ットル１６の目標開度を演算する。具体的には目標空気
量ＴＴＰ＿Ａと回転数ＮＤＡＴＡからマップ参照して得
るものとする。ここにＴＴＶＯ＿Ａは該目標スロットル
開度である。マップ値は予めスロットル１６およびエン
ジンの仕様から決めるのがよい。
【００１４】（７）＃４目標スロットル開度演算部（図
２３） ここでは４番気筒の空気量を調節する電子スロットル１
７の目標開度を演算する。具体的には目標空気量ＴＴＰ
＿Ｂと回転数ＮＤＡＴＡからマップ参照して得るものと
する。ここにＴＴＶＯ＿Ｂは該目標スロットル開度であ
る。マップ値は予めスロットル１７およびエンジンの仕
様から決めるのがよい。
２３） ここでは４番気筒の空気量を調節する電子スロットル１
７の目標開度を演算する。具体的には目標空気量ＴＴＰ
＿Ｂと回転数ＮＤＡＴＡからマップ参照して得るものと
する。ここにＴＴＶＯ＿Ｂは該目標スロットル開度であ
る。マップ値は予めスロットル１７およびエンジンの仕
様から決めるのがよい。
【００１５】（８）＃１〜＃３スロットル制御部（図２
４） ここではスロットル１６の開度を制御する。目標開度Ｔ
ＴＶＯ＿Ａに開度センサ出力２１から得られる実開度Ｔ
ＶＯ＿Ａを高応答に精度良く制御する手法はいくつか知
られているが、ここではＰＩＤ制御を用いるものとす
る。ＰＩＤ制御以外の手法用いることも可能である。
４） ここではスロットル１６の開度を制御する。目標開度Ｔ
ＴＶＯ＿Ａに開度センサ出力２１から得られる実開度Ｔ
ＶＯ＿Ａを高応答に精度良く制御する手法はいくつか知
られているが、ここではＰＩＤ制御を用いるものとす
る。ＰＩＤ制御以外の手法用いることも可能である。
【００１６】（９）＃４スロットル制御部（図２５） ここではスロットル１７の開度を制御する。目標開度Ｔ
ＴＶＯ＿Ｂに開度センサ出力２２から得られる実開度Ｔ
ＶＯ＿Ｂに制御する手法としては同様にＰＩＤ制御とす
る。
ＴＶＯ＿Ｂに開度センサ出力２２から得られる実開度Ｔ
ＶＯ＿Ｂに制御する手法としては同様にＰＩＤ制御とす
る。
【００１７】（１０）実空気量演算部（図２６） ここではエンジンに流入する空気量を演算する。具体的
にはエアフロセンサ１４の出力を変換して実空気量を得
るものとする。変換にはエアフロセンサ出力特性を設定
したＲＯＭ上のテーブルを用いるものとする。ここにＱ
Ａは実空気量を表す。
にはエアフロセンサ１４の出力を変換して実空気量を得
るものとする。変換にはエアフロセンサ出力特性を設定
したＲＯＭ上のテーブルを用いるものとする。ここにＱ
Ａは実空気量を表す。
【００１８】（１１）＃１〜＃３空気量演算部（図２
７） ここでは１番気筒，２番気筒および３番気筒へ流入する
総空気量を演算する。具体的には実空気量ＱＡと目標当
量比ＴＰＨＩ＿Ａ，ＴＰＨＩ＿Ｂから空気分配比にした
がって演算するものとする。演算式は図１７に示す。こ
こにＱＡ＿Ａは該空気量を表す。
７） ここでは１番気筒，２番気筒および３番気筒へ流入する
総空気量を演算する。具体的には実空気量ＱＡと目標当
量比ＴＰＨＩ＿Ａ，ＴＰＨＩ＿Ｂから空気分配比にした
がって演算するものとする。演算式は図１７に示す。こ
こにＱＡ＿Ａは該空気量を表す。
【００１９】（１２）＃４空気量演算部（図２８） ここでは４番気筒へ流入する空気量を演算する。具体的
には実空気量ＱＡからＱＡ＿Ａを引いた値とする。ここ
にＱＡ＿Ｂは該空気量を表す。
には実空気量ＱＡからＱＡ＿Ａを引いた値とする。ここ
にＱＡ＿Ｂは該空気量を表す。
【００２０】（１３）＃１〜＃３燃料噴射量演算部（図
２９） ここでは１，２，３番気筒の燃料噴射量を演算する。具
体的な式は図２９に示す。ここにＴＩ１〜ＴＩ３は該気
筒の燃料噴射量を表す。またＫはＴＰＨＩ＿Ａ＝１のと
き、理論空燃比相当の燃料を噴射するように調節される
値で、燃料噴射弁２４〜２７の特性に基づいて決められ
る。
２９） ここでは１，２，３番気筒の燃料噴射量を演算する。具
体的な式は図２９に示す。ここにＴＩ１〜ＴＩ３は該気
筒の燃料噴射量を表す。またＫはＴＰＨＩ＿Ａ＝１のと
き、理論空燃比相当の燃料を噴射するように調節される
値で、燃料噴射弁２４〜２７の特性に基づいて決められ
る。
【００２１】（１４）＃４燃料噴射量演算部（図３０） ここでは１番気筒の燃料噴射量を演算する。具体的な式
は図３０に示す。ここにＴＩ４は該気筒の燃料噴射量を
