JP2002030955A - 内燃機関の排気浄化制御装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化制御装置

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JP2002030955A
JP2002030955A JP2000215868A JP2000215868A JP2002030955A JP 2002030955 A JP2002030955 A JP 2002030955A JP 2000215868 A JP2000215868 A JP 2000215868A JP 2000215868 A JP2000215868 A JP 2000215868A JP 2002030955 A JP2002030955 A JP 2002030955A
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internal combustion
combustion engine
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    • F02D41/042—Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine

Abstract

(57)【要約】 【課題】 始動時の触媒のＮＯｘ吸蔵量を少なくして、
始動後のＮＯｘ吸蔵能力に余裕を持たせる。 【解決手段】 エンジン停止時のリーンＮＯｘ触媒３９
のＮＯｘ吸蔵量が多いと、始動後にリーンＮＯｘ触媒３
９が活性温度に昇温するまでに、リーンＮＯｘ触媒３９
のＮＯｘ吸蔵量が飽和してＮＯｘ浄化能力が低下する可
能性がある。そこで、ＥＣＵ１６は、減速時に、その減
速が終了した後にエンジン１１の運転が停止される可能
性があると判断して、リッチ運転に切り換えてリーンＮ
Ｏｘ触媒３９に吸蔵したＮＯｘを還元浄化して取り除
く。これにより、エンジン１１の運転が停止される前
に、リーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量を少なくする
ことができ、始動後にリーンＮＯｘ触媒３９が活性温度
に昇温するまでに、リーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵
量が飽和することを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排出ガス中の窒素
酸化物（以下「ＮＯｘ」と表記する）を吸蔵する触媒を
備えた内燃機関の排気浄化制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】直噴エンジンやリーンバーンエンジンの
ようにリーン燃焼が可能なエンジンでは、低負荷域で、
混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーン側に制御する
リーン運転を行うことで燃費を向上させ、高負荷域で
は、空燃比をリッチ側に制御するリッチ運転を行うこと
でエンジン出力を高めるようにしている。
【０００３】また、リーン運転中は、排出ガス中のＮＯ
ｘ量が多くなり、三元触媒ではＮＯｘを十分に浄化でき
ないため、特許第２５８６７３８号公報、特許第２６０
０４９２号公報に示すように、排気管にＮＯｘ吸蔵還元
型の触媒（いわゆるリーンＮＯｘ触媒）を設置したもの
がある。このリーンＮＯｘ触媒は、排出ガスがリーンと
なるリーン運転中に排出ガス中のＮＯｘを吸蔵し、リッ
チ運転に切り換わった時に、それまでに吸蔵したＮＯｘ
をリッチガスで還元浄化する。従って、リーン運転が連
続して行われる場合には、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸
蔵量が飽和量に達する前に、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ
吸蔵能力を回復させるために、一時的にリッチ運転に切
り換えるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンを
停止するまでにリーンＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘ
は、エンジン停止後もそのままリーンＮＯｘ触媒に吸蔵
され続ける。従って、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量
が飽和量に近い状態で、エンジンが停止されると、その
後、エンジンを始動してリーン運転を行った場合に、リ
ーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量がすぐに飽和する可能性
