JP2017186997A

JP2017186997A - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP2017186997A
Application number: JP2016078082A
Authority: JP
Inventors: 大志 ▲高▼橋; Hiroshi Takahashi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-04-08
Filing date: 2016-04-08
Publication date: 2017-10-12

Abstract

【課題】本発明は、内燃機関がストイキ運転されている状態においてリーン運転への切り替え要求が発生したときに、内燃機関の実際の運転状態をストイキ運転状態からリーン運転状態へより速やかに移行させることを課題とする。【解決手段】本発明の制御装置は、内燃機関がストイキ運転されている状態においてリーン運転への切り替え要求が発生したときに、ＮＳＲ触媒の流入排気温度がリーン復帰許可温度より高ければ、内燃機関をストイキ運転させつつ、窒素富化装置により吸気の窒素濃度を高める処理である排気温度低下処理を実行し、且つその後においてＮＳＲ触媒の流入排気温度が前記上限値以下に低下したときに前記排気温度低下処理を終了させて、内燃機関の実際の運転状態をストイキ運転からリーン運転へ切り替えるようにした。【選択図】図３

Description

本発明は、窒素富化装置を具備する内燃機関に適用される制御装置に関する。

車両に搭載される内燃機関として、理論空燃比の混合気を燃焼させる運転であるストイキ運転とリーン空燃比の混合気を燃焼させる運転であるリーン運転とを切り替え可能な内燃機関が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１５−１４５６５２号公報特開２００７−２１８０９３号公報特開平０８−２５４１６１号公報特開２０１３−０２９０９４号公報

ここで、上記したような内燃機関がリーン運転されているときに、該内燃機関から排出されるＮＯ_Ｘを効率的に浄化する方法として、排気の空燃比がリーン空燃比であるときは排気中のＮＯ_Ｘを吸蔵し、且つ排気の空燃比がリッチ空燃比であるときは吸蔵していたＮＯ_Ｘを浄化するＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒（ＮＳＲ（NO_X Storage Reduction）触媒）を、内
燃機関の排気通路に配置する方法が知られている。

ところで、内燃機関がストイキ運転されているときはリーン運転されているときに比べ、排気温度が高くなる。そのため、内燃機関がストイキ運転されている状態においてリーン運転への切り替え要求が発生したときに、内燃機関の排気温度がＮＳＲ触媒の温度浄化ウインドより高くなっている可能性がある。そのような場合は、ＮＳＲ触媒の温度も該ＮＳＲ触媒の温度浄化ウインドより高くなっている可能性が高い。よって、内燃機関の排気温度がＮＳＲ触媒の温度浄化ウインドより高い状況下において、内燃機関の運転状態がストイキ運転状態からリーン運転状態へ切り替えられると、排気温度がＮＳＲ触媒の温度浄化ウインド内へ直ちに低下する可能性はあるものの、ＮＳＲ触媒の温度が温度浄化ウインド内へ直ちに低下しない虞がある。内燃機関の運転状態がストイキ運転状態からリーン運転状態へ切り替えられたときに、ＮＳＲ触媒の温度が温度浄化ウインドより高ければ、内燃機関から排出されるＮＯ_Ｘの少なくとも一部がＮＳＲ触媒によって浄化されないことになるため、排気エミッションの悪化を招く可能性がある。

上記した問題に対し、ストイキ運転からリーン運転への切り替え要求が発生してから、内燃機関の排気温度がＮＳＲ触媒の温度浄化ウインドの上限値以下へ低下するまでの期間において、内燃機関のストイキ運転を継続させる方法が考えられる。しかしながら、ストイキ運転からリーン運転への切り替え要求が発生してから、内燃機関の実際の運転状態がストイキ運転状態からリーン運転状態へ切り替えられるまでに時間がかかる可能性がある。その場合、内燃機関の燃料消費率が悪化する可能性がある。

本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ストイキ運転とリーン運転とを切り替え可能な内燃機関において、内燃機関がストイキ運転されている状態においてリーン運転への切り替え要求が発生したときに、内燃機関の実際の運転状態をストイキ運転状態からリーン運転状態へより速やかに移行させることができる
技術の提供にある。