表す。ＰＨＩＨＯＳは次に説明する排気最適化補正係数
である。
は図３０に示す。ここにＴＩ４は該気筒の燃料噴射量を
表す。ＰＨＩＨＯＳは次に説明する排気最適化補正係数
である。
【００２２】（１５）排気最適化補正係数演算部（図３
１） ここでは脱硝触媒３３下流のＮＯｘセンサ３４の出力に
基づいて排気最適化補正係数の演算を行う。ここに ＮＯＸＯＵＴ：ＮＯｘセンサ３４の出力。
１） ここでは脱硝触媒３３下流のＮＯｘセンサ３４の出力に
基づいて排気最適化補正係数の演算を行う。ここに ＮＯＸＯＵＴ：ＮＯｘセンサ３４の出力。
【００２３】ＮＯＸＮＧ：ＮＯｘ悪化を判定するしきい
値。
値。
【００２４】ＲＨＯＳ：リッチシフト割合。
【００２５】ＰＨＩＨＯＳ：排気最適化補正係数。
【００２６】を表す。脱硝触媒３３の下流のＮＯｘ量は
ＮＯＸＮＧ以下の値となるよう目標当量比ＴＰＨＩ＿Ｂ
を設定するが、何らかの理由で排気システムに特性変化
が発生したとき以下の方法で排気を抑制する。脱硝触媒
３３の下流のＮＯｘ量であるＮＯＸＯＵＴがＮＯＸＮＧ
より大きくなったとき、ＮＨ3 生成触媒からのＮＨ3量
を増加させるべく４番気筒の空燃比をリッチにする。具
体的にはＲＨＯＳで定められる所定割合でＰＨＩＨＯＳ
を増加させる。ＰＨＩＨＯＳは図３０に示されるように
４番気筒の燃料噴射量に乗じられる。ＮＯＸＯＵＴ＜Ｎ
ＯＸＮＧになればリッチシフトを停止し、ＰＨＩＨＯＳ
はその値を維持する。過剰なリッチシフトを防止するた
めにＰＨＩＨＯＳにはリミッタを設けるものとする。Ｎ
ＯＸＮＧは経験的に決めるのがよい。
ＮＯＸＮＧ以下の値となるよう目標当量比ＴＰＨＩ＿Ｂ
を設定するが、何らかの理由で排気システムに特性変化
が発生したとき以下の方法で排気を抑制する。脱硝触媒
３３の下流のＮＯｘ量であるＮＯＸＯＵＴがＮＯＸＮＧ
より大きくなったとき、ＮＨ3 生成触媒からのＮＨ3量
を増加させるべく４番気筒の空燃比をリッチにする。具
体的にはＲＨＯＳで定められる所定割合でＰＨＩＨＯＳ
を増加させる。ＰＨＩＨＯＳは図３０に示されるように
４番気筒の燃料噴射量に乗じられる。ＮＯＸＯＵＴ＜Ｎ
ＯＸＮＧになればリッチシフトを停止し、ＰＨＩＨＯＳ
はその値を維持する。過剰なリッチシフトを防止するた
めにＰＨＩＨＯＳにはリミッタを設けるものとする。Ｎ
ＯＸＮＧは経験的に決めるのがよい。
【００２７】（実施例２）本実施例では実施例１のシス
テムにおいて４番気筒の排気管にリニア空燃比センサ５
２を追加した場合のシステムについて説明する。具体的
には図３２の示すとおりである。図３３は制御ブロック
図である。基本的な構成は実施例１と同じであるが、排
気最適化補正係数演算部は図３４に示すとおりである。
ここに ＮＯＸＯＵＴ：ＮＯｘセンサ３４の出力。
テムにおいて４番気筒の排気管にリニア空燃比センサ５
２を追加した場合のシステムについて説明する。具体的
には図３２の示すとおりである。図３３は制御ブロック
図である。基本的な構成は実施例１と同じであるが、排
気最適化補正係数演算部は図３４に示すとおりである。
ここに ＮＯＸＯＵＴ：ＮＯｘセンサ３４の出力。
【００２８】ＮＯＸＮＧ：ＮＯｘ悪化を判定するしきい
値。
値。
【００２９】ＲＨＯＳ：リッチシフト割合。
【００３０】ＰＨＩＨＯＳ０：排気最適化目標当量比補
正係数。
正係数。
【００３１】ＴＰＨＩ＿Ｂ：目標当量比。
【００３２】ＴＰＨＩＨＯＳ＿Ｂ：補正後目標当量比。
【００３３】ＡＦＯＵＴ：Ａ／Ｆセンサ５２出力。
【００３４】ＲＰＨＩ：実当量比。ＡＦＯＵＴから変換
して得る。
して得る。
【００３５】ＰＨＩＨＯＳ：空燃比Ｆ／Ｂ補正係数。
【００３６】である。
【００３７】通常時すなわちＮＯＸＯＵＴ≦ＮＯＸＮＧ
の時、ＰＨＩＨＯＳは４番気筒の当量比はＡ／Ｆセンサ
５２の出力に基づいてＴＰＨＩ＿Ｂとなるように制御さ
れる。ＮＯＸＯＵＴ＞ＮＯＸＮＧすなわち脱硝触媒３３
の下流ＮＯｘが悪化したときは４番気筒の空燃比をリッ
チにすべく、４番気筒の目標当量比ＴＰＨＩ＿Ｂをリッ
チ側に変化させるＰＨＩＨＯＳ０をＲＨＯＳの割合で増
加させる。
の時、ＰＨＩＨＯＳは４番気筒の当量比はＡ／Ｆセンサ
５２の出力に基づいてＴＰＨＩ＿Ｂとなるように制御さ
れる。ＮＯＸＯＵＴ＞ＮＯＸＮＧすなわち脱硝触媒３３
の下流ＮＯｘが悪化したときは４番気筒の空燃比をリッ