がある。しかも、図４に示すように、リーンＮＯｘ触媒
は、活性温度（浄化ウインドウ）に昇温しなければ、Ｎ
Ｏｘを還元浄化できないため、仮に、エンジン始動直後
にリッチ運転を行ってリーンＮＯｘ触媒にリッチガスを
供給したとしても、エンジン停止中に冷えたリーンＮＯ
ｘ触媒が再び活性温度に昇温するまでは、リーンＮＯｘ
触媒に吸蔵したＮＯｘを還元浄化することができない。
従って、エンジン停止時のリーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸
蔵量が多いと、エンジン始動後にリーンＮＯｘ触媒が活
性温度に昇温するまでに、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸
蔵量が飽和してＮＯｘ浄化能力が低下する可能性があ
る。
【０００５】また、従来のシステムでは、エンジン停止
時に、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量をバックアップ
メモリに記憶しておき、その後、エンジン始動時のＮＯ
ｘ吸蔵量の初期値として、バックアップメモリの記憶値
を用いるようにしているが、エンジン停止中にバッテリ
が取り外されると、バックアップメモリの記憶値がクリ
アされてしまい、エンジン始動後のＮＯｘ吸蔵量の算出
値が実際よりも少ない値となってしまう。このため、エ
ンジン始動後にリーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が実際
に飽和した状態になっても、まだ飽和していないと誤判
定してリーン運転を続けてしまい、排気エミッションを
悪化させてしまう可能性がある。
【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、始動時の触媒のＮＯ
ｘ吸蔵量を少なくして、始動後のＮＯｘ吸蔵能力に余裕
を持たせることができ、始動後のＮＯｘ浄化能力の悪化
を防ぐことができる内燃機関の排気浄化制御装置を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の排気浄化制御装置
は、内燃機関の運転を停止させる前にリッチ運転に切り
換えて触媒に吸蔵したＮＯｘを還元浄化して取り除くよ
うにしたものである。このようにすれば、内燃機関の運
転を停止させる際に、触媒のＮＯｘ吸蔵量を少なくして
から、内燃機関の運転を停止させることができるため、
その後、内燃機関を始動する時は、常に、触媒のＮＯｘ
吸蔵量が少ない状態で、内燃機関を始動することができ
る。これにより、始動後の触媒のＮＯｘ吸蔵能力に余裕
を持たせることができ、触媒が活性温度に昇温するまで
に、触媒のＮＯｘ吸蔵量が飽和することを防止できて、
始動後のＮＯｘ浄化能力の悪化を防ぐことができる。ま
た、仮に、内燃機関の停止中にバッテリが取り外され
て、バックアップメモリの記憶値がクリアされたとして
も、始動時のＮＯｘ吸蔵量が少ないため、始動時のＮＯ
ｘ吸蔵量の初期値を０として始動後のＮＯｘ吸蔵量を算
出しても、その算出値と実際のＮＯｘ吸蔵量とのずれが
少なくなり、ＮＯｘ吸蔵量の算出精度を確保することが
できる。
【０００８】ところで、内燃機関の運転は、運転者がイ
グニッションスイッチをオフすることで停止されるが、
イグニッションスイッチのオフから内燃機関の停止まで
の時間は非常に短いため、イグニッションスイッチのオ
フ後にリッチ運転に切り換えて触媒の吸蔵ＮＯｘを還元
浄化するだけの時間的余裕はない。従って、イグニッシ
ョンスイッチのオフ前に、何等かの方法で内燃機関の停
止を予測して、リッチ運転に切り換える必要がある。
【０００９】そこで、請求項２のように、自動変速機の
シフトレバーがドライブレンジからニュートラルレンジ
又はパーキングレンジにシフトされた時に内燃機関の運
転を停止させる前であると判定してリッチ運転に切り換
えるようにしても良い。つまり、内燃機関の運転を停止
させる場合は、運転者がシフトレバーをドライブレンジ
からニュートラルレンジ又はパーキングレンジにシフト
する操作を行った後に、イグニッションスイッチをオフ
するという操作手順となっている。従って、シフトレバ
ーがドライブレンジからニュートラルレンジ又はパーキ
ングレンジにシフトされた時は、内燃機関の運転が停止
される可能性があると判断して、リッチ運転に切り換え
るようにすれば、内燃機関の運転が停止される前に、確
実にリッチ運転に切り換えて触媒の吸蔵ＮＯｘを還元浄
化して取り除くことができる。
【００１０】また、減速時には、その減速が終了した後
に内燃機関の運転が停止される可能性があると判断する
ことも可能である。そこで、請求項３のように、減速時
にリッチ運転に切り換えて触媒に吸蔵したＮＯｘを還元
浄化して取り除くようにしても良い。このようにすれ
