JP2002364345A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの経時変化による排気成分の変化を
考慮に入れることによって、ＨＣ吸着触媒（又はＮＯｘ
吸着触媒）の吸着量を精度良く推定可能とする。 【解決手段】 センサにより、触媒出口のＨＣ量を検出
する（Ｓ１０１）。運転状態に基づいてエンジン出口の
ＨＣ量を推定する（Ｓ１０３）。運転状態から推定され
たエンジン出口のＨＣ量と、検出された触媒出口のＨＣ
量と吸着率とから演算されるエンジン出口の実ＨＣ量と
を比較して、エンジンの経時変化度合を学習する（Ｓ１
０５）。運転状態から推定されたエンジン出口のＨＣ量
を前記経時変化度合に基づき補正し、この補正ＨＣ量と
吸着率とに基づいてＨＣ吸着触媒へのＨＣ吸着量を推定
する（Ｓ１１０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、機関排気通路に機関から排出され
る排気中のＨＣ、ＮＯｘ等の排気成分を吸着する排気成
分吸着手段を備える場合において、その吸着量を精度良
く推定するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の技術としては、特開２００
０−１３０１５４号公報に示されるように、排気成分吸
着手段としてＮＯｘ吸着材を用いる場合に、内燃機関が
リーン空燃比で運転されているときに機関運転状態に応
じて決定される所定の加算量を一定時間毎にＮＯｘ吸着
材のＮＯｘ吸着量を表すカウンタに加算することで、Ｎ
Ｏｘ吸着材に吸着された吸着量を推定するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、排気成分吸
着手段への吸着量は内燃機関の運転条件のみにより決定
されるものではなく、内燃機関の経時変化によっても左
右されるものであり、このような条件のもとでは正確な
吸着量を推定できないという問題があった。尚、センサ
により排気中の排気成分の量を実排気成分量として検出
し、この実排気成分量と排気成分吸着手段の吸着率とに
基づき吸着量を推定することも可能であるが、その場合
のセンサとしては検出精度が高くかつ応答性が高いこと
が要求され、非常に高価なセンサとなるため、このよう
な高価なセンサを用いることはコスト上好ましくない。

【０００４】本発明は、このような実情を踏まえ、内燃
機関の排気浄化装置において、内燃機関の経時変化によ
る排気成分の変化を考慮に入れることによって、排気成
分吸着手段の吸着量を精度良く推定可能とすることを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１の発
明では、機関排気通路に配置され、機関から排出される
排気中の排気成分を吸着する排気成分吸着手段と、機関
の運転状態に基づき前記排気成分の量を推定排気成分量
として推定する排気成分量推定手段と、機関の経時変化
度合を演算する経時変化度合演算手段と、前記経時変化
度合に基づき前記推定排気成分量を補正して補正排気成
分量とする排気成分量補正手段と、前記補正排気成分量
に基づき前記排気成分吸着手段の排気成分の吸着量を推
定する吸着量推定手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００６】請求項２の発明では、前記経時変化度合演
算手段は、定常運転時に前記経時変化度合を演算するこ
とを特徴する。請求項３の発明では、前記排気中の排気
成分の量を実排気成分量として検出する排気成分量検出
手段を備え、前記経時変化度合演算手段は、前記推定排
気成分量と前記実排気成分量とに基づき前記経時変化度
合を演算することを特徴とする。

【０００７】請求項４の発明では、前記排気成分吸着手
段の担体温度に基づき前記排気成分吸着手段が排気成分
を吸着する率を吸着率として演算する吸着率演算手段
と、前記排気成分吸着手段の吸着率低下度合を演算する
吸着率低下度合演算手段と、前記吸着率低下度合に基づ
き前記吸着率を補正して補正吸着率とする吸着率補正手
段と、を備え、前記吸着量推定手段は、前記推定排気成
分量と前記補正吸着率とに基づき前記排気成分吸着手段
の排気成分の吸着量を推定することを特徴とする。

【０００８】請求項５の発明では、特に請求項４の発明
において、前記吸着率低下度合演算手段は、所定時間
毎、かつ、担体温度が所定温度以下のときに、前記吸着
率低下度合を演算することを特徴する。請求項６の発明
では、特に請求項４又は５の発明において、前記排気成
分吸着手段の下流側の排気成分量を下流側排気成分量と
して検出する下流側排気成分量検出手段を備え、前記吸
着率低下度合演算手段は、前記推定排気成分量と前記下
流側排気成分量とに基づき前記吸着率低下度合を演算す
ることを特徴とする。