チにすべく、４番気筒の目標当量比ＴＰＨＩ＿Ｂをリッ
チ側に変化させるＰＨＩＨＯＳ０をＲＨＯＳの割合で増
加させる。
【００３８】また、本実施例では空気量の演算を実施例
１の手法を踏襲したが、Ａ／Ｆセンサ出力値と４番気筒
燃料噴射量から４番気筒空気量を高精度演算することも
可能であることを付言しておく。
１の手法を踏襲したが、Ａ／Ｆセンサ出力値と４番気筒
燃料噴射量から４番気筒空気量を高精度演算することも
可能であることを付言しておく。
【００３９】（実施例３）本実施例では実施例２のシス
テムにおいて脱硝触媒の上流に三元触媒を設置した場合
のリーン制御および理論空燃比制御について説明する。
実施例１，２では、リーン運転のみについて説明した
が、実際には領域によっては理論空燃比で運転すること
が考えられる。本実施例では理論空燃比運転時における
排気最適制御について述べる。図３５は本実施例におけ
るシステム図である。脱硝触媒３３の上流に三元触媒５
３を取り付ける。図３６は本実施例における制御ブロッ
ク図である。基本的な構成は実施例１と同じであるが、
排気最適化係数を全気筒に反映させる構成となってい
る。ＴＰＨＩ＿Ａ，ＴＰＨＩ＿Ｂの値は理論空燃比相当
値とする。前述したように全気筒ストイキ運転時、ＮＯ
ｘセンサ３４出力と理論空燃比との関係は図１０のよう
になる。これは図９に示される三元触媒の浄化特性によ
るものである。このことからセンサ出力に基づいて、図
１０に示される制御範囲となるようエンジンの空燃比を
制御すれば、排気は最適化される。具体的には図３１に
示されるブロック図で可能となる。すなわち空燃比が理
論空燃比がリーン側へシフトしたときはＮＯｘが増加す
るのでＮＯｘセンサ３４で検出される。このとき全気筒
の空燃比をリッチシフトすべくＰＨＩＨＯＳをＲＯＨＯ
Ｓの割合で増加させる。ただし、過剰なリッチシフトを
防ぐべくＰＨＩＨＯＳにはリミッタを設ける。
テムにおいて脱硝触媒の上流に三元触媒を設置した場合
のリーン制御および理論空燃比制御について説明する。
実施例１，２では、リーン運転のみについて説明した
が、実際には領域によっては理論空燃比で運転すること
が考えられる。本実施例では理論空燃比運転時における
排気最適制御について述べる。図３５は本実施例におけ
るシステム図である。脱硝触媒３３の上流に三元触媒５
３を取り付ける。図３６は本実施例における制御ブロッ
ク図である。基本的な構成は実施例１と同じであるが、
排気最適化係数を全気筒に反映させる構成となってい
る。ＴＰＨＩ＿Ａ，ＴＰＨＩ＿Ｂの値は理論空燃比相当
値とする。前述したように全気筒ストイキ運転時、ＮＯ
ｘセンサ３４出力と理論空燃比との関係は図１０のよう
になる。これは図９に示される三元触媒の浄化特性によ
るものである。このことからセンサ出力に基づいて、図
１０に示される制御範囲となるようエンジンの空燃比を
制御すれば、排気は最適化される。具体的には図３１に
示されるブロック図で可能となる。すなわち空燃比が理
論空燃比がリーン側へシフトしたときはＮＯｘが増加す
るのでＮＯｘセンサ３４で検出される。このとき全気筒
の空燃比をリッチシフトすべくＰＨＩＨＯＳをＲＯＨＯ
Ｓの割合で増加させる。ただし、過剰なリッチシフトを
防ぐべくＰＨＩＨＯＳにはリミッタを設ける。
【００４０】またＴＰＨＩ＿Ａ，ＴＰＨＩ＿Ｂの値を理
論空燃比よりややリーン側へ設定することでリッチ側へ
理論空燃比制御する方式あるいはＴＰＨＩ＿Ａ，TPHI＿
Ｂの値を理論空燃比よりややリッチ側へ設定することで
リーン側へ理論空燃比制御する方式も考えられることを
付言しておく。
論空燃比よりややリーン側へ設定することでリッチ側へ
理論空燃比制御する方式あるいはＴＰＨＩ＿Ａ，TPHI＿
Ｂの値を理論空燃比よりややリッチ側へ設定することで
リーン側へ理論空燃比制御する方式も考えられることを
付言しておく。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば脱硝触媒下流のセンサ出
力値に基づいてエンジンの運転状態を制御するので、排
気制御システムの特性変化に対応し、常時脱硝触媒下流
の排気を低減することが可能となる。
力値に基づいてエンジンの運転状態を制御するので、排
気制御システムの特性変化に対応し、常時脱硝触媒下流
の排気を低減することが可能となる。