ば、減速時に、内燃機関の運転が停止される前に、触媒
の吸蔵ＮＯｘを還元浄化する時間を十分に確保すること
ができる利点がある。
【００１１】また、近年、アイドル時の排気エミッショ
ン低減や省燃費の観点から、特開平１１−２５７１２２
号公報に示すように、アイドル時に内燃機関の運転を自
動停止させ、運転者のアクセル操作等によって再始動さ
せるアイドルストップシステムが開発されている。この
アイドルストップシステムは、アイドルストップ時の触
媒のＮＯｘ吸蔵量が多いと、アイドルストップ時間が長
くなって触媒が温度低下した場合に、再始動後に触媒が
活性温度に昇温するまでに、触媒のＮＯｘ吸蔵量が飽和
してＮＯｘ浄化能力が低下する可能性がある（図９参
照）。
【００１２】そこで、アイドルストップシステムを搭載
した車両に本発明を適用する場合は、請求項４のよう
に、アイドルストップ手段により内燃機関の運転を停止
させる前にリッチ運転に切り換えて触媒に吸蔵したＮＯ
ｘを還元浄化して取り除くようにすると良い。このよう
にすれば、アイドルストップを実行する際に、触媒のＮ
Ｏｘ吸蔵量を少なくしてから、アイドルストップを実行
できるため、再始動時には、常に、触媒のＮＯｘ吸蔵量
が少ない状態で、再始動することができる。これによ
り、再始動後の触媒のＮＯｘ吸蔵能力に余裕を持たせる
ことができ、触媒が活性温度に昇温するまでに、触媒の
ＮＯｘ吸蔵量が飽和することを防止できて、再始動後の
ＮＯｘ浄化能力の悪化を防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】《実施形態（１）》以下、本発明
を筒内噴射式内燃機関（直噴エンジン）に適用した実施
形態（１）を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００１４】図１に示すように、直噴エンジン１１の吸
気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けら
れ、このエアクリーナ１３の下流側に、ステップモータ
１４によって開度調節されるスロットルバルブ１５が設
けられている。ステップモータ１４がエンジン電子制御
回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）１６からの出力信号
に基づいて駆動されることで、スロットルバルブ１５の
開度（スロットル開度）が制御され、そのスロットル開
度に応じて各気筒ヘの吸入空気量が調節される。スロッ
トルバルブ１５の近傍には、スロットル開度を検出する
スロットルセンサ１７が設けられている。
【００１５】このスロットルバルブ１５の下流側には、
サージタンク１９が設けられ、このサージタンク１９
に、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホ
ールド２０が接続されている。各気筒の吸気マニホール
ド２０内には、それぞれ第１吸気路２１と第２吸気路２
２が仕切り形成され、これら第１吸気路２１と第２吸気
路２２が、エンジン１１の各気筒に形成された２つの吸
気ポート２３にそれぞれ連結されている。各気筒の第２
吸気路２２内には、スワールコントロール弁２４が配置
されている。各気筒のスワールコントロール弁２４は、
共通のシャフト２５を介してステップモータ２６に連結
されている。このステップモータ２６がＥＣＵ１６から
の出力信号に基づいて駆動されることで、スワールコン
トロール弁２４の開度が制御され、その開度に応じて各
気筒内のスワール流強度が調整される。ステップモータ
２６には、スワールコントロール弁２４の開度を検出す
るスワールコントロール弁センサ２７が取り付けられて
いる。
【００１６】また、エンジン１１の各気筒の上部には、
燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁２８が取り付けら
れている。燃料タンク（図示せず）から燃料配管４５を
通して燃料デリバリパイプ２９に送られてくる燃料は、
各気筒の燃料噴射弁２８から燃焼室内に噴射され、吸気
ポート２３から導入される吸入空気と混合して混合気が
形成される。燃料デリバリパイプ２９には、燃料の圧力
を検出する燃圧センサ３０が取り付けられている。
【００１７】更に、エンジン１１のシリンダヘッドに
は、各気筒毎に点火プラグ（図示せず）が取り付けら
れ、各点火プラグの点火によって燃焼室内の混合気が着
火される。また、気筒判別センサ３２は、特定気筒が吸
気上死点に達した時に気筒判別信号パルスを出力し、ク
ランク角センサ３３は、エンジン１１のクランクシャフ
トが所定クランク角（例えば３０℃Ａ）回転する毎にク
ランク角信号パルスを出力し、このクランク角信号パル
スの出力周波数によってエンジン回転速度Ｎｅが検出さ
れる。更に、このクランク角信号パルスと気筒判別信号
