JP3809547B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
内燃機関の排気ガスを浄化する排気浄化装置に関するもので、特に酸化雰囲気でもNOxを分解することのできる触媒を用いた場合の制御法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の装置では、特開昭58−59331 号公報に記載のように、炭化水素(HC)のみを検出して、失火を防止するためにその値がある特定の値を超えないように空燃比を制御するものであり、本発明のように触媒の浄化効率が良くなるように、複数の排気濃度を制御するものではない。
【0003】
また、特開平2−91443号公報に記載のように、理論空燃比へのフィードバックと過渡時のCO検出を組み合わせたものがある。しかし、過渡時のCOスパイク量を所定値に学習制御するものであり、触媒の浄化効率を向上する手法に関しては考慮していない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、酸化雰囲気でもNOxを分解することのできる触媒を用いた場合に、この触媒の最も浄化効率の良い状態を作り出すことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、
内燃機関の排気ガスを浄化する触媒と、前記触媒の上流の排気通路にHCの時間的変動を平均化するHC流動平滑部材を設けると共に前記触媒の浄化効率を良くするために、前記HC流動平滑部材後の平均化されたHCに対しNOxを特定の値になるように前記内燃機関より排出される排気成分濃度を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置により達成される。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の一実施例を示す。図においてNOx分解触媒1が排気管2に設けられており、エンジン3から排出される排気を浄化する。ここでNOx分解触媒1は、浄化効率が良い温度範囲が限られている。このため、本実施例では、適切な温度範囲に制御するための加熱、冷却系4が設けられており、コントロールユニット5の信号により動作するようになっている。エンジン3が冷えているときは、加熱装置を動作させて触媒1を加熱し、浄化効率の良い温度に制御する。また、エンジン3が暖機された後は、浄化効率の良い温度になるように冷却する。このように、触媒1の温度を制御すると、常に効率の良い状態に保つことができる。この温度制御を実現するために、触媒1の温度を温度センサ6で検出し、この信号をコントロールユニット5に入力している。
【0007】
NOx分解触媒1は、排気中のNOx,HCの濃度がある定められた関係のときに、最も良くNOx,HCの両者とも浄化することができる。このため、本実施例では、触媒前の排気のNOx,HCの濃度がある定められた関係になるようにする。このため、NOx,HCの濃度を検出するためのセンサ7を触媒1のまえに設けている。また、NOx,HCの濃度は後述するように、空燃比と運転状態(回転数,負荷,温度)から推定することができる。この場合は、センサ7は空燃比を検出するセンサでよい。
【0008】
エンジンの排気(HC)は、排気弁の動作に対応して時間的に変動している。このため、触媒1の前のHCも時間的に変動してしまい、最適なNOx,HCの関係を保つことができなくなる。本発明では、HC流動平滑部材8を設けて、
HCの時間的変動を平均化している。また、噴射弁9から噴射される燃料の粒子を小さくする(微粒化)ことによっても、排気のHCを平滑化することができる。
【0009】
図2,図3に、NOx分解触媒のNOx浄化原理を示した。この触媒1は、酸素がある酸化雰囲気でもNOxを浄化することができる。図2に示したように、触媒1の表面で始めにHCと酸素が爆発的に反応し、酸素を触媒1表面から除去する。次に、図3のように、NOxが触媒1の表面に選択的に吸着し、分解される。これにより、NOxとHCが同時に浄化される。次にまた、触媒1の表面でHCと酸素が反応する。以上の原理により、酸化雰囲気でもNOxを除去できる。本発明は、この触媒を効率良く動作させるための装置とその制御法に関するものである。
【0010】
