JP2006307806A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の気筒♯1〜♯4を備え、これら気筒を少なくとも2つの気筒群に分け、各気筒群にそれぞれ排気枝管5,6を接続すると共にこれら排気枝管を下流側で合流させて共通の1つの排気管7に接続した内燃機関の排気浄化装置であって、共通の1つの排気管内にNOx触媒10を配置し、該NOx触媒の硫黄被毒回復制御として、一方の気筒群からはリッチ空燃比の排気ガスを排出させると共に他方の気筒群からはリーン空燃比の排気ガスを排出させる制御を行う排気浄化装置において、NOx触媒下流に空燃比センサ14を配置し、上記硫黄被毒回復制御時、NOx触媒に流入する排気ガスの空燃比が予め定められた空燃比となるように上記空燃比センサからの出力値を利用して各気筒における空燃比を制御する硫黄被毒回復空燃比制御を行う。
【選択図】 図1
Description
TAUB=α×Ga/Ne …(1)
ここで、αは定数、Gaは吸入空気量(気筒に吸入される空気の量)、Neは機関回転数である。すなわち、本実施形態によれば、基準開弁時間は、単位機関回転数当たりの吸入空気量に基づいて算出され、単位機関回転数当たりの吸入空気量が多いほど長くなる傾向にある。
TAU=TAUB×F1×β×γ …(2)
ここで、F1は後述するようにして求められる補正係数(以下「メイン補正係数」ともいう)であり、β,γはそれぞれ機関運転状態に応じて決まる定数である。
F1=Kp1×(I0−I−F2)+Ki1×∫(I0−I−F2)dt+Kd1×d(I0−I−F2)/dt …(3)
ここで、I0は排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときにリニア空燃比センサ11,12から出力されるべき電流値であり、Iはリニア空燃比センサ11,12から実際に出力される電流値であり、F2は後述するようにして求められる補正係数(以下「サブ補正係数」ともいう)であり、Kp1は比例ゲインであり、Ki1は積分ゲインであり、Kd1は微分ゲインである。すなわち、これによれば、メイン補正係数F1はPID制御されることになる。
F2=Kp2×(V0−V)+Ki2×∫(V0−V)dt+Kd2×d(V0−V)/dt …(4)
ここで、V0は排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときにO2センサ14から出力されるべき電圧値であり、VはO2センサ14から実際に出力される電圧値であり、Kp2は比例ゲインであり、Ki2は積分ゲインであり、Kd2は微分ゲインである。すなわち、これによれば、サブ補正係数F2もPID制御されることになる。
TAUB=α×Ga/Ne …(5)
この式5は上式1と同じであり、αは定数、Gaは吸入空気量、Neは機関回転数である。
TAUR=TAUB×R×F3×β×γ …(6)
TAUL=TAUB×L×F3×β×γ …(7)
ここで、Rは1よりも大きい値であって燃料噴射量が多くなるように基準開弁時間を長くするための定数であり、Lは1よりも小さい値であって燃料噴射量が少なくなるように基準開弁時間を短くするための定数であり、F3は後述するようにして求められる補正係数(以下「硫黄被毒回復メイン補正係数」ともいう)であり、β,γはそれぞれ機関運転状態に応じて決まる定数である。
F3=Kp3×(I0−I−F4)+Ki3×∫(I0−I−F4)dt+Kd3×d(I0−I−F4)/dt …(8)
ここで、I0は排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときにリニア空燃比センサ13から出力されるべき電流値であり、Iはリニア空燃比センサ13から実際に出力される電流値であり、F4は後述するようにして求められる補正係数(以下「硫黄被毒回復サブ補正係数」ともいう)であり、Kp3は比例ゲインであり、Ki3は積分ゲインであり、Kd3は微分ゲインである。すなわち、これによれば、硫黄被毒回復メイン補正係数F1はPID制御されることになる。
F4=Kp4×(V0−V)+Ki4×∫(V0−V)dt+Kd4×d(V0−V)/dt …(9)
ここで、V0は排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときにO2センサ14から出力されるべき電圧値であり、VはO2センサ14から実際に出力される電圧値であり、Kp4は比例ゲインであり、Ki4は積分ゲインであり、Kd4は微分ゲインである。すなわち、これによれば、硫黄被毒回復サブ補正係数F4もPID制御されることになる。