パルスによって、クランク角の検出や気筒判別が行われ
る。
【００１８】一方、エンジン１１の排気ポート３５に
は、排気マニホールド３６を介して排気管３７が接続さ
れている。この排気管３７には、理論空燃比付近で排気
を効率良く浄化する三元触媒３８とＮＯｘ吸蔵型のリー
ンＮＯｘ触媒３９とが直列に配置されている。このリー
ンＮＯｘ触媒３９は、排出ガス中の酸素濃度が高いリー
ン運転中に、排出ガス中のＮＯｘを吸蔵し、リッチ運転
に切り換えられて排出ガス中の酸素濃度が低下した時
に、吸蔵ＮＯｘを還元浄化して放出する。
【００１９】また、排気管３７のうちの三元触媒３８の
上流側とサージタンク１９との間には、排出ガスの一部
を還流させるＥＧＲ配管４０が接続され、このＥＧＲ配
管４０の途中に、ＥＧＲ量（排気還流量）を制御するＥ
ＧＲ弁４１が設けられている。また、アクセルペダル１
８には、アクセル開度を検出するアクセルセンサ４２が
設けられている。
【００２０】上述した各種センサの出力信号は、ＥＣＵ
１６に入力される。このＥＣＵ１６は、マイクロコンピ
ュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶
媒体）に記憶された制御プログラムに従い、各種センサ
出力に基づき、前述したステップモータ１４，２６、Ｅ
ＧＲ弁４１、燃料噴射弁２８、点火プラグの動作を制御
する。例えば、低・中負荷運転時は、空燃比がリーンと
なるように少量の燃料を圧縮行程で噴射し、点火プラグ
の近傍に成層混合気を形成して成層燃焼させることで、
燃費を向上させる（成層燃焼運転）。また、高負荷運転
時は、理論空燃比付近又はそれよりも若干リッチとなる
ように燃料噴射量を増量し、燃料を吸気行程で噴射して
均質混合気を形成して均質燃焼させることで、エンジン
出力を高める（均質燃焼運転）。尚、成層燃焼運転領域
では、空燃比がリーンに制御されるが、均質燃焼運転領
域でも、成層燃焼運転領域に近い領域では、空燃比がリ
ーンに制御されるリーンバーン領域が存在する。
【００２１】ところで、リーンＮＯｘ触媒３９は、排出
ガス中の酸素濃度が高いリーン運転（成層燃焼運転及び
リーンバーン運転）中に、排出ガス中のＮＯｘを吸蔵
し、リッチ運転に切り換えられて排出ガス中の酸素濃度
が低下した時に、吸蔵ＮＯｘを還元浄化して放出する。
従って、リーン運転が連続して行われる場合には、リー
ンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量が飽和量に達する前
に、リーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵能力を回復させ
るために、一時的にリッチ運転に切り換える必要があ
る。そこで、ＥＣＵ１６は、後述する図２のＮＯｘ吸蔵
量算出プログラムを実行することで、リーン運転中にリ
ーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量を算出し、このＮＯ
ｘ吸蔵量が所定量以上になったときに、一時的にリッチ
運転に切り換えて、リーンＮＯｘ触媒３９に吸蔵したＮ
Ｏｘを還元浄化して取り除く。
【００２２】また、図４に示すように、リーンＮＯｘ触
媒３９は、活性温度（浄化ウインドウ）に昇温しなけれ
ば、ＮＯｘを還元浄化できないため、仮に、エンジン始
動直後にリッチ運転を行ってリーンＮＯｘ触媒３９にリ
ッチガスを供給したとしても、エンジン停止中に冷えた
リーンＮＯｘ触媒３９が再び活性温度に昇温するまで
は、リーンＮＯｘ触媒３９に吸蔵したＮＯｘを還元浄化
することができない。従って、エンジン停止時のリーン
ＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量が多いと、エンジン始動
後にリーンＮＯｘ触媒３９が活性温度に昇温するまで
に、リーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量が飽和してＮ
Ｏｘ浄化能力が低下する可能性がある。
【００２３】そこで、ＥＣＵ１６は、後述する図３の排
気浄化制御プログラムを実行することで、減速時に、そ
の減速が終了した後にエンジン１１の運転が停止される
可能性があると判断して、リッチ運転に切り換えてリー
ンＮＯｘ触媒３９に吸蔵したＮＯｘを還元浄化して取り
除く。以下、これら各プログラムの処理内容を説明す
る。
【００２４】［ＮＯｘ吸蔵量算出］図２のＮＯｘ吸蔵量
算出プログラムは、所定時間毎に実行され、次のように
してリーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量ＱＮＯｘを算
出する。本プログラムが起動されると、まず、ステップ
１０１で、現在、リーン運転中であるか否かを判定し、
リーン運転中であれば、ステップ１０２に進み、エンジ
ン回転速度Ｎｅと要求トルクを読み込む。そして、次の
