JP3799824B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、排気通路に触媒装置を備えるとともに、その下流側に広域空燃比センサが設けられた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用内燃機関の排気ガスの浄化には、貴金属(白金、ロジウム等)またはその他の金属を担持した触媒が従来から使用されている。このような触媒は、排気ガス中の有害成分であるHC、CO、NOx等を酸化還元して浄化しているが、効果的な浄化のためには、内燃機関の空燃比を制御する必要がある。特に、HC、CO、NOxを同時に浄化するには、三元点といわれる理論空燃比に高精度に制御しなければならない。そのため、周知のように、触媒装置の上流側もしくは下流側に、空燃比を検出するためのセンサを設け、その出力を用いて内燃機関の空燃比ひいては排気ガスの酸素濃度を制御している。
【0003】
この空燃比検出用のセンサとしては、排気ガス中の酸素濃度によってオン・オフ的に出力が変化する酸素センサが比較的多く採用されているが、近年では、リーン領域での空燃比フィードバック制御の要請などから、空燃比の値そのものを広範囲に亙って検出し得る広域空燃比センサも広く用いられている。
【0004】
図1は、この広域空燃比センサの原理を説明するための説明図であって、両面にそれぞれ電極を備えた2枚のジルコニア電極21,22の間に、排気通路から排気ガスが導入されるセンサ室24が形成されているとともに、ジルコニア電極22の反対側に、基準となる大気が導入される大気室25が形成されている。なお、26はヒータ、27はアンプである。この空燃比センサでは、センサ室24に排気ガスが拡散によって導入される。リーン側においては、ジルコニア電極21に電流を流してセンサ室24に入ってきた排気ガス中の酸素と一酸化窒素の酸素を汲み出し、この汲み出しに使用した電流(ポンピング電流)から空燃比を求めている。また、逆に、リッチ側では、センサ室24に入ってきた排気ガス中の一酸化炭素や水素、炭化水素の還元物が酸化するのに必要な酸素をセンサ室24に発生させるのに使用した電流(ポンピング電流)から空燃比を求めている。つまり、図3のように、理論空燃比においてポンピング電流は0となり、リーン側で正、リッチ側で負のポンピング電流が発生する。
【0005】
このように、基本的には、排気ガス中に存在する酸化物の濃度および還元物の濃度を電流で求めていることになるが、排気ガスは、拡散によってセンサ室24に入ってくるため、拡散速度によりセンシング部(電極表面)に到達する時間が異なるという問題がある。拡散速度は、ほぼ分子のサイズ(分子量)に依存し、リーン側でセンシングする成分である酸素と一酸化窒素とでは、それぞれの分子量がほぼ同一であり、拡散速度もほぼ同一であるため、特に支障はない。しかしながら、リッチ側でセンシングする成分である水素と一酸化炭素とでは、それぞれの分子量は大きく異なり、そのため拡散速度も異なる。分子のサイズ(分子量)が小さい水素は、一酸化炭素よりも拡散が早く、電極表面に早く到達する。そのため、同一濃度では、一酸化炭素よりも水素の方が早く電極表面に到達することから、電極で酸化するのに、水素の方が一酸化炭素よりも約4倍ものポンピング電流を必要とする。すなわち、水素と一酸化炭素とが同一濃度であっても、センシング部に到達する速度が早い水素の方が、還元物の濃度として4倍も濃いと出力してしまうことになる。但し、触媒装置の上流側であれば、排気ガス中の水素と一酸化炭素の比率は常に略一定であるため、水素と一酸化炭素とを一定割合で混合したときのポンピング電流と空燃比との関係、すなわち、図3の実線の特性を予め求めておき、実際の空燃比検出時には、この特性を用いてポンピング電流を空燃比に換算することができる。
【0006】
なお、図3ではポンピング電流と空燃比との関係を直線で示しているが、実際には両者は単純な比例関係に無いので、ポンピング電流を空然比に換算するときには、複数のポンピング電流値に対する空燃比の値を記憶したマップから補間計算等を行って読み出すようにすることが多い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の広域空燃比センサを触媒装置の下流側に配置した場合には、いわゆる水性ガス反応によって、排気ガス中の水素と一酸化炭素の比率が変化し、検出空燃比に影響を与える、という問題がある。