本発明は、上記した課題を解決するために、以下のような手段を採用した。すなわち、本発明は、理論空燃比の混合気を燃焼させる運転であるストイキ運転とリーン空燃比の混合気を燃焼させる運転であるリーン運転とを切り替え可能な内燃機関の排気通路に配置されるＮＳＲ触媒と、前記内燃機関の気筒内に吸入されるガスである吸気の窒素濃度を高める窒素富化装置とを備えた内燃機関に適用される制御装置である。そして、前記制御装置は、前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒へ流入する排気の温度である流入排気温度を取得する取得手段と、前記内燃機関がストイキ運転されている状態においてリーン運転への切り替え要求が発生したときに、前記取得手段により取得される流入排気温度が前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒の温度浄化ウインドの上限値より高ければ、前記内燃機関をストイキ運転させつつ、前記窒素富化装置により吸気の窒素濃度を高める処理である排気温度低下処理を実行し、且つその後において前記取得手段により取得される流入排気温度が前記上限値以下に低下したときに前記排気温度低下処理を終了させて、前記内燃機関の運転状態をストイキ運転からリーン運転へ切り替える制御手段と、を備えるようにした。

本発明によれば、内燃機関がストイキ運転されている状態においてリーン運転への切り替え要求が発生したときに、内燃機関の実際の運転状態をストイキ運転状態からリーン運転状態へより速やかに移行させることができる。

本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。リーン運転領域のうち内燃機関の要求出力が比較的大きくなる運転領域、及びストイキ運転領域における、内燃機関の要求出力ＰＷｔｒｇとＮＳＲ触媒の流入排気温度Ｔｅｘとの関係を示す図である。排気温度低下処理が実行される際にＥＣＵによって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ストイキ運転とリーン運転とを切り替え可能な４ストローク・サイクルの火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）である。なお、図１に示す例では、内燃機関１が４つの気筒２を有しているが、内燃機関１の気筒数は３つ以下であってもよく、又は５つ以上であってもよい。内燃機関１の各気筒２には、気筒２内に火花を発生させるための点火プラグ３と、気筒２内へ燃料を噴射するための燃料噴射弁４とが取り付けられている。なお、燃料噴射弁４は、図示しない吸気ポート内へ燃料を噴射するものであってもよい。

内燃機関１は、吸気通路５と接続されている。吸気通路５は、大気中から取り込まれた空気を各気筒２へ導くための通路である。吸気通路５の上流側端部の近傍には、空気中の塵等を捕集するためのエアクリーナボックス５０が取り付けられている。エアクリーナボックス５０より下流の吸気通路５には、該吸気通路５内を流れる空気量を調整するためのスロットル弁５１が取り付けられている。このスロットル弁５１と前記エアクリーナボックス５０との間の吸気通路５には、該吸気通路５内を流れる空気量（吸入空気量）に相関した電気信号を出力するエアフローメータ５２が取り付けられている。また、エアフロー
メータ５２とスロットル弁５１との間の吸気通路５には、窒素富化装置５３が取り付けられている。窒素富化装置５３は、吸気通路５を流れるガス（吸気）の窒素濃度を高める装置である。詳細には、窒素富化装置５３は、図示しないタンクに貯蔵されている窒素ガスを吸気通路５に導入することで、吸気の窒素濃度を高める装置である。なお、窒素富化装置５３は、空気中の酸素（Ｏ_２）と窒素（Ｎ_２）とを分離する膜分離式の窒素ガス発生器を用いて、吸気の窒素濃度を高める装置であってもよい。

内燃機関１は、排気通路６と接続されている。排気通路６は、気筒２内で燃焼された既燃ガス（排気）を流通させるための通路である。排気通路６の途中には、三元触媒６０が配置される。三元触媒６０は、該三元触媒６０へ流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍にあるときに、排気中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（ＮＯ_Ｘ）を浄化する。三元触媒６０より下流の排気通路６には、ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒（ＮＳＲ触媒）６１が配置される。ＮＳＲ触媒６１は、該ＮＳＲ触媒６１へ流入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときは、排気中のＮＯ_Ｘを吸蔵し、且つ該ＮＳＲ触媒６１へ流入する排気の空燃比がリッチ空燃比であるときは、排気中の未燃燃料成分（例えば、炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ））を還元剤として用いることで、吸蔵していたＮＯ_Ｘを窒素（Ｎ_２）に還元及び浄化する。また、三元触媒６０より上流の排気通路６には、三元触媒６０へ流入する排気の空燃比に相関する電気信号を出力するＡ／Ｆセンサ６２が取り付けられる。三元触媒６０とＮＳＲ触媒６１との間の排気通路６には、三元触媒６０から流出する排気の温度に相関する電気信号を出力する第一温度センサ６３が配置される。ＮＳＲ触媒６１より下流の排気通路６には、ＮＳＲ触媒６１から流出する排気の温度に相関する第二温度センサ６４が配置される。

