JP2010133335A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 エンジン1と第1触媒コンバータ31との間における第1排気空燃比AFexに基づいて目標吸気空燃比を調整するメインフィードバック制御を実行するメインフィードバック制御実行手段61と、第1触媒コンバータ31と第2触媒コンバータ32との間における第2排気空燃比AFex2および第2触媒コンバータ32の下流側における第3排気空燃比AFex3に応じて制御補正量Aを規定する制御補正量マップ66と、第2排気空燃比AFex2と第3排気空燃比AFex3とを制御補正量マップ66に適用することで得られる制御補正量Aに基づきメインフィードバック制御を補正するサブフィードバック制御を実行するサブフィードバック制御実行手段62とを備えて構成する。
【選択図】図1
Description
この特許文献1の技術においては、同文献の図1に示されるように、1段目の触媒として三元触媒(30)が設けられるとともに、2段目の触媒としてHCトラップ触媒(40)が設けられ、さらに、3段目の触媒として三元触媒(50)が設けられている。
しかしながら、地球環境保護の必要性が強く叫ばれる近年、排気性能のさらなる向上が望まれている。
また、サブフィードバック制御において用いられる制御補正量マップを具体的に規定することで、目標吸気空燃比を調整するメインフィードバック制御の制御補正量を適切に得ることが出来る。(請求項2)
また、制御補正量マップをさらに細かく規定することで、制御補正量をさらに詳細に得ることが出来る。(請求項3)
図1に示すように、車両10に搭載されたエンジン1のシリンダヘッド2には、シリンダ3に臨んで点火プラグ11が設けられている。
また、シリンダヘッド2には吸気ポート5が形成されている。また、この吸気ポート5には、吸気弁14が設けられている。
吸気弁14は、クランク軸7の回転に応じて回転する吸気カムシャフト(図示略)の吸気カム(図示略)の動作に応じて開閉し、燃焼室4に対して吸気ポート5を開閉するようになっている。
吸気ポート5には、吸気マニホールド15の下流端が接続されている。
この吸気マニホールド15には、スロットルバルブ16が設けられるとともに、このスロットルバルブ16の開度(スロットル開度)θthを検出するスロットルポジションセンサ17が設けられている。
吸気マニホールド15には、電磁式の燃料噴射弁21が取り付けられている。この燃料噴射弁21には、燃料パイプ22を介し、図示しない燃料タンクから燃料が供給されるようになっている。
この排気弁24は、クランク軸7の回転に応じて回転する排気カムシャフト(図示略)の排気カム(図示略)の動作に応じて開閉し、燃焼室4に対して排気ポート6を開閉するようになっている。なお、これらの吸気弁14および排気弁24の開弁期間,開閉タイミングおよびリフト量は、可変動弁機構30により連続的に変更されるようになっている。
排気マニホールド25の下流端には、排気管(排気通路)26が接続されている。また、この排気管26には、1段目の触媒コンバータ(第1触媒コンバータ)としてフロント三元触媒31が設けられるとともに、2段目の触媒コンバータ(第2触媒コンバータ)としてHCトラップ触媒32が設けられている。さらに、この排気管26には、3段目の触媒コンバータ(第3触媒コンバータ)としてリア三元触媒33が設けられている。
フロント三元触媒31およびリア三元触媒33は、いずれも、エンジン1から排出された排気に含まれる一酸化炭素(CO),炭化水素(HC)および窒素化合物(NOx)を、窒素(N2),二酸化炭素(CO2)および水(H2O)へ化学変化させることで、排気を浄化するものである。
また、排気通路26においては、第1排気センサ(第1排気検出手段)41,第2排気センサ(第2排気検出手段)42および第3排気センサ(第3排気検出手段)43が設けられている。
第2排気センサ42は、フロント三元触媒31の下流側であって、且つ、HCトラップ触媒32の上流側における排気通路26内の排気空燃比を第2空燃比AFex2として検出するO2センサである。
これらの第1排気センサ41,第2排気センサ42および第3排気センサ43による検出結果、即ち、第1排気空燃比AFex1,第2排気空燃比AFex2および第3排気空燃比AFex3は、後述するECU60によって読み込まれるようになっている。