【0008】
すなわち、触媒では、HC、CO、NOx等を酸化還元するほかに、下記のように、排気ガス中に多く含まれる水分と一酸化炭素が反応し、水素と二酸化炭素を発生させるいわゆる水性ガス反応が生じる。
【0009】
H2O+CO→H2+CO2
この反応の度合いは、触媒の温度や触媒の劣化度により変化するが、この反応が生じると、排気ガス中の水素が増加する。つまり、図2に示すように、触媒装置の上流側に比べて下流側では、一酸化炭素の濃度が低下し、水素の濃度が高くなる。従って、下流側の空燃比センサでは、この水素の増加に伴って、実空燃比よりもリッチであるような誤った出力を発生してしまう。
【0010】
なお、リーン側の領域では、触媒により一酸化炭素が酸化されてほとんど存在しないため、水素もほとんど発生せず、空燃比センサは、酸素と一酸化窒素とをセンシングするので、図3に示すように、触媒装置の下流側にあっても実質的な影響はない。換言すれば、触媒装置の上流側に配置した場合と同様の出力が得られる。しかし、リッチ側の領域では、触媒によって上述の水性ガス反応が生じ、図2に示すように触媒装置上流側に比較して水素濃度が高くなることから、図3に示すように、実空燃比が同じであっても、触媒下流側のポンピング電流が上流側よりも絶対値で大きくなってしまう。つまり、よりリッチであるような出力を発生する。この現象は、特に、リッチになればなるほど、排気ガス中に含まれる一酸化炭素が多いことから、触媒装置下流側での水素濃度も高くなり、検出空燃比と実空燃比との乖離が大きくなってしまう。
【0011】
一例を挙げると、水性ガス反応の原因となると思われるセリウムの含有量が比較的少ない触媒であっても、実空燃比が13.5のときに、触媒装置下流の空燃比センサからは、空燃比が約12.5相当の出力が発生する。
【0012】
図4は、水性ガス反応の度合いを示す反応定数Kが変化したときの検出空燃比の変化の様子を示しており、特に、実空燃比が12.5〜14.4の範囲で異なる5種類のものに対する変化を示している。
【0013】
なお、触媒装置下流側における水性ガス反応の影響は、例えば、特開平8−303280号公報や特開平9−126012号公報に記載されているが、これらは、いずれも広域空燃比センサではなく、空燃比にオン・オフ的に反応する酸素センサを用いたものであり、しかも、前者では、触媒が劣化するまで下流側酸素センサの使用を禁止し、また後者では、酸素の供給により水素の発生を抑制するものであって、いずれの場合も、特にリッチ領域において、下流側センサによる正確な空燃比検出を実現できるものではない。
【0014】
【課題を解決するための手段】
【0015】
触媒装置における水性ガス反応の度合いは、触媒の温度や触媒劣化度等から間接的に推定することができ、あるいは、水素濃度や一酸化炭素濃度を直接検出することもできる。
【0016】
請求項1に係る発明は、水性ガス反応を間接的に推定するものであって、内燃機関の排気通路に触媒装置が介装されるとともに、この触媒装置の下流側に広域空燃比センサが配置された内燃機関の排気浄化装置において、上記触媒装置の触媒温度を直接に検出もしくは推定する手段と、上記触媒装置の触媒劣化度を判定する手段と、上記の触媒温度と触媒劣化度とから水性ガス反応による水素濃度に関連した補正パラメータを求める手段と、この補正パラメータによって上記空燃比センサによる空燃比検出値を補正する手段とを備えていることを特徴としている。
【0017】
また請求項2に係る発明は、内燃機関の排気通路に触媒装置が介装されるとともに、この触媒装置の下流側に広域空燃比センサが配置され、この広域空燃比センサのポンピング電流に基づいて空燃比が検出される内燃機関の排気浄化装置において、上記触媒装置の触媒温度を直接に検出もしくは推定する手段と、上記触媒装置の触媒劣化度を判定する手段と、上記の触媒温度と触媒劣化度とから水性ガス反応による水素濃度に関連した補正パラメータを求める手段と、この補正パラメータによって上記ポンピング電流の値を補正する手段とを備えていることを特徴としている。