4 吸気管
5,6 排気枝管
7 排気管
8,9 三元触媒
10 NOx触媒
11〜14 空燃比センサ
21〜24 燃料噴射弁
Claims (10)
- 複数の気筒を備え、これら気筒を少なくとも2つの気筒群に分け、各気筒群にそれぞれ排気枝管を接続すると共にこれら排気枝管を下流側で合流させて共通の1つの排気管に接続した内燃機関の排気浄化装置であって、上記共通の1つの排気管内にNOx触媒を配置し、該NOx触媒の硫黄被毒回復制御として、一方の気筒群からはリッチ空燃比の排気ガスを排出させると共に他方の気筒群からはリーン空燃比の排気ガスを排出させる制御を行う排気浄化装置において、NOx触媒下流に排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサを配置し、上記硫黄被毒回復制御時、NOx触媒に流入する排気ガスの空燃比が予め定められた空燃比となるように上記空燃比センサからの出力値を利用して各気筒における空燃比を制御する硫黄被毒回復空燃比制御を行うことを特徴とする排気浄化装置。
- NOx触媒上流にも排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサを配置し、上記硫黄被毒回復空燃比制御の制御対象が該NOx触媒上流に配置された空燃比センサの出力値であることを特徴とする請求項1に記載の排気浄化装置。
- 各排気枝管内に三元触媒をそれぞれ配置し、上記NOx触媒上流に配置された空燃比センサが該三元触媒下流に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の排気浄化装置。
- 上記硫黄被毒回復空燃比制御の制御対象に対する制御量が学習されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の排気浄化装置。
- 上記硫黄被毒回復制御時に一方の気筒群から排出させる排気ガスの基準リッチ度合と他方の気筒群から排出させる排気ガスの基準リーン度合とがこれら基準リッチ度合と基準リーン度合との組合せとして機関運転状態に応じて予め設定されており、上記制御量が該基準リッチ度合と基準リーン度合との組合せ毎に学習されることを特徴とする請求項4に記載の排気浄化装置。
- 上記硫黄被毒回復制御が開始されてから予め定められた期間の上記制御量の学習頻度がその他の期間の上記制御量の学習頻度よりも多くされることを特徴とする請求項4または5に記載の排気浄化装置。
- 上記硫黄被毒回復制御以外の制御が行われているときにも上記NOx触媒下流に配置された空燃比センサの出力値を利用して各気筒における空燃比を予め定められた空燃比に制御する通常空燃比制御が行われ、該通常空燃比制御の制御対象に対する制御量が学習され、上記硫黄被毒回復制御が開始されてから予め定められた期間の上記制御量の学習頻度が上記通常空燃比制御中の上記制御量の学習頻度よりも多くされることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1つに記載の排気浄化装置。
- 上記硫黄被毒回復制御が開始されてから上記予め定められた期間が経過した後の該硫黄被毒回復制御中の上記制御量の学習頻度が上記通常空燃比制御中の上記制御量の学習頻度よりも少なくされることを特徴とする請求項7に記載の排気浄化装置。
- 上記硫黄被毒回復制御が開始されてから予め定められた期間の上記硫黄被毒回復空燃比制御において上記制御量を算出するときに用いられる制御ゲインがその他の期間の上記硫黄被毒回復空燃比制御において上記制御量を算出するときに用いられる制御ゲインよりも大きくされることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の排気浄化装置。
- 上記硫黄被毒回復制御以外の制御が行われているときにも上記NOx触媒下流に配置された空燃比センサの出力値を利用して各気筒における空燃比を予め定められた空燃比に制御する通常空燃比制御が行われ、該通常空燃比制御の制御対象に対する制御量が学習され、上記硫黄被毒回復制御が開始されてから上記予め定められた期間が経過した後の上記硫黄被毒回復制御において上記制御量を算出するときに用いられる上記制御ゲインが上記通常空燃比制御において上記制御量を算出するときに用いられる制御ゲインよりも小さくされることを特徴とする請求項9に記載の排気浄化装置。
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