図4に、NOx分解触媒の特性を示した。図4は、NOx,HCの比(NOx/HC)と浄化率の関係を示した。NOx/HCが小さくHCが多い場合は、
NOxは全て浄化されるが、HCが酸化されずに残ってしまう。また、NOx/HCが大きくNOxが多い場合は、NOxが浄化されずに、残ってしまう。つまり、NOx,HCの両者が共に浄化されるにはNOx/HCが最適な値になっている必要がある。具体的にはNOx/HC=1.2〜0.7付近が最も良いことが実験で確認できた。本発明では、このために排気ガス中の濃度を制御する。また図5に、触媒の温度とNOxの浄化率の関係を示した。ある温度範囲以下でも、以上でも浄化効率は低下する。このため、本発明では触媒の温度を、加熱,冷却系を設けて制御する。
【0011】
次に図6に、排気中のガス濃度を検出するための、センサの一実施例を示した。本センサは、光の吸収によりガス濃度を測定するものである。ある特定の波長の光をだす発光素子10と、受光素子11があり、排気ガスが通路13を通ったときの受光素子11の受光量によりガス濃度を測定する。検出用の回路12はセンサの内部に設けた。排気は保護管14の通路15を通ってセンサ部に導かれる。センサ部のA−A断面を図7に示す。本実施例では、発光素子10の光を複数の受光素子11a,11bで受光する。ここでは、必要な波長の光を検出するために、受光素子11a,11bのまえに光フィルタ16a,16bを設けた。これは、例えばNOxとHCの吸収波長の光フィルタを設ける。図8に、光の波長と透過率の関係を示す。例えば、λ1はNOxの吸収波長、λ2がHCの吸収波長とすると、その波長の光はガスに吸収され受光量が減少する。このため、受光素子の出力を検出すれば、ガスの濃度がわかる。
【0012】
図9に、本センサの特性を示した。図9は、HC,NOx量と検出出力の関係を示した。HC,NOx量が減少すると、検出出力は減少する。本発明の実施例では、NOx/HCを知りたいので、それぞれの検出値の割算の結果を出力する回路の一実施例を図10に示す。光フィルタ16a,16bと受光素子11a,11bを介したNOx,HCそれぞれに対応した信号が、アンプ17a,17bにより増幅される。これらの信号を割算器18に入力し、NOx/HCの信号を作る。この信号を、マイクロコンピュータ5に入力し制御に使用する。
【0013】
図11に、空燃比と排気濃度の関係を示す。従来の装置では、三元触媒を用いているので、制御目標空燃比を(イ)の理論空燃比(A/F=14.7)にしていた。本発明では、リーン空燃比でもNOxを直接分解できる触媒を用いているので、制御目標空燃比をリーン空燃比に設定できる。本発明では、このリーン空燃比において、NOx/HCが浄化効率の良い値になる空燃比(ロ)に制御する。また、目標空燃比は、リーン燃焼限界(ハ)より小さい空燃比とする。もし浄化効率の良いNOx/HCとなる空燃比が複数個有った場合は、その中で最も大きい空燃比に制御する。
【0014】
図12に、エンジンのHC排出の原理と、排出状況を示す。図12に示したように、エンジンの燃焼室20内では、ヘッド21とピストン22の頭部に、斜線で示したように燃料の液膜が付着する。この燃料液膜が、未燃のまま排気管中に排出される。この時の排出状況は、図13に示したように、排気行程中の初期に、(イ)に示すようにシリンダヘッド21に付着した燃料が多量に排出される、また、ピストン頭部に付着した燃料は、(ロ)に示すように排気行程の後期に排出される。このように、HCの排出は、排気行程中に変動してしまう。このために、触媒前のHC濃度が変動すると、NOx/HCの値が大きく変動し触媒の浄化効率が低下する。このHCの変動を平滑化する必要がある。
【0015】
HC排出量の変動を平滑化する手段を図14に示す。そして、この装置を触媒の上流に設けることでHC排出量の変動を抑制できるものである。図14は、排気管中にハニカム状の通路23を設けて、HCを付着させて平滑化させる。図15は、流路を変更させるような段違いの通路24を、排気管中に設け、HCが部材に衝突して平滑化される。図16(a)は、HCを吸着する材料25を排気管中に設ける構造である。例えばゼオライト系の材料がある。これは、HCが多量に排出される、低温時にはHCを吸着して、HC排出が少なくなる暖機時には、HCを徐々に脱着する。このため、HC排出量が平滑化される。図16(b)に、エンジン始動直後のHC状況を示した。始動直後は排気温度が低く、HC排出量が多い。また、この時期は、NOx排出量は少ないので、NOx/HCの値が最適とならずNOx分解触媒の浄化効率が低下する。始動直後のHC排出量を平滑化する必要がある。吸着材で用いた場合の効果を図12に示す。始動直後はHCが吸着されるので、排気管へのHC排出量は少ない。このため、NOx/HCを最適な状態に保つことができる。この様に、吸着材はHCの平滑化に有効である。