【0018】
上記構成のように、ポンピング電流の値を補正するようにすれば、簡単な補正で正確な空燃比を求めることが可能である。すなわち、前述のようにポンピング電流と空燃比とは単純な比例関係に無く、換言すると、大きなポンピング電流を空然比に換算するときの換算特性は小さなポンピング電流を空燃比に換算するときの換算特性とは異なっている。このため、一旦ポンピング電流から換算して求めた空燃比を補正するには、水性ガス反応によってポンピング電流自体が変化してしまった分を補正するだけでなく、ポンピング電流が変化したことに伴って換算の際の換算特性が変化してしまった分をも補正する必要が生じ、補正の処理が複雑になる。これに対し、ポンピング電流の補正は、それ以外の補正処理を必要としないので、補正の処理を簡単に行うことができるのである。
【0019】
上記触媒温度は、勿論、温度センサを用いて直接検出してもよいが、請求項3のように、内燃機関の運転条件から上記触媒温度を推定することも可能である。
【0020】
また触媒劣化度は、請求項4のように、内燃機関の運転履歴から判定することができる。
【0021】
また請求項5は、上記触媒装置の温度を検出する触媒温度センサを有し、その温度履歴から上記触媒劣化度を判定することを特徴としている。
【0022】
すなわち、触媒の温度(触媒装置に流入する排気ガスの温度)が高いほど水性ガス反応は活発となり、下流側での水素濃度が高くなる。また、触媒が新品状態であれば水性ガス反応は活発に行われ、触媒が劣化していくと、水性ガス反応は抑制され、水素の発生は少なくなる。請求項1〜請求項5の発明では、このような関係を利用して、水素濃度を直接検出することなく、空燃比検出精度を高めている。
【0023】
請求項6の発明は、水性ガス反応によるガス濃度を直接に検出するようにしたものである。
【0025】
すなわち請求項6に係る発明は、内燃機関の排気通路に触媒装置が介装されるとともに、この触媒装置の下流側に広域空燃比センサが配置された内燃機関の排気浄化装置において、上記触媒装置の下流側に、排気ガス中の一酸化炭素濃度を検出するセンサを有し、この検出した一酸化炭素濃度に基づいて上記空燃比センサによる空燃比検出値を補正することを特徴としている。
【0026】
水素や一酸化炭素の濃度を検出するセンサとしては、例えば、水素や一酸化炭素を選択的に酸化燃焼する触媒層と、これらを酸化燃焼しない触媒層とを具備し、この2つの層の温度差から、水素もしくは一酸化炭素の濃度を検出するようにしたものを用いることができる。
【0027】
【発明の効果】
この発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、触媒装置の下流側に広域空燃比センサを配置した場合でも、精度よく空燃比を検出することができ、例えば一層高精度な空燃比フィードバック制御を実現できる。
【0028】
特に請求項1〜請求項5の発明によれば、機関の運転条件等から水性ガス反応の度合いを推定し、検出空燃比を補正するので、構成の複雑化を伴わずに空燃比の検出精度を高めることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0030】
図5は、本発明の第1の実施の形態の構成を示している。内燃機関1の排気通路2に、三元触媒を用いた触媒装置3が介装されているとともに、この触媒装置3の上流側および下流側に、それぞれ空燃比を検出するための第1空燃比センサ4および第2空燃比センサ5が配置されている。これらの空燃比センサ4,5は、いずれも前述した広域空燃比センサからなり、空燃比をポンピング電流の形で検出するようになっている。これらの空燃比センサ4,5の検出信号は、エンジンコントロールユニット6に入力される。また内燃機関1の吸気通路7には、燃料噴射装置8が取り付けられており、エンジンコントロールユニット6からの噴射信号によって燃料を噴射するようになっている。この燃料噴射量は、基本的には内燃機関1の運転条件に応じて制御されるものであるが、両空燃比センサ4,5による空燃比の検出に基づいて、運転条件に応じた目標空燃比となるように空燃比フィードバック制御が行われる。
