JP2003343314A - 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

Publication number
JP2003343314A
JP2003343314A JP2002146575A JP2002146575A JP2003343314A JP 2003343314 A JP2003343314 A JP 2003343314A JP 2002146575 A JP2002146575 A JP 2002146575A JP 2002146575 A JP2002146575 A JP 2002146575A JP 2003343314 A JP2003343314 A JP 2003343314A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nox
internal combustion
combustion engine
rich
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002146575A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4023216B2 (ja
Inventor
Hideo Ikegaya
英男 池ヶ谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2002146575A priority Critical patent/JP4023216B2/ja
Publication of JP2003343314A publication Critical patent/JP2003343314A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4023216B2 publication Critical patent/JP4023216B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の排気通路に対して複数のNOx 触
媒を設置すると共に、それぞれのNOx 吸蔵能力を十分
に発揮させること。 【解決手段】 内燃機関1が第1気筒群(#1気筒〜#
3気筒)及び第2気筒群(#4気筒〜#6気筒)に分割
され、これらに対して独立的に排気通路12a,12b
が配設され、それぞれにNOx 触媒15a,15bが設
置されている。そして、NOx 触媒15a,15bのそ
れぞれの吸蔵能力が推定され、それらに共通のリジェネ
周期が設定され、かつ各吸蔵能力に応じて2つの気筒群
毎にリッチ燃焼させるリッチ時間が独立して設定され
る。これにより、NOx 触媒15a,15bの吸蔵能力
が考慮された適切な共通のリジェネ周期及び各リッチ時
間が採用されることとなり、それぞれの吸蔵能力を越え
て排気ガス中のNOx が流入することがないためエミッ
ション悪化を未然に防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス中のNOx を浄化する内燃機関の排気浄化装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関の排気浄化装置に関連す
る先行技術文献としては、特許第2836523号公報
にて開示されたものが知られている。このものでは、N
Ox 触媒(NOx 吸収剤)の劣化の度合いが高くなるほ
ど、NOx 触媒に流入する排気ガスの空燃比をリーンか
らリッチに切換えて吸蔵されたNOx を浄化するための
還元(Regeneration:リジェネレーション;以下、単に
『リジェネ』と記す)周期またはNOx 触媒に流入する
排気ガスの空燃比をリーンからリッチに切換えNOx 触
媒の還元のためリッチ燃焼させるリッチ時間を短くして
燃料消費率を低減し、リジェネ時に未燃HC,COが大
気中に放出されるのを阻止する技術が示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
排気量に対応するNOx 触媒によるNOx 吸蔵量の拡大
や触媒温度の低下を図ろうとすると、複数のNOx 触媒
を並列に設置する必要が生じることとなる。この際、各
NOx 触媒毎に劣化の度合いが異なることが考えられ
る。しかし、各NOx 触媒毎の劣化の度合いに応じてリ
ジェネ周期や各NOx 触媒の還元のためリッチ燃焼させ
るリッチ時間を設定することができないため、各NOx
触媒はそれぞれの吸蔵能力を十分に発揮できないという
不具合があった。
【0004】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、内燃機関の各気筒群毎に独立
して配設された排気通路に対してそれぞれNOx 触媒を
設置すると共に、それぞれのNOx 吸蔵能力を十分に発
揮させることが可能な内燃機関の排気浄化装置の提供を
課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の内燃機関の排
気浄化装置によれば、触媒制御手段によってNOx 触媒
のそれぞれの吸蔵能力が推定され、それらに共通のリジ
ェネ(還元)周期が設定され、かつ各吸蔵能力に応じて
NOx 触媒の還元のため気筒群毎にリッチ燃焼させるリ
ッチ時間が独立して設定される。これにより、NOx 触
媒の吸蔵能力が考慮された適切な共通のリジェネ周期及
び各リッチ時間が採用されることとなり、NOx 触媒の
それぞれの吸蔵能力を越えて排気ガス中のNOx が流入
することがないためエミッション悪化が未然に防止され
る。
【0006】請求項2の内燃機関の排気浄化装置によれ
ば、請求項1の手段に加え、更に、触媒制御手段によっ
て空燃比検出手段で検出されるNOx 触媒の下流側の空
燃比または酸素濃度に基づき、NOx 触媒のそれぞれの
吸蔵能力が推定される。これにより、NOx 触媒のそれ
ぞれの吸蔵能力が分かり、それらNOx 触媒に合わせて
共通のリジェネ周期及びリッチ燃焼させる各リジェネ時
間が設定されることで、NOx 触媒のそれぞれの吸蔵能
力を越えて排気ガス中のNOx が流入することがないた
めエミッション悪化が未然に防止される。
【0007】請求項3の内燃機関の排気浄化装置では、
触媒制御手段によってリッチ時間の短いNOx 触媒に対