【0016】
図18に、触媒温度の制御法を示す。図18は、始動直後の触媒温度の変化を示した。始動直後の触媒温度は、エンジンが暖機されてないので、低く触媒が活性化されず、排気浄化効率が悪い。また、エンジンが高負荷で運転すると、排気温度が異常に高くなり触媒の浄化効率が再び低下する。NOx分解触媒などの、浄化効率を良く保つには、最適な温度範囲に制御しなければならない。本発明では、触媒温度を(イ)の点線のように制御して、常に効率のよい状態に保つことを目的とした。その装置を図19に示す。排気管2に、触媒1が設けられている。この触媒は、例えば、金属担体に触媒材料(例えば、Cuゼオライト系)を担持したものである。この金属担体に、電源30により電流を供給して、触媒1を電気加熱する。始動直後の低温時には、この電気加熱により触媒1を最適な温度に加熱する。また、エンジンが高負荷運転状態になったら、冷却水31を循環させ触媒を冷し最適な温度に制御する。冷却水31の制御は、触媒温度センサ6の信号により、冷却水配管系に設けた電磁バルブ32をON,OFFさせて行う。この冷却水は、例えばラジエター33,ファン34により冷却される。このように、加熱,冷却手段を制御して、触媒の温度を浄化効率の最も良い温度に保つ。
図20に、触媒前の排気濃度を最適な値に制御するためのフローチャートを示した。初めにステップ20で、機関の運転状態をそれぞれのセンサからリードする。運転状態は、例えば、回転数N,負荷としての吸入空気量Qa,排気温度Te等である。次にステップ201でこの運転状態から、制御する目標空燃比A/Fを設定する。ステップ202で目標空燃比になったら排気濃度センサの検出値をリードする。次に、ステップ203でこの検出した実際の濃度と、触媒の浄化効率が最適になる濃度を比較する。ステップ204で一致していない場合は、目標空燃比を変更する。このようにして、排気濃度を常に最適な値に制御することができる。
【0017】
図21に、触媒温度を制御するための制御フローを示す。ステップ210で触媒センサ6の検出値をリードする。ステップ211でこの実際の温度が、目標値になっていれば、フローを終わる。ステップ211で目標値以外であれば、ステップ212で目標値より大きいか、小さいかを判断し、大きい場合はステップ213で冷却動作を開始する。また、目標値より小さい場合は、ステップ214で加熱動作を開始する。この制御を行うための装置の一例は、図19に示した。
図22に、別の実施例を示した。この例ではNOx分解触媒1の前に酸化触媒40と、排気管2に空気を導入する二次空気制御弁41を設けた。NOx分解触媒1は前述したように、NOxとHCの比が最適なときに浄化効率が最高になる。本実施例では、最適な比になるように、HC濃度を制御する。酸化触媒40は、空気がある酸化雰囲気では、HCを酸化する。エンジンから排出されるHC濃度を、二次空気量を制御することにより酸化触媒40で酸化させ、NOx分解触媒1まえのHC濃度を最適な値にする。酸化触媒40前Aと後Bの排気成分を、図23,図24に示した。それぞれ、横軸は二次空気量Qa2 で縦軸は排気濃度である。酸素は、二次空気の中に含まれているものである。酸化触媒40前では、二次空気量を増加してもNOx,HCは変化しない。酸化触媒40後では、二次空気量の増加とともに、HC濃度のみが変化する。勿論、二次空気中の酸素も変化する。このように、二次空気量を変化させることにより、HC濃度が制御できる。ここで図24に示すようにNOx/HCの値が最適になる、(イ)の領域が制御の目標値である。ここの二次空気量になるように、マイクロコンピュータ5により、制御弁41が制御される。制御量の決定は、排気濃度センサ7の信号に基づいて行われる。センサ7が検出したHC量に応じて導入する二次空気量を決定し、制御弁41を動作させる。センサ7は、酸化触媒40とNOx分解触媒1の間でもよい。この場合は、NOx/HCの値が最適になっているか検証しながら制御弁41を制御する、いわゆるフィードバック制御となる。以上のような動作は、エンジンの運転状態が、リッチでもリーンでも有効である。