【０００９】請求項７の発明では、前記排気成分吸着手
段は、担体温度が第１所定温度以下のときに排気中のＨ
Ｃを吸着するＨＣ吸着材であることを特徴とする。請求
項８の発明では、前記排気成分吸着手段は、担体温度が
第２所定温度以下のときに排気中のＮＯｘを吸着するＮ
Ｏｘ吸着材であることを特徴とする。

【００１０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、機関の経時変
化による排気成分の変化を考慮に入れるため、より正確
に機関から排出される排気成分量を推定でき、これによ
り排気成分吸着手段の排気成分の吸着量をより精度良く
推定することができる。請求項２の発明によれば、定常
運転時に機関の経時変化度合を演算することで、精度良
く経時変化をとらえることができ、より正確な吸着量の
推定が可能になると共に、センサを使用する場合でも定
常運転時であればセンサの応答性は要求されず、高価な
センサを用いる必要がなくなる。

【００１１】請求項３の発明によれば、実排気成分量を
検出し、これを考慮することで、機関の経時変化度合を
正確に演算でき、より精度良く吸着量を推定することが
可能となる。請求項４の発明によれば、排気成分吸着手
段の吸着率はその劣化によって低下する他、吸着量が上
限値に近づくほど低下するので、このような吸着率低下
度合を考慮することで、より精度良く吸着量を推定する
ことが可能となる。

【００１２】請求項５の発明によれば、所定時間毎、か
つ、担体温度が所定温度以下のときに吸着率低下度合を
演算することで、吸着率の変化が大きい場合でも、吸着
性能が安定している状態で頻繁に吸着率低下度合を演算
でき、より精度良く吸着量を推定することが可能とな
る。請求項６の発明によれば、排気成分吸着手段の下流
側の排気成分量を検出し、これを考慮することで、吸着
率低下度合を正確に演算でき、より精度良く吸着量を推
定することが可能となる。

【００１３】請求項７の発明によれば、ＨＣ吸着材のＨ
Ｃ吸着量を精度良く推定することが可能となる。請求項
８の発明によれば、ＮＯｘ吸着材のＮＯｘ吸着量を精度
良く推定することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態を示
す内燃機関（ここではディーゼルエンジン）のシステム
図である。ディーゼルエンジン１において、吸気通路２
より吸入された空気は、吸気絞り弁３を通過した後、マ
ニホールド部４を経て、各気筒の燃焼室内へ流入する。
燃料は、高圧燃料ポンプ（図示せず）により高圧化され
てコモンレール５に送られ、各気筒の燃料噴射弁６から
燃焼室内へ直接噴射される。燃焼室内に流入した空気と
噴射された燃料はここで圧縮着火により燃焼する。

【００１５】エンジン１からの排気はマニホールド部７
を経て排気通路８へ流出する。ここで排気の一部は、Ｅ
ＧＲガスとして、ＥＧＲ通路９によりＥＧＲ制御弁１０
を介して吸気側へ還流される。排気通路８には、排気浄
化のため、排気成分吸着手段、特にＮＯｘ吸着材とし
て、還元触媒機能を持たせたＮＯｘ吸着触媒１１を配置
してある。

【００１６】更に、ＮＯｘ吸着触媒１１の下流には、排
気成分吸着手段、特にＨＣ吸着材として、酸化触媒機能
を持たせたＨＣ吸着触媒１２を配置してある。実質的に
は、通常の酸化触媒にＨＣ吸着材を添加して、ＨＣ吸着
機能付き酸化触媒としたものである。ここで、ＨＣ吸着
触媒１２は担体温度が所定温度Ｔ１以下のときに排気中
のＨＣを吸着し、ＮＯｘ吸着触媒１１は担体温度が所定
温度Ｔ２以下のときに排気中のＮＯｘを吸着する。

【００１７】コントロールユニット２０には、エンジン
１の制御のため、エンジン回転数Ｎｅ検出用の回転数セ
ンサ２１、アクセル開度ＡＰＯ検出用のアクセル開度セ
ンサ２２、吸入空気量Ｑａ検出用のエアフローメータ２
３、エンジン冷却水温Ｔｗ検出用の水温センサ２４等か
ら、信号が入力されている。また、ＮＯｘ吸着触媒１１
及びＨＣ吸着触媒１２には、これらの触媒担体温度Ｔｃ
ａｔ＿ＮＯｘ及びＴｃａｔ＿ＨＣの検出のため、触媒担
体温度センサ（熱電対）２５、２６が設けられており、
これらの信号もコントロールユニット２０に入力されて
いる。