【図１】本発明の基本的な構成を表した図である。
【図２】本発明の構成においてリッチ気筒の排気管に排
気センサを取り付けた場合のシステム図である。
気センサを取り付けた場合のシステム図である。
【図３】本発明の構成において燃料噴射弁を用いて空燃
比を制御する場合のシステム図である。
比を制御する場合のシステム図である。
【図４】本発明の構成において電子スロットルを用いて
空燃比を制御する場合のシステム図である。
空燃比を制御する場合のシステム図である。
【図５】本発明の構成においてリッチ気筒の排気管に排
気センサを取り付け、燃料噴射弁を用いて空燃比を制御
する場合のシステム図である。
気センサを取り付け、燃料噴射弁を用いて空燃比を制御
する場合のシステム図である。
【図６】本発明の構成においてリッチ気筒の排気管に排
気センサを取り付け、電子スロットルを用いて空燃比を
制御する場合のシステム図である。
気センサを取り付け、電子スロットルを用いて空燃比を
制御する場合のシステム図である。
【図７】本発明において触媒２の下流に酸化触媒，三元
触媒，ＮＯｘ触媒を具備した場合のシステム図である。
触媒，ＮＯｘ触媒を具備した場合のシステム図である。
【図８】本発明において触媒２の上流に酸化触媒，三元
触媒，ＮＯｘ触媒を具備した場合のシステム図である。
触媒，ＮＯｘ触媒を具備した場合のシステム図である。
【図９】三元触媒の特性を表した図である。
【図１０】ＮＯｘセンサの特性を表した図である。
【図１１】Ｏ2 センサの特性を表した図である。
【図１２】Ａ／Ｆセンサの特性を表した図である。
【図１３】実施例１におけるシステム図である。
【図１４】実施例１における気筒内部を表した図であ
る。
る。
【図１５】実施例１におけるＥＣＵ２３の内部処理を表
した図である。
した図である。
【図１６】実施例１におけるエンジン制御方法を表した
ブロック図である。
ブロック図である。
【図１７】実施例１における標準空気量演算部のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１８】実施例１における＃１〜＃３目標当量比演算
部を示す図。
部を示す図。
【図１９】実施例１における＃４目標当量比演算部を示
す図。
す図。
【図２０】実施例１における＃１〜＃３目標空気量演算
部を示す図。
部を示す図。
【図２１】実施例１における＃４目標空気量演算部を示
す図。
す図。
【図２２】実施例１における＃１〜＃３目標スロットル
開度演算部を示す図。
開度演算部を示す図。
【図２３】実施例１における＃４目標スロットル開度演
算部を示す図。
算部を示す図。
【図２４】実施例１における＃１〜＃３スロットル制御
部を示す図。
部を示す図。
【図２５】実施例１における＃４スロットル制御部を示
す図。
す図。
【図２６】実施例１における実空気量演算部を示す図。
【図２７】実施例１における＃１〜＃３空気量演算部を
示す図。
示す図。
【図２８】実施例１における＃４空気量演算部を示す
図。
図。
【図２９】実施例１における＃１〜＃３燃料噴射量演算
部を示す図。
部を示す図。
【図３０】実施例１における＃４燃料噴射量演算部を示
す図。
す図。
【図３１】実施例１における排気最適化補正係数演算部
を示す図。
を示す図。
【図３２】実施例２におけるシステム図である。
【図３３】実施例２におけるエンジン制御方法を表した
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３４】実施例２における排気最適化補正係数演算部
を示す図。
を示す図。
【図３５】実施例３におけるシステム図である。
【図３６】実施例３におけるエンジン制御方法を表した
ブロック図である。
ブロック図である。
１…ＮＨ3 を生成する触媒、２…ＮＨ3 とＮＯｘをＮ2
に転換する触媒、３…触媒２の下流の排気成分を検出す
る排気センサ、４…エンジンの運転状態を制御する装
置、５，１３…エンジン、６…燃料噴射弁、７，８，１
６，１７…電子スロットル、９…触媒１の上流の排気成
分を検出する排気センサ、１０…リッチ気筒空燃比Ｆ／
Ｂ制御装置、１１…リッチ気筒目標空燃比調節装置、１
２…三元触媒もしくは酸化触媒もしくはＮＯｘ触媒、１
４…エアクリーナ、１５…吸気マニホールド、１８…エ