【0018】
図25に、制御のフローを示す。初めに、センサ7は、酸化触媒40とNOx分解触媒1の間に設けられている場合の例を示す。ステップ250で目標空燃比に設定し、ステップ251でNOx/HC濃度を検出する。ステップ252でこの値が所定値より大きい場合は、ステップ253で二次空気量を減少させてHC濃度を増加させる。また、所定値より小さい場合は、ステップ254で二次空気量を増加させる。尚、ステップ251でのNOx/HCの検出は、後に述べるように運転状態からの推定でもよい。
【0019】
図26に、NOx/HC濃度の推定の方法の一例を示した。図26のように、エンジンの回転数と負荷によってNOx/HCの代表値を記憶しておく。この値に図27に示したように、排気温度をもとにした補正係数をかけて実際の濃度比を求める。
【0020】
図22に示した、酸化触媒40による、HC量の制御の変わりに、点火時期によりHCを変化させる方法を図28に示す。図28に示したように、点火時期を小さくしてTDC(上死点)に近づけると、HC排出量は低下する。これは、図29に示したように、点火時期(矢印)を(イ)のように遅らせると、燃焼がTDC後もつづき、燃焼室内のHCが燃やされるためにHC濃度が低下する。このように、点火時期を制御することによっても、HC濃度を制御でき、NOx/HCを最適な値に制御できる。
【0021】
図30に、そのフローを示す。ステップ300でエンジンに供給する空燃比を目標空燃比に設定し、ステップ301でNOx/HC濃度を検出する。ステップ302でこの値が所定値より大きい場合は、ステップ303で点火時期を進めてHC排出量を大きくしNOx/HCを小さくする。また、所定値より小さい場合は、ステップ304で点火時期を遅らせてHC排出量を小さくしNOx/HCを大きくする。ステップ301でのNOx/HCの検出は、先に示した推定でもよい。
【0022】
NOx/HCを制御する別の方法を、図31に示す。図31に装置の構成を示した。NOx分解触媒1前の排気管中の排気のうち、NOxの濃度を制御する。このために、排気管2の排気を吸気管50に戻す通路51と制御弁52を設けた。つまり排気還流装置である。この排気還流(EGR)を行った場合の排気還流量(EGR)と排気濃度との関係を図32に示す。EGR量が増加するとNOx排出量は減少する。燃焼が悪化して、HCが増加し始める(イ)まではEGR量の変化によりNOx量を制御することができる。排気濃度センサ7の検出値をもとに、NOx/HCが最適な値になるように、EGRによるNOxの制御を行う。
【0023】
図33に、制御のフローを示す。ステップ330で目標空燃比に設定したのち、ステップ331でNOx/HCを検出する。ステップ332でこの値が所定値より大きい場合は、ステップ333でEGR量を多くする。また、小さい場合は、ステップ334でEGR量を小さくする。
【0024】
図34に、NOx,HCを制御する別の実施例を示す。排気濃度センサ50をNOx分解触媒1の後に設けている。このセンサの検出値を基に、二次空気量の制御弁41を制御して、NOx,HC濃度を制御している。この場合、先に示した、点火時期、EGRによる制御でも良い。この例では、触媒1の浄化作用の結果を検出して制御量を決めているので、精度は向上する。図35に、A点での二次空気量Qa2と排気濃度の関係を示した。Qa2が最適な値になっている時に、NOx,HCが最小の値になっている。このような状態になるように、センサ50の検出値を基にマイクロコンピュータ5で制御量を決定する。
【0025】
その制御のフローの一実施例を、図36に示した。ステップ360で目標空燃比に設定したのち、ステップ361でセンサ50によりNOx,HC濃度を検出する。ステップ362で両者とも小さい場合は、フローを終わる。NOの場合は、ステップ363で二次空気量Qa2 を調節する。この二次空気量Qa2 の調節のフローの一実施例を図37に示す。ステップ370でNOxが小さくHCが大きい場合は、ステップ371で二次空気量Qa2 を増加させ、HC量のみを小さくする。ステップ372でまたNOxが大きく、HCが小さい場合は、ステップ373で二次空気量Qa2 を減少させ、HCを大きくしNOx/HCを最適な値にする。