【００１８】更に、排気通路８のＮＯｘ吸着触媒１１及
びＨＣ吸着触媒１２の下流側（触媒出口位置）には、排
気中のＮＯｘ及びＨＣの各濃度を検出するＮＯｘセンサ
２７及びＨＣセンサ２８が設けられており、これらの信
号もコントロールユニット２０に入力されている。ここ
で、ＮＯｘセンサ２７及びＨＣセンサ２８の各出力と排
気流量（吸入空気量Ｑａで代替）とから、触媒出口のＮ
Ｏｘ量ＮＯｘ＿Ｃａｔ＿ｏｕｔ及びＨＣ量ＨＣ＿Ｃａｔ
＿ｏｕｔを検出可能である。従って、ＮＯｘセンサ２７
及びＨＣセンサ２８は、排気成分量検出手段、特に下流
側排気成分量検出手段として用いられる。

【００１９】コントロールユニット２０は、これらの入
力信号に基づいて、燃料噴射弁６への燃料噴射量及び噴
射時期制御のための燃料噴射指令信号、吸気絞り弁３へ
の開度指令信号、ＥＧＲ制御弁１０への開度指令信号等
を出力する。ところで、このようなディーゼルエンジン
では、低温時にエンジン１から排出されるエミッション
は完全暖機後と比較して悪化する。このため、ＮＯｘ吸
着触媒１１やＨＣ吸着触媒１２を用いて、エンジン１か
ら排出されるＮＯｘやＨＣを吸着し、エミッションを改
善する方策がとられる。その際、ＮＯｘ吸着触媒１１や
ＨＣ吸着触媒１２の再生時期の判断などのため、触媒へ
吸着された排気成分の吸着量を正確に推定することが求
められる。

【００２０】このため、触媒への吸着量を正確に把握す
べく、コントロールユニット２０において、第１実施形
態では、図２〜図６の制御フローに従って、各触媒の吸
着量を推定演算する。図２は吸着量推定のメインフロー
である。Ｓ１０１では、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射
量Ｑｆ、冷却水温Ｔｗ、吸入空気量Ｑａ、触媒担体温度
Ｔｃａｔ＿ＨＣ及びＴｃａｔ＿ＮＯｘ、触媒出口のＨＣ
量ＨＣ＿Ｃａｔ＿ｏｕｔ及びＮＯｘ量ＮＯｘ＿Ｃａｔ＿
ｏｕｔを検出する。尚、燃料噴射量Ｑｆはエンジン回転
数Ｎｅとアクセル開度ＡＰＯとからマップを参照して演
算されるので、その演算値を読込む。

【００２１】Ｓ１０２では、図７に示すマップを参照
し、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆとから、エン
ジン出口のＨＣ量ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔを推定し、ま
た、図８に示すマップを参照し、エンジン回転数Ｎｅと
燃料噴射量Ｑｆとから、エンジン出口のＮＯｘ量ＮＯｘ
＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔを推定する。この際、エンジン出口の
ＨＣ量及びＮＯｘ量は冷却水温Ｔｗによって変化するの
で、これに応じて補正するとよい。

【００２２】ここで、図７及び図８のマップは、エンジ
ン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆとを運転状態のパラメー
タとして、エンジン出口のＨＣ量及びＮＯｘ量を予め実
験により求めて記憶させたものである。従って、この部
分が排気成分量推定手段に相当する。Ｓ１０３では、図
９に示すマップを参照し、ＨＣ吸着触媒の担体温度Ｔｃ
ａｔ＿ＨＣと吸入空気量Ｑａとから、ＨＣ吸着触媒のＨ
Ｃ吸着率ηＨＣを推定し、また、図１０に示すマップを
参照し、ＮＯｘ吸着触媒の担体温度Ｔｃａｔ＿ＮＯｘと
吸入空気量Ｑａとから、ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着率
ηＮＯｘを推定する。

【００２３】ここで、図９及び図１０のマップは、触媒
担体温度と吸入空気量とをパラメータとして、ＨＣ吸着
率及びＮＯｘ吸着率を予め実験により求めて記憶させた
ものである。従って、この部分が吸着率演算手段に相当
する。Ｓ１０４では、例えばアイドル運転時や定速走行
時において、エンジン出口のＨＣ、ＮＯｘ量の変化を学
習すると定めておき、現在がその学習時期か否かを判定
し、学習時期と判定された場合はＳ１０５へ進み、学習
時期でないと判定された場合はＳ１０６へ進む。

【００２４】尚、学習時期としてアイドル運転時と定速
走行時とを選んだ理由は次の通りである。エンジン出口
のＨＣ、ＮＯｘ量の変化の学習は、触媒出口のＨＣ、Ｎ
Ｏｘ量の検出値に基づいて行うため、ＨＣ、ＮＯｘ量の
検出値は実際値に対して遅れを生じる。過渡時にはこの
遅れが過大となって検出誤差となるため、学習時期とし
て遅れが問題とならない定常運転時、つまり、アイドル
運転時と定速走行時とを選択している。望ましくは、定
常運転と判断した後、所定時間経過するのを待ってか
ら、学習時期と判断するのがよい。