アフロセンサ、１９…クランク角センサ、２０…水温セ
ンサ、２１，２２…開度センサ、２３…エンジンコント
ロールユニット(ＥＣＵ)、２４…１番気筒燃料噴射弁、
２５…２番気筒燃料噴射弁、２６…３番気筒燃料噴射
弁、２７…４番気筒燃料噴射弁、２８…１番気筒点火プ
ラグ、２９…２番気筒点火プラグ、３０…３番気筒点火
プラグ、３１…４番気筒点火プラグ、３２…ＮＨ3 生成
触媒、３３…脱硝触媒、３４…ＮＯｘセンサ、３５…１
番気筒、３６…２番気筒、３７…３番気筒、３８…４番
気筒、３９，４０…排気マニホールド、４１…アクセル
ペダル、４２…アクセル開度センサ、４３…入力回路、
４４…入出力ポート、４５…ＲＡＭ、４６…ＣＰＵ、４
７…ＲＯＭ、４８…点火信号出力回路、４９…燃料噴射
弁駆動回路、５０，５１…電子スロットル駆動回路、５
２…Ａ／Ｆセンサ、５３…三元触媒。
に転換する触媒、３…触媒２の下流の排気成分を検出す
る排気センサ、４…エンジンの運転状態を制御する装
置、５，１３…エンジン、６…燃料噴射弁、７，８，１
６，１７…電子スロットル、９…触媒１の上流の排気成
分を検出する排気センサ、１０…リッチ気筒空燃比Ｆ／
Ｂ制御装置、１１…リッチ気筒目標空燃比調節装置、１
２…三元触媒もしくは酸化触媒もしくはＮＯｘ触媒、１
４…エアクリーナ、１５…吸気マニホールド、１８…エ
アフロセンサ、１９…クランク角センサ、２０…水温セ
ンサ、２１，２２…開度センサ、２３…エンジンコント
ロールユニット(ＥＣＵ)、２４…１番気筒燃料噴射弁、
２５…２番気筒燃料噴射弁、２６…３番気筒燃料噴射
弁、２７…４番気筒燃料噴射弁、２８…１番気筒点火プ
ラグ、２９…２番気筒点火プラグ、３０…３番気筒点火
プラグ、３１…４番気筒点火プラグ、３２…ＮＨ3 生成
触媒、３３…脱硝触媒、３４…ＮＯｘセンサ、３５…１
番気筒、３６…２番気筒、３７…３番気筒、３８…４番
気筒、３９，４０…排気マニホールド、４１…アクセル
ペダル、４２…アクセル開度センサ、４３…入力回路、
４４…入出力ポート、４５…ＲＡＭ、４６…ＣＰＵ、４
７…ＲＯＭ、４８…点火信号出力回路、４９…燃料噴射
弁駆動回路、５０，５１…電子スロットル駆動回路、５
２…Ａ／Ｆセンサ、５３…三元触媒。
───────────────────────────────────────────────────── 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 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｃ 3/28 ３０１ ３０１Ｊ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１Ｈ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ (72)発明者 紀村 博史 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 星野 雅俊 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 飯星 洋一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山岡 士朗 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AA13 AA17 AA28 AB01 AB02 AB03 AB05 AB06 AB09 BA14 BA15 BA19 CB02 CB05 CB06 CB07 DA01 DA02 DB10 DC01 EA01 EA05 EA07 EA16 EA31 EA33 EA34 FB10 FB11 FB12 HA01 HA08 HA12 HA18 HA37 HB02 3G301 HA01 HA18 JA21 LA00 LA03 MA01 MA12 PA01Z PA11Z PD01Z PE03Z PE08Z 4D048 AA06 AB02 AB03 CA01 CC32 CC38 CC46 DA01 DA02 DA08
Claims (7)
- 【請求項１】多気筒で構成されるエンジンを有する内燃
機関の排気浄化装置であって、 少なくとも一つの気筒は空燃比をリッチに運転する手段