応する気筒群では、リッチ時間の長い気筒群のNOx 触
媒に対するリッチ時間が終了するまでストイキ近傍にて
燃焼される。これにより、NOx 触媒の個体差や経時変
化の違いによるエミッション悪化が防止され、リジェネ
周期毎にNOx 触媒の個々の吸蔵能力が十分に回復され
る。
【0008】請求項4の内燃機関の排気浄化装置の内燃
機関では、1つの吸気通路に1つのスロットルバルブが
配設された構成であるため、内燃機関に対する吸気系の
構成を簡単で小さくすることができ、装置全体の小型化
が図られる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。
【0010】図1は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の排気浄化装置が適用された内燃機関及び
その周辺機器を示す概略構成図である。
【0011】図1において、内燃機関1は直列6気筒
(#1気筒〜#6気筒)4サイクルの火花点火式として
構成されている。内燃機関1の上流側のエアクリーナ2
から吸入された空気は吸気通路3、スロットルバルブ
4、サージタンク5、吸気マニホルド6を通過し、吸気
マニホルド6内で#1気筒〜#6気筒に対応する各イン
ジェクタ(燃料噴射弁)7から噴射された燃料と混合さ
れ、所定の空燃比(Air-Fuel Ratio)の混合気として各
気筒(#1気筒〜#6気筒)に分配供給される。また、
内燃機関1の#1気筒〜#6気筒に設けられた各点火プ
ラグ8には点火回路9から供給される高電圧がディスト
リビュータ10を介して逐次、分配供給され、#1気筒
〜#6気筒の混合気が所定タイミングで点火燃焼され
る。
【0012】そして、燃焼後の排気ガスは、内燃機関1
の第1気筒群(#1気筒〜#3気筒)及び第2気筒群
(#4気筒〜#6気筒)に分割され、それぞれに対応す
る排気マニホルド11a,11bに接続された排気通路
12a,12bに設置された触媒コンバータとしてのN
Ox 触媒15a,15bを通過したのち大気中に排出さ
れる。このNOx 触媒15a,15bによって、主にリ
ーン空燃比での燃焼時、排気ガス中のNOx が吸蔵され
ると共に、リッチ空燃比での燃焼時、吸蔵されたNOx
がリッチ成分としてのHC(炭化水素)やCO(一酸化
炭素)等にてリジェネ(還元)され放出される。
【0013】また、吸気通路3には吸気量(吸入空気
量)QA〔g/sec〕を検出する吸気量センサ21及
びスロットルバルブ4の下流側の吸気通路3内の負圧と
しての吸気圧PM〔kPa〕を検出する吸気圧センサ2
2が配設されている。そして、スロットルバルブ4には
スロットル開度TA〔°〕を検出するスロットル開度セ
ンサ23が配設されている。このスロットル開度センサ
23にはアイドルスイッチも内蔵されており、スロット
ルバルブ4が略全閉である旨の検出信号も出力される。
【0014】更に、内燃機関1のシリンダブロックには
冷却水温THW〔℃〕を検出する水温センサ24が配設
されている。ディストリビュータ10には内燃機関1の
機関回転速度NE〔rpm〕を検出する回転数センサ2
5が配設され、この回転数センサ25によって内燃機関
1の2回転、即ち、720〔°CA(Crank Angle:クラ
ンク角)〕毎に等間隔で24個のパルス信号が出力され
る。
【0015】また、排気通路12a,12b途中で触媒
15a,15bの上流側には、排気ガス中のO2 (酸
素)濃度に比例して広域でかつリニアな空燃比としての
A/Fセンサ出力値AF1,AF2を検出するA/Fセ
ンサ26a,26bがそれぞれ配設されている。そし
て、排気通路12a,12b途中でNOx 触媒15a,
15bの下流側には、排気ガス中の空燃比がリッチまた
はリーンに応じて生じる異なる起電力としてのO2 セン
サ出力値VOX1,VOX2を検出するO2 センサ27
a,27bが配設されている。
【0016】ECU(Electronic Control Unit:電子制
御ユニット)30は、周知の各種演算処理を実行する中
央処理装置としてのCPU31、制御プログラムを格納
したROM32、各種データを格納するRAM33、B
/U(バックアップ)RAM34等を中心に論理演算回
路として構成され、各種センサからの検出信号を入力す
る入力ポート35及び各種アクチュエータ等に制御信号
を出力する出力ポート36に対しバス37を介して接続
されている。ECU30のCPU31によって入力ポー
ト35からの各種入力信号が読込まれ演算処理され、#
1気筒〜#6気筒のインジェクタ7、点火回路9や各種
アクチュエータ等に各種出力信号42が出力され、内燃
機関10の運転状態が制御される。
【0017】ここで、本実施例の排気浄化制御の概要に
ついて、図2及び図3を参照して簡単に説明する。な
お、本実施例では、第1気筒群のNOx 触媒15aに吸
蔵されたNOx の方が第2気筒群のNOx 触媒15bに
吸蔵されたNOx より多く、NOx をリジェネ(還元)
するのに必要な時間間隔であるリジェネ周期(図3に示
す時刻t0 〜時刻t3 )がリジェネ周期カウンタCNO
XAD1にて設定される場合が想定されている。また、
第1気筒群に対するリジェネ周期カウンタCNOXAD
1のオフセットされた初期値は、後述の第1気筒群のN
Ox 触媒15aと第2気筒群のNOx 触媒15bとのN
Ox 吸蔵量差DLNOXに基づき設定されている。
【0018】図2に示すマップに基づき、機関回転速度
NE〔rpm〕及び吸気圧〔kPa〕をパラメータとし
て適宜、目標空燃比AFTGが算出される。そして、図
3にタイムチャートを示すように、内燃機関1に対する
リーン燃焼の実施途中において一時的にリッチ燃焼が実
施されるよう、燃料噴射毎に計数される第1気筒群に対
するリジェネ周期カウンタCNOXAD1に基づき、目
標空燃比AFTG1によるリッチ燃焼とするリッチ時間
(時刻t0 〜時刻t2 )、また、燃料噴射毎に計数され
る第2気筒群に対するリジェネ周期カウンタCNOXA
D2に基づき、目標空燃比AFTG2によるリッチ燃焼
とするリッチ時間(時刻t0 〜時刻t1)が設定され
る。
【0019】ここで、第2気筒群に対するリッチ時間
(時刻t0 〜時刻t1 )が終了したののち、第1気筒群
に対するリッチ時間(時刻t0 〜時刻t2 )が終了する