内燃機関１は、排気の熱エネルギを利用して吸気を圧縮する排気タービン過給機（ターボチャージャ）７を備えている。ターボチャージャ７は、三元触媒６０より上流の排気通路６に配置されるタービン７０と、窒素富化装置５３とスロットル弁５１との間の吸気通路５に配置されるコンプレッサ７１と、を備えている。タービン７０は、排気の熱エネルギを運動エネルギに変換するものである。コンプレッサ７１は、タービン７０から出力される運動エネルギにより駆動されて、吸気を圧縮する遠心式圧縮機である。なお、コンプレッサ７１によって圧縮されることで高温になった吸気は、該コンプレッサ７１とスロットル弁５１との間の吸気通路５に配置されるインタークーラ５４によって冷却されるようになっている。なお、インタークーラ５４は、吸気の熱エネルギを外気又は冷却水へ伝導させる熱交換器である。

上記したように構成される内燃機関１には、本発明に係わる「制御装置」としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）８が併設されている。ＥＣＵ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される。このように構成されるＥＣＵ８は、前述したエアフローメータ５２、Ａ／Ｆセンサ６２、第一温度センサ６３、及び第二温度センサ６４に加え、アクセルポジションセンサ９やクランクポジションセンサ１０等の各種センサと電気的に接続されている。なお、アクセルポジションセンサ９は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関する電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ１０は、内燃機関１の機関出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。

ＥＣＵ８は、前述した点火プラグ３、燃料噴射弁４、スロットル弁５１、窒素富化装置５３等の各種機器とも電気的に接続され、それら各種機器の作動状態を制御することができるようになっている。例えば、ＥＣＵ８は、エアフローメータ５２の出力信号（吸入空気量）に基づいて演算される機関負荷と、クランクポジションセンサ１０の出力信号に基づいて演算される機関回転速度と、に基づいて混合気の目標空燃比を演算する。ＥＣＵ８は、目標空燃比とエアフローメータ５２の出力信号とに基づいて目標燃料噴射量（燃料噴
射期間）を演算し、その目標燃料噴射量に従って燃料噴射弁４を作動させる。その際、ＥＣＵ８は、低回転・低負荷運転領域、及び中回転・中負荷運転領域のように要求出力が所定の閾値以下であるときは、目標空燃比を理論空燃比より高いリーン空燃比に設定する。また、ＥＣＵ８は、高回転・高負荷運転領域のように要求出力が前記所定の閾値より大きいときは、目標空燃比を理論空燃比に設定する。このように、内燃機関１の要求出力が前記所定の閾値以下となる運転領域（以下、「リーン運転領域」と称する）に属するときに、目標空燃比がリーン空燃比に設定されることで、内燃機関１が希薄燃焼運転されると、燃料消費量を少なく抑えることができる。一方、内燃機関１の要求出力が前記所定の閾値より大きくなる運転領域（以下、「ストイキ運転領域」と称する）に属するときに、目標空燃比が理論空燃比に設定されると、内燃機関１の熱効率を高めることができる。

