JP3531414B2 - 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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- JP3531414B2 JP3531414B2 JP09737497A JP9737497A JP3531414B2 JP 3531414 B2 JP3531414 B2 JP 3531414B2 JP 09737497 A JP09737497 A JP 09737497A JP 9737497 A JP9737497 A JP 9737497A JP 3531414 B2 JP3531414 B2 JP 3531414B2
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＯｘ吸収剤を備
える内燃機関の排気浄化装置に関する。
える内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の内燃機関の排気浄化装置として、
例えば特開平６−１７３６６０号公報に記載されている
ように、流入する排気の空燃比がリーンであるときにＮ
Ｏｘを吸収し、流入する排気中の酸素濃度を低下させる
と吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を機関排気通
路内に配置し、ＮＯｘ吸収剤上流の機関排気通路又は機
関吸気通路に燃料タンク内で発生した蒸発燃料の供給口
を設けると共に、該供給口から供給される蒸発燃料の供
給を制御する蒸発燃料供給制御装置を具備し、ＮＯｘ吸
収剤からＮＯｘを放出すべきときに該供給口から蒸発燃
料を供給するようにしたものが知られている。
例えば特開平６−１７３６６０号公報に記載されている
ように、流入する排気の空燃比がリーンであるときにＮ
Ｏｘを吸収し、流入する排気中の酸素濃度を低下させる
と吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を機関排気通
路内に配置し、ＮＯｘ吸収剤上流の機関排気通路又は機
関吸気通路に燃料タンク内で発生した蒸発燃料の供給口
を設けると共に、該供給口から供給される蒸発燃料の供
給を制御する蒸発燃料供給制御装置を具備し、ＮＯｘ吸
収剤からＮＯｘを放出すべきときに該供給口から蒸発燃
料を供給するようにしたものが知られている。
【０００３】すなわち、リーン運転時にＮＯｘ吸収剤に
ＮＯｘを吸収し、ストイキ運転時に吸収したＮＯｘを放
出させてＨＣ、ＣＯと反応させて処理するが、全負荷運
転時や加速運転時にストイキに制御するだけでは頻度が
少なく、リーン運転の継続によりＮＯｘ吸収剤が飽和し
てしまうことから、リーン運転中に、周期的に、具体的
には、回転数の積算値より推定されるＮＯｘ吸収量が所
定値となる毎に、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを放出すべき
として、このときに、パージ制御弁を開いて、蒸発燃料
を導入することにより、リッチ化している。
ＮＯｘを吸収し、ストイキ運転時に吸収したＮＯｘを放
出させてＨＣ、ＣＯと反応させて処理するが、全負荷運
転時や加速運転時にストイキに制御するだけでは頻度が
少なく、リーン運転の継続によりＮＯｘ吸収剤が飽和し
てしまうことから、リーン運転中に、周期的に、具体的
には、回転数の積算値より推定されるＮＯｘ吸収量が所
定値となる毎に、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを放出すべき
として、このときに、パージ制御弁を開いて、蒸発燃料
を導入することにより、リッチ化している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ＮＯｘ
吸収剤からＮＯｘを放出すべきときしか、蒸発燃料をパ
ージすることができず、高外気温のような蒸発燃料が多
量に発生する条件では、外気に放出するしかなく、ＨＣ
放出量の増加や、燃料臭気による品質低下を招く。
うな従来の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ＮＯｘ
吸収剤からＮＯｘを放出すべきときしか、蒸発燃料をパ
ージすることができず、高外気温のような蒸発燃料が多
量に発生する条件では、外気に放出するしかなく、ＨＣ
放出量の増加や、燃料臭気による品質低下を招く。
【０００５】また、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを放出すべ
きとき以外に蒸発燃料をパージすると、以下のような問
題が発生する。蒸発燃料によりＮＯｘ吸収剤にＨＣが供
給されると、ＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘと供
給されたＨＣとが反応することで、ＮＯｘ吸収剤からＮ
Ｏｘが脱離するため、蒸発燃料をパージしていない場合
に比べ、ＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘ量が少な
くなる。通常、ＮＯｘ吸収剤を使用する場合は、ＮＯｘ
吸収剤のＮＯｘ吸収量が吸収能力限界に近づいた場合に
ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘを脱離させる目的で所定時間空燃
比をリッチ化する制御（リッチシフト）を実施するが、
本制御を、蒸発燃料をパージしている場合に、蒸発燃料
をパージしていない場合と同様に実施すると、上記の理
由から、ＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘ量が少な
いために、過剰なリッチシフトとなり、リッチシフトに
より供給されたＨＣのうちＮＯｘ浄化に関与していない
ＨＣが排気管から大気に放出され、排気性能の悪化を招
く。
きとき以外に蒸発燃料をパージすると、以下のような問
題が発生する。蒸発燃料によりＮＯｘ吸収剤にＨＣが供
給されると、ＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘと供
給されたＨＣとが反応することで、ＮＯｘ吸収剤からＮ
Ｏｘが脱離するため、蒸発燃料をパージしていない場合
に比べ、ＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘ量が少な
くなる。通常、ＮＯｘ吸収剤を使用する場合は、ＮＯｘ
吸収剤のＮＯｘ吸収量が吸収能力限界に近づいた場合に
ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘを脱離させる目的で所定時間空燃
比をリッチ化する制御（リッチシフト）を実施するが、
本制御を、蒸発燃料をパージしている場合に、蒸発燃料
をパージしていない場合と同様に実施すると、上記の理
由から、ＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘ量が少な
いために、過剰なリッチシフトとなり、リッチシフトに
より供給されたＨＣのうちＮＯｘ浄化に関与していない
ＨＣが排気管から大気に放出され、排気性能の悪化を招
く。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、ＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘを浄化するた
めに必要なＨＣを最適な量に制御できて、排気性能を向
上できるようにすることを目的とする。
み、ＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘを浄化するた
めに必要なＨＣを最適な量に制御できて、排気性能を向
上できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明では、機関の排気通路に設けられて、流入する排
気の空燃比がリーンであるときにＮＯｘを吸収し、流入
する排気中の酸素濃度を低下させると吸収したＮＯｘを
放出するＮＯｘ吸収剤と、燃料タンクから発生した蒸発
燃料を吸着剤に吸着させ、所定の運転条件で吸着剤から
蒸発燃料を脱離させて吸気通路へ導入する蒸発燃料処理
装置と、機関の運転状態に応じて空燃比をリーンとスト
イキとに制御する切換制御手段を有すると共に、所定の
条件にて空燃比を一時的にリッチ化するリッチシフト制
御手段を有する空燃比制御装置と、を備え、燃焼室内に
直接燃料を噴射する内燃機関において、図１に示すよう
に、前記蒸発燃料処理装置からの蒸発燃料の導入量をリ
ーン運転時に検出する蒸発燃料量検出手段と、前記リッ
チシフト制御手段により空燃比を一時的にリッチ化する
際に、蒸発燃料のリーン運転時の導入量に応じて、リッ
チ化空燃比を制御するリッチ化空燃比制御手段と、を設
けて、内燃機関の排気浄化装置を構成する。
る発明では、機関の排気通路に設けられて、流入する排
気の空燃比がリーンであるときにＮＯｘを吸収し、流入
する排気中の酸素濃度を低下させると吸収したＮＯｘを
放出するＮＯｘ吸収剤と、燃料タンクから発生した蒸発
燃料を吸着剤に吸着させ、所定の運転条件で吸着剤から
蒸発燃料を脱離させて吸気通路へ導入する蒸発燃料処理
装置と、機関の運転状態に応じて空燃比をリーンとスト
イキとに制御する切換制御手段を有すると共に、所定の
条件にて空燃比を一時的にリッチ化するリッチシフト制
御手段を有する空燃比制御装置と、を備え、燃焼室内に
直接燃料を噴射する内燃機関において、図１に示すよう
に、前記蒸発燃料処理装置からの蒸発燃料の導入量をリ
ーン運転時に検出する蒸発燃料量検出手段と、前記リッ
チシフト制御手段により空燃比を一時的にリッチ化する
際に、蒸発燃料のリーン運転時の導入量に応じて、リッ
チ化空燃比を制御するリッチ化空燃比制御手段と、を設
けて、内燃機関の排気浄化装置を構成する。
【０００８】請求項２に係る発明では、前記リッチ化空
燃比制御手段は、リッチ化時間を制御することにより、
リッチ化空燃比を制御するものであることを特徴とす
る。請求項３に係る発明では、前記リッチシフト制御手
段は、リーンからストイキへの切換時に空燃比を一時的
にリッチ化するものであることを特徴とする。請求項４
に係る発明では、ストイキ運転時に、空燃比を検出し理
論空燃比と比較して燃料噴射弁による燃料噴射量に対す
る燃料噴射量補正係数を設定しこれにより燃料噴射量を
補正するストイキ運転時空燃比フィードバック制御手段
と、燃料噴射量補正用の学習値をベース学習値と通常学
習値との２種記憶する学習値記憶手段と、空燃比フィー
ドバック制御中の燃料噴射量補正係数に基づいて、前記
蒸発燃料処理装置による蒸発燃料の導入の有無に応じ、
非導入時にベース学習値、導入時に通常学習値をそれぞ
れ選択して更新する学習値更新手段とを備え、前記蒸発
燃料量検出手段は、ベース学習値と通常学習値との差に
基づいて、蒸発燃料の導入量を検出するものであること
を特徴とする。
燃比制御手段は、リッチ化時間を制御することにより、
リッチ化空燃比を制御するものであることを特徴とす
る。請求項３に係る発明では、前記リッチシフト制御手
段は、リーンからストイキへの切換時に空燃比を一時的
にリッチ化するものであることを特徴とする。請求項４
に係る発明では、ストイキ運転時に、空燃比を検出し理
論空燃比と比較して燃料噴射弁による燃料噴射量に対す
る燃料噴射量補正係数を設定しこれにより燃料噴射量を
補正するストイキ運転時空燃比フィードバック制御手段
と、燃料噴射量補正用の学習値をベース学習値と通常学
習値との２種記憶する学習値記憶手段と、空燃比フィー
ドバック制御中の燃料噴射量補正係数に基づいて、前記
蒸発燃料処理装置による蒸発燃料の導入の有無に応じ、
非導入時にベース学習値、導入時に通常学習値をそれぞ
れ選択して更新する学習値更新手段とを備え、前記蒸発
燃料量検出手段は、ベース学習値と通常学習値との差に
基づいて、蒸発燃料の導入量を検出するものであること
を特徴とする。
【０００９】請求項５に係る発明では、始動直後に前記
蒸発燃料処理装置からの蒸発燃料の導入を強制的に停止
させて、ベース学習値の更新後に、蒸発燃料の導入を開
始するようにしたことを特徴とする。請求項６に係る発
明では、リーン運転時に前記蒸発燃料処理装置からの蒸
発燃料を含むパージガスの累積流量を算出する累積パー
ジ流量算出手段を備え、前記蒸発燃料量検出手段は、累
積パージ流量に基づいて、蒸発燃料の導入量を検出する
ものであることを特徴とする。
蒸発燃料処理装置からの蒸発燃料の導入を強制的に停止
させて、ベース学習値の更新後に、蒸発燃料の導入を開
始するようにしたことを特徴とする。請求項６に係る発
明では、リーン運転時に前記蒸発燃料処理装置からの蒸
発燃料を含むパージガスの累積流量を算出する累積パー
ジ流量算出手段を備え、前記蒸発燃料量検出手段は、累
積パージ流量に基づいて、蒸発燃料の導入量を検出する
ものであることを特徴とする。
【００１０】請求項７に係る発明では、前記リッチシフ
ト制御手段は、空燃比のリッチ化後、リッチ化空燃比を
時間と共に徐々にストイキ側へ移行させるものであるこ
とを特徴とする。請求項８に係る発明では、機関の排気
通路に設けられて、流入する排気の空燃比がリーンであ
るときにＮＯｘを吸収し、流入する排気中の酸素濃度を
低下させると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤
と、燃料タンクから発生した蒸発燃料を吸着剤に吸着さ
せ、所定の運転条件で吸着剤から蒸発燃料を脱離させて
前記ＮＯｘ吸収剤上流の排気通路へ導入する蒸発燃料処
理装置と、機関の運転状態に応じて空燃比をリーンとス
トイキとに制御する切換制御手段を有すると共に、所定
の条件にて空燃比を一時的にリッチ化するリッチシフト
制御手段を有する空燃比制御装置と、を備える内燃機関
において、前記蒸発燃料処理装置からの蒸発燃料の導入
量をリーン運転時に検出する蒸発燃料量検出手段と、前
記リッチシフト制御手段により空燃比を一時的にリッチ
化する際に、蒸発燃料のリーン運転時の導入量に応じ
て、リッチ化空燃比を制御するリッチ化空燃比制御手段
と、を設けて、内燃機関の排気浄化装置を構成する。
ト制御手段は、空燃比のリッチ化後、リッチ化空燃比を
時間と共に徐々にストイキ側へ移行させるものであるこ
とを特徴とする。請求項８に係る発明では、機関の排気
通路に設けられて、流入する排気の空燃比がリーンであ
るときにＮＯｘを吸収し、流入する排気中の酸素濃度を
低下させると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤
と、燃料タンクから発生した蒸発燃料を吸着剤に吸着さ
せ、所定の運転条件で吸着剤から蒸発燃料を脱離させて
前記ＮＯｘ吸収剤上流の排気通路へ導入する蒸発燃料処
理装置と、機関の運転状態に応じて空燃比をリーンとス
トイキとに制御する切換制御手段を有すると共に、所定
の条件にて空燃比を一時的にリッチ化するリッチシフト
制御手段を有する空燃比制御装置と、を備える内燃機関
において、前記蒸発燃料処理装置からの蒸発燃料の導入
量をリーン運転時に検出する蒸発燃料量検出手段と、前
記リッチシフト制御手段により空燃比を一時的にリッチ
化する際に、蒸発燃料のリーン運転時の導入量に応じ
て、リッチ化空燃比を制御するリッチ化空燃比制御手段
と、を設けて、内燃機関の排気浄化装置を構成する。
【００１１】
【発明の効果】請求項１（又は請求項８）に係る発明に
よれば、機関の運転状態により空燃比を一時的にリッチ
化する制御を実施する際、蒸発燃料の導入量をリーン運
転時に検出する蒸発燃料量検出手段の検出値に応じて、
リッチ化空燃比を制御することで、ＮＯｘ吸収剤に吸収
されているＮＯｘを浄化するのに最適な量のＨＣを供給
することが可能となり、ＨＣ過剰供給による排気性能の
悪化を抑えることができるという効果が得られる。
よれば、機関の運転状態により空燃比を一時的にリッチ
化する制御を実施する際、蒸発燃料の導入量をリーン運
転時に検出する蒸発燃料量検出手段の検出値に応じて、
リッチ化空燃比を制御することで、ＮＯｘ吸収剤に吸収
されているＮＯｘを浄化するのに最適な量のＨＣを供給
することが可能となり、ＨＣ過剰供給による排気性能の
悪化を抑えることができるという効果が得られる。
【００１２】請求項２に係る発明によれば、リッチ化空
燃比を直接的に制御する代わりに、リッチ化する際のリ
ッチ化時間を制御して、リッチ化空燃比を制御するが、
このようにしても同様の効果が得られる。請求項３に係
る発明によれば、リーンからストイキへの切換時に空燃
比を一時的にリッチ化することで、リッチシフト制御を
スムーズに行うことができる。
燃比を直接的に制御する代わりに、リッチ化する際のリ
ッチ化時間を制御して、リッチ化空燃比を制御するが、
このようにしても同様の効果が得られる。請求項３に係
る発明によれば、リーンからストイキへの切換時に空燃
比を一時的にリッチ化することで、リッチシフト制御を
スムーズに行うことができる。
【００１３】請求項４に係る発明によれば、燃料噴射量
補正用の学習値をベース学習値と通常学習値とに分け、
蒸発燃料の導入の有無に応じ、非導入時にベース学習、
導入時に通常学習を行って、ベース学習値と通常学習値
との差に基づいて、蒸発燃料の導入量を検出すること
で、正確な検出が可能となる。請求項５に係る発明によ
れば、始動直後に蒸発燃料の導入を強制的に停止させ
て、ベース学習を行わせることで、ベース学習の機会を
確保することができる。
補正用の学習値をベース学習値と通常学習値とに分け、
蒸発燃料の導入の有無に応じ、非導入時にベース学習、
導入時に通常学習を行って、ベース学習値と通常学習値
との差に基づいて、蒸発燃料の導入量を検出すること
で、正確な検出が可能となる。請求項５に係る発明によ
れば、始動直後に蒸発燃料の導入を強制的に停止させ
て、ベース学習を行わせることで、ベース学習の機会を
確保することができる。
【００１４】請求項６に係る発明によれば、リーン運転
時のパージガスの累積流量を考慮して、蒸発燃料の導入
量を検出することで、更に正確な検出が可能となる。請
求項７に係る発明によれば、空燃比のリッチシフト後、
リッチ化空燃比を時間と共に徐々にストイキ側へ移行さ
せることで、ストイキ運転への移行がスムーズとなる。
時のパージガスの累積流量を考慮して、蒸発燃料の導入
量を検出することで、更に正確な検出が可能となる。請
求項７に係る発明によれば、空燃比のリッチシフト後、
リッチ化空燃比を時間と共に徐々にストイキ側へ移行さ
せることで、ストイキ運転への移行がスムーズとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図２はシステム構成を示している。機関１の各燃
焼室には、吸気通路２より、スロットル弁３の制御を受
けて、空気が吸入される。そして、燃焼室内に燃料を直
接噴射するように、電磁式の燃料噴射弁４が設けられて
いる。燃料噴射弁４は、後述するコントロールユニット
15から機関回転に同期して吸気行程又は圧縮行程にて出
力される噴射パルス信号により開弁し、所定圧力に調圧
された燃料を噴射するようになっている。そして、噴射
された燃料は空気と混合し、点火栓５により点火され
て、燃焼（均質燃焼又は成層燃焼）する。
する。図２はシステム構成を示している。機関１の各燃
焼室には、吸気通路２より、スロットル弁３の制御を受
けて、空気が吸入される。そして、燃焼室内に燃料を直
接噴射するように、電磁式の燃料噴射弁４が設けられて
いる。燃料噴射弁４は、後述するコントロールユニット
15から機関回転に同期して吸気行程又は圧縮行程にて出
力される噴射パルス信号により開弁し、所定圧力に調圧
された燃料を噴射するようになっている。そして、噴射
された燃料は空気と混合し、点火栓５により点火され
て、燃焼（均質燃焼又は成層燃焼）する。
【００１６】また、燃料タンク６から発生する蒸発燃料
を処理すべく、蒸発燃料処理装置としてのキャニスタ７
が設けられている。キャニスタ７は、密閉容器内に活性
炭などの吸着剤８を充填したもので、燃料タンク６から
の蒸発燃料導入管９が接続されている。従って、機関１
の停止中などに燃料タンク６にて発生した蒸発燃料は、
蒸発燃料導入管９を通って、キャニスタ７に導かれ、こ
こに吸着される。
を処理すべく、蒸発燃料処理装置としてのキャニスタ７
が設けられている。キャニスタ７は、密閉容器内に活性
炭などの吸着剤８を充填したもので、燃料タンク６から
の蒸発燃料導入管９が接続されている。従って、機関１
の停止中などに燃料タンク６にて発生した蒸発燃料は、
蒸発燃料導入管９を通って、キャニスタ７に導かれ、こ
こに吸着される。
【００１７】キャニスタ７にはまた、新気導入口10が形
成されると共に、パージ通路11が導出されている。パー
ジ通路11はパージ制御弁12を介して吸気通路２のスロッ
トル弁３下流（吸気マニホールドのコレクタ部）に接続
されている。パージ制御弁12は、後述するコントロール
ユニット15から機関１の運転中に所定の条件で出力され
る信号により開弁するようになっている。従って、機関
１が始動され、その後の運転中に、パージ許可条件が成
立すると、パージ制御弁12が開き、機関１の吸入負圧が
キャニスタ７に作用する結果、新気導入口10から導入さ
れる空気によってキャニスタ７の吸着剤８に吸着されて
いた蒸発燃料が脱離され、この脱離した蒸発燃料を含む
パージガスがパージ通路11を通って吸気通路２のスロッ
トル弁３下流に吸入され、この後、機関１の燃焼室内で
燃焼処理される。
成されると共に、パージ通路11が導出されている。パー
ジ通路11はパージ制御弁12を介して吸気通路２のスロッ
トル弁３下流（吸気マニホールドのコレクタ部）に接続
されている。パージ制御弁12は、後述するコントロール
ユニット15から機関１の運転中に所定の条件で出力され
る信号により開弁するようになっている。従って、機関
１が始動され、その後の運転中に、パージ許可条件が成
立すると、パージ制御弁12が開き、機関１の吸入負圧が
キャニスタ７に作用する結果、新気導入口10から導入さ
れる空気によってキャニスタ７の吸着剤８に吸着されて
いた蒸発燃料が脱離され、この脱離した蒸発燃料を含む
パージガスがパージ通路11を通って吸気通路２のスロッ
トル弁３下流に吸入され、この後、機関１の燃焼室内で
燃焼処理される。
【００１８】機関１からの排気は、排気通路13より排出
され、排気通路13の比較的下流側にはＮＯｘ吸収剤14が
介装されている。ＮＯｘ吸収剤14は、例えばアルミナを
担体とし、この担体上に、例えばカリウムＫ、ナトリウ
ムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ
金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ
土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類か
ら選ばれた少なくとも１つと、白金Ｐｔのような貴金属
とが担持されている。
され、排気通路13の比較的下流側にはＮＯｘ吸収剤14が
介装されている。ＮＯｘ吸収剤14は、例えばアルミナを
担体とし、この担体上に、例えばカリウムＫ、ナトリウ
ムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ
金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ
土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類か
ら選ばれた少なくとも１つと、白金Ｐｔのような貴金属
とが担持されている。
【００１９】機関１の燃焼室内及びＮＯｘ吸収剤14上流
の排気通路13内に供給された空気及び燃料（炭化水素）
の比をＮＯｘ吸収剤14への流入排気の空燃比と称する
と、このＮＯｘ吸収剤14は流入排気の空燃比がリーンの
ときにＮＯｘを吸収し、流入排気中の酸素濃度が低下す
ると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘの吸放出作用を行
う。尚、ＮＯｘ吸収剤14上流の排気通路13内に燃料（炭
化水素）あるいは空気が供給されない場合には、流入排
気の空燃比は機関１の燃焼室内に供給される混合気の空
燃比に一致し、従ってこの場合には、ＮＯｘ吸収剤は燃
焼室内に供給される混合気の空燃比がリーンのときにＮ
Ｏｘを吸収し、燃焼室内に供給される混合気中の酸素濃
度が低下すると吸収したＮＯｘを放出することになる。
の排気通路13内に供給された空気及び燃料（炭化水素）
の比をＮＯｘ吸収剤14への流入排気の空燃比と称する
と、このＮＯｘ吸収剤14は流入排気の空燃比がリーンの
ときにＮＯｘを吸収し、流入排気中の酸素濃度が低下す
ると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘの吸放出作用を行
う。尚、ＮＯｘ吸収剤14上流の排気通路13内に燃料（炭
化水素）あるいは空気が供給されない場合には、流入排
気の空燃比は機関１の燃焼室内に供給される混合気の空
燃比に一致し、従ってこの場合には、ＮＯｘ吸収剤は燃
焼室内に供給される混合気の空燃比がリーンのときにＮ
Ｏｘを吸収し、燃焼室内に供給される混合気中の酸素濃
度が低下すると吸収したＮＯｘを放出することになる。
【００２０】このＮＯｘ吸収剤14のＮＯｘの吸放出作用
の詳細なメカニズムについては明らかでない部分もある
が、図３に示すようなメカニズムで行われているものと
考えられる。このメカニズムについて担体上に白金Ｐｔ
及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとって説明す
るが、他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類、希土
類を用いても、同様なメカニズムとなる。
の詳細なメカニズムについては明らかでない部分もある
が、図３に示すようなメカニズムで行われているものと
考えられる。このメカニズムについて担体上に白金Ｐｔ
及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとって説明す
るが、他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類、希土
類を用いても、同様なメカニズムとなる。
【００２１】流入排気がかなりリーンになると、流入排
気中の酸素濃度が大幅に増大する（図４参照）。する
と、図３（Ａ）に示されるように、これら酸素Ｏ2 がＯ
2 - の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気
中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - と反応し、ＮＯ2
となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。次いで生成された
ＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収剤内に吸
収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図３
（Ａ）に示されるように、硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸
収剤内に拡散する。このようにして、ＮＯｘがＮＯｘ吸
収剤内に吸収される。
気中の酸素濃度が大幅に増大する（図４参照）。する
と、図３（Ａ）に示されるように、これら酸素Ｏ2 がＯ
2 - の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気
中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - と反応し、ＮＯ2
となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。次いで生成された
ＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収剤内に吸
収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図３
（Ａ）に示されるように、硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸
収剤内に拡散する。このようにして、ＮＯｘがＮＯｘ吸
収剤内に吸収される。
【００２２】流入排気中の酸素濃度が高い限り、白金Ｐ
ｔの表面でＮＯ2 が生成され、吸収剤のＮＯｘ吸収能力
が飽和しない限り、ＮＯ2 が吸収剤に吸収されて硝酸イ
オンＮＯ3 - が生成される。これに対して、流入排気中
の酸素濃度が低下してＮＯ2の生成量が低下すると、反
応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2 ）に進み、かくして吸収
剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収剤から放
出される。すなわち、流入排気中の酸素濃度が低下する
と、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘが放出されることになる。
図４に示されるように流入排気のリーンの度合が低くな
れば、流入排気中の酸素濃度が低下し、従って流入排気
のリーンの度合を低くすれば、たとえ流入排気の空燃比
がリーンであっても、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘが放出さ
れることになる。
ｔの表面でＮＯ2 が生成され、吸収剤のＮＯｘ吸収能力
が飽和しない限り、ＮＯ2 が吸収剤に吸収されて硝酸イ
オンＮＯ3 - が生成される。これに対して、流入排気中
の酸素濃度が低下してＮＯ2の生成量が低下すると、反
応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2 ）に進み、かくして吸収
剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収剤から放
出される。すなわち、流入排気中の酸素濃度が低下する
と、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘが放出されることになる。
図４に示されるように流入排気のリーンの度合が低くな
れば、流入排気中の酸素濃度が低下し、従って流入排気
のリーンの度合を低くすれば、たとえ流入排気の空燃比
がリーンであっても、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘが放出さ
れることになる。
【００２３】一方、このとき燃焼室内に供給される混合
気がリッチにされて流入排気の空燃比がリッチになる
と、図４に示されるように機関からは多量の未燃ＨＣ、
ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ、ＣＯは白金Ｐｔ上の
酸素Ｏ2 - と反応して酸化せしめられる。また、流入排
気の空燃比がリッチになると、流入排気中の酸素濃度が
極度に低下するために、吸収剤からＮＯｘが放出され、
このＮＯｘは、図３（Ｂ）に示されるように、未燃Ｈ
Ｃ、ＣＯと反応して還元せしめられる。このようにして
白金Ｐｔの表面上にＮＯ2 が存在しなくなると、吸収剤
から次から次へとＮＯ2 が放出されることになる。従っ
て、流入排気の空燃比をリッチにすると、短時間のうち
にＮＯｘ吸収剤からＮＯｘが放出されることになる。
気がリッチにされて流入排気の空燃比がリッチになる
と、図４に示されるように機関からは多量の未燃ＨＣ、
ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ、ＣＯは白金Ｐｔ上の
酸素Ｏ2 - と反応して酸化せしめられる。また、流入排
気の空燃比がリッチになると、流入排気中の酸素濃度が
極度に低下するために、吸収剤からＮＯｘが放出され、
このＮＯｘは、図３（Ｂ）に示されるように、未燃Ｈ
Ｃ、ＣＯと反応して還元せしめられる。このようにして
白金Ｐｔの表面上にＮＯ2 が存在しなくなると、吸収剤
から次から次へとＮＯ2 が放出されることになる。従っ
て、流入排気の空燃比をリッチにすると、短時間のうち
にＮＯｘ吸収剤からＮＯｘが放出されることになる。
【００２４】すなわち、流入排気の空燃比をリッチにす
ると、先ず初めに未燃ＨＣ、ＣＯが白金Ｐｔ上のＯ2 -
と直ちに反応して酸化せしめられ、次いで白金Ｐｔ上の
Ｏ2 - が消費されても、まだ未燃ＨＣ、ＣＯが残ってい
れば、この未燃ＨＣ、ＣＯによって吸収剤から放出され
たＮＯｘ及び機関から排出されたＮＯｘが還元せしめら
れる。従って、流入排気の空燃比をリッチにすれば、短
時間のうちにＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘが放
出され、しかもこの放出されたＮＯｘが還元されるた
め、大気中にＮＯｘが排出されるのを阻止することがで
きる。
ると、先ず初めに未燃ＨＣ、ＣＯが白金Ｐｔ上のＯ2 -
と直ちに反応して酸化せしめられ、次いで白金Ｐｔ上の
Ｏ2 - が消費されても、まだ未燃ＨＣ、ＣＯが残ってい
れば、この未燃ＨＣ、ＣＯによって吸収剤から放出され
たＮＯｘ及び機関から排出されたＮＯｘが還元せしめら
れる。従って、流入排気の空燃比をリッチにすれば、短
時間のうちにＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘが放
出され、しかもこの放出されたＮＯｘが還元されるた
め、大気中にＮＯｘが排出されるのを阻止することがで
きる。
【００２５】尚、ＮＯｘ吸収剤は還元触媒の機能を有し
ているので、流入排気の空燃比をストイキにしてもＮＯ
ｘ吸収剤から放出されたＮＯｘが還元せしめられる。し
かしながら、流入排気の空燃比をストイキにした場合に
は、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘが徐々にしか放出されない
ためにＮＯｘ吸収剤に吸収されている全ＮＯｘを放出さ
せるには若干長い時間を要する。
ているので、流入排気の空燃比をストイキにしてもＮＯ
ｘ吸収剤から放出されたＮＯｘが還元せしめられる。し
かしながら、流入排気の空燃比をストイキにした場合に
は、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘが徐々にしか放出されない
ためにＮＯｘ吸収剤に吸収されている全ＮＯｘを放出さ
せるには若干長い時間を要する。
【００２６】燃料噴射弁４及びパージ制御弁12等の作動
を制御するコントロールユニット15は、マイクロコンピ
ュータを内蔵し、各種のセンサからの信号を基に演算処
理を行うようになっている。前記各種のセンサとして
は、吸気通路２のスロットル弁３上流にて吸入空気流量
Ｑａを検出するエアフローメータ16、クランク角度と共
に機関回転数Ｎｅを検出可能なクランク角センサ17、ス
ロットル弁３の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ
18（スロットル弁３の全閉位置でＯＮとなるアイドルス
イッチを含む）、機関１の冷却水温Ｔｗを検出する水温
センサ19、排気通路13の比較的上流側にに取付けられ排
気空燃比のリッチ・リーンに応じて出力電圧が急変する
特性を有するＯ2 センサ20などが用いられる。
を制御するコントロールユニット15は、マイクロコンピ
ュータを内蔵し、各種のセンサからの信号を基に演算処
理を行うようになっている。前記各種のセンサとして
は、吸気通路２のスロットル弁３上流にて吸入空気流量
Ｑａを検出するエアフローメータ16、クランク角度と共
に機関回転数Ｎｅを検出可能なクランク角センサ17、ス
ロットル弁３の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ
18（スロットル弁３の全閉位置でＯＮとなるアイドルス
イッチを含む）、機関１の冷却水温Ｔｗを検出する水温
センサ19、排気通路13の比較的上流側にに取付けられ排
気空燃比のリッチ・リーンに応じて出力電圧が急変する
特性を有するＯ2 センサ20などが用いられる。
【００２７】コントロールユニット15内のマイクロコン
ピュータによる演算処理内容について、図５〜図９によ
り説明する。図５はメインルーチンを示している。Ｓ１
では、各種センサからの出力信号を読込む。すなわち、
エアフローメータ16からの信号に基づいて吸入空気流量
Ｑａを検出し、またクランク角センサ17からの信号に基
づいて機関回転数Ｎｅを検出する。
ピュータによる演算処理内容について、図５〜図９によ
り説明する。図５はメインルーチンを示している。Ｓ１
では、各種センサからの出力信号を読込む。すなわち、
エアフローメータ16からの信号に基づいて吸入空気流量
Ｑａを検出し、またクランク角センサ17からの信号に基
づいて機関回転数Ｎｅを検出する。
【００２８】Ｓ２では、吸入空気流量Ｑａ及び機関回転
数Ｎｅに基づいて、次式により、ストイキ相当の基本燃
料噴射量（噴射パルス幅）Ｔｐを算出する。 Ｔｐ＝Ｃ０×Ｑａ／Ｎｅ 但し、Ｃ０は定数 また同時に、機関回転数Ｎｅ及び基本燃料噴射量Ｔｐに
基づいて、所定のマップを参照し、点火時期ＡＤＶを設
定する。
数Ｎｅに基づいて、次式により、ストイキ相当の基本燃
料噴射量（噴射パルス幅）Ｔｐを算出する。 Ｔｐ＝Ｃ０×Ｑａ／Ｎｅ 但し、Ｃ０は定数 また同時に、機関回転数Ｎｅ及び基本燃料噴射量Ｔｐに
基づいて、所定のマップを参照し、点火時期ＡＤＶを設
定する。
【００２９】Ｓ３では、後述する図６のサブルーチンに
より、機関運転状態に基づいて、パージ制御弁12の開度
を算出し、制御する。Ｓ４では、後述する図７のサブル
ーチンにより、機関運転状態に基づいて、リーン運転を
する（ＦＬＥＡＮ＝１）か、ストイキ運転をする（ＦＬ
ＥＡＮ＝０）かを判定する。
より、機関運転状態に基づいて、パージ制御弁12の開度
を算出し、制御する。Ｓ４では、後述する図７のサブル
ーチンにより、機関運転状態に基づいて、リーン運転を
する（ＦＬＥＡＮ＝１）か、ストイキ運転をする（ＦＬ
ＥＡＮ＝０）かを判定する。
【００３０】Ｓ５では、その判定結果に基づき、リーン
運転（ＦＬＥＡＮ＝１）の場合は、Ｓ６，Ｓ７へ、スト
イキ運転（ＦＬＥＡＮ＝０）の場合はＳ８〜Ｓ１１へ分
岐する。したがって、この部分が切換制御手段に相当す
る。リーン運転の場合、Ｓ６では、リーン時燃料噴射量
ＬＴｉを次式により算出する。
運転（ＦＬＥＡＮ＝１）の場合は、Ｓ６，Ｓ７へ、スト
イキ運転（ＦＬＥＡＮ＝０）の場合はＳ８〜Ｓ１１へ分
岐する。したがって、この部分が切換制御手段に相当す
る。リーン運転の場合、Ｓ６では、リーン時燃料噴射量
ＬＴｉを次式により算出する。
【００３１】ＬＴｉ＝Ｔｐ×（14.7／ｔＲ）×αLN
但し、ｔＲは目標リーン空燃比であり、機関回転数Ｎｅ
と基本燃料噴射量Ｔｐとに基づき所定のマップを参照し
て求められる。また、αLNは学習補正係数であり、機関
回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｔｐとに基づきベース学習
マップ又は通常学習マップを参照して求められ、これら
から求めたベース学習値ＢＳＬＮと通常学習値ＭＰＬＮ
とのうちいずれか大きい方が選択的に用いられる（機関
安定化のため）。
と基本燃料噴射量Ｔｐとに基づき所定のマップを参照し
て求められる。また、αLNは学習補正係数であり、機関
回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｔｐとに基づきベース学習
マップ又は通常学習マップを参照して求められ、これら
から求めたベース学習値ＢＳＬＮと通常学習値ＭＰＬＮ
とのうちいずれか大きい方が選択的に用いられる（機関
安定化のため）。
【００３２】また同時に、機関回転数Ｎｅ及び基本燃料
噴射量Ｔｐに基づいて、所定のマップを参照し、リーン
時点火時期ＬＡＤＶを設定する。このマップを図10に示
す。次のＳ７では、リーン運転時にキャニスタ７を介し
てパージ制御弁12を通過した蒸発燃料を含むパージガス
の累積流量（累積パージ流量）γを次式により算出し
て、本ルーチンを終了する。
噴射量Ｔｐに基づいて、所定のマップを参照し、リーン
時点火時期ＬＡＤＶを設定する。このマップを図10に示
す。次のＳ７では、リーン運転時にキャニスタ７を介し
てパージ制御弁12を通過した蒸発燃料を含むパージガス
の累積流量（累積パージ流量）γを次式により算出し
て、本ルーチンを終了する。
【００３３】γ＝γ＋Ｑａ×（14.7／ｔＲ）×Ｃ１
但し、Ｃ１は定数 後述するが、パージ制御弁開度が、Ｑａ×（14.7／ｔ
Ｒ）×Ｃ１にて求められるため、本式にて累積パージ流
量γを算出できる。この部分が累積パージ流量算出手段
に相当する。ストイキ運転の場合、Ｓ８では、後述する
図８のサブルーチンにより、リーン運転直後に空燃比を
一時的にリッチに制御するリーン後リッチシフト制御、
及びその後の通常の空燃比フィードバック制御を行いつ
つ、燃料噴射量Ｔｉを算出する。尚、ストイキ運転の場
合の点火時期は、Ｓ２にて設定した点火時期ＡＤＶを用
いる。
但し、Ｃ１は定数 後述するが、パージ制御弁開度が、Ｑａ×（14.7／ｔ
Ｒ）×Ｃ１にて求められるため、本式にて累積パージ流
量γを算出できる。この部分が累積パージ流量算出手段
に相当する。ストイキ運転の場合、Ｓ８では、後述する
図８のサブルーチンにより、リーン運転直後に空燃比を
一時的にリッチに制御するリーン後リッチシフト制御、
及びその後の通常の空燃比フィードバック制御を行いつ
つ、燃料噴射量Ｔｉを算出する。尚、ストイキ運転の場
合の点火時期は、Ｓ２にて設定した点火時期ＡＤＶを用
いる。
【００３４】次のＳ９では、後述する図９のサブルーチ
ンにより、パージ制御弁12全閉の場合（ベース学習）と
開状態でパージしている場合（通常学習）とに分けて、
燃料噴射弁の特性について学習し、ベース学習値ＢＳＬ
Ｎ又は通常学習値ＭＰＬＮを得る。次のＳ１０では、Ｓ
９（後述する図９のサブルーチン）にて今回通常学習値
ＭＰＬＮが更新されたか否かを判定し、更新されていな
ければ、段差算出不能なのでそのまま本ルーチンを終了
し、更新されていれば、Ｓ１１で、今回更新された学習
格子におけるベース学習値ＢＳＬＮと通常学習値ＭＰＬ
Ｎとの差β＝ＢＳＬＮ−ＭＰＬＮを算出して、本ルーチ
ンを終了する。
ンにより、パージ制御弁12全閉の場合（ベース学習）と
開状態でパージしている場合（通常学習）とに分けて、
燃料噴射弁の特性について学習し、ベース学習値ＢＳＬ
Ｎ又は通常学習値ＭＰＬＮを得る。次のＳ１０では、Ｓ
９（後述する図９のサブルーチン）にて今回通常学習値
ＭＰＬＮが更新されたか否かを判定し、更新されていな
ければ、段差算出不能なのでそのまま本ルーチンを終了
し、更新されていれば、Ｓ１１で、今回更新された学習
格子におけるベース学習値ＢＳＬＮと通常学習値ＭＰＬ
Ｎとの差β＝ＢＳＬＮ−ＭＰＬＮを算出して、本ルーチ
ンを終了する。
【００３５】次に図５のＳ３で用いる図６のサブルーチ
ン（パージ制御弁開度制御）について説明する。本制御
では、始動直後にパージ制御弁12を全閉にしてベース学
習を実施するため、キーＯＮ時にベース学習終了フラグ
ＦＢＳＬＮは０に初期化される。Ｓ３１では、ベース学
習終了フラグＦＢＳＬＮの値を判定し、ＦＢＳＬＮ＝０
であれば、ベース学習が終了していないと判断して、Ｓ
３２へ進み、パージ制御弁12を全閉にすべく、パージ制
御弁開度Ｋ＝０として、本サブルーチンを終了する。
ン（パージ制御弁開度制御）について説明する。本制御
では、始動直後にパージ制御弁12を全閉にしてベース学
習を実施するため、キーＯＮ時にベース学習終了フラグ
ＦＢＳＬＮは０に初期化される。Ｓ３１では、ベース学
習終了フラグＦＢＳＬＮの値を判定し、ＦＢＳＬＮ＝０
であれば、ベース学習が終了していないと判断して、Ｓ
３２へ進み、パージ制御弁12を全閉にすべく、パージ制
御弁開度Ｋ＝０として、本サブルーチンを終了する。
【００３６】ＦＢＳＬＮ＝１であれば、ベース学習が終
了していると判断して、Ｓ３３へ進み、所定量パージす
るように、パージ制御弁開度Ｋを次式により算出して、
本サブルーチンを終了する。 Ｋ＝Ｑａ×（14.7／ｔＲ）×Ｃ１×Ｃ２ 但し、Ｃ
１、Ｃ２は定数。 次に図５のＳ４で用いる図７のサブルーチン（リーン・
ストイキ判定）について説明する。
了していると判断して、Ｓ３３へ進み、所定量パージす
るように、パージ制御弁開度Ｋを次式により算出して、
本サブルーチンを終了する。 Ｋ＝Ｑａ×（14.7／ｔＲ）×Ｃ１×Ｃ２ 但し、Ｃ
１、Ｃ２は定数。 次に図５のＳ４で用いる図７のサブルーチン（リーン・
ストイキ判定）について説明する。
【００３７】Ｓ４１では、ベース学習終了（ＦＢＳＬＮ
＝１）か否かを判定し、ベース学習中の場合は、Ｓ４４
へ進んで、ストイキ運転とすべく、ＦＬＥＡＮ＝０とし
て、本サブルーチンを終了する。ベース学習が終了して
いれば、Ｓ４２へ進む。Ｓ４２では、基本燃料噴射量Ｔ
ｐに基づいて、高負荷（Ｔｐ≧所定値；所定値は例えば
５ms）か否かを判定し、高負荷の場合は、Ｓ４４へ進ん
で、ストイキ運転とすべく、ＦＬＥＡＮ＝０として、本
サブルーチンを終了する。軽負荷（Ｔｐ＜所定値）の場
合は、Ｓ４３へ進む。
＝１）か否かを判定し、ベース学習中の場合は、Ｓ４４
へ進んで、ストイキ運転とすべく、ＦＬＥＡＮ＝０とし
て、本サブルーチンを終了する。ベース学習が終了して
いれば、Ｓ４２へ進む。Ｓ４２では、基本燃料噴射量Ｔ
ｐに基づいて、高負荷（Ｔｐ≧所定値；所定値は例えば
５ms）か否かを判定し、高負荷の場合は、Ｓ４４へ進ん
で、ストイキ運転とすべく、ＦＬＥＡＮ＝０として、本
サブルーチンを終了する。軽負荷（Ｔｐ＜所定値）の場
合は、Ｓ４３へ進む。
【００３８】Ｓ４３では、スロットル開度の変化量ΔＴ
ＶＯを求め、これに基づいて、過渡運転中（ΔＴＶＯ≧
所定値；所定値は例えば20°／sec ）か否かを判定し、
過渡運転中の場合は、Ｓ４４へ進んで、ストイキ運転と
すべく、ＦＬＥＡＮ＝０として、本サブルーチンを終了
する。定常運転中（ΔＴＶＯ＜所定値）の場合は、Ｓ４
５へ進む。
ＶＯを求め、これに基づいて、過渡運転中（ΔＴＶＯ≧
所定値；所定値は例えば20°／sec ）か否かを判定し、
過渡運転中の場合は、Ｓ４４へ進んで、ストイキ運転と
すべく、ＦＬＥＡＮ＝０として、本サブルーチンを終了
する。定常運転中（ΔＴＶＯ＜所定値）の場合は、Ｓ４
５へ進む。
【００３９】Ｓ４５では、ベース学習が終了し、軽負荷
運転中で、かつ、定常運転中であるので、リーン運転を
許可すべく、ＦＬＥＡＮ＝１として、本サブルーチンを
終了する。次に図５のＳ８で用いる図８のサブルーチン
（ストイキ運転時の燃料噴射量制御）について説明す
る。
運転中で、かつ、定常運転中であるので、リーン運転を
許可すべく、ＦＬＥＡＮ＝１として、本サブルーチンを
終了する。次に図５のＳ８で用いる図８のサブルーチン
（ストイキ運転時の燃料噴射量制御）について説明す
る。
【００４０】Ｓ８０１では、前回リーン運転か否かを判
定し、前回リーン運転の場合は、ストイキ運転への移行
に先立って、リッチシフト制御を実行すべく、Ｓ８１１
へ進む。Ｓ８１１では、必要リッチシフト量を得るため
の燃料噴射量補正係数αを次式により求める。
定し、前回リーン運転の場合は、ストイキ運転への移行
に先立って、リッチシフト制御を実行すべく、Ｓ８１１
へ進む。Ｓ８１１では、必要リッチシフト量を得るため
の燃料噴射量補正係数αを次式により求める。
【００４１】α＝Ｐ０−γ×β×Ｃ３ 但し、Ｃ３
は定数。 ここで、Ｐ０はパージ量０の場合の必要リッチ量を得る
ための燃料噴射量補正係数である。一方、βはベース学
習値と通常学習値との段差であって、リーン運転に移行
する直前の燃料噴射量補正係数αの蒸発燃料が流入して
いる場合と流入していない場合との差である。γはリー
ン運転継続中の累積パージ流量である。よって、リーン
運転中に流入してくる蒸発燃料の濃度が一定であると仮
定すると、γ×βで、燃焼室に供給された蒸発燃料の量
が概略予測でき、それに補正定数Ｃ３を乗じることで、
燃焼に関与しないで燃焼室から流出してくるＨＣのう
ち、ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘで還元した分を概略見積も
り、その分のＨＣを排出するために必要なαに置き換え
ることができる（Ｃ３は実験的に求めて、運転条件によ
りマップ化してもよい）。
は定数。 ここで、Ｐ０はパージ量０の場合の必要リッチ量を得る
ための燃料噴射量補正係数である。一方、βはベース学
習値と通常学習値との段差であって、リーン運転に移行
する直前の燃料噴射量補正係数αの蒸発燃料が流入して
いる場合と流入していない場合との差である。γはリー
ン運転継続中の累積パージ流量である。よって、リーン
運転中に流入してくる蒸発燃料の濃度が一定であると仮
定すると、γ×βで、燃焼室に供給された蒸発燃料の量
が概略予測でき、それに補正定数Ｃ３を乗じることで、
燃焼に関与しないで燃焼室から流出してくるＨＣのう
ち、ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘで還元した分を概略見積も
り、その分のＨＣを排出するために必要なαに置き換え
ることができる（Ｃ３は実験的に求めて、運転条件によ
りマップ化してもよい）。
【００４２】従って、Ｓ８１１にて算出した補正係数α
で燃料噴射量を補正することで、蒸発燃料のパージ時で
もＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘ量にとって適切
な量のＨＣを供給することができるので、ＨＣの過剰供
給を抑制できる。従って、この部分が蒸発燃料量検出手
段及びリッチ化空燃比制御手段を含むリッチシフト制御
手段に相当する。
で燃料噴射量を補正することで、蒸発燃料のパージ時で
もＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘ量にとって適切
な量のＨＣを供給することができるので、ＨＣの過剰供
給を抑制できる。従って、この部分が蒸発燃料量検出手
段及びリッチ化空燃比制御手段を含むリッチシフト制御
手段に相当する。
【００４３】その後、Ｓ８１２で、リッチシフト制御中
であることを示すフラグＦＲＳＨＩＦＴを１として、後
述するＳ８１７（燃料噴射量の計算）へ進む。Ｓ８０１
での判定で、前回ストイキ運転と判断された場合は、Ｓ
８０２へ進む。Ｓ８０２では、空燃比フィードバック制
御用の制御変数Ｐ、Ｉ（Ｐは比例分、Ｉは積分分）を読
込む。
であることを示すフラグＦＲＳＨＩＦＴを１として、後
述するＳ８１７（燃料噴射量の計算）へ進む。Ｓ８０１
での判定で、前回ストイキ運転と判断された場合は、Ｓ
８０２へ進む。Ｓ８０２では、空燃比フィードバック制
御用の制御変数Ｐ、Ｉ（Ｐは比例分、Ｉは積分分）を読
込む。
【００４４】Ｓ８０３では、リッチシフト制御中（ＦＲ
ＳＨＩＦＴ＝１）か否かを判定し、リッチシフト制御中
の場合は、Ｓ８１３へ進む。Ｓ８１３では、Ｏ2 センサ
20からの信号に基づいてリーンになったか否かを判定
し、未だリッチの場合は、リッチシフト状態から徐々に
戻すべく、Ｓ８１４で燃料噴射量補正係数αを微小量リ
ーン側へ移行するように漸減する（α＝α−Ｉ）。
ＳＨＩＦＴ＝１）か否かを判定し、リッチシフト制御中
の場合は、Ｓ８１３へ進む。Ｓ８１３では、Ｏ2 センサ
20からの信号に基づいてリーンになったか否かを判定
し、未だリッチの場合は、リッチシフト状態から徐々に
戻すべく、Ｓ８１４で燃料噴射量補正係数αを微小量リ
ーン側へ移行するように漸減する（α＝α−Ｉ）。
【００４５】燃料噴射量補正係数αの漸減が繰り返され
て、Ｓ８１３にてリーンと判定された場合は、Ｓ８１５
で燃料噴射量補正係数αを所定量リッチ側へ移行するよ
うに増大させ（α＝α＋Ｐ）、Ｓ８１６にてフラグＦＲ
ＳＨＩＦＴを０にして、リッチシフト制御を終了させ
る。Ｓ８０３での判定で、リッチシフト制御中でない場
合（ＦＲＳＨＩＦＴ＝０の場合）は、通常の空燃比フィ
ードバック制御を実行すべく、Ｓ８０４へ進む。以降の
部分がストイキ運転時空燃比フィードバック制御手段に
相当する。
て、Ｓ８１３にてリーンと判定された場合は、Ｓ８１５
で燃料噴射量補正係数αを所定量リッチ側へ移行するよ
うに増大させ（α＝α＋Ｐ）、Ｓ８１６にてフラグＦＲ
ＳＨＩＦＴを０にして、リッチシフト制御を終了させ
る。Ｓ８０３での判定で、リッチシフト制御中でない場
合（ＦＲＳＨＩＦＴ＝０の場合）は、通常の空燃比フィ
ードバック制御を実行すべく、Ｓ８０４へ進む。以降の
部分がストイキ運転時空燃比フィードバック制御手段に
相当する。
【００４６】Ｓ８０４では、Ｏ2 センサ20からの信号に
基づいてリッチ・リーンを判定し、リッチの場合は、Ｓ
８０５で前回リーンか否かを判定し、前回リーンであれ
ば、リーンからリッチへの反転時であるので、Ｓ８０６
で空燃比を所定量リーン化すべく燃料噴射量補正係数α
を減少させる（α＝α−Ｐ）。前回リッチの場合は、リ
ッチ状態の継続中であるので、Ｓ８０７で空燃比を微小
量リーン化すべく燃料噴射量補正係数αを漸減させる
（α＝α−Ｉ）。
基づいてリッチ・リーンを判定し、リッチの場合は、Ｓ
８０５で前回リーンか否かを判定し、前回リーンであれ
ば、リーンからリッチへの反転時であるので、Ｓ８０６
で空燃比を所定量リーン化すべく燃料噴射量補正係数α
を減少させる（α＝α−Ｐ）。前回リッチの場合は、リ
ッチ状態の継続中であるので、Ｓ８０７で空燃比を微小
量リーン化すべく燃料噴射量補正係数αを漸減させる
（α＝α−Ｉ）。
【００４７】Ｓ８０４での判定でリーンの場合は、Ｓ８
０８で前回リッチか否かを判定し、前回リッチであれ
ば、リッチからリーンへの反転時であるので、Ｓ８０９
で空燃比を所定量リッチ化すべく燃料噴射量補正係数α
を増大させる（α＝α＋Ｐ）。前回リーンの場合は、リ
ーン状態の継続中であるので、Ｓ８１０で空燃比を微小
量リッチ化すべく燃料噴射量補正係数αを漸増させる
（α＝α＋Ｉ）。
０８で前回リッチか否かを判定し、前回リッチであれ
ば、リッチからリーンへの反転時であるので、Ｓ８０９
で空燃比を所定量リッチ化すべく燃料噴射量補正係数α
を増大させる（α＝α＋Ｐ）。前回リーンの場合は、リ
ーン状態の継続中であるので、Ｓ８１０で空燃比を微小
量リッチ化すべく燃料噴射量補正係数αを漸増させる
（α＝α＋Ｉ）。
【００４８】このようにして、燃料噴射補正係数αが設
定されると、本サブルーチンの終了前に、Ｓ８１７へ進
む。Ｓ８１７では、次式のごとく、基本燃料噴射量Ｔｐ
に燃料噴射量補正係数αを乗じて、燃料噴射量Ｔｉを算
出し、本サブルーチンを終了する。 Ｔｉ＝Ｔｐ×α 本制御により、リーン運転からストイキ運転へ移行する
際に、空燃比は図11のごとく制御される。
定されると、本サブルーチンの終了前に、Ｓ８１７へ進
む。Ｓ８１７では、次式のごとく、基本燃料噴射量Ｔｐ
に燃料噴射量補正係数αを乗じて、燃料噴射量Ｔｉを算
出し、本サブルーチンを終了する。 Ｔｉ＝Ｔｐ×α 本制御により、リーン運転からストイキ運転へ移行する
際に、空燃比は図11のごとく制御される。
【００４９】次に図５のＳ９で用いる図９のサブルーチ
ン（学習制御）について説明する。Ｓ９１では、燃料噴
射量補正係数αが機関回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｔｐ
とで仕切られた同一格子内で２回以上反転したか否かを
判断し、反転していなければ学習不可能なのでそのまま
本サブルーチンを終了し、反転していれば、Ｓ９２に
て、燃料噴射量補正係数αの平均値Ａを次式により算出
する。
ン（学習制御）について説明する。Ｓ９１では、燃料噴
射量補正係数αが機関回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｔｐ
とで仕切られた同一格子内で２回以上反転したか否かを
判断し、反転していなければ学習不可能なのでそのまま
本サブルーチンを終了し、反転していれば、Ｓ９２に
て、燃料噴射量補正係数αの平均値Ａを次式により算出
する。
【００５０】Ａ＝（α１＋α２）／２
ここで、α１はリーン側で反転したときのα、α２はリ
ッチ側で反転したときのαである（図12参照）。Ｓ９３
では、ベース学習終了フラグＦＢＳＬＮを見ることで、
ベース学習中か否かを判定し、ベース学習中（ＦＢＳＬ
Ｎ＝０）であれば、Ｓ９４で次式（１）により、学習値
記憶手段としてのＲＡＭに記憶されている現在の機関回
転数Ｎｅ及び基本燃料噴射量Ｔｐに対応する学習格子内
のベース学習値ＢＳＬＮを更新する。ベース学習終了
（ＦＢＳＬＮ＝１）であれば、Ｓ９７で次式（２）によ
り、同じくＲＡＭに記憶されている現在の機関回転数Ｎ
ｅ及び基本燃料噴射量Ｔｐに対応する学習格子内の通常
学習値ＭＰＬＮを更新して、本サブルーチンを終了す
る。この部分が学習値更新手段に相当する。
ッチ側で反転したときのαである（図12参照）。Ｓ９３
では、ベース学習終了フラグＦＢＳＬＮを見ることで、
ベース学習中か否かを判定し、ベース学習中（ＦＢＳＬ
Ｎ＝０）であれば、Ｓ９４で次式（１）により、学習値
記憶手段としてのＲＡＭに記憶されている現在の機関回
転数Ｎｅ及び基本燃料噴射量Ｔｐに対応する学習格子内
のベース学習値ＢＳＬＮを更新する。ベース学習終了
（ＦＢＳＬＮ＝１）であれば、Ｓ９７で次式（２）によ
り、同じくＲＡＭに記憶されている現在の機関回転数Ｎ
ｅ及び基本燃料噴射量Ｔｐに対応する学習格子内の通常
学習値ＭＰＬＮを更新して、本サブルーチンを終了す
る。この部分が学習値更新手段に相当する。
【００５１】
ＢＳＬＮ＝ＢＳＬＮ＋（Ａ− 1.0）×ＧＡＩＮ ・・・（１）
ＭＰＬＮ＝ＭＰＬＮ＋（Ａ− 1.0）×ＧＡＩＮ ・・・（２）
但し、ＧＡＩＮは定数で、０＜ＧＡＩＮ＜１である。ベ
ース学習値ＢＳＬＮの更新後は、Ｓ９５へ進み、全ての
学習格子でベース学習が終了したか否かを判定し、終了
していなければそのまま本サブルーチンを終了し、全て
の学習格子でベース学習が終了したら、Ｓ９６にてベー
ス学習終了フラグＦＢＳＬＮを１にして、本サブルーチ
ンを終了する。
ース学習値ＢＳＬＮの更新後は、Ｓ９５へ進み、全ての
学習格子でベース学習が終了したか否かを判定し、終了
していなければそのまま本サブルーチンを終了し、全て
の学習格子でベース学習が終了したら、Ｓ９６にてベー
ス学習終了フラグＦＢＳＬＮを１にして、本サブルーチ
ンを終了する。
【００５２】尚、以上説明した実施の形態では、空燃比
をリッチシフトする際に、リッチシフトαを制御するこ
とで、リッチ化空燃比を制御しているが、図11からわか
るように、リッチシフト後、リッチ化空燃比を時間と共
に徐々にストイキ側に移行させているので、本制御は、
リッチ化時間を制御してとも言える。また、蒸発燃料処
理装置からの蒸発燃料は吸気通路に導入しているが、理
論的には、ＮＯｘ吸収剤上流の排気通路に導入するよう
にしてもよい。
をリッチシフトする際に、リッチシフトαを制御するこ
とで、リッチ化空燃比を制御しているが、図11からわか
るように、リッチシフト後、リッチ化空燃比を時間と共
に徐々にストイキ側に移行させているので、本制御は、
リッチ化時間を制御してとも言える。また、蒸発燃料処
理装置からの蒸発燃料は吸気通路に導入しているが、理
論的には、ＮＯｘ吸収剤上流の排気通路に導入するよう
にしてもよい。
【図１】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】 本発明の実施の形態を示すシステム図
【図３】 ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸放出作用を示す図
【図４】 空燃比のよる排気成分の概略図
【図５】 メインルーチンのフローチャート
【図６】 パージ制御弁開度制御用サブルーチンのフロ
ーチャート
ーチャート
【図７】 リーン・ストイキ判定用サブルーチンのフロ
ーチャート
ーチャート
【図８】 ストイキ時燃料噴射量制御用サブルーチンの
フローチャート
フローチャート
【図９】 学習用サブルーチンのフローチャート
【図10】 リーン時点火時期マップを示す図
【図11】 リーン運転からストイキ運転へ移行する際の
空燃比変化を示す図
空燃比変化を示す図
【図12】 燃料噴射量補正係数の平均値の算出方法を示
す図
す図
１ 機関
２ 吸気通路
３ スロットル弁
４ 燃料噴射弁
５ 点火栓
６ 燃料タンク
７ キャニスタ
11 パージ通路
12 パージ制御弁
13 排気通路
14 ＮＯｘ吸収剤
15 コントロールユニット
16 エアフローメータ
17 クランク角センサ
20 Ｏ2 センサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ｚ
41/14 ３１０ 41/14 ３１０Ｈ
45/00 ３４０ 45/00 ３４０Ａ
ＺＡＢ ＺＡＢ
Ｆ０２Ｍ 25/08 ３０１ Ｆ０２Ｍ 25/08 ３０１Ｊ
３０１Ｕ
ＺＡＢ ＺＡＢ
(56)参考文献 特開 平10−184342（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−173660（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−177570（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−229451（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−79026（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−217470（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−66185（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01N 3/08 - 3/36
F02D 41/00 - 41/14
F02D 45/00
F02M 25/08
Claims (8)
- 【請求項１】機関の排気通路に設けられて、流入する排
気の空燃比がリーンであるときにＮＯｘを吸収し、流入
する排気中の酸素濃度を低下させると吸収したＮＯｘを
放出するＮＯｘ吸収剤と、 燃料タンクから発生した蒸発燃料を吸着剤に吸着させ、
所定の運転条件で吸着剤から蒸発燃料を脱離させて吸気
通路へ導入する蒸発燃料処理装置と、 機関の運転状態に応じて空燃比をリーンとストイキとに
制御する切換制御手段を有すると共に、所定の条件にて
空燃比を一時的にリッチ化するリッチシフト制御手段を
有する空燃比制御装置と、 を備え、燃焼室内に燃料を直接噴射する内燃機関におい
て、 前記蒸発燃料処理装置からの蒸発燃料の導入量をリーン
運転時に検出する蒸発燃料量検出手段と、 前記リッチシフト制御手段により空燃比を一時的にリッ
チ化する際に、蒸発燃料のリーン運転時の導入量に応じ
て、リッチ化空燃比を制御するリッチ化空燃比制御手段
と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】前記リッチ化空燃比制御手段は、リッチ化
時間を制御することにより、リッチ化空燃比を制御する
ものであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の
排気浄化装置。 - 【請求項３】前記リッチシフト制御手段は、リーンから
ストイキへの切換時に空燃比を一時的にリッチ化するも
のであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】ストイキ運転時に、空燃比を検出し理論空
燃比と比較して燃料噴射弁による燃料噴射量に対する燃
料噴射量補正係数を設定しこれにより燃料噴射量を補正
するストイキ運転時空燃比フィードバック制御手段と、 燃料噴射量補正用の学習値をベース学習値と通常学習値
との２種記憶する学習値記憶手段と、 空燃比フィードバック制御中の燃料噴射量補正係数に基
づいて、前記蒸発燃料処理装置による蒸発燃料の導入の
有無に応じ、非導入時にベース学習値、導入時に通常学
習値をそれぞれ選択して更新する学習値更新手段とを備
え、 前記蒸発燃料量検出手段は、ベース学習値と通常学習値
との差に基づいて、蒸発燃料の導入量を検出するもので
あることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１
つに記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項５】始動直後に前記蒸発燃料処理装置からの蒸
発燃料の導入を強制的に停止させて、ベース学習値の更
新後に、蒸発燃料の導入を開始するようにしたことを特
徴とする請求項４記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項６】リーン運転時に前記蒸発燃料処理装置から
の蒸発燃料を含むパージガスの累積流量を算出する累積
パージ流量算出手段を備え、 前記蒸発燃料量検出手段は、累積パージ流量に基づい
て、蒸発燃料の導入量を検出するものであることを特徴
とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃
機関の排気浄化装置。 - 【請求項７】前記リッチシフト制御手段は、空燃比のリ
ッチ化後、リッチ化空燃比を時間と共に徐々にストイキ
側へ移行させるものであることを特徴とする請求項１〜
請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装
置。 - 【請求項８】 機関の排気通路に設けられて、流入する排
気の空燃比がリーンであるときにＮＯｘを吸収し、流入
する排気中の酸素濃度を低下させると吸収したＮＯｘを
放出するＮＯｘ吸収剤と、 燃料タンクから発生した蒸発燃料を吸着剤に吸着させ、
所定の運転条件で吸着剤から蒸発燃料を脱離させて前記
ＮＯｘ吸収剤上流の排気通路へ導入する蒸発燃料処理装
置と、 機関の運転状態に応じて空燃比をリーンとストイキとに
制御する切換制御手段を有すると共に、所定の条件にて
空燃比を一時的にリッチ化するリッチシフト制御手段を
有する空燃比制御装置と、 を備える内燃機関において、 前記蒸発燃料処理装置からの蒸発燃料の導入量をリーン
運転時に検出する蒸発燃料量検出手段と、 前記リッチシフト制御手段により空燃比を一時的にリッ
チ化する際に、蒸発燃料のリーン運転時の導入量に応じ
て、リッチ化空燃比を制御するリッチ化空燃比制御手段
と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09737497A JP3531414B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09737497A JP3531414B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10288026A JPH10288026A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3531414B2 true JP3531414B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=14190744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09737497A Expired - Lifetime JP3531414B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3531414B2 (ja) |
-
1997
- 1997-04-15 JP JP09737497A patent/JP3531414B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10288026A (ja) | 1998-10-27 |
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