【0031】
図6は、上記エンジンコントロールユニット6において実行される空燃比フィードバック制御の流れを示すフローチャートである。この図6のルーチンは、例えば内燃機関1の回転に同期して繰り返し実行されるもので、先ずステップ1では、機関冷却水温やスロットル開度等から、空燃比フィードバック制御を行う条件であるか否かを判定する。例えば、冷却水温が低い場合やアイドル時等においては、オープンループ制御となり、図示せぬ他のルーチンによって処理される。空燃比フィードバック制御を行う条件であれば、ステップ2へ進み、内燃機関1の吸入空気量Qおよび回転数Nを読み込み、かつステップ3で、基本燃料噴射量Tpを、Tp=Ktp×Q/Nとして算出する。なお、Ktpは、定数である。次に、ステップ4において、上流側の第1空燃比センサ4の出力(検出空燃比)AFaに基づいて、フィードバック補正に必要な第1燃料噴射補正量Haを求める。これは、図11に示したようなマップを用いて決定されるものであり、目標空燃比が理論空燃比である場合、理論空燃比で「1」となり、理論空燃比に対してリッチになるほど小さな値に、逆にリーンになるほど大きな値となる。
【0032】
ステップ5では、下流側の第2空燃比センサ5の出力(ポンピング電流)を補正して、下流側での検出空燃比AFbを求める。このステップ5のサブルーチンは後述する。ステップ6では、ステップ4と同様に、この補正後の下流側検出空燃比AFbに基づいて、フィードバック補正に必要な第2燃料噴射補正量Hbを求める。これは、図15に示したようなマップを用いて決定されるものであり、理論空燃比で「1」となり、理論空燃比に対してリッチになるほど小さな値に、逆にリーンになるほど大きな値となる。
【0033】
そして、ステップ7において、基本燃料噴射量Tpと第1,第2燃料噴射補正量Ha,Hbとから、次式のように燃料噴射量Tiを求め、かつステップ8で燃料噴射を実行する。
【0034】
Ti=Tp×(Ha+Hb−1)+Ts
ここで、Tsは、無効パルス幅に相当する電圧補正分であり、バッテリ電圧に応じて与えられる。
【0035】
つまり、この実施の形態では、触媒装置3の上流側および下流側にそれぞれ設けられた第1,第2空燃比センサ4,5の双方の検出空燃比を用いて、燃料噴射量がフィードバック制御されている。
【0036】
図7は、ステップ5のサブルーチンを示すフローチャートであり、以下、これを説明する。ステップ9では、第2空燃比センサ5のポンピング電流Ipbを読み込み、ステップ10で、このポンピング電流Ipbに基づいて、空燃比がリッチ領域であるか否かを判定する。このポンピング電流Ipbは、前述したように、理論空燃比において0、リッチ側でマイナスとなるので、マイナスであるか否かを判定することになる。ここでリーンと判定した場合には、前述したように、水性ガス反応による影響がほとんどないので、特に補正は行わず、後述するステップ15へ進む。
【0037】
ステップ10でリッチであった場合は、ステップ11以降へ進んで水性ガス反応に対する出力の補正を行う。先ず、ステップ11では、基本燃料噴射量Tpと機関回転数Nとに基づいて、基本水素補正量Saを求める。これは、触媒温度を考慮したものであって、図12に示すような特性のマップを用いて決定され、高速高負荷域ほど排温が高く水性ガス反応が活発となるので、基本水素補正量Saは、高速高負荷域で最大(1)に、低速低負荷域で最小(0)になる。また水素発生量は、触媒の劣化度によっても大きく異なるので、ステップ12では、触媒劣化度Rから劣化補正値Hrを決定し、ステップ13で、この劣化補正値Hrを上記基本水素補正量Saに乗じて、水素補正量Sbを求める。上記劣化補正値Hrは、図13に示すようなマップから決定されるもので、触媒劣化度Rが小であれば、0であり、触媒劣化度Rが最大のときに1となる。なお、触媒劣化度Rを求める処理の流れについては後述するが、触媒が新品であるときに劣化度Rは最小であり、劣化度Rが大であるほど、触媒が劣化していることを意味している。
【0038】
ステップ14では、実際のポンピング電流に次式のように補正を加えて、補正後のポンピング電流Ipbを求める。
【0039】