【0026】
図38に、別の実施例を示す。センサ50は、NOx分解触媒1の後に設けられている。このセンサ50の信号を基に、二次空気制御弁41を制御する。ただし、本実施例では、酸化触媒を用いていない。酸化触媒を用いた場合に比べて、効果はないが、排気管2に二次空気を導入しただけでも、HCは酸化される。このように簡便な方法でも、発明の効果が得られる。制御のフローは図36,図37と同様である。
【0027】
次に図39に触媒1の温度を制御する別の方法を示した。この方法は点火時期により排気温度を変化させて、触媒1の温度を間接的に制御するもので、図39に点火時期と排気温度の関係を示した。点火時期が小さくなると、排気温度は上昇する。これは、図28,図29で述べたように、点火時期が小さいと、燃焼が後期まで続くためである。
【0028】
図40に、温度制御のフローを示した。ステップ400で触媒温度をリードして、ステップ401で目標範囲外のときで、ステップ402で目標より大きい場合はステップ403で点火時期を大きくして排気温度を下げる。目標より小さい場合は、ステップ404で点火時期を小さくして排気温度をあげる。
【0029】
図41に、別の実施例を示した。この実施例は、エンジンからのHC排出量を平滑化するためのものである。HC排出量を平滑化するためには、エンジンに供する燃料噴霧を均一化することが有効である。噴射弁60として、燃料の微粒化の良い噴射弁を用いることが効果的である。本実施例では、気流により燃料を微粒化する噴射弁60を用いた。微粒化用の空気を得るために、空気ポンプ61を設け、空気通路62を介して噴射弁60に空気を送る。この噴射弁60の燃料噴出部の構造を、図42に示した。電磁弁によりニードル63が持ち上げられると燃料は燃料だめ64から、オリフィス65を通り噴出される。この噴出した燃料に、空気通路66から流入する微粒化用空気を当てる。このため燃料は空気の運動エネルギーにより、100μm以下の小さな粒子に分裂する。この小さな粒子は、噴出孔67から吸気管68に噴出する。この、小さな燃料粒子を形成する噴射弁により、HC排出量を平滑化する。
【0030】
本実施例による、燃料の状況を図43に示す。燃料粒子が大きい従来の噴射弁では、吸気管68に燃料の液膜が形成される。このため、エンジンに入る燃料量が大きく変動する。一方、本実施例のように小さな燃料粒子の場合には、蒸発が早く、空気流に乗りやすいので、吸気管68には付着せずに液膜も形成されない。このため、燃焼室69の中にも液状の燃料がなく、均一になっているので、燃焼が均一で完全燃焼に近くなり、エンジンからのHC排出量は平滑化される。従来の粗大燃料粒子による、排気ガスの排出状況を図44に示す。図13に示したように、従来HCは、排気行程の初期と後期に排気管に排出される。一方NOxの排出は行程中平均化されている。このため、NOx,HC比が時間的に変動して、効率の良い値に保つことができない。図45に、触媒1のあとの浄化後のHC,NOxの濃度を示した。HC濃度が排気行程中で変動しているので、NOx,HCとも排気行程中で浄化されたり、されなかったりする。
【0031】
図46に、本実施例での効果を示した。エンジンに供給する燃料粒子が小さいので、HC排出量は平均化されている。このため、排気行程中でNOxとHCの比が一定になっている。この効果により触媒1は、常に浄化効率の最もよい排気濃度で動作される。触媒1後の、HC,NOxの濃度を、図47に示した。両者とも浄化されているのがわかる。燃料粒子を小さくした噴射弁を用いることは、NOx分解触媒にとって効果的である。
【0032】
図48に、別のHC平滑化法を示した。吸気管68に、吸気に旋回流を与えるスワールコントロールバルブ(SCV)70を設けた。このバルブ70により、燃焼室内に渦流が形成され、吸入された燃料が撹拌され、均一化される。このため、燃料粒子を小さくした図41の実施例と同様の効果がえられる。つまり、排出されるHCの濃度が平滑化され、NOx,HC比が最適な値となり、触媒1の浄化効率が良くなる。このように、スワールコントロールバルブ(SCV)70とNOx分解触媒の組合せは効果的である。
【0033】
