JP2003020982A - 内燃機関の排気浄化方法 - Google Patents
内燃機関の排気浄化方法Info
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- JP2003020982A JP2003020982A JP2001209678A JP2001209678A JP2003020982A JP 2003020982 A JP2003020982 A JP 2003020982A JP 2001209678 A JP2001209678 A JP 2001209678A JP 2001209678 A JP2001209678 A JP 2001209678A JP 2003020982 A JP2003020982 A JP 2003020982A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＮＯｘ吸蔵型還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを通
常の運転状態においてリッチスパイクにより還元する
と、大量の燃料を必要とする場合がある。 【解決手段】吸気系にスロットル弁を備えるとともにシ
リンダの上部に点火プラグを備える内燃機関の排気通路
に配置されたＮＯｘ吸蔵型還元触媒のＮＯｘ吸蔵量が第
１の所定値以上となった場合に、一時的に空燃比を濃く
するリッチスパイクによってＮＯｘ吸蔵量を低減させる
排気浄化方法において、ＮＯｘ吸蔵量が第１の所定値よ
り小さい第２の所定値以上であることを判定した場合
に、スロットル弁が閉じた状態の減速燃料カット制御運
転中にリッチスパイクを実施する。
常の運転状態においてリッチスパイクにより還元する
と、大量の燃料を必要とする場合がある。 【解決手段】吸気系にスロットル弁を備えるとともにシ
リンダの上部に点火プラグを備える内燃機関の排気通路
に配置されたＮＯｘ吸蔵型還元触媒のＮＯｘ吸蔵量が第
１の所定値以上となった場合に、一時的に空燃比を濃く
するリッチスパイクによってＮＯｘ吸蔵量を低減させる
排気浄化方法において、ＮＯｘ吸蔵量が第１の所定値よ
り小さい第２の所定値以上であることを判定した場合
に、スロットル弁が閉じた状態の減速燃料カット制御運
転中にリッチスパイクを実施する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＯｘ（窒素酸化
物）を吸蔵する吸蔵型還元触媒を備える内燃機関（以
下、エンジンと称する）における排気浄化方法に関す
る。
物）を吸蔵する吸蔵型還元触媒を備える内燃機関（以
下、エンジンと称する）における排気浄化方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンジンの排気浄化装置として、
例えば希薄燃焼運転状態において比較的排出量が多くな
る、排気ガスに含まれるＮＯｘを吸蔵型還元触媒に吸着
して貯蔵（吸蔵）し、ＮＯｘ吸蔵量が飽和状態に達する
と、燃料濃度を理論空燃比より濃くすることにより吸蔵
されているＮＯｘを還元するものがある。このような排
気浄化装置では、ＮＯｘ吸蔵量が飽和状態となると、余
剰のＮＯｘが吸蔵されずに排出されることから、エミッ
ションが低下するものである。このような状況に鑑み
て、例えば特開２００１−８２１３５号公報のもののよ
うに、燃料カットによって不正確となった貯蔵許容値と
なる前に、燃料カットからの復帰時に一時的に空燃比を
過剰に濃くするリッチスパイクを実行し、エミッション
の悪化を防止するものが知られている。
例えば希薄燃焼運転状態において比較的排出量が多くな
る、排気ガスに含まれるＮＯｘを吸蔵型還元触媒に吸着
して貯蔵（吸蔵）し、ＮＯｘ吸蔵量が飽和状態に達する
と、燃料濃度を理論空燃比より濃くすることにより吸蔵
されているＮＯｘを還元するものがある。このような排
気浄化装置では、ＮＯｘ吸蔵量が飽和状態となると、余
剰のＮＯｘが吸蔵されずに排出されることから、エミッ
ションが低下するものである。このような状況に鑑み
て、例えば特開２００１−８２１３５号公報のもののよ
うに、燃料カットによって不正確となった貯蔵許容値と
なる前に、燃料カットからの復帰時に一時的に空燃比を
過剰に濃くするリッチスパイクを実行し、エミッション
の悪化を防止するものが知られている。
【０００３】さらに、特開平１０−１８４４１８号公報
のもののように、ＮＯｘ吸蔵型還元触媒を有する排気浄
化装置において、リッチスパイクを実行するに際して、
単に燃料噴射量を増量するのではなく、スロットル開度
を低減させることにより吸入空気量を減少させて空燃比
をリッチにし、ＮＯｘの還元を行うとともに、トルクの
急激な増大を防止するものも知られている。
のもののように、ＮＯｘ吸蔵型還元触媒を有する排気浄
化装置において、リッチスパイクを実行するに際して、
単に燃料噴射量を増量するのではなく、スロットル開度
を低減させることにより吸入空気量を減少させて空燃比
をリッチにし、ＮＯｘの還元を行うとともに、トルクの
急激な増大を防止するものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の公報のものにあっては、リッチスパイクを燃料カッ
ト復帰後のタイミングにおいて実行するため、リッチス
パイクにより空燃比がリッチになるとともに、燃料カッ
ト復帰により空燃比がリッチになり、燃料カット復帰時
の燃料消費量が増加し、燃費を低下させるものとなっ
た。特に、燃料カット復帰後に加速を行っている場合等
では、リッチスパイクを実行するために、大量の燃料を
必要とするため、燃費を低下する傾向にあった。
者の公報のものにあっては、リッチスパイクを燃料カッ
ト復帰後のタイミングにおいて実行するため、リッチス
パイクにより空燃比がリッチになるとともに、燃料カッ
ト復帰により空燃比がリッチになり、燃料カット復帰時
の燃料消費量が増加し、燃費を低下させるものとなっ
た。特に、燃料カット復帰後に加速を行っている場合等