までは、第2気筒群に対して理論空燃比(Stoichiometr
ic Air-Fuel Ratio;以下、『ストイキ』と記す)燃焼と
するストイキ時間(時刻t1 〜時刻t2 )が設定され
る。そして、第1気筒群及び第2気筒群に共通なリーン
燃焼とするリーン時間(時刻t2 〜時刻t3 )が設定さ
れ、これら設定された各時間に応じてリッチ燃焼、スト
イキ燃焼及びリーン燃焼が実施される。これにより、内
燃機関1の排気通路12a,12b途中に設置されたN
Ox 触媒15a,15bにより、内燃機関1のリーン燃
焼時、排気ガス中のNOx が吸蔵され、内燃機関1のリ
ッチ燃焼時、吸蔵されたNOx がリジェネ(還元)され
浄化されることとなる。なお、第1気筒群のNOx 触媒
15aと第2気筒群のNOx 触媒15bとのNOx 吸蔵
量差DLNOXが「0(零)」であるときには、リジェ
ネ周期カウンタCNOXAD1,CNOXAD2は同じ
ように遷移することでストイキ燃焼の必要がないためス
トイキ時間は設定されない。
【0020】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の排気浄化装置で使用されているECU3
0内のCPU31における燃料噴射制御の処理手順を示
す図4のフローチャートに基づいて説明する。なお、こ
の燃料噴射制御ルーチンは各気筒の燃料噴射タイミング
毎(本実施例では120〔°CA〕毎)にCPU31に
て繰返し実行される。
【0021】図4において、ステップS101で、内燃
機関の運転状態に応じた各種センサ情報が読込まれる。
次にステップS102に移行して、ROM32内に予め
格納されている基本噴射マップを用い機関回転速度NE
〔rpm〕及び吸気圧PM〔kPa〕に基づいて基本噴
射量Tpが算出される。次にステップS103に移行し
て、後述の演算処理により目標空燃比AFTGが算出さ
れる。次にステップS104に移行して、実際の空燃比
(センサ計測値)と目標空燃比AFTGとの偏差に基づ
いて空燃比フィードバック補正係数FAFが算出され
る。なお、A/Fセンサ26a,26bからの空燃比信
号に基づく空燃比フィードバック制御については、周知
であり、その詳細な説明は省略する。次にステップS1
05に移行して、最終燃料噴射量TAUが次式(1)に
て算出され、この最終燃料噴射量TAUに相当する制御
信号がインジェクタ7に出力され本ルーチンを終了す
る。ここで、FALLは冷却水温、エアコン負荷等に基
づく各種補正係数である。
【0022】
【数1】 TAU=Tp・FAF・FALL ・・・(1)
【0023】なお、空燃比フィードバック制御は、内燃
機関1の冷却水温THWが所定温度以上、高回転・高負
荷状態になく、A/Fセンサ26a,26bが活性状態
にある等のフィードバック実行条件が成立するときに実
行され、フィードバック実行条件が不成立であるときに
はFAF=1.0とする空燃比オープン制御が実行され
る。
【0024】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の排気浄化装置で使用されているECU3
0内のCPU31における目標空燃比AFTG演算の処
理手順を示す図5のフローチャートに基づいて説明す
る。
【0025】図5において、ステップS201では、第
1気筒群のNOx 触媒15aに対するNOx リジェネ処
理実行を判定するためのNOx リジェネ実行判定値NO
XJDG1が第2気筒群のNOx 触媒15bに対するN
Ox リジェネ処理実行を判定するためのNOx リジェネ
実行判定値NOXJDG2以下であるかが判定される。
なお、NOx リジェネ実行判定値NOXJDG1,NO
XJDG2は後述の演算処理によって算出される。ステ
ップS201の判定条件が成立するときにはステップS
202に移行し、第1気筒群のNOx リジェネ実行判定
値NOXJDG1が最終リジェネ実行判定値NOXJD
Gに設定される。一方、ステップS201の判定条件が
成立しないときにはステップS203に移行し、第2気
筒群のNOx リジェネ実行判定値NOXJDG2が最終
リジェネ実行判定値NOXJDGに設定される。
【0026】ステップS202またはステップS203
による処理ののちステップS204に移行し、NOx 吸
蔵量CNOXADが最終リジェネ実行判定値NOXJD
G以上であるかが判定される。ステップS204の判定
条件が成立、即ち、NOx 吸蔵量CNOXADが最終リ
ジェネ実行判定値NOXJDG以上と多いときにはステ
ップS205に移行し、NOx リジェネ実行フラグ1及
びNOx リジェネ実行フラグ2が共に「ON(オン)」
とされ、リッチ制御値が目標空燃比AFTG1及び目標
空燃比AFTG2とされる。一方、ステップS204の
判定条件が成立せず、即ち、NOx 吸蔵量CNOXAD
が最終リジェネ実行判定値NOXJDG未満と少ないと
きにはステップS205がスキップされる。次にステッ
プS206に移行して、第1気筒群のNOx 触媒15a
に吸蔵されたNOx のリジェネ時間間隔を設定するため
のリジェネ周期カウンタCNOXAD1が「0」以下で
あるかが判定される。ステップS206の判定条件が成
立、即ち、リジェネ周期カウンタCNOXAD1が
「0」以下と小さいときにはステップS207に移行
し、NOx リジェネ実行フラグ1が「OFF(オフ)」
とされ、第1気筒群の目標空燃比AFTG1がストイキ
に設定される。一方、ステップS206の判定条件が成
立せず、即ち、リジェネ周期カウンタCNOXAD1が
「0」を越え大きいときにはステップS207がスキッ
プされる。
【0027】次にステップS208に移行して、第2気
筒群のNOx 触媒15bに吸蔵されたNOx のリジェネ
時間間隔を設定するためのリジェネ周期カウンタCNO
XAD2が「0」以下であるかが判定される。ステップ
S208の判定条件が成立、即ち、リジェネ周期カウン
タCNOXAD2が「0」以下と小さいときにはステッ
プS209に移行し、NOx リジェネ実行フラグ2が
「OFF」とされ、第2気筒群の目標空燃比AFTG2
がストイキに設定される。一方、ステップS208の判
定条件が成立せず、即ち、リジェネ周期カウンタCNO
XAD2が「0」を越え大きいときにはステップS20
9がスキップされる。次にステップS210に移行し
て、NOx リジェネ実行フラグ1及びNOx リジェネ実