ステップ１０３で、前回演算時から今回演算時までのＮ
Ｏｘ吸蔵量増加分ｔＮＯｘを、エンジン回転速度Ｎｅと
要求トルクに応じてマップ等により算出する。この後、
ステップ１０４に進み、前回演算したＮＯｘ吸蔵量ＱＮ
Ｏｘ(i-1) に今回のＮＯｘ吸蔵量増加分ｔＮＯｘを加算
して、現在のＮＯｘ吸蔵量ＱＮＯｘ(i) を求める。 ＱＮＯｘ(i) ←ＱＮＯｘ(i-1) ＋ｔＮＯｘ
【００２５】一方、ステップ１０１で、リッチ運転と判
定された場合は、ステップ１０５に進み、前回演算した
ＮＯｘ吸蔵量ＱＮＯｘ(i-1) がプラス値であるか否かを
判定し、ＮＯｘ吸蔵量ＱＮＯｘ(i-1) がプラス値であれ
ば、ステップ１０６に進み、前回演算したＮＯｘ吸蔵量
ＱＮＯｘ(i-1) から所定値αを減算して現在のＮＯｘ吸
蔵量ＱＮＯｘ(i) を求める。つまり、リッチ運転中は、
排気管３７内の酸素濃度が低下してリーンＮＯｘ触媒３
９にリッチガスが供給されるため、リーンＮＯｘ触媒３
９に吸蔵したＮＯｘが還元浄化されて放出され、ＮＯｘ
吸蔵量が徐々に減少する。この際、前回演算時から今回
演算時までのＮＯｘ吸蔵量減少分（所定値α）は、演算
処理の簡略化のために固定値としても良いが、排出ガス
の空燃比や排出ガス流量等（つまりリーンＮＯｘ触媒３
９へのリッチ成分供給量）に応じてマップ又は数式によ
ってＮＯｘ吸蔵量減少分（所定値α）を算出するように
しても良い。
【００２６】尚、上記ステップ１０５で、前回演算した
ＮＯｘ吸蔵量ＱＮＯｘ(i-1) が０又はマイナス値の場合
は、リーンＮＯｘ触媒３９にＮＯｘが吸蔵されていない
と判断し、ＮＯｘ吸蔵量の減算処理（ステップ１０６）
を行わずに本プログラムを終了する。
【００２７】［排気浄化制御］図３の排気浄化制御プロ
グラムは、所定時間毎に実行され、特許請求の範囲でい
う排気浄化制御手段としての役割を果たす。本プログラ
ムが起動されると、まずステップ２０１で、エンジン回
転速度又は／及び車速の変化から減速時であるか否かを
判定し、減速時でなければ、エンジン１１の運転が停止
されないと判断して、ステップ２０２に進み、現在のリ
ーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量ＱＮＯｘが所定の切
換判定値Ａ以上になったか否かを判定する。ここで、切
換判定値Ａは、リーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量が
ＮＯｘ還元浄化を必要とする量、つまり、ＮＯｘ吸蔵量
の飽和量に設定されている。従って、ＮＯｘ吸蔵量ＱＮ
Ｏｘが切換判定値Ａよりも少なければ、リーンＮＯｘ触
媒３９にまだＮＯｘ吸蔵能力が残っていると判断して、
ステップ２０３に進み、リッチ要求フラグＸＲＩＣＨを
ＯＦＦに維持して、リッチ運転への切り換えを禁止す
る。
【００２８】これに対し、ＮＯｘ吸蔵量ＱＮＯｘが切換
判定値Ａ以上であれば、リーンＮＯｘ触媒３９の吸蔵Ｎ
Ｏｘを還元浄化する必要があると判断して、ステップ２
０４に進み、リッチ要求フラグＸＲＩＣＨをＯＮに切り
換えて、リッチ運転に切り換える。これにより、リーン
ＮＯｘ触媒３９にリッチガスを供給して、リーンＮＯｘ
触媒３９の吸蔵ＮＯｘを還元浄化して取り除き、リーン
ＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵能力を回復させる。このリ
ッチ運転は、リーンＮＯｘ触媒３９の吸蔵ＮＯｘの還元
浄化に必要な所定時間だけ実施された後に、リーン運転
に戻される。
【００２９】一方、前述したステップ２０１で、減速時
と判定された場合は、減速終了後にエンジン１１の運転
が停止される可能性があると判断して、ステップ２０４
に進み、リッチ要求フラグＸＲＩＣＨをＯＮに切り換え
て、リッチ運転に切り換える。これにより、減速終了後
にエンジン１１の運転が停止される前に、リーンＮＯｘ
触媒３９にリッチガスを供給して、リーンＮＯｘ触媒３
９の吸蔵ＮＯｘを還元浄化して取り除き、リーンＮＯｘ
触媒３９のＮＯｘ吸蔵量を減少させる。
【００３０】尚、減速終了後に運転者がイグニッション
スイッチをオフせずにエンジン１１の運転を続ける場合
は、リッチ運転を所定時間実行した後（又はリーンＮＯ
ｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量が所定量以下に減少したと
き）に、リーン運転に切り換えられる。
【００３１】以上説明した本実施形態（１）によれば、
減速時に、その減速が終了した後にエンジン１１の運転
が停止される可能性があると判断して、リッチ運転に切
り換えてリーンＮＯｘ触媒３９に吸蔵したＮＯｘを還元
浄化して取り除くようにしたので、エンジン１１の運転
が停止される前に、確実にリーンＮＯｘ触媒３９の吸蔵
ＮＯｘを還元浄化してＮＯｘ吸蔵量を少なくすることが