では、リッチスパイクを実行するために、大量の燃料を
必要とするため、燃費を低下する傾向にあった。
【０００５】また、後者の公報のものにあっては、通常
運転時にリッチスパイクを実施した際のトルク段差を抑
制するものであって、スロットル開度を低減することに
より、実質的に空燃比はリッチになるものの、燃料量自
体はリッチスパイクのために増加するものではないた
め、リッチスパイクの効果が低下するとともに燃費の改
善を望み得るものではない。
運転時にリッチスパイクを実施した際のトルク段差を抑
制するものであって、スロットル開度を低減することに
より、実質的に空燃比はリッチになるものの、燃料量自
体はリッチスパイクのために増加するものではないた
め、リッチスパイクの効果が低下するとともに燃費の改
善を望み得るものではない。
【０００６】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。
とを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る内燃機関の排気浄化方法
は、吸気系にスロットル弁を備えるとともにシリンダの
上部に点火プラグを備える内燃機関の排気通路に配置さ
れたＮＯｘ吸蔵型還元触媒のＮＯｘ吸蔵量が第１の所定
値以上となった場合に、一時的に空燃比を濃くするリッ
チスパイクによってＮＯｘ吸蔵量を低減させる排気浄化
方法において、ＮＯｘ吸蔵量が第１の所定値より小さい
第２の所定値以上であることを判定した場合に、スロッ
トル弁が閉じた状態の減速燃料カット制御運転中にリッ
チスパイクを実施することを特徴とする。
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る内燃機関の排気浄化方法
は、吸気系にスロットル弁を備えるとともにシリンダの
上部に点火プラグを備える内燃機関の排気通路に配置さ
れたＮＯｘ吸蔵型還元触媒のＮＯｘ吸蔵量が第１の所定
値以上となった場合に、一時的に空燃比を濃くするリッ
チスパイクによってＮＯｘ吸蔵量を低減させる排気浄化
方法において、ＮＯｘ吸蔵量が第１の所定値より小さい
第２の所定値以上であることを判定した場合に、スロッ
トル弁が閉じた状態の減速燃料カット制御運転中にリッ
チスパイクを実施することを特徴とする。
【０００８】このような構成のものであれば、ＮＯｘ吸
蔵量が第１の所定値以上となった場合にリッチスパイク
を実行してＮＯｘ吸蔵量を低減するとともに、ＮＯｘ吸
蔵量が第１の所定値より小さい第２の所定値以上である
ことを判定した場合に、スロットル弁が閉じた状態にお
ける減速燃料カット制御運転中にリッチスパイクを実施
してＮＯｘ吸蔵量を低減する。すなわち、この減速燃料
カット制御運転中にあっては、スロットル弁が閉じた状
態であるので、シリンダ内は減圧されるとともに吸入空
気がほとんど存在しない状態となる。シリンダ内圧力が
非常に低くなっていることにより、リッチスパイクによ
りシリンダ内に供給された燃料は、容易に気化し、また
空気がほとんど存在しないためにほとんど燃焼すること
なく気化した状態のままでＮＯｘ吸蔵型還元触媒に達す
る。そして、燃料は気体の状態であるのでＮＯｘ吸蔵型
還元触媒全体に拡散することになり、ＮＯｘ吸蔵型還元
触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するものとなる。したが
って、少量の燃料によるリッチスパイクにより効率よく
吸蔵されているＮＯｘを低減することが可能になる。
蔵量が第１の所定値以上となった場合にリッチスパイク
を実行してＮＯｘ吸蔵量を低減するとともに、ＮＯｘ吸
蔵量が第１の所定値より小さい第２の所定値以上である
ことを判定した場合に、スロットル弁が閉じた状態にお
ける減速燃料カット制御運転中にリッチスパイクを実施
してＮＯｘ吸蔵量を低減する。すなわち、この減速燃料
カット制御運転中にあっては、スロットル弁が閉じた状
態であるので、シリンダ内は減圧されるとともに吸入空
気がほとんど存在しない状態となる。シリンダ内圧力が
非常に低くなっていることにより、リッチスパイクによ
りシリンダ内に供給された燃料は、容易に気化し、また
空気がほとんど存在しないためにほとんど燃焼すること
なく気化した状態のままでＮＯｘ吸蔵型還元触媒に達す
る。そして、燃料は気体の状態であるのでＮＯｘ吸蔵型
還元触媒全体に拡散することになり、ＮＯｘ吸蔵型還元
触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するものとなる。したが
って、少量の燃料によるリッチスパイクにより効率よく
吸蔵されているＮＯｘを低減することが可能になる。
【０００９】減速燃料カット制御運転中のリッチスパイ
クの効率をさらによくするためには、内燃機関がスロッ
トル弁を迂回する補助空気通路に設けられた流量制御弁
をさらに備えてなり、減速燃料カット制御運転中のリッ
チスパイク時に、スロットル弁又は流量制御弁をさらに
閉じ側に制御して、内燃機関のシリンダ内の圧力をさら
に真空側に近づけるものが好ましい。
クの効率をさらによくするためには、内燃機関がスロッ
トル弁を迂回する補助空気通路に設けられた流量制御弁
をさらに備えてなり、減速燃料カット制御運転中のリッ
チスパイク時に、スロットル弁又は流量制御弁をさらに
閉じ側に制御して、内燃機関のシリンダ内の圧力をさら
に真空側に近づけるものが好ましい。
【００１０】このような構成の場合、減速燃料カット制
御運転中のリッチスパイク時に、点火プラグの点火を中
止するすることにより、気化された燃料に含まれるＨＣ
により高効率での還元反応が見込まれ、還元に必要な燃
料量をさらに少なくすることが可能になる。
御運転中のリッチスパイク時に、点火プラグの点火を中
止するすることにより、気化された燃料に含まれるＨＣ
により高効率での還元反応が見込まれ、還元に必要な燃
料量をさらに少なくすることが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を、