行フラグ2が共に「OFF」であるかが判定される。ス
テップS210の判定条件が成立、即ち、NOx リジェ
ネ実行フラグ1及びNOx リジェネ実行フラグ2が共に
「OFF」であるときにはステップS211に移行し、
リーン制御値が目標空燃比AFTG1及び目標空燃比A
FTG2とされ、本ルーチンを終了する。
【0028】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の排気浄化装置で使用されているECU3
0内のCPU31におけるリッチガス積算値AFAD演
算の処理手順を示す図6のフローチャートに基づいて参
照して説明する。なお、このリッチガス積算値AFAD
演算ルーチンは所定時間毎にCPU31にて繰返し実行
される。
【0029】図6において、まず、ステップS301
で、ストイキ空燃比AFSDからA/F(空燃比)セン
サ26aのA/Fセンサ出力値AF1が減算されリッチ
空燃比AFDVが算出される。次にステップS302に
移行して、ステップS301で算出されたリッチ空燃比
AFDVが「0」を越えているかが判定される。ステッ
プS302の判定条件が成立、即ち、リッチ空燃比AF
DVが0を越え大きいときにはステップS303に移行
して、リッチ空燃比AFDVに吸気量QAが乗算されリ
ッチ供給量AFDV1が算出される。次にステップS3
04に移行して、ステップS303で算出されたリッチ
供給量AFDV1が加算されリッチガス積算値AFAD
1が更新される。一方、ステップS302の判定条件が
成立せず、即ち、リッチ空燃比AFDVが0以下と小さ
いときにはステップS303及びステップS304がス
キップされる。
【0030】次にステップS305に移行して、ストイ
キ空燃比AFSDからA/F(空燃比)センサ26bの
A/Fセンサ出力値AF2が減算されリッチ空燃比AF
DVが算出される。次にステップS306に移行して、
ステップS305で算出されたリッチ空燃比AFDVが
「0」を越えているかが判定される。ステップS305
の判定条件が成立、即ち、リッチ空燃比AFDVが0を
越え大きいときにはステップS306に移行して、リッ
チ空燃比AFDVに吸気量QAが乗算されリッチ供給量
AFDV2が算出される。次にステップS307に移行
して、ステップS307で算出されたリッチ供給量AF
DV2が加算されリッチガス積算値AFAD2が更新さ
れたのち、本ルーチンを終了する。一方、ステップS3
06の判定条件が成立せず、即ち、リッチ空燃比AFD
Vが0以下と小さいときにはステップS307及びステ
ップS308がスキップされ、本ルーチンを終了する。
【0031】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の排気浄化装置で使用されているECU3
0内のCPU31におけるNOx 積算量演算の処理手順
を示す図7のフローチャートに基づき、図8を参照して
説明する。ここで、図8は機関回転速度NE〔rpm〕
及び吸気圧PM〔kPa〕をパラメータとしてNOx量
CNOXを算出するマップである。なお、このNOx 積
算量演算ルーチンは所定時間毎にCPU31にて繰返し
実行される。
【0032】図7において、ステップS401で、A/
Fセンサ値1及びA/Fセンサ値2が共にリーンを示し
ているかが判定される。ステップS401の判定条件が
成立、即ち、A/Fセンサ値がリーンを示しているとき
にはステップS402に移行し、図8に基づき排気ガス
中のNOx 量CNOX(モル)が算出される。次にステ
ップS403に移行して、ステップS402で算出され
たNOx 量CNOXが加算されNOx 積算量としてNO
x 吸蔵量CNOXADが更新され、また、後述の第1気
筒群に対するリジェネ時間補正値DLREG1が加算さ
れリジェネ周期カウンタCNOXAD1及び後述の第2
気筒群に対するリジェネ時間補正値DLREG2が加算
されリジェネ周期カウンタCNOXAD2がそれぞれ更
新されたのち、本ルーチンを終了する。
【0033】一方、ステップS401の判定条件が成立
せず、即ち、A/Fセンサ値1及びA/Fセンサ値2が
共にリーンを示していないときにはステップS404に
移行し、NOx 還元量DNOX(モル)が算出される。
次にステップS405に移行して、A/Fセンサ値1が
リッチを示しているかが判定される。ステップS405
の判定条件が成立、即ち、A/Fセンサ値1がリッチを
示しているときにはステップS406に移行し、ステッ
プS404で算出されたNOx 還元量DNOXが加算さ
れNOx 積算量として第1気筒群に対するリジェネ周期
カウンタCNOXAD1が更新される。一方、ステップ
S405の判定条件が成立せず、即ち、A/Fセンサ値
1がリーンを示しているときにはステップS406がス
キップされる。
【0034】次にステップS407に移行して、A/F
センサ値2がリッチを示しているかが判定される。ステ
ップS407の判定条件が成立、即ち、A/Fセンサ値
2がリッチを示しているときにはステップS408に移
行し、ステップS404で算出されたNOx 還元量DN
OXが加算されNOx 積算量として第2気筒群に対する
リジェネ周期カウンタCNOXAD2が更新される。一
方、ステップS407の判定条件が成立せず、即ち、A
/Fセンサ値2がリーンを示しているときにはステップ
S408がスキップされる。次にステップS409に移
行して、NOx積算量としてNOx 吸蔵量CNOXAD
が「0」にクリアされたのち、本ルーチンを終了する。
【0035】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の排気浄化装置で使用されているECU3
0内のCPU31における触媒劣化検出の処理手順を示
す図9のフローチャートに基づき、図10及び図11を
参照して説明する。ここで、図10はNOx 吸蔵量差D
LNOXをパラメータとしてリジェネ時間補正値DLR
EGを算出するマップであり、図11はNOx 吸蔵量N
OXCAPをパラメータとしてNOx リジェネ実行判定
値NOXJDGを算出するマップである。なお、この触
媒劣化検出ルーチンは所定時間毎にCPU31にて繰返
し実行される。
【0036】図9において、ステップS501で、劣化
検出タイミングカウンタCCATDTが「0」であるか