また、このECU60のメモリ内には、いずれもソフトウェアとして、メインフィードバック実行部(メインフィードバック実行手段)61とサブフィードバック制御実行部(サブフィードバック制御実行手段)62とが記録されている。
条件1: エンジン1が通常運転中である
条件2: フロント三元触媒31,HCトラップ触媒32およびリア三元触媒33活性化している
条件3: 第2O2センサ42および第3O2センサ43が活性化している
条件4: 第2O2センサ42および第3O2センサ43が故障中ではない
条件5: メインフィードバック制御が実行されている
これらのうち、条件1が満たされていると判定される場合とは、即ち、エンジン1にストールが発生しておらず、且つ、エンジン1のクランキングが完了しエンジン回転数Neが始動判定回転数を超えているとの判定が、サブフィードバック制御実行部62によりなされた場合である。
条件3が満たされていると判定される場合とは、即ち、第2O2センサ42および第3O2センサ43から出力される電圧が所定値以上であるとの判定が、サブフィードバック制御実行部62によりなされた場合である。
さらに、このECU60のメモリ内には、制御補正量マップ66が記録されるととともに、制御学習値記憶領域67が設定されている。
これらのうち、第1リーン化領域L1は、第2排気空燃比AFex2および第3排気空燃比AFex3がともに比較的リッチである場合における制御補正量A、即ち、第1リーン化補正量AL1を規定する領域である。
また、第2リッチ化領域R2は、第2排気空燃比AFex2が理論空燃比に近似し且つ第3排気空燃比AFex3が比較的リーンである場合、または、第2排気空燃比AFex2が比較的リーンであり且つ第3排気空燃比AFex3が理論空燃比に近似している場合における制御補正量A、即ち、第2リッチ化補正量AR2を規定する領域である。なお、この第2リッチ化補正量AR2は、第1リッチ化補正量AR1を用いて目標吸気空燃比のリッチ化補正を行なった場合よりも、その補正度合いが小さくなるように設定されている。
本発明の一実施形態に係るエンジンの排気浄化装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
図3のフローチャートに示すように、サブフィードバック制御実行部62は、エンジン1が通常運転していると判定した場合、即ち、上記の条件1が満たされていると判定された場合には(ステップS11のYesルート)、さらに、全ての触媒31,32,33が活性化しているか否かの判定、即ち、上記の条件2が満たされているか否かの判定を行なう(ステップS12)。
なお、上記の条件1が満たされない場合(ステップS11のNoルート),上記の条件2が満たされない場合(ステップS12のNoルート),上記の条件3が満たされない場合(ステップS13のNoルート),上記の条件4が満たされない場合(ステップS14のNoルート)および上記の条件5が満たされない場合(ステップS15のNoルート)、いずれの場合であっても、サブフィードバック制御実行部62は、制御補正量Aの算出(ステップS16)および制御補正量Aの学習処理(ステップS17)を行なわずリターンする。
これにより、エンジン1から排出される排気の成分の安定化を図ることが可能となり、車両10の排気性能を向上させることが出来る。
さらに、この制御補正量マップ66においては、さらにきめ細やかに、第2リーン化領域L2および第2リッチ化領域R2も規定されているので、制御補正量Aをさらに詳細に得ることが出来る。
上述の実施形態においては、エンジン1に可変動弁機構30が設けられた場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、エンジン1に換えて、可変動弁機構30を有さない一般的なエンジンを適用しても良い。
また、上述の実施形態においては、排気通路(排気管26)に第3触媒コンバータ(リア三元触媒33)が設けられた場合について説明したが、これに限定されるものではない。第3触媒コンバータ(リア三元触媒33)を有さない一般的な排気系を適用しても良い。