【００２５】Ｓ１０５では、図３のフローに従って、エ
ンジンの経時変化によるエンジン出口のＨＣ、ＮＯｘ量
の変化を学習する。これはあとで詳細に述べる。Ｓ１０
６では、例えばある走行距離やある運転時間が経過した
場合、ＨＣ吸着率の学習時期であると定めておき、現在
がその学習時期か否かを判定し、また、現在のＨＣ吸着
触媒の担体温度Ｔｃａｔ＿ＨＣが予め設定した所定温度
＃Ｔｃａｔ＿ＨＣ以下か否かを判定し、学習時期でかつ
所定温度以下と判定された場合はＳ１０７へ進み、そう
でないと判定された場合にはＳ１０８へ進む。

【００２６】尚、ＨＣ吸着触媒は、担体温度が所定温度
Ｔ１以下のときにＨＣを吸着し、所定温度Ｔ１を超える
ときにはＨＣを浄化するものであり、ここでの学習はＨ
Ｃ吸着触媒へのＨＣ吸着量を推定するのが目的のため、
学習は所定温度Ｔ１以下のときに行うことになる。よっ
て、前記所定温度＃Ｔｃａｔ＿ＨＣは所定温度Ｔ１に相
当する。

【００２７】Ｓ１０７では、図４のフローに従って、Ｈ
Ｃ吸着触媒の経時劣化等によるＨＣ吸着率の変化を学習
する。これはあとで詳細に述べる。Ｓ１０８では、例え
ばある走行距離やある運転時間が経過した場合、ＮＯｘ
吸着率の学習時期であると定めておき、現在がその学習
時期か否かを判定し、また、現在のＮＯｘ吸着触媒の担
体温度Ｔｃａｔ＿ＮＯｘが予め設定した所定温度＃Ｔｃ
ａｔ＿ＮＯｘ以下か否かを判定し、学習時期でかつ所定
温度以下と判定された場合はＳ１０９へ進み、そうでな
いと判定された場合にはＳ１１０へ進む。

【００２８】尚、ＮＯｘ吸着触媒は、担体温度が所定温
度Ｔ２以下のときにＮＯｘを吸着し、所定温度Ｔ２を超
えるときにはＮＯｘを脱離するものであり、ここでの学
習はＮＯｘ吸着触媒へのＮＯｘ吸着量を推定するのが目
的のため、学習は所定温度Ｔ２以下のときに行うことに
なる。よって、前記所定温度＃Ｔｃａｔ＿ＮＯｘは所定
温度Ｔ２に相当する。

【００２９】Ｓ１０９では、図５のフローに従って、Ｎ
Ｏｘ吸着触媒の経時劣化等によるＮＯｘ吸着率の変化を
学習する。これはあとで詳細に述べる。Ｓ１１０では、
図６のフローに従って、ＨＣ吸着触媒及びＮＯｘ吸着触
媒への各吸着量を演算する。これはあとで詳細に述べ
る。次に、前記Ｓ１０５にて実行される、エンジンの経
時変化によるエンジン出口のＨＣ、ＮＯｘ量の変化を学
習する図３のフローについて説明する。

【００３０】Ｓ２０１では、後述する図４及び図５のフ
ローにより演算されて記憶保持されている吸着率低下度
合ＲηＨＣ及びＲηＮＯｘを読出し（但し、学習前は、
ＲηＨＣ＝１、ＲηＮＯｘ＝１）、 ηＨＣ’＝ηＨＣ×ＲηＨＣ ηＮＯｘ’＝ηＮＯｘ×ＲηＮＯｘ により、Ｓ１０３にて推定されている吸着率ηＨＣ及び
ηＮＯｘを補正し、補正吸着率ηＨＣ’及びηＮＯｘ’
を算出する。

【００３１】Ｓ２０２では、Ｓ１０１で検出した触媒出
口のＨＣ量ＨＣ＿Ｃａｔ＿ｏｕｔ及びＮＯｘ量ＮＯｘ＿
Ｃａｔ＿ｏｕｔと、Ｓ２０１で算出した各触媒の補正吸
着率ηＨＣ’及びηＮＯｘ’とから、 ＧＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ＝ＨＣ＿Ｃａｔ＿ｏｕｔ／（１
−ηＨＣ’） ＧＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ＝ＮＯｘ＿Ｃａｔ＿ｏｕｔ／
（１−ηＮＯｘ’） により、エンジン出口の実ＨＣ量ＧＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕ
ｔ及び実ＮＯｘ量ＧＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔを演算す
る。