が判定される。ステップS501の判定条件が成立、即
ち、劣化検出タイミングカウンタCCATDTが「0」
であるときにはステップS502に移行し、リッチ制御
開始であるかが判定される。ステップS502の判定条
件が成立せず、即ち、リッチ制御開始でないときにはス
テップS503に移行し、リーン制御中であるかが判定
される。ステップS503の判定条件が成立、即ち、リ
ーン制御中であるときにはステップS504に移行し、
リーン時平均O 2 センサ出力値算出としてO2 センサ出
力値VOX1の(1/32)と前回までのリーン時平均
2 センサ出力値VOX1SMの(31/32)とが加
算され今回のリーン時平均O2 センサ出力値VOX1S
M、また、リーン時平均O2 センサ出力値算出としてO
2 センサ出力値VOX2の(1/32)と前回までのリ
ーン時平均O2 センサ出力値VOX2SMの(31/3
2)とが加算され今回のリーン時平均O2 センサ出力値
VOX2SMが算出され、本ルーチンを終了する。一
方、ステップS503の判定条件が成立せず、即ち、リ
ーン制御中でもないときにはステップS504がスキッ
プされ本ルーチンを終了する。
【0037】ここで、ステップS501の判定条件が成
立せず、即ち、劣化検出タイミングカウンタCCATD
Tが「0」でないときにはステップS505に移行し、
劣化検出タイミングカウンタCCATDTが「1」デク
リメントされる。一方、ステップS502の判定条件が
成立、即ち、リッチ制御開始であるときにはステップS
506に移行し、劣化検出タイミング判定値KCCAT
DTが劣化検出タイミングカウンタCCATDTに設定
される。
【0038】ステップS505またはステップS506
における処理ののちステップS507に移行し、後述の
演算処理によりO2 センサ出力積算値VOXADが算出
される。次にステップS508に移行して、リッチガス
積算値AFADが算出される。次にステップS509に
移行して、再度、劣化検出タイミングカウンタCCAT
DTが「0」であるかが判定される。ステップS509
の判定条件が成立せず、即ち、劣化検出タイミングカウ
ンタCCATDTが「0」でないときには、本ルーチン
を終了する。一方、ステップS509の判定条件が成
立、即ち、劣化検出タイミングカウンタCCATDTが
「0」であるときにはステップS510に移行し、第1
気筒群においてリッチガス積算値AFAD1からリッチ
排出量VOX1ADが減算されNOx 最大吸蔵量NOX
CAP1とされる。また、第2気筒群においてリッチガ
ス積算値AFAD2からリッチ排出量VOX2ADが減
算されNOx 最大吸蔵量NOXCAP2とされる。そし
て、NOx 最大吸蔵量NOXCAP1とNOx 最大吸蔵
量NOXCAP2との偏差の絶対値が両気筒群間におけ
るNOx 吸蔵量差DLNOXとされる。
【0039】次にステップS511に移行して、第1気
筒群のNOx 最大吸蔵量NOXCAP1が第2気筒群の
NOx 最大吸蔵量NOXCAP2を越えているかが判定
される。ステップS511の判定条件が成立、即ち、N
Ox 最大吸蔵量NOXCAP1がNOx 最大吸蔵量NO
XCAP2を越え多いときにはステップS512に移行
し、図10のマップによりNOx 吸蔵量差DLNOXを
パラメータとして第1気筒群のリジェネ時間補正値DL
REG1が算出されると共に、第2気筒群のリジェネ時
間補正値DLREG2が「0」にクリアされる。
【0040】一方、ステップS511の判定条件が成立
せず、即ち、NOx 最大吸蔵量NOXCAP1がNOx
最大吸蔵量NOXCAP2以下と少ないときにはステッ
プS513に移行し、図10のマップによりNOx 吸蔵
量差DLNOXをパラメータとして第2気筒群のリジェ
ネ時間補正値DLREG2が算出されると共に、第1気
筒群のリジェネ時間補正値DLREG1が「0」にクリ
アされる。次にステップS514に移行して、図11の
マップによりNOx 吸蔵量NOXCAPをパラメータと
して第1気筒群のNOx リジェネ実行判定値NOXJD
G1及び第2気筒群のNOx リジェネ実行判定値NOX
JDG2が算出され、本ルーチンを終了する。
【0041】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の排気浄化装置で使用されているECU3
0内のCPU31におけるO2 センサ出力積算値演算の
処理手順を示す図12のフローチャートに基づいて説明
する。なお、このO2 センサ出力積算値演算ルーチンは
所定時間毎にCPU31にて繰返し実行される。
【0042】図12において、ステップS601で、第
1気筒群のO2 センサ出力値VOX1からリーン時平均
2 センサ出力値VOX1SMが減算されリッチ出力偏
差VOX1DVとされる。次にステップS602に移行
して、ステップS601によるリッチ出力偏差VOX1
DVの絶対値が0.02〔V:ボルト〕以上であるかが
判定される。ステップS602の判定条件が成立、即
ち、リッチ出力偏差VOX1DVの絶対値が0.02
〔V〕以上と大きいときにはステップS603に移行し
て、リッチ出力偏差VOX1DVに吸気量QAが乗算さ
れリッチ出力偏差VOX1DVが補正される。そして、
ステップS604に移行し、リッチ出力偏差VOX1D
Vが加算されリッチ排出量VOX1ADが更新される。
一方、ステップS602の判定条件が成立せず、即ち、
リッチ出力偏差VOX1DVの絶対値が0.02〔V〕
未満と小さいときにはステップS603及びステップS
604がスキップされる。
【0043】次にステップS605に移行して、第2気
筒群のO2 センサ出力値VOX2からリーン時平均O2
センサ出力値VOX2SMが減算されリッチ出力偏差V
OX2DVとされる。次にステップS606に移行し
て、ステップS605によるリッチ出力偏差VOX2D
Vの絶対値が0.02〔V:ボルト〕以上であるかが判
定される。ステップS606の判定条件が成立、即ち、
リッチ出力偏差VOX2DVの絶対値が0.02〔V〕
以上と大きいときにはステップS607に移行して、リ
ッチ出力偏差VOX2DVに吸気量QAが乗算されリッ
チ出力偏差VOX2DVが補正される。そして、ステッ
プS608に移行し、リッチ出力偏差VOX2DVが加
算されリッチ排出量VOX2ADが更新され、本ルーチ