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１２】図１に概略的に示したエンジン１００は、
自動車用のもので、シリンダＣＹの上部の燃焼室１６の
上部には、点火プラグＩＧが取り付けてある。また、そ
の吸気系１には図示しないアクセルペダルに応動して開
閉するスロットル弁２を配設するとともに、このスロッ
トル弁２を迂回する補助空気通路であるバイパス通路３
を設け、そのバイパス通路３にアイドル速度（回転数）
制御用のステッパモータ等で開閉駆動される流量制御弁
４を介設している。この実施の形態においては、アイド
ル運転時のエンジン回転数を目標回転数になるように制
御するアイドル速度制御システムＩＳＣＳが、バイパス
通路３と流量制御弁４と後述する電子制御装置７とによ
り構成される。吸気系１には、さらに燃料噴射孔を吸気
ポート８に向けて燃料噴射弁５が設けてあり、この燃料
噴射弁５や前記流量制御弁４を制御装置である電子制御
装置（ＥＣＵ）７により制御するようにしてある。ま
た、排気系１４には、排気ガス中の酸素濃度に反応して
空燃比を測定するための信号を出力するＯ2 センサ１５
が取り付けられているとともに、そのＯ2 センサ１５の
下流側に、排気ガス中のＨＣ（炭化水素），ＣＯ（一酸
化炭素），ＮＯｘを除去する触媒装置１１が取り付けら
れている。触媒装置１１は、ＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ吸
蔵型還元触媒（以下、還元触媒と称する）１１ａと、三
元触媒１１ｂとを有している。
自動車用のもので、シリンダＣＹの上部の燃焼室１６の
上部には、点火プラグＩＧが取り付けてある。また、そ
の吸気系１には図示しないアクセルペダルに応動して開
閉するスロットル弁２を配設するとともに、このスロッ
トル弁２を迂回する補助空気通路であるバイパス通路３
を設け、そのバイパス通路３にアイドル速度（回転数）
制御用のステッパモータ等で開閉駆動される流量制御弁
４を介設している。この実施の形態においては、アイド
ル運転時のエンジン回転数を目標回転数になるように制
御するアイドル速度制御システムＩＳＣＳが、バイパス
通路３と流量制御弁４と後述する電子制御装置７とによ
り構成される。吸気系１には、さらに燃料噴射孔を吸気
ポート８に向けて燃料噴射弁５が設けてあり、この燃料
噴射弁５や前記流量制御弁４を制御装置である電子制御
装置（ＥＣＵ）７により制御するようにしてある。ま
た、排気系１４には、排気ガス中の酸素濃度に反応して
空燃比を測定するための信号を出力するＯ2 センサ１５
が取り付けられているとともに、そのＯ2 センサ１５の
下流側に、排気ガス中のＨＣ（炭化水素），ＣＯ（一酸
化炭素），ＮＯｘを除去する触媒装置１１が取り付けら
れている。触媒装置１１は、ＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ吸
蔵型還元触媒（以下、還元触媒と称する）１１ａと、三
元触媒１１ｂとを有している。
【００１３】電子制御装置７は、中央演算処理装置７ａ
と、メモリ７ｂと、入力インターフェース７ｃと、出力
インターフェース７ｄとを具備してなるマイクロコンピ
ュータシステムを主体に構成されている。そして、その
入力インターフェース７ｃには、サージタンク１７内の
圧力を検出する吸気圧センサ９から出力される吸気圧信
号ａ、エンジン回転数ＮＥを検出するための回転数セン
サ１０から出力される回転数信号ｂ、車速を検出するた
めの車速センサ１１から出力される車速信号ｃ、スロッ
トル弁２の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ
１２から出力されるＩＤＬ信号ｄ、エンジン１００の冷
却水温度を検出するための水温センサ１３から出力され
る水温信号ｅ、排気系１４に装備されるＯ2 センサ１５
から出力される出力信号ｆ等が入力される。また、出力
インターフェース７ｄからは、流量制御弁４に対して開
度信号ｇや、燃料噴射弁５に対して燃料噴射信号ｈ等が
出力される。
と、メモリ７ｂと、入力インターフェース７ｃと、出力
インターフェース７ｄとを具備してなるマイクロコンピ
ュータシステムを主体に構成されている。そして、その
入力インターフェース７ｃには、サージタンク１７内の
圧力を検出する吸気圧センサ９から出力される吸気圧信
号ａ、エンジン回転数ＮＥを検出するための回転数セン
サ１０から出力される回転数信号ｂ、車速を検出するた
めの車速センサ１１から出力される車速信号ｃ、スロッ
トル弁２の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ
１２から出力されるＩＤＬ信号ｄ、エンジン１００の冷
却水温度を検出するための水温センサ１３から出力され
る水温信号ｅ、排気系１４に装備されるＯ2 センサ１５
から出力される出力信号ｆ等が入力される。また、出力
インターフェース７ｄからは、流量制御弁４に対して開
度信号ｇや、燃料噴射弁５に対して燃料噴射信号ｈ等が
出力される。
【００１４】そして、電子制御装置７には、吸気圧セン
サ９からの吸気圧信号ａと回転数センサ１０からの回転
数信号ｂとを主な情報として燃料噴射弁開成時間を決定
し、その決定により燃料噴射弁５を制御してエンジン負
荷に応じた燃料を燃料噴射弁５から吸気系１に噴射させ
るためのプログラムが内蔵させてある。また、電子制御
装置７には、アイドル運転状態において、流量制御弁４
を制御して吸入空気の流量を調整することにより目標回
転数にエンジン回転数を制御するととに、アイドル運転
状態で減速走行している間に所定条件を満たすと燃料の
供給を中止する燃料カットと、前記所定条件とは異なる
所定条件を満たす運転状態となった際に中止していた燃
料の供給を再開する燃料カット復帰とを実行する制御プ
ログラムが内蔵してある。さらに、電子制御装置７に