Ipb=Ipb/(Sb+1)
この補正後のポンピング電流Ipbは、触媒での水性ガス反応がない場合のポンピング電流に相当するものとなる。そして、ステップ15において、このポンピング電流Ipbに基づいて、空燃比AFbを決定する。これは、図14に示すようなマップを用いて求められる。なお、ポンピング電流が0であれば、理論空燃比であり、プラス側がリーン領域に、マイナス側がリッチ領域に、それぞれ相当する。
【0040】
ここで、ステップ14の補正式について詳述する。
【0041】
内燃機関1から排出される排気ガス中の水素と一酸化炭素との比率は空燃比にかかわらずほぼ一定であると見なしても差し支えないので、このときの比率を定数cとすれば以下の式が成り立つ。
【0042】
[CO]=c[H2]
但し、[CO]等は括弧内のガスの濃度を示している。
【0043】
この排気ガス中に空燃比センサを置いた場合のポンピング電流Ipbは、水素の感度が一酸化炭素の感度の約4倍であることを考慮して以下の式のように表される。
【0044】
但し、αは比例定数である。
【0045】
この排気ガスが触媒に流入し、触媒上で水性ガス反応が起こると、一部の一酸化炭素が周囲の水分と反応して水素と二酸化炭素を生成する。水性ガス反応が起こった後の、すなわち、触媒下流の排気ガス中の各ガスの濃度は、水性ガス反応の反応定数をKとすれば、
K=([CO(下流)][H2O])/([H2(下流)][CO2])
と表すことができる。ここで、水分と二酸化炭素との比率は空燃比の変化や水性ガス反応の程度にかかわらずほぼ一定であると見なしても差し支えないので、このときの比率を定数dとすれば、
dK=[CO(下流)]/[H2(下流)]
となる。また、水性ガス反応による水素濃度の増分と一酸化炭素の減分とは等しいので、上記の式は以下のように表すことができる。
【0046】
上記の式から水素濃度の増分(=一酸化炭素の減分)Δを求めると、
Δ=[H2](c−dK)/(dK+1)
となる。この排気ガス中に空燃比センサを置いた場合のポンピング電流Ipb(下流)は、以下のように表される。
【0047】
Δを消去してまとめると、ポンピング電流Ipb(下流)は、
Ipb(下流)=α(c+4)[H2]〔3(c−dK)/{(c+4)(dK+1)}+1〕
と表すことができる。c、dは定数であるから、「3(c−dK)/{(c+4)(dK+1)}」の値は水性ガス反応定数Kだけによって変化する。これを、水性ガス反応の度合いに応じた値Sbとおけば、上記の式は以下のように表され、ステップ14の補正式を得ることができる。
【0048】
図8は、上述した触媒劣化度Rを内燃機関1の運転履歴から求めるためのフローチャートを示している。触媒の温度は、内燃機関1の排気温度によってほぼ定まり、また排気温度は、図16に示すように、基本燃料噴射量Tpと機関回転数Nとによってほぼ定まるから、ステップ16で、基本燃料噴射量Tpと機関回転数Nとをパラメータとした図17に示すマップに基づいて、触媒温度Tcを推定する。触媒の劣化は、この触媒温度に関連して進行するので、ステップ17で、推定した触媒温度Tcに対応する触媒劣化度Raを図18に示すようなマップから求め、かつ、ステップ18で、この触媒劣化度Raを順次積算して、経時的な触媒劣化度Rを求め、ステップ19で、この触媒劣化度Rをメモリに記憶する。
【0049】
図20は、触媒温度を検出するために、触媒装置3に触媒温度センサ9を備えた第2の実施の形態を示している。図9は、このように触媒温度センサ9を具備して、その温度履歴から触媒劣化度Rを求めるフローチャートを示しており、触媒温度センサ9によって触媒温度Tcを直接に検出し(ステップ20)、この触媒温度Tcに対応する触媒劣化度Raをマップから求め(ステップ21)、かつ、この触媒劣化度Raを順次積算して、経時的な触媒劣化度Rを求め(ステップ22)、メモリに記憶する(ステップ23)。なお、このように触媒温度センサ9を具備する場合には、前述した基本水素補正量Saを、触媒温度Tcに基づいて決定するようにしてもよい。
【0050】
次に、図21は、水性ガス反応の度合いを測定するために、水素濃度に直接反応する水素センサ10を用いた第3の実施の形態を示している。この水素センサ10は、例えば、水素と選択的に反応する触媒層と、水素と反応しない触媒層とを具備し、この2つの層の温度差から、水素濃度を検出する。
【0051】
図10のフローチャートは、この第3の実施の形態におけるステップ5のサブルーチンを示しており、以下、これを説明する。ステップ24では、第2空燃比センサ5のポンピング電流Ipbを読み込み、ステップ25で、このポンピング電流Ipbに基づいて、空燃比がリッチ領域であるか否か、つまりポンピング電流がマイナスであるか否かを判定する。前述したように、リーンである場合には、水性ガス反応による影響がほとんどないので、特に補正は行わず、ステップ26へ進み、ポンピング電流Ipbからそのまま空燃比AFbを決定する。これは前述した図7のステップ15と同様の処理である。
【0052】
ステップ25でリッチであった場合は、ステップ27以降へ進んで水性ガス反応に対する出力の補正を行うことになり、先ず、ステップ27で水素センサ10により検出した水素濃度Chを読み込む。次に、ステップ28では、この水素濃度Ch分のポンピング電流Ipbhを、Ipbh=Kh×Chとして求める。ここで、Khは、水素の感度であり、定数として与えられる。そして、ステップ29で、第2空燃比センサ5の実際のポンピング電流Ipbから上記の水素濃度Ch分のポンピング電流Ipbhを差し引くことにより、一酸化炭素によるポンピング電流Ipbcを求める。ステップ30では、この一酸化炭素分のポンピング電流Ipbcから逆に一酸化炭素濃度Ccを求める。具体的には、Cc=Ipbc/Kcとする。ここで、Kcは、一酸化炭素の感度であり、やはり定数として与えられる。なお、これらの感度は、ガスの拡散速度から決まるものであり、KhはKcの約4倍の値となる。次に、ステップ31において、水素濃度Chと一酸化炭素濃度Ccの和を求め、その合計値に対応する空燃比AFbを、図19に示すようなマップを用いて求める。
【0053】
上記の第3の実施の形態では、水性ガス反応の度合いを測定するために、水素濃度に直接反応する水素センサ10を用いた例を説明したが、一酸化炭素濃度に直接反応する一酸化炭素センサを用いても、同様の方法によって一酸化炭素濃度Ccと水素濃度Chとを求めることができ、かつ補正後の空燃比AFbを求めることができる。
【0054】
また本発明は、上記の各実施例のように触媒装置3の上流側および下流側の双方に空燃比センサ4,5を設けたものに限られず、図22に示すように、触媒装置3の下流側のみに空燃比センサ5を具備するものにおいても、同様に適用することができる。また、燃料噴射量をフィードバック制御する際の目標空燃比は、理論空燃比に限られず、例えば理論空燃比に対してリッチな空燃比を目標空燃比として設定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】広域空燃比センサの原理を説明するための構成説明図。
【図2】触媒装置の上流側および下流側での排気ガス成分の変化を示す特性図。
【図3】触媒装置の上流側および下流側でのポンピング電流と空燃比との関係を示す特性図。
【図4】水性ガス反応の反応定数Kと検出空燃比との関係を示す特性図。
【図5】この発明の第1の実施の形態を示す構成説明図。
【図6】この第1の実施の形態における空燃比フィードバック制御の流れを示すフローチャート。
【図7】第2空燃比センサの出力補正のサブルーチンを示すフローチャート。
【図8】触媒劣化度を推定するサブルーチンを示すフローチャート。
【図9】触媒劣化度を推定するサブルーチンの他の実施の形態を示すフローチャート。
【図10】第2の実施の形態における第2空燃比センサの出力補正のサブルーチンを示すフローチャート。
【図11】第1空燃比センサの出力AFaに対する第1燃料噴射補正量Haのマップを示す説明図。
【図12】基本燃料噴射量Tpおよび回転数Nに対する基本水素補正量Saのマップを示す説明図。
【図13】触媒劣化度Rに対する劣化補正量Hrのマップを示す説明図。
【図14】第2空燃比センサのポンピング電流Ipbに対する空燃比AFbのマップを示す説明図。
【図15】第2空燃比センサの空燃比AFbに対する第2燃料噴射補正量Hbのマップを示す説明図。
【図16】内燃機関の運転条件と排気温度との関係を示す特性図。
【図17】基本燃料噴射量Tpおよび回転数Nに対する触媒温度Tcのマップを示す説明図。
【図18】触媒温度Tcに対する劣化度Raのマップを示す説明図。
【図19】水素濃度と一酸化炭素濃度の合計に対する空燃比AFbのマップを示す説明図。
【図20】本発明の第2の実施の形態を示す構成説明図。
【図21】本発明の第3の実施の形態を示す構成説明図。
【図22】本発明の第4の実施の形態を示す構成説明図。
【符号の説明】
1…内燃機関
3…触媒装置
4…第1空燃比センサ
5…第2空燃比センサ
6…エンジンコントロールユニット
Claims (8)
- 内燃機関の排気通路に触媒装置が介装されるとともに、この触媒装置の下流側に広域空燃比センサが配置された内燃機関の排気浄化装置において、上記触媒装置の触媒温度を直接に検出もしくは推定する手段と、上記触媒装置の触媒劣化度を判定する手段と、上記の触媒温度と触媒劣化度とから水性ガス反応による水素濃度に関連した補正パラメータを求める手段と、この補正パラメータによって上記空燃比センサによる空燃比検出値を補正する手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 内燃機関の排気通路に触媒装置が介装されるとともに、この触媒装置の下流側に広域空燃比センサが配置され、この広域空燃比センサのポンピング電流に基づいて空燃比が検出される内燃機関の排気浄化装置において、上記触媒装置の触媒温度を直接に検出もしくは推定する手段と、上記触媒装置の触媒劣化度を判定する手段と、上記の触媒温度と触媒劣化度とから水性ガス反応による水素濃度に関連した補正パラメータを求める手段と、この補正パラメータによって上記ポンピング電流の値を補正する手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 内燃機関の運転条件から上記触媒温度を推定することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 内燃機関の運転履歴から上記触媒劣化度を判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記触媒装置の温度を検出する触媒温度センサを有し、その温度履歴から上記触媒劣化度を判定することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 内燃機関の排気通路に触媒装置が介装されるとともに、この触媒装置の下流側に広域空燃比センサが配置された内燃機関の排気浄化装置において、上記触媒装置の下流側に、排気ガス中の一酸化炭素濃度を検出するセンサを有し、この検出した一酸化炭素濃度に基づいて上記空燃比センサによる空燃比検出値を補正することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 内燃機関の排気通路に触媒装置が介装されるとともに、この触媒装置の下流側に広域空燃比センサが配置され、この広域空燃比センサのポンピング電流に基づいて空燃比が検出される内燃機関の排気浄化装置において、上記触媒装置における水性ガス反応の度合いを検知する手段と、この水性ガス反応の度合いから水素濃度に関連した補正パラメータを求める手段と、この補正パラメータによって上記ポンピング電流の値を補正する手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 内燃機関の排気通路に触媒装置が介装されるとともに、この触媒装置の下流側に広域空燃比センサが配置され、この広域空燃比センサのポンピング電流に基づいて空燃比が検出される内燃機関の排気浄化装置において、上記触媒装置の下流側に配置された排気ガス中の水素濃度を検出するセンサと、このセンサの検出信号から水素濃度に関連した補正パラメータを求める手段と、この補正パラメータによって上記ポンピング電流の値を補正する手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
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