ところで、内燃機関１がストイキ運転されているときはリーン運転されているときに比べ、内燃機関１の排気温度が高くなる。特に、内燃機関１がストイキ運転される運転領域は、高回転・高負荷運転領域のように要求出力が前記所定の閾値より大きくなる運転領域であるため、内燃機関１がストイキ運転されているときにＮＳＲ触媒６１へ流入する排気の温度（流入排気温度）がＮＳＲ触媒６１の温度浄化ウインドより高くなり易く、それに伴ってＮＳＲ触媒６１の温度も温度浄化ウインドより高くなり易い。そのため、内燃機関１がストイキ運転されている状態においてリーン運転への切り替え要求が発生したとき（要求出力が前記所定の閾値より大きな値から前記所定の閾値以下の値へ変化したとき）に、ＮＳＲ触媒６１の温度が温度浄化ウインドより高くなっている可能性がある。その際、内燃機関１の実際の運転状態がストイキ運転状態からリーン運転状態へ直ちに切り替えられると、流入排気温度が直ちに低下するものの、ＮＳＲ触媒６１の温度が直ちに低下しない可能性がある。その結果、ＮＳＲ触媒６１の温度が温度浄化ウインドより高い状態で、内燃機関１がリーン運転される虞がある。ＮＳＲ触媒６１の温度が温度浄化ウインドより高い状態で内燃機関１がリーン運転されると、内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘの少なくとも一部が三元触媒６０及びＮＳＲ触媒６１の何れにおいても浄化されなくなるため、排気エミッションの悪化を招くことになる。これに対し、ストイキ運転からリーン運転への切り替え要求が発生してから、流入排気温度がＮＳＲ触媒６１の温度浄化ウインドの上限値（以下、「リーン復帰許可温度」と称する）以下に低下するまでの期間において、内燃機関１のストイキ運転を継続させる方法が考えられる。しかしながら、ストイキ運転からリーン運転への切り替え要求が発生してから、内燃機関１の実際の運転状態がストイキ運転状態からリーン運転状態へ切り替えられるまでにかかる時間が長くなる可能性があり、それに伴って内燃機関１の燃料消費率が悪化する可能性がある。

そこで、本実施形態においては、内燃機関１がストイキ運転されている状態においてリーン運転への切り替え要求が発生したときに、流入排気温度が前記リーン復帰許可温度より高ければ、内燃機関１のストイキ運転を継続させつつ、前記窒素富化装置５３から吸気中へ窒素ガスを供給する処理である排気温度低下処理を開始し、且つその後において流入排気温度が前記リーン復帰許可温度以下に低下したときに排気温度低下処理を終了させて、内燃機関１の運転状態をストイキ運転状態からリーン運転状態へ切り替えるようにした。

上記した排気温度低下処理が実行された場合は実行されない場合に比べ、内燃機関１の気筒２内で燃焼に供されるガス（以下、「燃焼ガス」と称する）の量が多くなるとともに、該燃焼ガス中における窒素濃度が高くなる。燃焼ガスの量が多くなると、単位量あたりの排気が持つ熱エネルギの量が少なくなるため、流入排気温度が低下する。また、窒素ガスは不活性ガスであるため、燃焼ガス中の窒素濃度が高くなると、燃焼ガスの燃焼温度が低くなり、それに伴って流入排気温度も低くなる。よって、排気温度低下処理が実行された場合は実行されない場合に比べ、流入排気温度が低くなる。

ここで、リーン運転領域のうち内燃機関１の要求出力が比較的大きくなる運転領域、及びストイキ運転領域における、内燃機関１の要求出力とＮＳＲ触媒６１の流入排気温度との関係を図２に示す。図２中の横軸に示すＰＷｔｒｇは、内燃機関１の要求出力を示す。図２中の縦軸に示すＴｅｘは、ＮＳＲ触媒６１の流入排気温度を示す。なお、図２中のＴｅｘｌｍｔは、前述したリーン復帰許可温度を示す。また、図２中の実線は、内燃機関１がストイキ運転されているときの流入排気温度を示し、図２中の一点鎖線は、排気温度低下処理が実行されているときの流入排気温度を示す。

図２に示すように、排気温度低下処理が実行されている場合において流入排気温度Ｔｅｘがリーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔと等しくなる要求出力（図２中のＰＷ２）は、内燃機関１がストイキ運転されている場合において流入排気温度Ｔｅｘがリーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔと等しくなる要求出力（図２中のＰＷ１）より大きくなる。よって、流入排気温度Ｔｅｘがリーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔ以下となる運転領域の範囲は、内燃機関１がストイキ運転されている場合（図２中のＡ）に比べ、排気温度低下処理が実行されている場合（図２中のＢ）の方が広くなる。その結果、ストイキ運転からリーン運転への切り替え要求が発生してから、内燃機関１の実際の運転状態がストイキ運転状態からリーン運転状態へ切り替えられるまでにかかる時間は、内燃機関１がストイキ運転される場合に比べ、排気温度低下処理が実行される場合の方が短くなり易い。