は、還元触媒１１ａのＮＯｘ吸蔵量が第１の所定値以上
となった場合に、一時的に空燃比を濃くするリッチスパ
イクによってＮＯｘ吸蔵量を低減させるとともに、ＮＯ
ｘ吸蔵量が第１の所定値より小さい第２の所定値以上で
あることを判定した場合に、スロットル弁２がほぼ全閉
状態の減速燃料カット制御運転中にリッチスパイクを実
施するプログラムが内蔵してある。
サ９からの吸気圧信号ａと回転数センサ１０からの回転
数信号ｂとを主な情報として燃料噴射弁開成時間を決定
し、その決定により燃料噴射弁５を制御してエンジン負
荷に応じた燃料を燃料噴射弁５から吸気系１に噴射させ
るためのプログラムが内蔵させてある。また、電子制御
装置７には、アイドル運転状態において、流量制御弁４
を制御して吸入空気の流量を調整することにより目標回
転数にエンジン回転数を制御するととに、アイドル運転
状態で減速走行している間に所定条件を満たすと燃料の
供給を中止する燃料カットと、前記所定条件とは異なる
所定条件を満たす運転状態となった際に中止していた燃
料の供給を再開する燃料カット復帰とを実行する制御プ
ログラムが内蔵してある。さらに、電子制御装置７に
は、還元触媒１１ａのＮＯｘ吸蔵量が第１の所定値以上
となった場合に、一時的に空燃比を濃くするリッチスパ
イクによってＮＯｘ吸蔵量を低減させるとともに、ＮＯ
ｘ吸蔵量が第１の所定値より小さい第２の所定値以上で
あることを判定した場合に、スロットル弁２がほぼ全閉
状態の減速燃料カット制御運転中にリッチスパイクを実
施するプログラムが内蔵してある。
【００１５】次に、リッチスパイクによる還元触媒浄化
制御の概略手順を図２により説明する。この還元触媒浄
化制御は、例えば暖機運転が完了した後に所定周期毎に
繰り返し実行するものである。
制御の概略手順を図２により説明する。この還元触媒浄
化制御は、例えば暖機運転が完了した後に所定周期毎に
繰り返し実行するものである。
【００１６】まず、図２において、ステップＳ１では、
運転領域に応じたＮＯｘ排出量を計算する。このＮＯｘ
排出量の計算は、例えば吸入空気圧やエアコン、ヘッド
ライト等の電気装置のオンオフの状態等により検出する
エンジン１００の負荷及びエンジン回転数に基づいてエ
ンジン１００の運転領域を設定しておき、それぞれの運
転領域毎に実験等で求めたＮＯｘ排出量をマップにより
設定しておき、そのマップを検索することにより行うも
のである。この時点のエンジン１００の負荷及びエンジ
ン回転数がマップにない場合は、補間計算により求め
る。次に、計算により得られたＮＯｘ排出量を前回のリ
ッチスパイク実行後に得られたＮＯｘ排出量に加算し
て、ＮＯｘ積算値ΣＮＯｘを計算する。すなわち、この
ステップにあっては、このルーチンを実行する毎に求め
たＮＯｘ排出量により、リッチスパイクを実行した後の
その時点までの、還元触媒１１ａに吸蔵されたＮＯｘの
量を推定するものである。このＮＯｘ積算値ΣＮＯｘ
は、ステップＳ２を実行する毎に電子制御装置７のメモ
リ７ｂに更新して格納してあり、後述するリッチスパイ
クが実行されることによりクリアされるものである。
運転領域に応じたＮＯｘ排出量を計算する。このＮＯｘ
排出量の計算は、例えば吸入空気圧やエアコン、ヘッド
ライト等の電気装置のオンオフの状態等により検出する
エンジン１００の負荷及びエンジン回転数に基づいてエ
ンジン１００の運転領域を設定しておき、それぞれの運
転領域毎に実験等で求めたＮＯｘ排出量をマップにより
設定しておき、そのマップを検索することにより行うも
のである。この時点のエンジン１００の負荷及びエンジ
ン回転数がマップにない場合は、補間計算により求め
る。次に、計算により得られたＮＯｘ排出量を前回のリ
ッチスパイク実行後に得られたＮＯｘ排出量に加算し
て、ＮＯｘ積算値ΣＮＯｘを計算する。すなわち、この
ステップにあっては、このルーチンを実行する毎に求め
たＮＯｘ排出量により、リッチスパイクを実行した後の
その時点までの、還元触媒１１ａに吸蔵されたＮＯｘの
量を推定するものである。このＮＯｘ積算値ΣＮＯｘ
は、ステップＳ２を実行する毎に電子制御装置７のメモ
リ７ｂに更新して格納してあり、後述するリッチスパイ
クが実行されることによりクリアされるものである。
【００１７】ステップＳ３では、ＮＯｘ積算値ΣＮＯｘ
が第１の所定値を上回っているか否かを判定し、上回っ
ている場合はステップＳ４に進み、以下の場合はステッ
プＳ５に移行する。第１の所定値は、還元触媒１１ａの
ＮＯｘ吸蔵能力に応じて設定するもので、吸蔵し得るＮ
Ｏｘの最大許容量より若干少ない値に設定するものであ
る。ステップＳ４では、空燃比が一時的にリッチに（濃
く）なるように、燃料噴射量を増量補正して通常のリッ
チスパイクを実行する。
が第１の所定値を上回っているか否かを判定し、上回っ
ている場合はステップＳ４に進み、以下の場合はステッ
プＳ５に移行する。第１の所定値は、還元触媒１１ａの
ＮＯｘ吸蔵能力に応じて設定するもので、吸蔵し得るＮ
Ｏｘの最大許容量より若干少ない値に設定するものであ
る。ステップＳ４では、空燃比が一時的にリッチに（濃
く）なるように、燃料噴射量を増量補正して通常のリッ
チスパイクを実行する。
【００１８】次に、ステップＳ５では、この時点におい
て、ステップＳ１及びステップＳ２により計算されたＮ
Ｏｘ積算値ΣＮＯｘが、第１の所定値より小さな値に設
定された第２の所定値を上回っているか否かを判定し、
上回っている場合はステップＳ６に進み、以下の場合は
この制御を終了する。ステップＳ６では、この時点の運
転状態が、減速燃料カットを実行している運転状態か否
かを判定し、減速燃料カットの実行中でない通常の運転
状態である場合にはこの制御を終了し、減速燃料カット
の実行中である運転状態である場合にはステップＳ７に
進む。減速燃料カットは、アクセルペダルが戻されて、
スロットル弁２がアイドル運転に必要な吸入空気を供給
し得る状態で閉じられた状態となり、アイドルスイッチ
１２からのＩＤＬ信号ｄがオンになった際に、エンジン