ンを終了する。一方、ステップS606の判定条件が成
立せず、即ち、リッチ出力偏差VOX2DVの絶対値が
0.02〔V〕未満と小さいときにはステップS607
及びステップS608がスキップされ、本ルーチンを終
了する。
【0044】このように、本実施例の内燃機関の排気浄
化装置は、内燃機関1を構成する6つの気筒(#1気筒
〜#6気筒)を第1気筒群(#1気筒〜#3気筒)及び
第2気筒群(#4気筒〜#6気筒)からなる2つの気筒
群に分割し、各気筒群毎に独立して配設する排気通路1
2a,12bと、排気通路12a,12b途中にそれぞ
れ設置し、内燃機関1のリーン燃焼時、排気ガス中のN
Ox (窒素酸化物)を吸蔵し、内燃機関1のリッチ燃焼
時、吸蔵したNOx をリジェネ(還元)し浄化するNO
x 触媒15a,15bと、NOx 触媒15a,15bの
それぞれの吸蔵能力を推定し、それらに共通の還元周期
としてのリジェネ周期を設定すると共に、NOx 触媒1
5a,15bの還元のため各気筒群毎にリッチ燃焼させ
るリッチ時間を独立して設定するECU30内のCPU
31にて達成される触媒制御手段とを具備するものであ
る。
【0045】つまり、内燃機関1を構成する6つの気筒
(#1気筒〜#6気筒)が第1気筒群(#1気筒〜#3
気筒)及び第2気筒群(#4気筒〜#6気筒)からなる
2つの気筒群に分割され、これら2つの気筒群に対して
独立的に排気通路12a,12bが配設され、この排気
通路12a,12b途中にNOx 触媒15a,15bが
設置されている。そして、NOx 触媒15a,15bの
それぞれの吸蔵能力が推定され、それらに共通のリジェ
ネ周期が設定され、かつ各吸蔵能力に応じて2つの気筒
群毎にリッチ燃焼させるリッチ時間が独立して設定され
る。これにより、NOx 触媒15a,15bの吸蔵能力
が考慮された適切な共通のリジェネ周期及び各リッチ時
間が採用されることとなり、NOx 触媒15a,15b
のそれぞれの吸蔵能力を越えて排気ガス中のNOx が流
入することがないためエミッション悪化を未然に防止す
ることができる。
【0046】また、本実施例の内燃機関の排気浄化装置
は、更に、排気通路12a,12b途中のNOx 触媒1
5a,15bの下流側に配設し、排気ガス中のO2 (酸
素)濃度を検出する空燃比検出手段としてのO2 センサ
27a,27bを具備し、ECU30内のCPU31に
て達成される触媒制御手段が、NOx 触媒15a,15
bのそれぞれの吸蔵能力をO2 センサ27a,27bで
検出したO2 濃度に基づいて推定するものである。
【0047】つまり、O2 センサ27a,27bで検出
されるNOx 触媒15a,15bの下流側のO2 濃度に
よって、これらNOx 触媒15a,15bのそれぞれの
吸蔵能力が分かり、そのNOx 触媒15a,15bに合
わせた共通のリジェネ周期及び各リッチ時間が設定され
る。これにより、NOx 触媒15a,15bのそれぞれ
の吸蔵能力を越えて排気ガス中のNOx が流入すること
がないためエミッション悪化を未然に防止することがで
きる。
【0048】そして、本実施例の内燃機関の排気浄化装
置のECU30内のCPU31にて達成される触媒制御
手段は、リッチ時間が早く終了したNOx 触媒15bに
対する第2気筒群では、第1気筒群のNOx 触媒15a
に対するリッチ時間が終了するまでストイキ(理論空燃
比)近傍にて燃焼させるものである。つまり、NOx触
媒15a,15bのうちリッチ時間の短いNOx 触媒1
5bに対する第2気筒群では、リッチ時間の長い第1気
筒群のNOx 触媒15aに対するリッチ時間が終了する
までストイキ近傍にて燃焼される。これにより、NOx
触媒15a,15bの個体差や経時変化の違いによるエ
ミッション悪化が防止され、リジェネ周期毎にNOx 触
媒15a,15bの個々の吸蔵能力を十分に回復させる
ことができる。
【0049】更に、本実施例の内燃機関の排気浄化装置
は、1つの吸気通路3を備え、その吸気通路3に1つの
スロットルバルブ4を配設するものである。つまり、内
燃機関1を構成する6つの気筒(#1気筒〜#6気筒)
に対する吸気系として、1つの吸気通路3が配設され、
その吸気通路3に1つのスロットルバルブ4が配設され
ている。そして、内燃機関1を構成する6つの気筒(#
1気筒〜#6気筒)に対する排気系として、第1気筒群
(#1気筒〜#3気筒)及び第2気筒群(#4気筒〜#
6気筒)に分割された各気筒群毎に独立した排気通路1
2a,12bが配設され、それらの途中にNOx 触媒1
5a,15bがそれぞれ設置されている。これにより、
内燃機関1に対する吸気系の構成を簡単で小さくするこ
とができ、加えて、気筒群当たりのNOx 触媒15a,
15bの大きさを小さくすることができるため、装置全
体の小型化を図ることができる。
【0050】ところで、上記実施例では、排気通路12
a,12b途中でNOx 触媒15a,15bの下流側に
2 センサ27a,27bを配設して排気ガス中のO2
濃度を検出しているが、本発明を実施する場合には、こ
れに限定されるものではなく、NOx 触媒15a,15
bの上流側のA/Fセンサ26a,26bと同様のA/
Fセンサを配設して排気ガス中の空燃比を検出するよう
にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置が適用された内燃機関及びそ
の周辺機器を示す概略構成図である。
【図2】 図2は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置における機関回転速度及び吸
気圧をパラメータとして目標空燃比を算出するマップで
ある。
【図3】 図3は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置におけるリジェネ周期カウン
タの値に基づきリーン時間及びリッチ時間の設定を示す
説明図である。
【図4】 図4は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置で使用されているECU内の
CPUにおける燃料噴射制御の処理手順を示すフローチ
ャートである。
【図5】 図5は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置で使用されているECU内の
CPUにおける目標空燃比演算の処理手順を示すフロー