なお、一般的なO2センサを第1排気センサ41として用いた場合は、このO2センサからの出力電圧に基づくリッチ/リーンの判定ディレイ時間を、メインフィードバック制御に対する補正量、即ち、制御補正量Aとして用いるようにすればよい。
26 排気管(排気通路)
31 フロント三元触媒(第1触媒コンバータ)
32 HCトラップ触媒(第2触媒コンバータ)
33 リア三元触媒(第3触媒コンバータ)
41 第1排気センサ
42 第2排気センサ
43 第3排気センサ
61 メインフィードバック制御実行部(メインフィードバック制御実行手段)
62 サブフィードバック制御実行部(サブフィードバック制御実行手段)
66 制御補正量マップ
A 制御補正量
AFex1 第1排気空燃比
AFex2 第2排気空燃比
AFex3 第3排気空燃比
Claims (3)
- エンジンに接続される排気通路に配設された第1触媒コンバータと、
該第1触媒コンバータの下流側における該排気通路に配設された第2触媒コンバータと、
該エンジンの下流側であって且つ該第1触媒コンバータの上流側における該排気通路内の排気空燃比を第1排気空燃比として検出する第1排気検出手段と、
該第1触媒コンバータの下流側であって且つ該第2触媒コンバータの上流側における該排気通路内の排気空燃比を第2排気空燃比として検出する第2排気検出手段と、
該第2触媒コンバータの下流側における該排気通路内の排気空燃比を第3排気空燃比として検出する第3排気検出手段と、
該第1排気検出手段により検出された該第1排気空燃比に基づいて該エンジンの目標吸気空燃比を調整するメインフィードバック制御を実行するメインフィードバック制御実行手段と、
該第2排気空燃比と該第3排気空燃比とに応じて制御補正量を規定する制御補正量マップと、
該第2排気検出手段により検出された該第2排気空燃比と該第3排気検出手段により検出された該第3排気空燃比とを該制御補正量マップに適用することで得られる該制御補正量に基づき該メインフィードバック制御実行手段により実行される該メインフィードバック制御を補正するサブフィードバック制御を実行するサブフィードバック制御実行手段とを備える
ことを特徴とする、エンジンの排気浄化装置。 - 該制御補正量マップには、
該第2排気空燃比および該第3排気空燃比がともに比較的リッチである場合に、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比をリーン化補正する第1リーン化補正量を該制御補正量として規定する第1リーン化領域と、
該第2排気空燃比および該第3排気空燃比がともに比較的リーンである場合に、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比をリッチ化補正する第1リッチ化補正量を該制御補正量として規定する第1リッチ化領域と、
該第2排気空燃比および該第3排気空燃比がともに理論空燃比に近似している場合に、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比を補正しない補正量ゼロを該制御補正量として規定する補正量ゼロ領域とが設けられている
ことを特徴とする、請求項1記載のエンジンの排気浄化装置。 - 該制御補正量マップには、
該第2排気空燃比が理論空燃比に近似し且つ該第3排気空燃比が比較的リッチである場合、または、該第2排気空燃比が比較的リッチであり且つ該第3排気空燃比が理論空燃比に近似している場合、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比を該第1リーン化補正量よりも弱い度合いでリーン化補正する第2リーン化補正量を該制御補正量として規定する第2リーン化領域と、
該第2排気空燃比が理論空燃比に近似し且つ該第3排気空燃比が比較的リーンである場合、または、該第2排気空燃比が比較的リーンであり且つ該第3排気空燃比が理論空燃比に近似している場合、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比を該第1リッチ化補正量よりも弱い度合いでリッチ化補正する第2リッチ化補正量を該制御補正量として規定する第2リッチ化領域とが設けられている
ことを特徴とする、請求項1または2記載のエンジンの排気浄化装置。
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