回転数が所定回転数以上である場合に、燃料噴射弁５か
ら燃料を噴射しないもので、エンジン回転数が低下して
エンジン１００が停止する可能性のあるエンジン回転数
となる前に終了するものである。この場合に、バイパス
通路３の流量制御弁４はスロットル弁２と同様に閉じら
れた状態となるように制御する。
て、ステップＳ１及びステップＳ２により計算されたＮ
Ｏｘ積算値ΣＮＯｘが、第１の所定値より小さな値に設
定された第２の所定値を上回っているか否かを判定し、
上回っている場合はステップＳ６に進み、以下の場合は
この制御を終了する。ステップＳ６では、この時点の運
転状態が、減速燃料カットを実行している運転状態か否
かを判定し、減速燃料カットの実行中でない通常の運転
状態である場合にはこの制御を終了し、減速燃料カット
の実行中である運転状態である場合にはステップＳ７に
進む。減速燃料カットは、アクセルペダルが戻されて、
スロットル弁２がアイドル運転に必要な吸入空気を供給
し得る状態で閉じられた状態となり、アイドルスイッチ
１２からのＩＤＬ信号ｄがオンになった際に、エンジン
回転数が所定回転数以上である場合に、燃料噴射弁５か
ら燃料を噴射しないもので、エンジン回転数が低下して
エンジン１００が停止する可能性のあるエンジン回転数
となる前に終了するものである。この場合に、バイパス
通路３の流量制御弁４はスロットル弁２と同様に閉じら
れた状態となるように制御する。
【００１９】ステップＳ７では、ステップＳ５と同様に
リッチスパイクを実行して、還元触媒１１ａに吸蔵され
ているＮＯｘを還元する。このステップＳ７におけるリ
ッチスパイクに必要な燃料噴射量は、ステップＳ４にお
ける通常のリッチスパイクのための燃料量より少なくて
よい。これは、この場合のリッチスパイクが、ほとんど
燃焼室１６に空気のない状態で行うものであるため、噴
射した燃料のほぼ全量がＮＯｘの還元に寄与する量とな
るためである。
リッチスパイクを実行して、還元触媒１１ａに吸蔵され
ているＮＯｘを還元する。このステップＳ７におけるリ
ッチスパイクに必要な燃料噴射量は、ステップＳ４にお
ける通常のリッチスパイクのための燃料量より少なくて
よい。これは、この場合のリッチスパイクが、ほとんど
燃焼室１６に空気のない状態で行うものであるため、噴
射した燃料のほぼ全量がＮＯｘの還元に寄与する量とな
るためである。
【００２０】このような構成において、ＮＯｘ積算値Σ
ＮＯｘが第２の所定値を上回るまでは、ステップＳ１〜
３及びステップＳ５を繰り返して実行する。これによ
り、還元触媒１１ａに吸蔵されているＮＯｘの吸蔵量が
このルーチンの実行とともに積算され、前回のリッチス
パイクつまり還元触媒１１ａに吸蔵されたＮＯｘの還元
後のＮＯｘ吸蔵量が計算される。そして、時間の経過す
ることにより、ＮＯｘ積算値ΣＮＯｘが第２の所定値を
上回る状態となる。この時点において、減速燃料カット
を実行している運転状態であれば、ステップＳ７により
減速燃料カット実施中のリッチスパイクを実行する。
ＮＯｘが第２の所定値を上回るまでは、ステップＳ１〜
３及びステップＳ５を繰り返して実行する。これによ
り、還元触媒１１ａに吸蔵されているＮＯｘの吸蔵量が
このルーチンの実行とともに積算され、前回のリッチス
パイクつまり還元触媒１１ａに吸蔵されたＮＯｘの還元
後のＮＯｘ吸蔵量が計算される。そして、時間の経過す
ることにより、ＮＯｘ積算値ΣＮＯｘが第２の所定値を
上回る状態となる。この時点において、減速燃料カット
を実行している運転状態であれば、ステップＳ７により
減速燃料カット実施中のリッチスパイクを実行する。
【００２１】減速燃料カットは、アイドル運転状態で、
かつエンジン回転数が所定回転数以上の条件が成立する
運転状態となった場合に実行されるもので、その実行中
は、スロットル弁２及び流量制御弁４はほとんど全閉状
態に近い状態にまで閉じられた状態となっている。した
がって、ステップＳ７におけるリッチスパイクを実行す
る際には、燃焼室１６内は、圧力の低下した状態で、か
つほとんど空気のない状態である。つまり、燃焼室１６
内の圧力が真空に近い状態であるので燃料が容易に気化
し、しかも、吸入空気量が極端に少量であるため、この
リッチスパイクによる空燃比は、一時的ではあるが非常
に過度にリッチなものとなる。そして、燃料噴射弁５か
らリッチスパイクのために噴射された燃料は、点火プラ
グＩＧを点火しても、不完全な燃焼あるいは燃焼するこ
となく、燃料が気化したままを多量に含んだ排気ガスあ
るいは気化した燃料が還元触媒１１ａに達する。空燃比
がリッチになることにより、燃焼室１６から排気される
ＨＣ及びＣＯを多量に含む排気ガスあるいはＨＣを多量
に含む気化した燃料により還元触媒１１ａに吸蔵された
ＮＯｘが還元される。この結果、還元触媒１１ａのＮＯ
ｘ吸蔵量が減少し、例えばリーンバーン運転状態等で大
量に発生するＮＯｘをあらためて吸蔵し得るようにな
る。したがって、還元触媒１１ａに吸蔵されたＮＯｘが
効率よく還元される。なお、リッチスパイクを実行した
場合には、メモリ７ｂに保存していたＮＯｘ積算値ΣＮ
Ｏｘをクリアするものである。
かつエンジン回転数が所定回転数以上の条件が成立する
運転状態となった場合に実行されるもので、その実行中
は、スロットル弁２及び流量制御弁４はほとんど全閉状
態に近い状態にまで閉じられた状態となっている。した
がって、ステップＳ７におけるリッチスパイクを実行す
る際には、燃焼室１６内は、圧力の低下した状態で、か
つほとんど空気のない状態である。つまり、燃焼室１６
内の圧力が真空に近い状態であるので燃料が容易に気化
し、しかも、吸入空気量が極端に少量であるため、この
リッチスパイクによる空燃比は、一時的ではあるが非常
に過度にリッチなものとなる。そして、燃料噴射弁５か
らリッチスパイクのために噴射された燃料は、点火プラ
グＩＧを点火しても、不完全な燃焼あるいは燃焼するこ
となく、燃料が気化したままを多量に含んだ排気ガスあ
るいは気化した燃料が還元触媒１１ａに達する。空燃比