できる。このため、エンジン１１を始動する時は、常
に、リーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量が少ない状態
で、エンジン１１を始動することができる。これによ
り、始動後のリーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵能力に
余裕を持たせることができ、リーンＮＯｘ触媒３９が活
性温度に昇温するまでに、リーンＮＯｘ触媒３９のＮＯ
ｘ吸蔵量が飽和することを防止できて、始動後のＮＯｘ
浄化能力の悪化を防ぐことができる。
【００３２】また、仮に、エンジン１１の停止中にバッ
テリが取り外されて、ＥＣＵ１６内のバックアップＲＡ
Ｍ（図示せず）の記憶値がクリアされたとしても、始動
時のＮＯｘ吸蔵量が少ないため、始動時のＮＯｘ吸蔵量
の初期値を０として始動後のＮＯｘ吸蔵量を算出して
も、その算出値と実際のＮＯｘ吸蔵量とのずれが少なく
なり、ＮＯｘ吸蔵量の算出精度を確保することができ
る。
【００３３】尚、本実施形態（１）では、図２のＮＯｘ
吸蔵量算出プログラムによって、リーンＮＯｘ触媒３９
のＮＯｘ吸蔵量をエンジン運転条件（エンジン回転速度
Ｎｅ、要求トルク等）に基づいて算出するようにした
が、リーンＮＯｘ触媒３９の下流側に、リーンＮＯｘ触
媒３９から流出する排出ガス中のＮＯｘ濃度を検出する
ＮＯｘ濃度センサ（図示せず）を設置して、排出ガス中
のＮＯｘ濃度からリーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸着量
を推定するようにしても良い。
【００３４】《実施形態（２）》上記実施形態（１）で
は、減速時に、その減速が終了した後にエンジン１１の
運転が停止される可能性があると判断して、リッチ運転
に切り換えてリーンＮＯｘ触媒３９に吸蔵したＮＯｘを
還元浄化するようにしたが、本発明の実施形態（２）で
は、図５の排気浄化制御プログラムを実行することで、
自動変速機のシフトレバーがドライブレンジ（Ｄレン
ジ）からニュートラルレンジ（Ｎレンジ）又はパーキン
グレンジ（Ｐレンジ）にシフトされた時にエンジン１１
の運転を停止させる前であると判定するようにしてい
る。つまり、エンジン１１の運転を停止させる場合は、
運転者がシフトレバーをドライブレンジからニュートラ
ルレンジ又はパーキングレンジにシフトする操作を行っ
た後に、イグニッションスイッチをオフするという操作
手順となっている。従って、シフトレバーがドライブレ
ンジからニュートラルレンジ又はパーキングレンジにシ
フトされた時は、エンジン１１の運転が停止される可能
性があると判断できる。
【００３５】本実施形態（２）では、ステップ２０１ａ
で、自動変速機のシフトレバーがドライブレンジからニ
ュートラルレンジ又はパーキングレンジにシフトされた
時にエンジン１１の運転を停止させる前であると判断し
て、ステップ２０４に進み、リッチ要求フラグＸＲＩＣ
ＨをＯＮに切り換えて、リッチ運転に切り換える。これ
により、エンジン１１の運転が停止される前に、リーン
ＮＯｘ触媒３９にリッチガスを供給して、リーンＮＯｘ
触媒３９の吸蔵ＮＯｘを還元浄化して取り除き、リーン
ＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量を減少させる。その他の
処理は、前記実施形態（１）と同じである。
【００３６】尚、ステップ２０１ａで「Ｙｅｓ」と判定
された場合、つまり、シフトレバーがドライブレンジか
らニュートラルレンジ又はパーキングレンジにシフトさ
れた時でも、運転者がイグニッションスイッチをオフせ
ずにエンジン１１の運転を続けることがあるが、この場
合は、リッチ運転を所定時間実行した後（又はリーンＮ
Ｏｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量が所定量以下に減少したと
き）に、リーン運転に切り換えられる。
【００３７】以上説明した本実施形態（２）において
も、前記実施形態（１）と同様の効果を得ることができ
る。
【００３８】《実施形態（３）》次に、本発明をアイド
ルストップシステムを搭載した車両に適用した実施形態
（３）を図６乃至図９に基づいて説明する。アイドルス
トップシステムは、図６に示すように、エンジン１１の
燃料系、点火系、空気系を制御するエンジンＥＣＵ５１
［前記実施形態（１）のＥＣＵ１６に相当］の他に、ア
イドルストップＥＣＵ５２（アイドルストップ手段）が
設けられている。このアイドルストップＥＣＵ５２は、
シフトポジションセンサ５３、アクセルセンサ５４、ス
ロットルセンサ５５、アイドルスイッチ５６、ドアスイ
ッチ５７、車速センサ５８、ブレーキスイッチ５９等の
各種センサや各種スイッチからの信号を読み込み、停車
中にアイドルストップ実行条件が成立した時に、アイド