【００３２】Ｓ２０３では、エンジンの経時変化度合と
して、Ｓ２０２にて演算したエンジン出口の実ＨＣ量Ｇ
ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ及び実ＮＯｘ量ＧＮＯｘ＿Ｅｎｇ
＿ｏｕｔと、Ｓ１０２にて推定されたエンジン出口のＨ
Ｃ量ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ及びＮＯｘ量ＮＯｘ＿Ｅｎｇ
＿ｏｕｔとの比である、ＲＨＣ及びＲＮＯｘを、 ＲＨＣ＝ＧＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ／ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕ
ｔ ＲＮＯｘ＝ＧＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ／ＮＯｘ＿Ｅｎｇ
＿ｏｕｔ により演算する。この部分が経時変化度合演算手段に相
当する。

【００３３】Ｓ２０４では、Ｓ２０３にて演算した経時
変化度合ＲＨＣ及びＲＮＯｘを記憶保持する。次に、前
記Ｓ１０７にて実行される、ＨＣ吸着触媒の経時劣化等
によるＨＣ吸着率の変化を学習する図４のフローについ
て説明する。Ｓ３０１では、図３のフローにより演算さ
れて記憶保持されている経時変化度合ＲＨＣを読出し
（但し、学習前は、ＲＨＣ＝１）、 ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’＝ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ×ＲＨ
Ｃ により、Ｓ１０２にて推定されているエンジン出口のＨ
Ｃ量ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔを補正し、補正ＨＣ量ＨＣ＿
Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’を算出する。

【００３４】Ｓ３０２では、Ｓ３０１で算出したエンジ
ン出口の補正ＨＣ量ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’と、Ｓ１０
１で検出した触媒出口のＨＣ量ＨＣ＿Ｃａｔ＿ｏｕｔと
から、 ＧηＨＣ＝（ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’−ＨＣ＿Ｃａｔ＿
ｏｕｔ）／ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’ により、実ＨＣ吸着率ＧηＨＣを演算する。

【００３５】Ｓ３０３では、ＨＣ吸着率低下度合とし
て、Ｓ１０３で推定されているＨＣ吸着率ηＨＣに対す
る、Ｓ３０２にて演算した実ＨＣ吸着率ＧηＨＣとの比
ＲηＨＣを、 ＲηＨＣ＝ＧηＨＣ／ηＨＣ により、演算する。この部分が吸着率低下度合演算手段
に相当する。

【００３６】Ｓ３０４では、Ｓ３０３にて演算したＨＣ
吸着率低下度合ＲηＨＣを記憶保持する。次に、前記Ｓ
１０９にて実行される、ＮＯｘ吸着触媒の経時劣化等に
よるＮＯｘ吸着率の変化を学習する図５のフローについ
て説明する。Ｓ４０１では、図３のフローにより演算さ
れて記憶保持されている経時変化度合ＲＮＯｘを読出し
（但し、学習前は、ＲＮＯｘ＝１）、 ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’＝ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ×
ＲＮＯｘ により、Ｓ１０２にて推定されているエンジン出口のＮ
Ｏｘ量ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔを補正し、補正ＮＯｘ量
ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’を算出する。

【００３７】Ｓ４０２では、Ｓ４０１で算出したエンジ
ン出口の補正ＮＯｘ量ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’と、Ｓ
１０１で検出した触媒出口のＮＯｘ量ＮＯｘ＿Ｃａｔ＿
ｏｕｔとから、 ＧηＮＯｘ＝（ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’−ＮＯｘ＿Ｃ
ａｔ＿ｏｕｔ）／ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’ により、実ＮＯｘ吸着率ＧηＮＯｘを演算する。

【００３８】Ｓ４０３では、ＮＯｘ吸着率低下度合とし
て、Ｓ１０３で推定されているＮＯｘ吸着率ηＮＯｘに
対する、Ｓ４０２にて演算した実ＮＯｘ吸着率ＧηＮＯ
ｘとの比ＲηＮＯｘを、 ＲηＮＯｘ＝ＧηＮＯｘ／ηＮＯｘ により、演算する。この部分が吸着率低下度合演算手段
に相当する。

【００３９】Ｓ４０４では、Ｓ４０３にて演算したＮＯ
ｘ吸着率低下度合ＲηＮＯｘを記憶保持する。次に、前
記Ｓ１１０にて実行される、触媒への吸着量を演算する
図６のフローについて説明する。Ｓ５０１では、図３の
フローにより演算されて記憶保持されている経時変化度
合ＲＨＣ及びＲＮＯｘを読出し（但し、学習前は、ＲＨ
Ｃ＝１、ＲＮＯｘ＝１）、 ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’＝ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ×ＲＨ
Ｃ ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’＝ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ×
ＲＮＯｘ により、Ｓ１０２にて推定されているエンジン出口のＨ
Ｃ量ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ及びＮＯｘ量ＮＯｘ＿Ｅｎｇ
＿ｏｕｔを補正し、補正ＨＣ量ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’
及び補正ＮＯｘ量ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’を算出す
る。この部分が排気成分量補正手段に相当する。