チャートである。
【図6】 図6は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置で使用されているECU内の
CPUにおけるリッチガス積算値演算の処理手順を示す
フローチャートである。
【図7】 図7は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置で使用されているECU内の
CPUにおけるNOx 積算量演算の処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図8】 図8は図7で機関回転速度及び吸気圧をパラ
メータとしてNOx量を算出するマップである。
【図9】 図9は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置で使用されているECU内の
CPUにおける触媒劣化検出の処理手順を示すフローチ
ャートである。
【図10】 図10は図9でNOx 吸蔵量差をパラメー
タとして目標空燃比補正量を算出するマップである。
【図11】 図11は図9でNOx 吸蔵量をパラメータ
としてNOx リジェネ実行判定値を算出するマップであ
る。
【図12】 図12は本発明の実施の形態の一実施例に
かかる内燃機関の排気浄化装置で使用されているECU
内のCPUにおけるO2 センサ出力積算値演算の処理手
順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 内燃機関 3 吸気通路 4 スロットルバルブ 12a,12b 排気通路 15a,15b NOx 触媒 27a,27b O2 (酸素)センサ 30 ECU(電子制御ユニット) 31 CPU
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 3/28 F01N 3/28 301G Fターム(参考) 3G091 AA17 AA29 AB05 AB06 BA00 BA07 BA14 BA17 CB02 DA02 DB10 DC01 EA01 EA05 EA06 EA07 EA16 EA33 EA34 GA06 HA11 HA36 HA37 HB02 3G301 HA01 HA08 JA25 KA11 LB02 MA01 MA11 NA08 ND01 NE01 NE13 NE23 PA01Z PA07Z PA11Z PB03A PD03Z PD04Z PD09Z PE01Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関を構成する複数の気筒を複数の
    気筒群に分割し、各気筒群毎に独立して配設する排気通
    路と、 前記排気通路途中にそれぞれ設置し、前記内燃機関のリ
    ーン燃焼時、排気ガス中のNOx(窒素酸化物)を吸蔵
    し、前記内燃機関のリッチ燃焼時、吸蔵したNOx を還
    元し浄化するNOx 触媒と、 前記NOx 触媒のそれぞれの吸蔵能力を推定し、それら
    に共通の還元周期を設定すると共に、各吸蔵能力に応じ
    て前記NOx 触媒の還元のため前記各気筒群毎にリッチ
    燃焼させるリッチ時間を独立して設定する触媒制御手段
    とを具備することを特徴とする内燃機関の排気浄化装
    置。
  2. 【請求項2】 更に、前記排気通路途中の前記NOx 触
    媒の下流側に配設し、排気ガス中の空燃比または酸素濃
    度を検出する空燃比検出手段を具備し、 前記触媒制御手段は、前記NOx 触媒のそれぞれの吸蔵
    能力を前記空燃比検出手段で検出した空燃比または酸素
    濃度に基づいて推定す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装置。
  3. 【請求項3】 前記触媒制御手段は、前記リッチ時間が
    早く終了した前記NOx 触媒に対応する気筒群では、全
    ての前記NOx 触媒に対する前記リッチ時間が終了する
    まで理論空燃比近傍にて燃焼させることを特徴とする請
    求項1または請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装
    置。
  4. 【請求項4】 前記内燃機関は、1つの吸気通路を備
    え、その吸気通路に1つのスロットルバルブを配設する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1つに
    記載の内燃機関の排気浄化装置。
JP2002146575A 2002-05-21 2002-05-21 内燃機関の排気浄化装置 Expired - Fee Related JP4023216B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002146575A JP4023216B2 (ja) 2002-05-21 2002-05-21 内燃機関の排気浄化装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002146575A JP4023216B2 (ja) 2002-05-21 2002-05-21 内燃機関の排気浄化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003343314A true JP2003343314A (ja) 2003-12-03
JP4023216B2 JP4023216B2 (ja) 2007-12-19

Family

ID=29766395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002146575A Expired - Fee Related JP4023216B2 (ja) 2002-05-21 2002-05-21 内燃機関の排気浄化装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4023216B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007043529A1 (ja) * 2005-10-12 2007-04-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 排気浄化装置の制御装置