ルストップ要求の信号をエンジンＥＣＵ５１に送信し
て、エンジン１１のアイドル運転を停止させる。ここ
で、アイドルストップ実行条件は、例えば、停車中にア
イドル状態が所定時間継続すること、或は、シフトレバ
ーをドライブレンジからパーキングレンジにシフトする
こと等である。
【００３９】そして、アイドルストップＥＣＵ５２は、
アイドルストップ実行中に、アイドルストップ解除条件
が成立した時に、アイドルストップ要求を解除して、エ
ンジンＥＣＵ５１によってエンジン１１を再始動させ
る。ここで、アイドルストップ解除条件は、例えば、運
転者がアクセルペダルを踏み込むこと、或は、シフトレ
バーをパーキングレンジからドライブレンジにシフトし
てブレーキの踏み込みを解除すること等である。
【００４０】このアイドルストップシステムは、図９に
示すように、アイドルストップ時のリーンＮＯｘ触媒３
９のＮＯｘ吸蔵量が多いと、アイドルストップ時間が長
くなってリーンＮＯｘ触媒３９が温度低下した場合に、
再始動後にリーンＮＯｘ触媒３９が活性温度に昇温する
までに、リーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量が飽和し
てＮＯｘ浄化能力が低下する可能性がある。
【００４１】そこで、本実施形態（３）では、図７の排
気浄化制御プログラムのステップ２０１ｂで、アイドル
ストップＥＣＵ５２からアイドルストップ要求が出され
ているか否かを判定し、アイドルストップ要求が出され
ていれば、アイドルストップを実行する前に、ステップ
２０４に進み、リッチ要求フラグＸＲＩＣＨをＯＮに切
り換えて、リッチ運転に切り換える。これにより、アイ
ドルストップを実行する前に、リーンＮＯｘ触媒３９に
リッチガスを供給して、リーンＮＯｘ触媒３９の吸蔵Ｎ
Ｏｘを還元浄化して取り除き、リーンＮＯｘ触媒３９の
ＮＯｘ吸蔵量を減少させる。そして、このリッチ運転を
所定時間行った後（又はリーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ
吸蔵量が所定量以下に減少したとき）に、アイドルスト
ップを実行してエンジン１１のアイドル運転を停止させ
る。その他の処理は、前記実施形態（１）と同じであ
る。
【００４２】以上説明した本実施形態（３）によれば、
図８に示すように、アイドルストップを実行する際に、
リーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量を少なくしてか
ら、アイドルストップを実行できるため、再始動時に
は、常に、リーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵量が少な
い状態で、再始動することができる。これにより、再始
動後のリーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵能力に余裕を
持たせることができ、リーンＮＯｘ触媒３９が活性温度
に昇温するまでに、リーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸蔵
量が飽和することを防止できて、再始動後のＮＯｘ浄化
能力の悪化を防ぐことができる。
【００４３】上記各実施形態（１）〜（３）は、本発明
を筒内噴射式内燃機関（直噴エンジン）に適用したもの
であるが、リーンバーンエンジンにも同様に適用して実
施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御
系システム全体の概略構成を示す図
【図２】実施形態（１）のＮＯｘ吸蔵量算出プログラム
の処理の流れを示すフローチャート
【図３】実施形態（１）の排気浄化制御プログラムの処
理の流れを示すフローチャート
【図４】リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化特性を示す図
【図５】実施形態（２）の排気浄化制御プログラムの処
理の流れを示すフローチャート
【図６】実施形態（３）のアイドルストップシステムの
概略構成を示す図
【図７】実施形態（３）の排気浄化制御プログラムの処
理の流れを示すフローチャート
【図８】実施形態（３）のアイドルストップ時の排気浄
化制御の一例を示すタイムチャート
【図９】従来のアイドルストップ時の排気浄化制御の一
例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１１…直噴エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１５
…スロットルバルブ、１６…ＥＣＵ（排気浄化制御手
段）、２４…スワールコントロール弁、２８…燃料噴射
弁、３７…排気管、３８…三元触媒、３９…リーンＮＯ
ｘ触媒、４１…ＥＧＲ弁、５１…エンジンＥＣＵ（排気