【００４０】Ｓ５０２では、図４及び図５のフローによ
り演算されて記憶保持されている吸着率低下度合ＲηＨ
Ｃ及びＲηＮＯｘを読出し（但し、学習前は、ＲηＨＣ
＝１、ＲηＮＯｘ＝１）、 ηＨＣ’＝ηＨＣ×ＲηＨＣ ηＮＯｘ’＝ηＮＯｘ×ＲηＮＯｘ により、Ｓ１０３にて推定されている吸着率ηＨＣ及び
ηＮＯｘを補正し、補正吸着率ηＨＣ’及びηＮＯｘ’
を算出する。この部分が吸着率補正手段に相当する。

【００４１】Ｓ５０３では、前回までの触媒への吸着量
Ｉｎｔ＿ＨＣ(n-1) 、Ｉｎｔ＿ＮＯｘ(n-1) に、Ｓ５０
１で算出したエンジン出口の補正ＨＣ量及び補正ＮＯｘ
量ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’、ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’
と、Ｓ５０２で算出した補正吸着率ηＨＣ’、ηＮＯ
ｘ’と、の積を加算することにより、すなわち、 Ｉｎｔ＿ＨＣ(n) ＝Ｉｎｔ＿ＨＣ(n-1) ＋ＨＣ＿Ｅｎｇ
＿ｏｕｔ’×ηＨＣ’ Ｉｎｔ＿ＮＯｘ(n) ＝Ｉｎｔ＿ＮＯｘ(n-1) ＋ＮＯｘ＿
Ｅｎｇ＿ｏｕｔ’×ηＮＯｘ’ により、現在までの触媒への吸着量Ｉｎｔ＿ＨＣ(n) 、
Ｉｎｔ＿ＮＯｘ(n) を演算する。この部分が吸着量推定
手段に相当する。

【００４２】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。第１実施形態とは制御フローのみが異なり、図７
〜図１０のマップを書換え可能にして、学習結果に従っ
てマップ値を書換えるようにしたものである。従って、
図２のメインフローは同じであるが、Ｓ１０５では、図
３のフローに代え、図１１のフローに従って、エンジン
の経時変化によるエンジン出口のＨＣ、ＮＯｘ量の変化
を学習する。

【００４３】また、Ｓ１０７では、図４のフローに代
え、図１２のフローに従って、ＨＣ吸着触媒の経時劣化
等によるＨＣ吸着率の変化を学習する。また、Ｓ１０９
では、図５のフローに代え、図１３のフローに従って、
ＮＯｘ吸着触媒の経時劣化等によるＮＯｘ吸着率の変化
を学習する。また、Ｓ１１０では、図６のフローに代
え、図１４のフローに従って、ＨＣ吸着触媒及びＮＯｘ
吸着触媒への各吸着量を演算する。

【００４４】第２実施形態において前記Ｓ１０５にて実
行される、エンジンの経時変化によるエンジン出口のＨ
Ｃ、ＮＯｘ量の変化を学習する図１１のフローについて
説明する。Ｓ２０１は省略されている。Ｓ２０２では、
Ｓ１０１で検出した触媒出口のＨＣ量ＨＣ＿Ｃａｔ＿ｏ
ｕｔ及びＮＯｘ量ＮＯｘ＿Ｃａｔ＿ｏｕｔと、Ｓ１０２
で推定した各触媒の吸着率ηＨＣ及びηＮＯｘとから、 ＧＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ＝ＨＣ＿Ｃａｔ＿ｏｕｔ／（１
−ηＨＣ） ＧＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ＝ＮＯｘ＿Ｃａｔ＿ｏｕｔ／
（１−ηＮＯｘ） により、エンジン出口の実ＨＣ量ＧＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕ
ｔ及び実ＮＯｘ量ＧＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔを演算す
る。

【００４５】Ｓ２０３は同じである。Ｓ２０４では、図
７及び図８のエンジン出口のＨＣ量及びＮＯｘ量のマッ
プをＳ２０３にて演算した経時変化度合ＲＨＣ及びＲＮ
Ｏｘを用いて補正し、マップ値を更新する。すなわち、
図７の各記憶値にＲＨＣを乗じてることで、マップ自体
を書換え、また、図８の各記憶値にＲＮＯｘを乗じるこ
とで、マップ自体を書換える。第２実施形態ではこの部
分が排気成分量補正手段に相当する。