以下、本実施形態における排気温度低下処理の実行手順について図３に沿って説明する。図３は、排気温度低下処理が実行される際にＥＣＵ８によって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。この処理ルーチンは、予めＥＣＵ８のＲＯＭに記憶されており、内燃機関１がストイキ運転されているときに所定の周期で繰り返し実行される処理ルーチンである。

図３の処理ルーチンでは、ＥＣＵ８は、先ずＳ１０１の処理において、内燃機関１の要求出力ＰＷｔｒｇを演算する。具体的には、ＥＣＵ８は、エアフローメータ５２の出力信号から演算される機関負荷とクランクポジションセンサ１０の出力信号から演算される機関回転速度とを乗算して、内燃機関１の要求出力ＰＷｔｒｇを演算する。

Ｓ１０２の処理では、ＥＣＵ８は、前記Ｓ１０１の処理で算出された要求出力ＰＷｔｒｇが前述した所定の閾値ＰＷｒｅｆ以下であるか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ８は、ストイキ運転からリーン運転への切り替え要求が発生しているか否かを判別する。ここで、要求出力ＰＷｔｒｇが前記所定の閾値ＰＷｒｅｆより大きければ、ストイキ運転からリーン運転への切り替え要求が発生していないことになる。そのため、前記Ｓ１０２の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ８は、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。一方、要求出力ＰＷｔｒｇが前記所定の閾値ＰＷｒｅｆ以下であれば、ストイキ運転からリーン運転への切り替え要求が発生していることになる。そのため、前記Ｓ１０２の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ８は、Ｓ１０３以降の処理へ進む。

Ｓ１０３の処理では、ＥＣＵ８は、ＮＳＲ触媒６１へ流入する排気の温度である流入排気温度Ｔｅｘが前記リーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔ以下であるか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ８は、第一温度センサ６３の出力信号を読み込み、その出力信号が前記リーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔ以下であるか否かを判別する。なお、ＮＳＲ触媒６１へ流入する排気の温度を検出するためのセンサ（この場合は、第一温度センサ６３）が設けられていない場合は、ＥＣＵ８は、内燃機関１の運転状態（吸入空気量や燃料噴射量等）や三元触媒６０の状態等から流入排気温度Ｔｅｘを推定し、その推定温度が前記リーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔ以下であるか否かを判別してもよい。このように、流入排気温度Ｔｅｘが検出、又は推定されることにより、本発明に係わる「取得手段」が実現される。なお、流入排気温度Ｔｅｘが前記リーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔ以下であるか否かを判別
する別法として、内燃機関１の要求出力ＰＷｔｒｇが前述した図２中のＰＷ１以下であるか否かを判別する方法を用いることもできる。

ここで、流入排気温度Ｔｅｘが前記リーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔ以下であれば、ＮＳＲ触媒６１の温度もリーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔ以下であると推定することができるため、内燃機関１の運転状態がストイキ運転状態からリーン運転状態へ直ちに切り替えられても、リーン空燃比の排気に含まれるＮＯ_ＸがＮＳＲ触媒６１において好適に浄化されることになる。よって、前記Ｓ１０３の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ８は、Ｓ１０４の処理へ進み、内燃機関１の運転状態をストイキ運転状態からリーン運転状態へ切り替える。

一方、流入排気温度Ｔｅｘが前記リーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔより高ければ、ＮＳＲ触媒６１の温度もリーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔより高いと推定することができるため、内燃機関１の運転状態がストイキ運転状態からリーン運転状態へ直ちに切り替えられると、リーン空燃比の排気に含まれるＮＯ_Ｘの少なくとも一部がＮＳＲ触媒６１において浄化されないことになる。よって、前記Ｓ１０３の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ８は、Ｓ１０５の処理へ進み、排気温度低下処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ８は、内燃機関１のストイキ運転を継続させつつ、窒素富化装置５３から吸気中へ窒素ガスを供給させる。その際に窒素富化装置５３から供給される窒素ガスの量は、燃焼ガスを安定して燃焼させることができる範囲内において窒素富化割合（窒素富化装置５３による窒素ガス供給前における吸気の窒素濃度に対して、窒素富化装置５３による窒素ガス供給後における吸気の窒素濃度の比）が最も大きくなるように定められるものとする。このように、内燃機関１がストイキ運転された状態で窒素富化装置５３から吸気中へ窒素ガスが供給されると、燃焼ガスの窒素濃度が高められるため、前述した図２の説明で述べたように、流入排気温度Ｔｅｘが低下する。

ＥＣＵ８は、前記Ｓ１０５の処理を実行した後に、Ｓ１０６の処理へ進み、流入排気温度Ｔｅｘが前記リーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔ以下に低下したか否かを判別する。その際、ＥＣＵ８は、第一温度センサ６３により検出された流入排気温度、又は内燃機関１の運転状態から推定された流入排気温度が前記リーン復帰許可温度Ｔｅｘｌｍｔ以下であるか否かを判別してもよく、又は内燃機関１の要求出力ＰＷｔｒｇが前述した図２中のＰＷ２以下であるか否かを判別してもよい。Ｓ１０６の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ８は、Ｓ１０６の処理を再度実行する。その場合、排気温度低下処理が継続して実行されることになる。一方、Ｓ１０６の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ８は、Ｓ１０７の処理へ進む。

Ｓ１０７の処理では、ＥＣＵ８は、排気温度低下処理を終了させる。続いて、ＥＣＵ８は、Ｓ１０４の処理へ進み、内燃機関１の運転状態をストイキ運転状態からリーン運転状態へ切り替える。

以上述べたようにＥＣＵ８が図３の処理ルーチンを実行することにより、本発明に係わる「制御手段」が実現される。その結果、ストイキ運転からリーン運転への切り替え要求が発生した後に、内燃機関１がストイキ運転される期間を短くすることができる。よって、リーン運転領域において内燃機関１がストイキ運転されることに起因する、燃料消費率の悪化を少なく抑えることができる。

なお、上記した実施形態では、ＮＳＲ触媒６１の温度に相関するパラメータとして、流入排気温度Ｔｅｘを用いているが、第一温度センサ６３の出力信号と第二温度センサ６４の出力信号との差から推定されるＮＳＲ触媒６１の温度を用いてもよい。

また、上記した実施形態では、内燃機関１の要求出力ＰＷｔｒｇをパラメータとして、ストイキ運転領域とリーン運転領域とを区別する例について述べたが、機関負荷と機関回転速度とをパラメータとして、ストイキ運転領域とリーン運転領域とを区別してもよい。

１内燃機関
２気筒
３点火プラグ
４燃料噴射弁
５吸気通路
６排気通路
７ターボチャージャ
８ＥＣＵ
９アクセルポジションセンサ
１０クランクポジションセンサ
５２エアフローメータ
５３窒素富化装置
５４インタークーラ
６０三元触媒
６１ＮＳＲ触媒
６３第一温度センサ
６４第二温度センサ
７０タービン
７１コンプレッサ

Claims

理論空燃比の混合気を燃焼させる運転であるストイキ運転とリーン空燃比の混合気を燃焼させる運転であるリーン運転とを切り替え可能な内燃機関の排気通路に配置されるＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒と、
前記内燃機関の気筒内に吸入されるガスである吸気の窒素濃度を高める窒素富化装置と、
を備えた内燃機関に適用される制御装置であって、
前記制御装置は、
前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒へ流入する排気の温度である流入排気温度を取得する取得手段と、
前記内燃機関がストイキ運転されている状態においてリーン運転への切り替え要求が発生したときに、前記取得手段により取得される流入排気温度が前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒の温度浄化ウインドの上限値より高ければ、前記内燃機関をストイキ運転させつつ、前記窒素富化装置により吸気の窒素濃度を高める処理である排気温度低下処理を開始し、且つその後において前記取得手段により取得される流入排気温度が前記上限値以下に低下したときに前記排気温度低下処理を終了させて、前記内燃機関の運転状態をストイキ運転からリーン運転へ切り替える制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。