がリッチになることにより、燃焼室１６から排気される
ＨＣ及びＣＯを多量に含む排気ガスあるいはＨＣを多量
に含む気化した燃料により還元触媒１１ａに吸蔵された
ＮＯｘが還元される。この結果、還元触媒１１ａのＮＯ
ｘ吸蔵量が減少し、例えばリーンバーン運転状態等で大
量に発生するＮＯｘをあらためて吸蔵し得るようにな
る。したがって、還元触媒１１ａに吸蔵されたＮＯｘが
効率よく還元される。なお、リッチスパイクを実行した
場合には、メモリ７ｂに保存していたＮＯｘ積算値ΣＮ
Ｏｘをクリアするものである。
【００２２】このように、通常の運転のための燃料を噴
射していない減速燃料カット実行中に、ＮＯｘ積算値Σ
ＮＯｘに対応する燃料を噴射してリッチスパイクを実行
するので、吸蔵されたＮＯｘの還元に寄与するＨＣ及び
ＣＯの量が通常のリッチスパイクの場合に比べて極めて
大量になるので、リッチスパイクに要する燃料量を通常
のリッチスパイクの場合に比較して減量することができ
る。したがって、このようなリッチスパイクを繰り返し
実行しても、減速燃料カット実行時のリッチスパイクに
要する燃料量の総量を減少させることができるので、全
体としての燃料消費量つまり燃費を改善することができ
る。加えて、減速燃料カット中に還元触媒１１ａに吸蔵
されたＮＯｘを還元することにより、後述する通常の走
行状態におけるリッチスパイク制御の回数を減少させる
ことができるので、燃費を向上させることができる。し
かも、還元触媒１１ａに吸蔵されたＮＯｘを効率よく還
元することができるので、ＮＯｘが排出されることを確
実に防止することができる。
射していない減速燃料カット実行中に、ＮＯｘ積算値Σ
ＮＯｘに対応する燃料を噴射してリッチスパイクを実行
するので、吸蔵されたＮＯｘの還元に寄与するＨＣ及び
ＣＯの量が通常のリッチスパイクの場合に比べて極めて
大量になるので、リッチスパイクに要する燃料量を通常
のリッチスパイクの場合に比較して減量することができ
る。したがって、このようなリッチスパイクを繰り返し
実行しても、減速燃料カット実行時のリッチスパイクに
要する燃料量の総量を減少させることができるので、全
体としての燃料消費量つまり燃費を改善することができ
る。加えて、減速燃料カット中に還元触媒１１ａに吸蔵
されたＮＯｘを還元することにより、後述する通常の走
行状態におけるリッチスパイク制御の回数を減少させる
ことができるので、燃費を向上させることができる。し
かも、還元触媒１１ａに吸蔵されたＮＯｘを効率よく還
元することができるので、ＮＯｘが排出されることを確
実に防止することができる。
【００２３】一方、減速走行でなく、エンジン１００が
通常の運転状態すなわち減速燃料カットを実行していな
い運転状態において、ＮＯｘ積算値ΣＮＯｘが第１の所
定値を上回る運転状態になった場合は、ステップＳ１〜
ステップＳ４を実行してリッチスパイクを実行する。こ
の場合にあっては、通常の運転状態における燃料噴射量
をリッチスパイクのための燃料量で増量補正して、排気
ガス中のＨＣ及びＣＯの排出量を増加させるものであ
る。これにより、還元触媒１１ａに吸蔵されたＮＯｘが
還元される。この場合にあっても、メモリ７ｂに保存し
ていたＮＯｘ積算値ΣＮＯｘをクリアする。
通常の運転状態すなわち減速燃料カットを実行していな
い運転状態において、ＮＯｘ積算値ΣＮＯｘが第１の所
定値を上回る運転状態になった場合は、ステップＳ１〜
ステップＳ４を実行してリッチスパイクを実行する。こ
の場合にあっては、通常の運転状態における燃料噴射量
をリッチスパイクのための燃料量で増量補正して、排気
ガス中のＨＣ及びＣＯの排出量を増加させるものであ
る。これにより、還元触媒１１ａに吸蔵されたＮＯｘが
還元される。この場合にあっても、メモリ７ｂに保存し
ていたＮＯｘ積算値ΣＮＯｘをクリアする。
【００２４】このように、通常運転時に、ＮＯｘ積算値
ΣＮＯｘが第１の所定値を上回った時点で通常のリッチ
スパイクを実行するので、減速燃料カット実行中以外に
おいても周期的に還元触媒１１ａに貯蔵されたＮＯｘが
還元され、ＮＯｘが排出されることを確実に防止するこ
とができる。
ΣＮＯｘが第１の所定値を上回った時点で通常のリッチ
スパイクを実行するので、減速燃料カット実行中以外に
おいても周期的に還元触媒１１ａに貯蔵されたＮＯｘが
還元され、ＮＯｘが排出されることを確実に防止するこ
とができる。
【００２５】なお、本発明は以上に説明した実施の形態
に限定されるものではない。
に限定されるものではない。
【００２６】上記実施の形態にあっては、流量制御弁４
を閉じた状態とするものを説明したが、ステップＳ６に
おいて減速燃料カット実行中のリッチスパイクを実行す
ることを決定した場合には、流量制御弁４をさらに閉じ
側つまりほぼ全閉状態に制御して、シリンダＣＹ内具体
的には燃焼室１６内の圧力がさらに真空状態に近づくよ
うに構成してもよい。この場合、流量制御弁４の制御
は、上記実施の形態にあっては、ステップＳ６を実行し
た後に行うものであってよい。
を閉じた状態とするものを説明したが、ステップＳ６に
おいて減速燃料カット実行中のリッチスパイクを実行す
ることを決定した場合には、流量制御弁４をさらに閉じ
側つまりほぼ全閉状態に制御して、シリンダＣＹ内具体
的には燃焼室１６内の圧力がさらに真空状態に近づくよ
うに構成してもよい。この場合、流量制御弁４の制御
は、上記実施の形態にあっては、ステップＳ６を実行し
た後に行うものであってよい。
【００２７】また、バイパス通路３を持たずに、スロッ
トル弁の開度を例えばリニアモータ等で直接制御してア
イドル運転時の速度制御を行うものにあっては、上記し
た流量制御弁４の閉成制御と同様に、さらに閉じ側つま
りほぼ全閉状態に制御するものであってよい。このよう
に、スロットル弁をさらに閉じ側に制御することによ
り、燃焼室１６に吸入される空気がほぼなくなるととも
に、燃焼室１６内の圧力がさらに真空状態に近づくこと
になり、減速燃料カット実行中のリッチスパイクの効率