浄化制御手段）、５２…アイドルストップＥＣＵ（アイ
ドルストップ手段）。
───────────────────────────────────────────────────── 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 29/02 ３２１ Ｆ０２Ｄ 29/02 ３２１Ａ 41/12 ３０５ 41/12 ３０５ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｔ ３０１Ｅ Ｆターム(参考） 3G084 BA09 BA13 BA24 CA07 DA10 DA14 DA19 EB11 EB12 EC01 FA05 FA06 FA10 FA33 FA36 3G091 AA12 AB06 BA07 BA14 DA02 DC03 EA01 EA07 EA39 EA40 FA06 FB12 FC01 3G092 AA06 AA09 AA10 AA17 AB02 AC03 BA07 BB01 EA01 EA05 EA11 EC03 FA17 FA30 GA10 GB08 GB10 HA06Z HA09Z HB03Z HE01Z HE03Z HE04Z HE05Z HF10Z HF13Z HF20Z 3G093 AA01 BA20 CA00 CB07 CB08 DA01 DA06 DA07 DB01 DB05 DB11 DB15 EA04 EC01 FA07 FA11 FA12 FB01 3G301 HA04 HA15 JA25 JA33 KA07 KA28 LB04 LC01 MA11 ND02 NE01 NE13 PA11Z PE01Z PF01Z PF03Z PF05Z PF07Z PF16Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 混合気の空燃比をリーン側に制御するリ
    ーン運転と、該空燃比をリッチ側に制御するリッチ運転
    とを運転条件に応じて切り換えるようにした内燃機関に
    おいて、 リーン運転中に排出ガス中の窒素酸化物を吸蔵する触媒
    と、 リーン運転中に一時的にリッチ運転に切り換えて前記触
    媒に吸蔵した窒素酸化物を還元浄化するように制御する
    排気浄化制御手段とを備え、 前記排気浄化制御手段は、内燃機関の運転を停止させる
    前にリッチ運転に切り換えて前記触媒に吸蔵した窒素酸
    化物を還元浄化することを特徴とする内燃機関の排気浄
    化制御装置。
  2. 【請求項２】 前記排気浄化制御手段は、自動変速機の
    シフトレバーがドライブレンジからニュートラルレンジ
    又はパーキングレンジにシフトされた時に内燃機関の運
    転を停止させる前であると判定してリッチ運転に切り換
    えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気
    浄化制御装置。
  3. 【請求項３】 混合気の空燃比をリーン側に制御するリ
    ーン運転と、該空燃比をリッチ側に制御するリッチ運転
    とを運転条件に応じて切り換えるようにした内燃機関に
    おいて、 リーン運転中に排出ガス中の窒素酸化物を吸蔵する触媒
    と、 リーン運転中に一時的にリッチ運転に切り換えて前記触
    媒に吸蔵した窒素酸化物を還元浄化するように制御する
    排気浄化制御手段とを備え、 前記排気浄化制御手段は、減速時にリッチ運転に切り換
    えて前記触媒に吸蔵した窒素酸化物を還元浄化すること
    を特徴とする内燃機関の排気浄化制御装置。
  4. 【請求項４】 混合気の空燃比をリーン側に制御するリ
    ーン運転と、該空燃比をリッチ側に制御するリッチ運転
    とを運転条件に応じて切り換えるようにした内燃機関に
    おいて、 アイドル時に内燃機関の運転を停止させるアイドルスト
    ップ手段と、 リーン運転中に排出ガス中の窒素酸化物を吸蔵する触媒
    と、 リーン運転中に一時的にリッチ運転に切り換えて前記触
    媒に吸蔵した窒素酸化物を還元浄化するように制御する
    排気浄化制御手段とを備え、 前記排気浄化制御手段は、前記アイドルストップ手段に
    より内燃機関の運転を停止させる前にリッチ運転に切り
    換えて前記触媒に吸蔵した窒素酸化物を還元浄化するこ
    とを特徴とする内燃機関の排気浄化制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010055573A1 (ja) * 2008-11-13 2010-05-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
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