【００４６】第２実施形態において前記Ｓ１０７にて実
行される、ＨＣ吸着触媒の経時劣化等によるＨＣ吸着率
の変化を学習する図１２のフローについて説明する。Ｓ
３０１は省略されている。Ｓ３０２では、Ｓ１０２で推
定したエンジン出口のＨＣ量ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔと、
Ｓ１０１で検出した触媒出口のＨＣ量ＨＣ＿Ｃａｔ＿ｏ
ｕｔとから、 ＧηＨＣ＝（ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ−ＨＣ＿Ｃａｔ＿ｏ
ｕｔ）／ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ により、実ＨＣ吸着率ＧηＨＣを演算する。

【００４７】Ｓ３０３は同じである。Ｓ３０４では、図
９のＨＣ吸着率のマップをＳ３０３にて演算したＨＣ吸
着率低下度合ＲηＨＣを用いて補正し、マップ値を更新
する。すなわち、図９の各記憶値にＲηＨＣを乗じるこ
とで、マップ自体を書換える。第２実施形態ではこの部
分が吸着率補正手段に相当する。

【００４８】第２実施形態において前記Ｓ１０９にて実
行される、ＮＯｘ吸着触媒の経時劣化等によるＮＯｘ吸
着率の変化を学習する図１３のフローについて説明す
る。Ｓ４０１は省略されている。Ｓ４０２では、Ｓ１０
２で推定したエンジン出口のＮＯｘ量ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿
ｏｕｔと、Ｓ１０１で検出した触媒出口のＮＯｘ量ＮＯ
ｘ＿Ｃａｔ＿ｏｕｔとから、 ＧηＮＯｘ＝（ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ−ＮＯｘ＿Ｃａ
ｔ＿ｏｕｔ）／ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔ により、実ＮＯｘ吸着率ＧηＮＯｘを演算する。

【００４９】Ｓ４０３は同じである。Ｓ４０４では、図
１０のＮＯｘ吸着率のマップをＳ４０３にて演算したＮ
Ｏｘ吸着率低下度合ＲηＮＯｘを用いて補正し、マップ
値を更新する。すなわち、図１０の各記憶値にＲηＮＯ
ｘを乗じることで、マップ自体を書換える。第２実施形
態ではこの部分が吸着率補正手段に相当する。

【００５０】第２実施形態において前記Ｓ１１０にて実
行される、触媒への吸着量を演算する図１４のフローに
ついて説明する。Ｓ５０１では、図７に示すマップを参
照し、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆとから、エ
ンジン出口のＨＣ量ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔを読出し、ま
た、図８に示すマップを参照し、エンジン回転数Ｎｅと
燃料噴射量Ｑｆとから、エンジン出口のＮＯｘ量ＮＯｘ
＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔを読出す。この際、エンジン出口のＨ
Ｃ量及びＮＯｘ量は冷却水温Ｔｗによって変化するの
で、これに応じて補正するとよい。

【００５１】Ｓ５０２では、図９に示すマップを参照
し、ＨＣ吸着触媒の担体温度Ｔｃａｔ＿ＨＣと吸入空気
量Ｑａとから、ＨＣ吸着触媒のＨＣ吸着率ηＨＣを読出
し、また、図１０に示すマップを参照し、ＮＯｘ吸着触
媒の担体温度Ｔｃａｔ＿ＮＯｘと吸入空気量Ｑａとか
ら、ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着率ηＮＯｘを読出す。
Ｓ５０３では、前回までの触媒への吸着量Ｉｎｔ＿ＨＣ
(n-1) 、Ｉｎｔ＿ＮＯｘ(n-1) に、Ｓ５０１で読出した
エンジン出口のＨＣ量及びＮＯｘ量ＨＣ＿Ｅｎｇ＿ｏｕ
ｔ、ＮＯｘ＿Ｅｎｇ＿ｏｕｔと、Ｓ５０２で読出した吸
着率ηＨＣ、ηＮＯｘと、の積を加算することにより、
すなわち、 Ｉｎｔ＿ＨＣ(n) ＝Ｉｎｔ＿ＨＣ(n-1) ＋ＨＣ＿Ｅｎｇ
＿ｏｕｔ×ηＨＣ Ｉｎｔ＿ＮＯｘ(n) ＝Ｉｎｔ＿ＮＯｘ(n-1) ＋ＮＯｘ＿
Ｅｎｇ＿ｏｕｔ×ηＮＯｘ により、現在までの触媒への吸着量Ｉｎｔ＿ＨＣ(n) 、
Ｉｎｔ＿ＮＯｘ(n) を演算する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態を示すディーゼルエン
ジンのシステム図