と、 残りの気筒は空燃比をリーンに運転する手段と、 該リッチ気筒からの排気をＮＨ3 に転換する触媒と、 該残りのリーン気筒からのＮＯｘと前記ＮＨ3 に転換す
る触媒からのＮＨ3 とからＮ2 を生成する触媒と、 前記Ｎ2 を生成する触媒の下流に排気成分を検出するセ
ンサと、 該センサ出力値に基づいてエンジンの運転状態を制御す
る手段とを有することを特徴とする内燃機関の排気浄化
装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記Ｎ2 を生成する触
媒の下流に排気成分中のＮＯｘを検出するセンサを備え
たことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】請求項１において、前記センサ出力値に基
づいて、エンジンの空燃比を気筒毎に制御することを特
徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】請求項１において、前記センサ出力値に基
づいて、エンジンの点火時期を気筒毎に制御することを
特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項５】請求項１において、空燃比をリッチに運転
する気筒の排気管に排気成分を検出する排気センサを備
え、該センサと前記Ｎ2 を生成する触媒の下流の排気セ
ンサとの出力に基づいて、エンジンの運転状態を制御す
ることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項６】請求項１において、前記Ｎ2 を生成する触
媒の上流もしくは下流に三元触媒もしくは酸化触媒もし
くはＮＯｘを吸着あるいは吸蔵する触媒を備えたことを
特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項７】請求項６において 前記三元触媒を前記Ｎ2 を生成する触媒の上流に配し、 リーン運転時は前記センサの出力が所定範囲内になるよ
うにエンジンのリッチ気筒の空燃比を制御し、 理論空燃比運転時は前記センサの出力が所定範囲内にな
るようにエンジンの全気筒の空燃比を制御する手段を備
えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
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|---|---|---|---|
| JP33165099A JP3879342B2 (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 内燃機関の排気浄化装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP33165099A JP3879342B2 (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 内燃機関の排気浄化装置 |
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| JP2001152946A true JP2001152946A (ja) | 2001-06-05 |
| JP3879342B2 JP3879342B2 (ja) | 2007-02-14 |
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| JP (1) | JP3879342B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009275668A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
-
1999
- 1999-11-22 JP JP33165099A patent/JP3879342B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2009275668A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
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