を少ない燃料量で向上させることができる。なお、この
流量制御弁４の閉じ側への制御は、上記したように単独
でするものであってもよいし、上記実施の形態のエンジ
ン１００のように、パイバス通路３を備えるものにあっ
ては、流量制御弁４の閉じ側制御とともに行うものであ
ってよい。
トル弁の開度を例えばリニアモータ等で直接制御してア
イドル運転時の速度制御を行うものにあっては、上記し
た流量制御弁４の閉成制御と同様に、さらに閉じ側つま
りほぼ全閉状態に制御するものであってよい。このよう
に、スロットル弁をさらに閉じ側に制御することによ
り、燃焼室１６に吸入される空気がほぼなくなるととも
に、燃焼室１６内の圧力がさらに真空状態に近づくこと
になり、減速燃料カット実行中のリッチスパイクの効率
を少ない燃料量で向上させることができる。なお、この
流量制御弁４の閉じ側への制御は、上記したように単独
でするものであってもよいし、上記実施の形態のエンジ
ン１００のように、パイバス通路３を備えるものにあっ
ては、流量制御弁４の閉じ側制御とともに行うものであ
ってよい。
【００２８】加えて、減速燃料カット実行中のリッチス
パイクにおいて、点火プラグＩＧの動作を中止すること
により、リッチスパイクにより噴射された燃料が全く燃
焼しないようにするものであってもよい。このように、
点火プラグＩＧを動作させないことにより燃焼がなくな
るので、リッチスパイクにより噴射されて気化した燃料
中のＨＣが還元触媒１１ａに吸蔵されたＮＯｘに対して
直接に作用するため、リッチスパイクに要する燃料量を
さらに減量することができる。
パイクにおいて、点火プラグＩＧの動作を中止すること
により、リッチスパイクにより噴射された燃料が全く燃
焼しないようにするものであってもよい。このように、
点火プラグＩＧを動作させないことにより燃焼がなくな
るので、リッチスパイクにより噴射されて気化した燃料
中のＨＣが還元触媒１１ａに吸蔵されたＮＯｘに対して
直接に作用するため、リッチスパイクに要する燃料量を
さらに減量することができる。
【００２９】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ＮＯｘ
吸蔵量が第１の所定値以上となった場合にリッチスパイ
クを実行してＮＯｘ吸蔵量を低減するとともに、ＮＯｘ
吸蔵量が第１の所定値より小さい第２の所定値以上であ
ることを判定した場合に、スロットル弁が閉じた状態に
おける減速燃料カット制御運転中にリッチスパイクを実
施してＮＯｘ吸蔵量を低減することができる。この減速
燃料カット制御運転中にあっては、スロットル弁が閉じ
た状態であるので、シリンダ内には吸入空気がほとんど
存在しない状態で、しかもシリンダ内が真空状態に近い
状態となるため、リッチスパイクによりシリンダ内に供
給された燃料は気化して、ほとんど燃焼することなく気
化した燃料の状態でＮＯｘ吸蔵型還元触媒に達すること
になり、ＮＯｘ吸蔵型還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを還
元することができる。したがって、少量の燃料によるリ
ッチスパイクにより効率よく吸蔵されているＮＯｘを低
減することができる。
吸蔵量が第１の所定値以上となった場合にリッチスパイ
クを実行してＮＯｘ吸蔵量を低減するとともに、ＮＯｘ
吸蔵量が第１の所定値より小さい第２の所定値以上であ
ることを判定した場合に、スロットル弁が閉じた状態に
おける減速燃料カット制御運転中にリッチスパイクを実
施してＮＯｘ吸蔵量を低減することができる。この減速
燃料カット制御運転中にあっては、スロットル弁が閉じ
た状態であるので、シリンダ内には吸入空気がほとんど
存在しない状態で、しかもシリンダ内が真空状態に近い
状態となるため、リッチスパイクによりシリンダ内に供
給された燃料は気化して、ほとんど燃焼することなく気
化した燃料の状態でＮＯｘ吸蔵型還元触媒に達すること
になり、ＮＯｘ吸蔵型還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを還
元することができる。したがって、少量の燃料によるリ
ッチスパイクにより効率よく吸蔵されているＮＯｘを低
減することができる。
【図１】本発明の実施の一形態の概略構成を示す構成説
明図。
明図。
【図２】同実施の形態の制御手順の概略を示すフローチ
ャート。
ャート。
１…吸気系
２…スロットル弁
ＣＹ…シリンダ
ＩＧ…点火プラグ
７…電子制御装置
７ａ…中央演算処理装置
７ｂ…メモリ
７ｃ…入力インターフェース
７ｄ…出力インターフェース
１１ａ…ＮＯｘ吸蔵型還元触媒
１４…排気系
─────────────────────────────────────────────────────
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 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｒ
3/28 ３０１ 3/28 ３０１Ｃ
Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ａ
３０１Ｈ
３０１Ｋ
３０１Ｌ
３０１Ｔ
45/00 ３１０ 45/00 ３１０Ｆ
Ｆターム(参考） 3G084 AA03 AA04 BA05 BA09 BA10
BA13 BA16 CA06 DA10 DA27
EA11 EB01 EB11 EB16 EB22
FA05 FA10 FA11 FA20 FA26
FA29 FA33 FA36 FA38
3G091 AA02 AA12 AA17 AA23 AA28
AB03 AB06 AB09 BA14 BA15
BA19 BA33 CA13 CB02 CB05
CB07 DA01 DA02 DA04 DB06
DB10 DC01 EA00 EA01 EA06
EA07 EA16 EA26 EA34 EA39
FA05 FA19 FB10 FB11 FB12
FC02 GA06 HA08 HA18 HA36