【図２】 吸着量推定のメインフローを示す図

【図３】 エンジン出口ＨＣ、ＮＯｘ量の変化を学習す
るフローを示す図

【図４】 ＨＣ吸着率の変化を学習するフローを示す図

【図５】 ＮＯｘ吸着率の変化を学習するフローを示す
図

【図６】 触媒への吸着量を演算するフローを示す図

【図７】 エンジン出口ＨＣ量のマップ

【図８】 エンジン出口ＮＯｘ量のマップ

【図９】 ＨＣ吸着触媒のＨＣ吸着率のマップ

【図１０】 ＮＯｘ吸着触媒のＮＯｘ吸着率のマップ

【図１１】 第２実施形態でのエンジン出口ＨＣ、ＮＯ
ｘ量の変化を学習するフローを示す図

【図１２】 第２実施形態でのＨＣ吸着率の変化を学習
するフローを示す図

【図１３】 第２実施形態でのＮＯｘ吸着率の変化を学
習するフローを示す図

【図１４】 第２実施形態での触媒への吸着量を演算す
るフローを示す図

【符号の説明】

１ エンジン ２ 吸気通路 ６ 燃料噴射弁 ８ 排気通路 １１ ＮＯｘ吸着触媒 １２ ＨＣ吸着触媒 ２０ コントロールユニット ２５ 触媒担体温度センサ ２６ 触媒担体温度センサ ２７ ＮＯｘセンサ ２８ ＨＣセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４Ｚ ３４０ ３４０Ｄ ３４０Ｈ Ｆターム(参考） 3G084 AA01 AA03 BA03 BA13 BA20 BA24 CA03 CA05 DA10 DA22 DA27 EB01 EB18 EB19 FA00 FA10 FA13 FA20 FA28 FA33 FA37 3G091 AA11 AA18 AA28 AB06 AB09 AB10 BA00 BA14 BA15 BA33 DB00 DB04 DB08 DB09 DB10 DC02 DC06 EA01 EA05 EA07 EA08 EA16 EA18 EA33 FA12 FA18 HA09 HA37 HB05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関排気通路に配置され、機関から排出さ
   れる排気中の排気成分を吸着する排気成分吸着手段と、 機関の運転状態に基づき前記排気成分の量を推定排気成
   分量として推定する排気成分量推定手段と、 機関の経時変化度合を演算する経時変化度合演算手段
   と、 前記経時変化度合に基づき前記推定排気成分量を補正し
   て補正排気成分量とする排気成分量補正手段と、 前記補正排気成分量に基づき前記排気成分吸着手段の排
   気成分の吸着量を推定する吸着量推定手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 【請求項２】前記経時変化度合演算手段は、定常運転時
   に前記経時変化度合を演算することを特徴する請求項１
   記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 【請求項３】前記排気中の排気成分の量を実排気成分量
   として検出する排気成分量検出手段を備え、 前記経時変化度合演算手段は、前記推定排気成分量と前
   記実排気成分量とに基づき前記経時変化度合を演算する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関
   の排気浄化装置。
4. 【請求項４】前記排気成分吸着手段の担体温度に基づき
   前記排気成分吸着手段が排気成分を吸着する率を吸着率
   として演算する吸着率演算手段と、 前記排気成分吸着手段の吸着率低下度合を演算する吸着
   率低下度合演算手段と、 前記吸着率低下度合に基づき前記吸着率を補正して補正
   吸着率とする吸着率補正手段と、を備え、 前記吸着量推定手段は、前記推定排気成分量と前記補正
   吸着率とに基づき前記排気成分吸着手段の排気成分の吸
   着量を推定することを特徴とする請求項１〜請求項３の
   いずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 【請求項５】前記吸着率低下度合演算手段は、所定時間
   毎、かつ、担体温度が所定温度以下のときに、前記吸着
   率低下度合を演算することを特徴する請求項４記載の内
   燃機関の排気浄化装置。
6. 【請求項６】前記排気成分吸着手段の下流側の排気成分
   量を下流側排気成分量として検出する下流側排気成分量
   検出手段を備え、 前記吸着率低下度合演算手段は、前記推定排気成分量と
   前記下流側排気成分量とに基づき前記吸着率低下度合を
   演算することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の
   内燃機関の排気浄化装置。
7. 【請求項７】前記排気成分吸着手段は、担体温度が第１
   所定温度以下のときに排気中のＨＣを吸着するＨＣ吸着
   材であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれ
   か１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
8. 【請求項８】前記排気成分吸着手段は、担体温度が第２
   所定温度以下のときに排気中のＮＯｘを吸着するＮＯｘ
   吸着材であることを特徴とする請求項１〜請求項６のい
   ずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。