JP2007162635A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP2015135077A (ja) * 2014-01-17 2015-07-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007043529A1 (ja) * 2005-10-12 2007-04-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 排気浄化装置の制御装置
JP2007107415A (ja) * 2005-10-12 2007-04-26 Toyota Motor Corp 排気浄化装置の制御装置
JP4657074B2 (ja) * 2005-10-12 2011-03-23 トヨタ自動車株式会社 排気浄化装置の制御装置及び排気浄化装置の制御方法
JP2007162635A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP4600267B2 (ja) * 2005-12-15 2010-12-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP2015135077A (ja) * 2014-01-17 2015-07-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4023216B2 (ja) 2007-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2008351759B2 (en) Method for controlling exhaust gas purification system and exhaust gas purification system
JP4737644B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2007332914A (ja) 触媒劣化検出装置
JPH07305644A (ja) 内燃エンジンの空燃比制御装置
JP3033449B2 (ja) 火花点火式内燃エンジンの燃焼制御装置
JP4039500B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4186259B2 (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置
JP2003328739A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2003129829A (ja) 内燃機関の排気浄化管理方法及び装置
JP4023216B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4605101B2 (ja) 内燃機関用排出ガス浄化装置
JP4524929B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US10392986B2 (en) Exhaust purification system, and control method for exhaust purification system
JP6455237B2 (ja) 排気浄化システム
JP7019983B2 (ja) 排気浄化システム
JP2002349316A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2003201887A (ja) 内燃機関の排気ガス浄化方法
JP3912488B2 (ja) 多気筒内燃機関の空燃比制御装置
JP2000034943A (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置
JP3866347B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JPH11311139A (ja) 多気筒内燃機関の空燃比制御装置
JP4154589B2 (ja) 内燃機関の燃焼制御装置
JPH01211648A (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2004068607A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH10252524A (ja) エンジンの排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040629

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070522

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070713

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070911

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070924

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101012

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101012

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111012

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121012

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121012

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131012

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees