JP3449124B2 - 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
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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浄化
装置に係り、特にＮＯX 吸収剤に吸収されたイオウを外
部的から加熱することなく放出することの可能な内燃機
関の排気浄化装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】いわゆるリーンバーン燃焼を行う内燃機
関から排出される排気ガスを浄化するための排気浄化装
置として、いわゆるＮＯX 吸収型が使用されることがあ
る。ＮＯX 吸収型排気浄化装置は、空燃比がリーン状態
に制御されている間は排気ガス中のＮＯX を吸収して大
気中へのＮＯX の放出を防止し、ＮＯX 吸収能力が飽和
すると一時的に空燃比をリッチに制御してＮＯX を放出
するとともに放出されたＮＯX を還元して大気中へのＮ
ＯX の放出を防止している。 【０００３】ところが燃料および潤滑油中にはイオウが
含まれているため、排気ガスとともに内燃機関からイオ
ウが排出され、ＮＯX とともに排気浄化装置に吸収され
る。しかしながら空燃比をリッチにしても吸収されたイ
オウは放出されないため、排気浄化装置内のイオウの蓄
積量が増加してＮＯX の吸収能力も低下することとな
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】この課題を解決するた
めに、所定量以上のイオウが吸収されたときにはＮＯX
吸収剤が高温になるとイオウの放出が容易となることか
ら排気浄化装置上流側排気管に設置したヒータによって
排気ガスを加熱し、ＮＯX 吸収剤の温度を高めてイオウ
を放出することとした内燃機関の排気浄化装置がすでに
提案されている（特開平６−６６２２９公報参照）。 【０００５】しかしながら上記提案にかかる内燃機関の
排気浄化装置にあっては、ヒータによって排気ガスを加
熱することが必要であるため装置が複雑となるだけでな
く消費電力の増加により燃費が悪化することは避けるこ
とができない。本発明は上記課題に鑑みなされたもので
あって、ＮＯX 吸収剤に吸収されたイオウを電気ヒータ
により外部から加熱することなく放出することの可能な
内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。 【０００６】本願発明に係る内燃機関の排気浄化装置
は、空燃比がリーンであるときに排気ガス中の窒素酸化
物を吸収し空燃比がリッチであるときに吸収した窒素酸
化物を放出する窒素酸化物吸収剤を使用した内燃機関の
排気浄化装置であって、窒素酸化物吸収剤に吸収された
イオウ吸収量が予め定められた所定量以上となったこと
を判断するイオウ吸収量判断手段と、イオウ吸収量判断
手段で所定量以上のイオウが吸収されたと判断されたと
きに予め定められた所定期間リーン失火を発生させるリ
ーン失火手段と、リーン失火手段による所定時間の失火
後に空燃比をリッチとするリッチ化手段を具備する。 【０００７】本装置によれば、排気浄化装置に所定量以
上のイオウが吸収されたときに空燃比をリッチにする前
にリーン失火を発生させて未燃分を排気浄化装置に送り
排気浄化装置内で燃焼させてＮＯｘ吸収剤を昇温させる
ことによってイオウの放出を促進する。 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【発明の実施の形態】図１は本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の実施例の構成図であって、エアクリーナ１
０１から吸入された吸入空気は、吸入空気量を計測する
エアフローメータ１０２、吸入空気量を調節するスロッ
トル弁１０３を介して吸気弁１０４から燃焼室１０５に
供給される。なお燃料は吸気弁１０４の直上流に設置さ
れる燃料噴射弁１０６から噴射され、吸入空気とともに
燃焼室１０５に供給される。 【００１１】燃焼室１０５に供給された混合気はピスト
ン１０７の上昇によって圧縮された後点火栓１０８によ
って点火されて燃焼し、ピストン１０７を押し下げ駆動
力を発生する。燃焼後の排気ガスは排気弁１０９を介し
て排気管１１０に排出され、ＮＯX 吸収剤を内蔵する排
気浄化装置１１１で浄化された後大気に放出される。 【００１２】なおＮＯX 吸収剤は空燃比がリーンのとき
ＮＯX を吸収し、空燃比がリッチのときＮＯX を放出す
る特性を有する。内燃機関および排気浄化装置１１１は
マイクロコンピュータスシテムである制御部１２０によ
って制御されるが、制御部１２０はバス１２１を中心と
してＣＰＵ１２２、メモリ１２３、入力インターフェイ
ス１２４および出力インターフェイス１２５から構成さ
れる。 【００１３】入力インターフェイス１２４からは、エア
フローメータ１０２で検出される吸入空気量Ｑａ、気筒
内圧力センサ１１２で検出される気筒内圧力Ｐｍ、冷却
水温度センサ１１３で検出される冷却水温度Ｔｗ、クラ
ンクシャフト前端に設置されたクランクシャフトセンサ
１１４で検出される内燃機関回転数Ｎｅ、排気浄化装置
１１１上流に設置される酸素センサ１１５で検出される
残留酸素濃度Ｖｘ、排気浄化装置１１１に挿入される温
度センサ１１６で検出されるＮＯX 吸収剤の温度Ｔｃが
読み込まれる。 【００１４】出力インターフェイス１２５からは、燃料
噴射弁１０６に対する開弁指令および点火栓１０８に対
する点火指令が出力される。排気浄化装置１１１に吸収
されるイオウの量は直接検出することはできないため、
第１の実施例においてはリーンバーン運転が所定時間継
続したときにイオウが相当量吸収されたものとしてイオ
ウの放出操作を実行する。 【００１５】図２は制御部１２０において実行されるリ
ーンバーン運転時間算出ルーチンのフローチャートであ
って、１秒毎に時間割り込み処理される。ステップ２０
で図示しないルーチンで内燃機関負荷および冷却水温度
の関数として算出された空燃比補正係数ＦＬＥＡＮが "
１．０" 以下であるかが判定される。 【００１６】ステップ２０で肯定判定されたとき、即ち
リーンバーン実行中であれば、ステップ２１でリーンバ
ーン運転時間を示すリーンバーンカウンタＣＳＯＸＣＡ
Ｐをインクリメントしてこのルーチンを終了する。ステ
ップ２０で否定判定されたとき、即ちリーンバーン実行
中でなければ、直接このルーチンを終了する。 【００１７】図３は制御部１２０で実行されるトルク変
動制御ルーチンのフローチャートであって、一定時間間
隔毎に実行される。ステップ３０で気筒内圧力センサ１
１２で各気筒の気筒内圧力Ｐｍを読み込み、ステップ３
１で気筒内圧力Ｐｍに基づいて平均トルク変動ΔＴａｖ
を算出する。 【００１８】ステップ３２でクランクシャフトセンサ１
１４で検出される内燃機関回転数Ｎｅおよびエアフロー
メータ１０２で検出される吸入空気量Ｑａを読み込み、
ステップ３３で内燃機関回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑ
ａの関数として目標トルク変動ΔＴを求める。 ΔＴ＝ΔＴ（Ｎｅ，Ｑａ） ステップ３４でリーンバーンカウンタＣＳＯＸＣＡＰの
計数値がイオウ放出を行うべき所定運転時間（例えば２
０時間）に相当する値Ｃ１以上であるかを判定する。 【００１９】ステップ３４で肯定判定されたとき、即ち
前回のイオウ放出時から所定運転時間が経過したとき
は、ステップ３５でステップ３３で求めた目標トルク変
動ΔＴに所定値ＤＴを加算して目標トルク変動ΔＴを大
きくしてステップ３６に進む。即ちトルク変動は空燃比
がリーンであるほど大きくなるので、目標トルク変動Δ
Ｔが大きくなれば空燃比をよりリーンに設定してリーン
失火を発生させることが可能となる。 【００２０】リーン失火が発生すれば燃料が未燃のまま
排気浄化装置１１１に排出され、排気浄化装置１１１内
で燃焼するため、ＮＯｘ吸収剤を高温としてイオウを放
出することが可能となる。ステップ３４で否定判定され
たとき、即ち前回のイオウ放出時から所定運転時間が経
過していないときは直接ステップ３６に進む。 【００２１】ステップ３６で目標トルク変動ΔＴｖが平
均トルク変動ΔＴａより大きいかを判定する。ステップ
３６で肯定判定されたとき、即ち目標トルク変動ΔＴｖ
が平均トルク変動ΔＴａより大きいときは、よりリーン
バーン運転が可能であるものとしてステップ３７で後述
する目標空燃比算出ルーチンで算出された空燃比補正係
数ＦＬＥＡＮから所定値ΔＦを減算してこのルーチンを
終了する。 【００２２】ステップ３６で否定判定されたとき、即ち
目標トルク変動ΔＴｖが平均トルク変動ΔＴａより小さ
いときは、トルク変動を抑制するためにステップ３８で
後述する空燃比補正係数算出ルーチンで算出された空燃
比補正係数ＦＬＥＡＮに所定値ΔＦを加算してこのルー
チンを終了する。図４は制御部１２０で実行されるイオ
ウ放出開始ルーチンのフローチャートであって、一定時
間間隔毎に実行される。 【００２３】ステップ４０でリーンバーンカウンタＣＳ
ＯＸＣＡＰの計数値がイオウ放出を行うべき所定運転時
間（例えば２０時間）に相当する値Ｃ１以上であるかを
判定する。ステップ４０で肯定判定されたとき、即ち前
回のイオウ放出時から所定運転時間が経過したときは、
ステップ４１でリーン失火を発生させた結果温度センサ
１１６で検出されるＮＯX 吸収剤の温度Ｔｃがイオウが
放出される温度Ｔ1 （例えば６５０°Ｃ）以上となった
かを判定する。 【００２４】ステップ４１で肯定判定されたとき、即ち
ＮＯX 吸収剤の温度Ｔｃがイオウが放出される温度Ｔ1
以上となったときは、イオウの放出が開始されたものと
してステップ４２でリーンバーンカウンタＣＳＯＸＣＡ
Ｐをリセットするとともにイオウ放出開始後の経過時間
を表す放出カウンタＣＳＴＳＯＸをリセットしてこのル
ーチンを終了する。 【００２５】なおステップ４０で否定判定されたとき、
即ち前回のイオウ放出時から所定運転時間が経過してい
ないとき、およびステップ４１で否定判定されたとき、
即ちＮＯX 吸収剤の温度Ｔｃがいまだイオウが放出され
る温度Ｔ1 に昇温していないときは直接このルーチンを
終了する。なお放出カウンタＣＳＴＳＯＸは図示しない
ルーチンによって１秒ごとにインクリメントされる。 【００２６】図５は制御部１２０で実行される空燃比補
正係数算出ルーチンのフローチャートであって、一定時
間間隔毎に実行される。ステップ５０でエアフローメー
タ１０２で検出される吸入空気量Ｑａおよび冷却水温度
センサ１１３で検出される冷却水温度Ｔｗを読み込む。
ステップ５１で吸入空気量Ｑａおよび冷却水温度Ｔｗの
関数として空燃比補正係数ＦＬＥＡＮを求める。 【００２７】ＦＬＥＡＮ＝ＦＬＥＡＮ（Ｑａ，Ｔｗ） ステップ５２で空燃比補正係数ＦＬＥＡＮが "１．０"
以下であるかを判定する。ステップ５２で肯定判定され
たとき、即ちリーンバーン運転中であれば、ステップ５
３で放出カウンタＣＳＴＳＯＸの計数値がイオウ放出に
要する時間（例えば５分）に相当する値Ｃ２以下である
かを判定する。 【００２８】ステップ５３で肯定判定されたとき、即ち
イオウ放出中であるときは、ステップ５４で空燃比補正
係数ＦＬＥＡＮを "１．０" または“１．０”以上のリ
ッチ空燃比に設定してこのルーチンを終了する。ステッ
プ５２で否定判定されたとき、即ちリーンバーン運転中
でなければ直接このルーチンを終了する。 【００２９】さらにステップ５３で否定判定されたと
き、即ちイオン放出が完了したとみなすことができると
きはリーンバーン運転に復帰するために直接このルーチ
ンを終了する。図６は制御部１２０で実行される燃料噴
射制御ルーチンのフローチャートであって、所定クラン
クシャフト回転角ごとに割り込み処理として実行され
る。 【００３０】ステップ６０でクランクシャフトセンサ１
１４で検出される内燃機関回転数Ｎｅおよびエアフロー
メータ１０２で検出される吸入空気量Ｑａの関数として
基本燃料噴射量Ｔｐが算出される。 Ｔｐ＝Ｔｐ（Ｎｅ，Ｑａ） ステップ６１で基本燃料噴射量Ｔｐに空燃比補正係数Ｆ
ＬＥＡＮを乗算して燃料噴射量ＴＡＵを算出し、ステッ
プ６２で出力インターフェイス１２５から燃料噴射量Ｔ
ＡＵを出力してこのルーチンを終了する。 【００３１】第１の実施例ではリーン失火を発生させる
ことにより排気浄化装置内で排気ガスを燃焼させてＮＯ
ｘ吸収剤の温度を上昇しイオウの放出を実行するが、点
火時期を遅角させることによりＮＯｘ吸収剤の温度を上
昇することも可能である。図７は第２の実施例で使用さ
れ、制御部１２０で実行されるイオウ放出タイミング制
御ルーチンのフローチャートであって、一定時間毎に実
行される。 【００３２】ステップ７０で前回本ルーチンから今回本
ルーチンの実行時までの走行距離ΔＳを読み込み、ステ
ップ７１でイオウ放出後走行距離Ｓを積算し、ステップ
７２で累積走行距離Ｓ0 を積算する。 Ｓ←Ｓ＋ΔＳ Ｓ0 ←Ｓ0 ＋ΔＳ ステップ７３でイオウ放出走行距離Ｓおよび累積走行距
離Ｓ0 に基づいてイオウ放出タイミングであるかを判定
する。 【００３３】図８はイオウの吸収量と車両の走行距離と
の関係図であって、横軸は車両の累積走行距離Ｓ0 を、
縦軸はイオウ放出後走行距離Ｓを、またパラメータはＮ
ＯX吸収剤のイオウ吸収量を表す。即ち８０％の双曲線
はＮＯX 吸収剤が吸収可能な全イオウ吸収量の８０％が
吸収されており、イオウの放出を繰り返すたびにその後
に吸収可能な全イオウ吸収量は低下する。なお、この関
係図は制御部１２０のメモリ１２３内に記憶される。 【００３４】ステップ７３でイオウ放出後走行距離Ｓお
よび累積走行距離Ｓ0 の関数として算出されるイオウ吸
収量ｆ（Ｓ，Ｓ0 ）が所定値α（例えば８０％）以上で
あるかを判定する。ステップ７３で肯定判定されたと
き、即ちイオウ吸収量ｆ（Ｓ，Ｓ0 ）が所定値α以上で
あるときは、ステップ７４で放出カウンタＣＳＴＳＯＸ
をリセットしてこのルーチンを終了する。 【００３５】ステップ７３で否定判定されたとき、即ち
イオウ吸収量ｆ（Ｓ，Ｓ0 ）が所定値α以下であるとき
にはイオウ放出は必要ないものとして直接このルーチン
を終了する。図９は第２に実施例で使用され、制御部１
２０で実行されるイオウ放出制御ルーチンのフローチャ
ートであって、放出カウンタＣＳＴＳＯＸの計数値がイ
オウ放出に要する時間（例えば５分）に相当する値Ｃ２
以下であるかを判定する。 【００３６】ステップ９０で肯定判定されたとき、即ち
イオウ放出中であれば、ステップ９１から９３の処理を
実行する。即ちステップ９１で点火時期ＡＯＰを基準点
火時期ＡＯＰＢから所定量ΔＡＯＰ遅角補正することに
より排気ガスの温度をイオウの放出が発生する温度まで
昇温する。 【００３７】ＡＯＰ＝ＡＯＰＢ−ΔＡＯＰ なお、基準点火時期ＡＯＰＢは内燃機関回転数Ｎｅおよ
び吸入空気量Ｑａの関数として算出される。次にステッ
プ９２でスロットル弁開度ＴＡをアクセルペダルの踏み
込み量ＡＣの関数から定まる開度に予め定められた所定
開度ΔＴＡ増量補正する。 【００３８】ＴＡ＝ｇ（ＡＣ）＋ΔＴＡ スロットル弁開度を増加する理由は、排気浄化装置を流
れる排気ガス量を多くすることによりイオウ放出に要す
る時間を短縮するためである。ステップ９３でイオウ放
出フラグＦを "１" に設定してこのルーチンを終了す
る。 【００３９】ステップ９０で否定判定されたとき、即ち
イオウ放出が完了したときには、ステップ９４でイオウ
放出フラグＦが "１" であるかを判定する。ステップ９
４で肯定判定されたとき、即ちイオウ放出完了直後であ
るときには、ステップ９５でイオウ放出フラグＦをリセ
ットし、ステップ９６でイオウ放出後走行距離Ｓをリセ
ットしてこのルーチンを終了する。 【００４０】ステップ９４で否定判定されたとき、即ち
イオウ放出を完了した後は、ステップ９７で点火時期Ａ
ＯＰを基準点火時期ＡＯＰＢに設定し、ステップ９８で
スロットル弁開度ＴＡをアクセルペダルの踏み込み量Ａ
Ｃの関数として算出してこのルーチンを終了する。なお
第２の実施例においても制御部１２０において、図５の
空燃比補正係数算出ルーチンおよび図６の燃料噴射制御
ルーチンが実行される。 【００４１】ＮＯｘ吸収剤のイオウ吸収量が所定量以上
となった時排気ガスの熱量の増加、リーン失火、または
点火時期の遅角によって予めＮＯｘ吸収剤温度を上昇さ
せてからリッチにすることによりＮＯｘ吸収剤温度が上
昇するのに時間がかかる分、ＮＯｘ吸収剤温度上昇とリ
ッチを同時にするよりも燃費の面で有利となる。 【００４２】 【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置に
よれば、ＮＯｘ吸収剤に所定量以上のイオウが吸収され
たときに排気ガス自体の発熱量を増大しＮＯｘ吸収剤を
昇温させることにより、外部から加熱することなくイオ
ウを放出することが可能となる。
装置に係り、特にＮＯX 吸収剤に吸収されたイオウを外
部的から加熱することなく放出することの可能な内燃機
関の排気浄化装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】いわゆるリーンバーン燃焼を行う内燃機
関から排出される排気ガスを浄化するための排気浄化装
置として、いわゆるＮＯX 吸収型が使用されることがあ
る。ＮＯX 吸収型排気浄化装置は、空燃比がリーン状態
に制御されている間は排気ガス中のＮＯX を吸収して大
気中へのＮＯX の放出を防止し、ＮＯX 吸収能力が飽和
すると一時的に空燃比をリッチに制御してＮＯX を放出
するとともに放出されたＮＯX を還元して大気中へのＮ
ＯX の放出を防止している。 【０００３】ところが燃料および潤滑油中にはイオウが
含まれているため、排気ガスとともに内燃機関からイオ
ウが排出され、ＮＯX とともに排気浄化装置に吸収され
る。しかしながら空燃比をリッチにしても吸収されたイ
オウは放出されないため、排気浄化装置内のイオウの蓄
積量が増加してＮＯX の吸収能力も低下することとな
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】この課題を解決するた
めに、所定量以上のイオウが吸収されたときにはＮＯX
吸収剤が高温になるとイオウの放出が容易となることか
ら排気浄化装置上流側排気管に設置したヒータによって
排気ガスを加熱し、ＮＯX 吸収剤の温度を高めてイオウ
を放出することとした内燃機関の排気浄化装置がすでに
提案されている（特開平６−６６２２９公報参照）。 【０００５】しかしながら上記提案にかかる内燃機関の
排気浄化装置にあっては、ヒータによって排気ガスを加
熱することが必要であるため装置が複雑となるだけでな
く消費電力の増加により燃費が悪化することは避けるこ
とができない。本発明は上記課題に鑑みなされたもので
あって、ＮＯX 吸収剤に吸収されたイオウを電気ヒータ
により外部から加熱することなく放出することの可能な
内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。 【０００６】本願発明に係る内燃機関の排気浄化装置
は、空燃比がリーンであるときに排気ガス中の窒素酸化
物を吸収し空燃比がリッチであるときに吸収した窒素酸
化物を放出する窒素酸化物吸収剤を使用した内燃機関の
排気浄化装置であって、窒素酸化物吸収剤に吸収された
イオウ吸収量が予め定められた所定量以上となったこと
を判断するイオウ吸収量判断手段と、イオウ吸収量判断
手段で所定量以上のイオウが吸収されたと判断されたと
きに予め定められた所定期間リーン失火を発生させるリ
ーン失火手段と、リーン失火手段による所定時間の失火
後に空燃比をリッチとするリッチ化手段を具備する。 【０００７】本装置によれば、排気浄化装置に所定量以
上のイオウが吸収されたときに空燃比をリッチにする前
にリーン失火を発生させて未燃分を排気浄化装置に送り
排気浄化装置内で燃焼させてＮＯｘ吸収剤を昇温させる
ことによってイオウの放出を促進する。 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【発明の実施の形態】図１は本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の実施例の構成図であって、エアクリーナ１
０１から吸入された吸入空気は、吸入空気量を計測する
エアフローメータ１０２、吸入空気量を調節するスロッ
トル弁１０３を介して吸気弁１０４から燃焼室１０５に
供給される。なお燃料は吸気弁１０４の直上流に設置さ
れる燃料噴射弁１０６から噴射され、吸入空気とともに
燃焼室１０５に供給される。 【００１１】燃焼室１０５に供給された混合気はピスト
ン１０７の上昇によって圧縮された後点火栓１０８によ
って点火されて燃焼し、ピストン１０７を押し下げ駆動
力を発生する。燃焼後の排気ガスは排気弁１０９を介し
て排気管１１０に排出され、ＮＯX 吸収剤を内蔵する排
気浄化装置１１１で浄化された後大気に放出される。 【００１２】なおＮＯX 吸収剤は空燃比がリーンのとき
ＮＯX を吸収し、空燃比がリッチのときＮＯX を放出す
る特性を有する。内燃機関および排気浄化装置１１１は
マイクロコンピュータスシテムである制御部１２０によ
って制御されるが、制御部１２０はバス１２１を中心と
してＣＰＵ１２２、メモリ１２３、入力インターフェイ
ス１２４および出力インターフェイス１２５から構成さ
れる。 【００１３】入力インターフェイス１２４からは、エア
フローメータ１０２で検出される吸入空気量Ｑａ、気筒
内圧力センサ１１２で検出される気筒内圧力Ｐｍ、冷却
水温度センサ１１３で検出される冷却水温度Ｔｗ、クラ
ンクシャフト前端に設置されたクランクシャフトセンサ
１１４で検出される内燃機関回転数Ｎｅ、排気浄化装置
１１１上流に設置される酸素センサ１１５で検出される
残留酸素濃度Ｖｘ、排気浄化装置１１１に挿入される温
度センサ１１６で検出されるＮＯX 吸収剤の温度Ｔｃが
読み込まれる。 【００１４】出力インターフェイス１２５からは、燃料
噴射弁１０６に対する開弁指令および点火栓１０８に対
する点火指令が出力される。排気浄化装置１１１に吸収
されるイオウの量は直接検出することはできないため、
第１の実施例においてはリーンバーン運転が所定時間継
続したときにイオウが相当量吸収されたものとしてイオ
ウの放出操作を実行する。 【００１５】図２は制御部１２０において実行されるリ
ーンバーン運転時間算出ルーチンのフローチャートであ
って、１秒毎に時間割り込み処理される。ステップ２０
で図示しないルーチンで内燃機関負荷および冷却水温度
の関数として算出された空燃比補正係数ＦＬＥＡＮが "
１．０" 以下であるかが判定される。 【００１６】ステップ２０で肯定判定されたとき、即ち
リーンバーン実行中であれば、ステップ２１でリーンバ
ーン運転時間を示すリーンバーンカウンタＣＳＯＸＣＡ
Ｐをインクリメントしてこのルーチンを終了する。ステ
ップ２０で否定判定されたとき、即ちリーンバーン実行
中でなければ、直接このルーチンを終了する。 【００１７】図３は制御部１２０で実行されるトルク変
動制御ルーチンのフローチャートであって、一定時間間
隔毎に実行される。ステップ３０で気筒内圧力センサ１
１２で各気筒の気筒内圧力Ｐｍを読み込み、ステップ３
１で気筒内圧力Ｐｍに基づいて平均トルク変動ΔＴａｖ
を算出する。 【００１８】ステップ３２でクランクシャフトセンサ１
１４で検出される内燃機関回転数Ｎｅおよびエアフロー
メータ１０２で検出される吸入空気量Ｑａを読み込み、
ステップ３３で内燃機関回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑ
ａの関数として目標トルク変動ΔＴを求める。 ΔＴ＝ΔＴ（Ｎｅ，Ｑａ） ステップ３４でリーンバーンカウンタＣＳＯＸＣＡＰの
計数値がイオウ放出を行うべき所定運転時間（例えば２
０時間）に相当する値Ｃ１以上であるかを判定する。 【００１９】ステップ３４で肯定判定されたとき、即ち
前回のイオウ放出時から所定運転時間が経過したとき
は、ステップ３５でステップ３３で求めた目標トルク変
動ΔＴに所定値ＤＴを加算して目標トルク変動ΔＴを大
きくしてステップ３６に進む。即ちトルク変動は空燃比
がリーンであるほど大きくなるので、目標トルク変動Δ
Ｔが大きくなれば空燃比をよりリーンに設定してリーン
失火を発生させることが可能となる。 【００２０】リーン失火が発生すれば燃料が未燃のまま
排気浄化装置１１１に排出され、排気浄化装置１１１内
で燃焼するため、ＮＯｘ吸収剤を高温としてイオウを放
出することが可能となる。ステップ３４で否定判定され
たとき、即ち前回のイオウ放出時から所定運転時間が経
過していないときは直接ステップ３６に進む。 【００２１】ステップ３６で目標トルク変動ΔＴｖが平
均トルク変動ΔＴａより大きいかを判定する。ステップ
３６で肯定判定されたとき、即ち目標トルク変動ΔＴｖ
が平均トルク変動ΔＴａより大きいときは、よりリーン
バーン運転が可能であるものとしてステップ３７で後述
する目標空燃比算出ルーチンで算出された空燃比補正係
数ＦＬＥＡＮから所定値ΔＦを減算してこのルーチンを
終了する。 【００２２】ステップ３６で否定判定されたとき、即ち
目標トルク変動ΔＴｖが平均トルク変動ΔＴａより小さ
いときは、トルク変動を抑制するためにステップ３８で
後述する空燃比補正係数算出ルーチンで算出された空燃
比補正係数ＦＬＥＡＮに所定値ΔＦを加算してこのルー
チンを終了する。図４は制御部１２０で実行されるイオ
ウ放出開始ルーチンのフローチャートであって、一定時
間間隔毎に実行される。 【００２３】ステップ４０でリーンバーンカウンタＣＳ
ＯＸＣＡＰの計数値がイオウ放出を行うべき所定運転時
間（例えば２０時間）に相当する値Ｃ１以上であるかを
判定する。ステップ４０で肯定判定されたとき、即ち前
回のイオウ放出時から所定運転時間が経過したときは、
ステップ４１でリーン失火を発生させた結果温度センサ
１１６で検出されるＮＯX 吸収剤の温度Ｔｃがイオウが
放出される温度Ｔ1 （例えば６５０°Ｃ）以上となった
かを判定する。 【００２４】ステップ４１で肯定判定されたとき、即ち
ＮＯX 吸収剤の温度Ｔｃがイオウが放出される温度Ｔ1
以上となったときは、イオウの放出が開始されたものと
してステップ４２でリーンバーンカウンタＣＳＯＸＣＡ
Ｐをリセットするとともにイオウ放出開始後の経過時間
を表す放出カウンタＣＳＴＳＯＸをリセットしてこのル
ーチンを終了する。 【００２５】なおステップ４０で否定判定されたとき、
即ち前回のイオウ放出時から所定運転時間が経過してい
ないとき、およびステップ４１で否定判定されたとき、
即ちＮＯX 吸収剤の温度Ｔｃがいまだイオウが放出され
る温度Ｔ1 に昇温していないときは直接このルーチンを
終了する。なお放出カウンタＣＳＴＳＯＸは図示しない
ルーチンによって１秒ごとにインクリメントされる。 【００２６】図５は制御部１２０で実行される空燃比補
正係数算出ルーチンのフローチャートであって、一定時
間間隔毎に実行される。ステップ５０でエアフローメー
タ１０２で検出される吸入空気量Ｑａおよび冷却水温度
センサ１１３で検出される冷却水温度Ｔｗを読み込む。
ステップ５１で吸入空気量Ｑａおよび冷却水温度Ｔｗの
関数として空燃比補正係数ＦＬＥＡＮを求める。 【００２７】ＦＬＥＡＮ＝ＦＬＥＡＮ（Ｑａ，Ｔｗ） ステップ５２で空燃比補正係数ＦＬＥＡＮが "１．０"
以下であるかを判定する。ステップ５２で肯定判定され
たとき、即ちリーンバーン運転中であれば、ステップ５
３で放出カウンタＣＳＴＳＯＸの計数値がイオウ放出に
要する時間（例えば５分）に相当する値Ｃ２以下である
かを判定する。 【００２８】ステップ５３で肯定判定されたとき、即ち
イオウ放出中であるときは、ステップ５４で空燃比補正
係数ＦＬＥＡＮを "１．０" または“１．０”以上のリ
ッチ空燃比に設定してこのルーチンを終了する。ステッ
プ５２で否定判定されたとき、即ちリーンバーン運転中
でなければ直接このルーチンを終了する。 【００２９】さらにステップ５３で否定判定されたと
き、即ちイオン放出が完了したとみなすことができると
きはリーンバーン運転に復帰するために直接このルーチ
ンを終了する。図６は制御部１２０で実行される燃料噴
射制御ルーチンのフローチャートであって、所定クラン
クシャフト回転角ごとに割り込み処理として実行され
る。 【００３０】ステップ６０でクランクシャフトセンサ１
１４で検出される内燃機関回転数Ｎｅおよびエアフロー
メータ１０２で検出される吸入空気量Ｑａの関数として
基本燃料噴射量Ｔｐが算出される。 Ｔｐ＝Ｔｐ（Ｎｅ，Ｑａ） ステップ６１で基本燃料噴射量Ｔｐに空燃比補正係数Ｆ
ＬＥＡＮを乗算して燃料噴射量ＴＡＵを算出し、ステッ
プ６２で出力インターフェイス１２５から燃料噴射量Ｔ
ＡＵを出力してこのルーチンを終了する。 【００３１】第１の実施例ではリーン失火を発生させる
ことにより排気浄化装置内で排気ガスを燃焼させてＮＯ
ｘ吸収剤の温度を上昇しイオウの放出を実行するが、点
火時期を遅角させることによりＮＯｘ吸収剤の温度を上
昇することも可能である。図７は第２の実施例で使用さ
れ、制御部１２０で実行されるイオウ放出タイミング制
御ルーチンのフローチャートであって、一定時間毎に実
行される。 【００３２】ステップ７０で前回本ルーチンから今回本
ルーチンの実行時までの走行距離ΔＳを読み込み、ステ
ップ７１でイオウ放出後走行距離Ｓを積算し、ステップ
７２で累積走行距離Ｓ0 を積算する。 Ｓ←Ｓ＋ΔＳ Ｓ0 ←Ｓ0 ＋ΔＳ ステップ７３でイオウ放出走行距離Ｓおよび累積走行距
離Ｓ0 に基づいてイオウ放出タイミングであるかを判定
する。 【００３３】図８はイオウの吸収量と車両の走行距離と
の関係図であって、横軸は車両の累積走行距離Ｓ0 を、
縦軸はイオウ放出後走行距離Ｓを、またパラメータはＮ
ＯX吸収剤のイオウ吸収量を表す。即ち８０％の双曲線
はＮＯX 吸収剤が吸収可能な全イオウ吸収量の８０％が
吸収されており、イオウの放出を繰り返すたびにその後
に吸収可能な全イオウ吸収量は低下する。なお、この関
係図は制御部１２０のメモリ１２３内に記憶される。 【００３４】ステップ７３でイオウ放出後走行距離Ｓお
よび累積走行距離Ｓ0 の関数として算出されるイオウ吸
収量ｆ（Ｓ，Ｓ0 ）が所定値α（例えば８０％）以上で
あるかを判定する。ステップ７３で肯定判定されたと
き、即ちイオウ吸収量ｆ（Ｓ，Ｓ0 ）が所定値α以上で
あるときは、ステップ７４で放出カウンタＣＳＴＳＯＸ
をリセットしてこのルーチンを終了する。 【００３５】ステップ７３で否定判定されたとき、即ち
イオウ吸収量ｆ（Ｓ，Ｓ0 ）が所定値α以下であるとき
にはイオウ放出は必要ないものとして直接このルーチン
を終了する。図９は第２に実施例で使用され、制御部１
２０で実行されるイオウ放出制御ルーチンのフローチャ
ートであって、放出カウンタＣＳＴＳＯＸの計数値がイ
オウ放出に要する時間（例えば５分）に相当する値Ｃ２
以下であるかを判定する。 【００３６】ステップ９０で肯定判定されたとき、即ち
イオウ放出中であれば、ステップ９１から９３の処理を
実行する。即ちステップ９１で点火時期ＡＯＰを基準点
火時期ＡＯＰＢから所定量ΔＡＯＰ遅角補正することに
より排気ガスの温度をイオウの放出が発生する温度まで
昇温する。 【００３７】ＡＯＰ＝ＡＯＰＢ−ΔＡＯＰ なお、基準点火時期ＡＯＰＢは内燃機関回転数Ｎｅおよ
び吸入空気量Ｑａの関数として算出される。次にステッ
プ９２でスロットル弁開度ＴＡをアクセルペダルの踏み
込み量ＡＣの関数から定まる開度に予め定められた所定
開度ΔＴＡ増量補正する。 【００３８】ＴＡ＝ｇ（ＡＣ）＋ΔＴＡ スロットル弁開度を増加する理由は、排気浄化装置を流
れる排気ガス量を多くすることによりイオウ放出に要す
る時間を短縮するためである。ステップ９３でイオウ放
出フラグＦを "１" に設定してこのルーチンを終了す
る。 【００３９】ステップ９０で否定判定されたとき、即ち
イオウ放出が完了したときには、ステップ９４でイオウ
放出フラグＦが "１" であるかを判定する。ステップ９
４で肯定判定されたとき、即ちイオウ放出完了直後であ
るときには、ステップ９５でイオウ放出フラグＦをリセ
ットし、ステップ９６でイオウ放出後走行距離Ｓをリセ
ットしてこのルーチンを終了する。 【００４０】ステップ９４で否定判定されたとき、即ち
イオウ放出を完了した後は、ステップ９７で点火時期Ａ
ＯＰを基準点火時期ＡＯＰＢに設定し、ステップ９８で
スロットル弁開度ＴＡをアクセルペダルの踏み込み量Ａ
Ｃの関数として算出してこのルーチンを終了する。なお
第２の実施例においても制御部１２０において、図５の
空燃比補正係数算出ルーチンおよび図６の燃料噴射制御
ルーチンが実行される。 【００４１】ＮＯｘ吸収剤のイオウ吸収量が所定量以上
となった時排気ガスの熱量の増加、リーン失火、または
点火時期の遅角によって予めＮＯｘ吸収剤温度を上昇さ
せてからリッチにすることによりＮＯｘ吸収剤温度が上
昇するのに時間がかかる分、ＮＯｘ吸収剤温度上昇とリ
ッチを同時にするよりも燃費の面で有利となる。 【００４２】 【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置に
よれば、ＮＯｘ吸収剤に所定量以上のイオウが吸収され
たときに排気ガス自体の発熱量を増大しＮＯｘ吸収剤を
昇温させることにより、外部から加熱することなくイオ
ウを放出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施例
の構成図である。 【図２】リーンバーン運転時間算出ルーチンのフローチ
ャートである。 【図３】トルク変動制御ルーチンのフローチャートであ
る。 【図４】イオウ放出開始ルーチンのフローチャートであ
る。 【図５】空燃比補正係数ルーチンのフローチャートであ
る。 【図６】燃料噴射制御ルーチンのフローチャートであ
る。 【図７】イオウ放出タイミング制御ルーチンのフローチ
ャートである。 【図８】イオウの吸収量と車両の走行距離との関係図で
ある。 【図９】イオウ放出制御ルーチンのフローチャートであ
る。 【符号の説明】 １０１…エアクリーナ １０２…エアフローメータ １０３…スロットル弁 １０４…吸気弁 １０５…燃焼室 １０６…燃料噴射弁 １０７…ピストン １０８…点火栓 １０９…排気弁 １１０…排気管 １１１…排気浄化装置 １１２…気筒内圧力センサ １１３…冷却水温度センサ １１４…クランクポジションセンサ １１５…酸素センサ １１６…温度センサ １２０…制御部
の構成図である。 【図２】リーンバーン運転時間算出ルーチンのフローチ
ャートである。 【図３】トルク変動制御ルーチンのフローチャートであ
る。 【図４】イオウ放出開始ルーチンのフローチャートであ
る。 【図５】空燃比補正係数ルーチンのフローチャートであ
る。 【図６】燃料噴射制御ルーチンのフローチャートであ
る。 【図７】イオウ放出タイミング制御ルーチンのフローチ
ャートである。 【図８】イオウの吸収量と車両の走行距離との関係図で
ある。 【図９】イオウ放出制御ルーチンのフローチャートであ
る。 【符号の説明】 １０１…エアクリーナ １０２…エアフローメータ １０３…スロットル弁 １０４…吸気弁 １０５…燃焼室 １０６…燃料噴射弁 １０７…ピストン １０８…点火栓 １０９…排気弁 １１０…排気管 １１１…排気浄化装置 １１２…気筒内圧力センサ １１３…冷却水温度センサ １１４…クランクポジションセンサ １１５…酸素センサ １１６…温度センサ １２０…制御部
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(56)参考文献 特開 平６−66129（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−100639（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 41/14 310
F01N 3/08
F01N 3/28
F02D 45/00 360
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 空燃比がリーンであるときに排気ガス中
の窒素酸化物を吸収し、空燃比がリッチであるときに吸
収した窒素酸化物を放出する窒素酸化物吸収剤を使用し
た内燃機関の排気浄化装置であって、 窒素酸化物吸収剤に吸収されたイオウ吸収量が予め定め
られた所定量以上となったことを判断するイオウ吸収量
判断手段と、前記イオウ吸収量判断手段で所定量以上のイオウが吸収
されたと判断されたときに予め定められた所定期間リー
ン失火を発生させるリーン失火手段と、 前記リーン失火手段による所定時間の失火後に空燃比を
リッチとするリッチ化手段を 具備する内燃機関の排気浄
化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21245096A JP3449124B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21245096A JP3449124B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054274A JPH1054274A (ja) | 1998-02-24 |
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Family
ID=16622829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21245096A Expired - Lifetime JP3449124B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP3649034B2 (ja) | 1999-03-25 | 2005-05-18 | 日産自動車株式会社 | エンジンの排気浄化装置 |
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| JP4453664B2 (ja) | 2006-01-25 | 2010-04-21 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化システム |
| US8615989B2 (en) * | 2010-01-25 | 2013-12-31 | Deere & Company | Method for regeneration of diesel particulate filter in an exhaust aftertreatment system of an IC engine |
-
1996
- 1996-08-12 JP JP21245096A patent/JP3449124B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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