HB03
3G301 HA01 HA06 HA15 JA15 JA25
JA26 JB09 KA08 KA16 KA17
KA18 KA19 KA20 KB07 LA01
LA03 LA08 LB02 MA01 MA06
MA11 MA24 NA07 NA08 ND01
ND16 NE01 NE02 NE06 NE07
NE13 NE14 NE15 PA07Z
PA11Z PD02Z PE01Z PE08Z
PF16Z
Claims (3)
- 【請求項１】吸気系にスロットル弁を備えるとともにシ
リンダの上部に点火プラグを備える内燃機関の排気通路
に配置されたＮＯｘ吸蔵型還元触媒のＮＯｘ吸蔵量が第
１の所定値以上となった場合に、一時的に空燃比を濃く
するリッチスパイクによってＮＯｘ吸蔵量を低減させる
排気浄化方法において、 ＮＯｘ吸蔵量が第１の所定値より小さい第２の所定値以
上であることを判定した場合に、スロットル弁が閉じた
状態の減速燃料カット制御運転中にリッチスパイクを実
施することを特徴とする内燃機関の排気浄化方法。 - 【請求項２】内燃機関がスロットル弁を迂回する補助空
気通路に設けられた流量制御弁をさらに備えてなり、減
速燃料カット制御運転中のリッチスパイク時に、スロッ
トル弁又は流量制御弁をさらに閉じ側に制御して、内燃
機関のシリンダ内の圧力をさらに真空側に近づけること
を特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化方法。 - 【請求項３】減速燃料カット制御運転中のリッチスパイ
ク時に、点火プラグの点火を中止することを特徴とする
請求項１又は２記載の内燃機関の排気浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001209678A JP2003020982A (ja) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | 内燃機関の排気浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001209678A JP2003020982A (ja) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | 内燃機関の排気浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003020982A true JP2003020982A (ja) | 2003-01-24 |
Family
ID=19045300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001209678A Pending JP2003020982A (ja) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | 内燃機関の排気浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003020982A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006274843A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | エンジンの制御装置 |
| WO2008013298A1 (en) * | 2006-07-24 | 2008-01-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
| JP2014040821A (ja) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
| WO2022196284A1 (ja) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | 株式会社デンソー | エンジン制御装置 |
-
2001
- 2001-07-10 JP JP2001209678A patent/JP2003020982A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006274843A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | エンジンの制御装置 |
| WO2008013298A1 (en) * | 2006-07-24 | 2008-01-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
| US8079213B2 (en) | 2006-07-24 | 2011-12-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
| JP2014040821A (ja) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
| WO2022196284A1 (ja) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | 株式会社デンソー | エンジン制御装置 |
| JP7517214B2 (ja) | 2021-03-19 | 2024-07-17 | 株式会社デンソー | エンジン制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040913 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070501 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070515 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071009 |