図49に、別のHC平滑化法を示した。図49に示したように、燃焼室69内に縦の渦流71を作るような吸気管72を設けた。この吸気管72は、通常の吸気管68より、吸気バルブステイ73方向から吸気が流れ込むようになっている。この縦渦流は、ピストンが上昇する圧縮行程でも渦は維持されている。このため、燃焼室71内の燃料は良く撹拌され、混合気が均一化される。その状況を、図50に示した。燃焼室71内の混合気が均一化されるので、HC排出量が平滑化され、触媒1の浄化効率が良くなる。噴射弁74は、気流により燃料を微粒化する噴射弁でもよい。
【0034】
図51に、別のHC平滑化法を示した。燃焼室71内に吸入される吸気80は、吸気行程中、図52にあるようにある程度は旋回している。この吸気行程中の旋回流中に燃料を噴射すると、燃焼室71内で燃料は撹拌され混合気が均一化される。図53に示したように、吸気行程の後期は旋回流が強くなっており、燃料撹拌の効果が大きい。また、吸気行程の後半に燃料を噴射すると、ピストン81の頭部に燃料が付着し、たまることがないので、排気行程後期のHC排出量の増大がない。このように、吸気行程中に燃料を噴射すると、HCの排出量が平滑化されるので、NOx分解触媒1の浄化効率は高い。なお、噴射弁74は、気流により燃料を微粒化する噴射弁でもよい。図54に、各気筒の燃料の噴射時期を示した。吸気行程は(イ)であり、この吸気行程中に燃料を噴射(ロ)する。
【0035】
図55に、別の実施例を示した。これは、図55に示したように、リーン空燃比領域でNOx/HCが最適になる空燃比が複数(イ)あった場合に、そのなかでも最もリーンな空燃比(ロ)を制御目標にするものである。しかし、リーン限界空燃比(ハ)より大きくなったら、リーン限界空燃比を制御目標とする。制御のフローを図56に示す。初めに、ステップ560で目標空燃比に設定し、ステップ561でNOx/HCを検出する。この値が、ステップ562で許容範囲内と判断したら、ステップ563で目標空燃比をリーン化する。ステップ565でこのリーン化した空燃比がリーン限界空燃比より小さい場合は、ステップ567でリーン化した空燃比下空燃比に制御する。リーン化した空燃比がリーン限界空燃比より大きい場合は、目標空燃比のリーン化は行わない。また、ステップ563 で許容範囲外と判断された場合、ステップ564で目標空燃比を許容範囲内に変更し、ステップ566でこの新しい目標空燃比に制御する。
【0036】
図57に、別の実施例を示した。この実施例は吸気バルブの動作タイミングを変化させて、HC排出量を平滑化する手段である。図57に、排気行程のHC排出量を示した。ピストン頭部,シリンダ上部に付着した燃料液膜が排気行程初期と後期に排出される。このHCの変動を低減する必要がある。本実施例では、点線のようにHC排出量を平滑化する。図58に、排気,吸気バルブの動作タイミングを示し、従来の動作を実線で示した。排気,吸気バルブはTDC付近でオーバーラップしている。低温始動時,始動暖機時,アイドル運転時等のHC排出量の多い時には、排気バルブの動作を点線のように変化させる。この動作により、排気管中に排出されるHCが吸気管中に戻される(内部還流)。このため、排気管に直接流出するHCが少なくなるので、HC排出量が平滑化される。図59に、各行程のシリンダ内のHC分布を示した。排気行程で早めに排気バルブ91を締めるので、黒丸で示したピストン頭部のHCは、排気管2に排出されない。このため、吸気行程初期に吸気バルブ92が開くと、HCは吸気管72に戻される(内部還流)。このHCは、吸気行程中に再びシリンダ71内に吸気され、吸気後期にはシリンダ内に分散する。このように、HCをシリンダ71内に分散し、再燃焼させると、図57の点線に示したように全体量が低減し、かつ平滑化される。
【0037】
図60に、図57ないし図59の動作を実現するための装置を示した。吸気バルブ92,排気バルブ91をカム93a,93bで上下動させる。このカムの形状を駆動装置94a,94bで変化させる。HC平滑化のためには、排気バルブ91の動作なので、駆動装置94bを作動すればよい。このように、バルブタイミングを可変にすることにより、NOx分解触媒1の浄化効率が向上する。図61に、カム形状の可変方法を示す。カム93bは、カムフェイス形状が(イ),(ロ)で異なっている。このため、駆動装置94bによりカム93bを左右に移動させると、カムフェイス形状が変化する。
【0038】
【発明の効果】
本発明によれば、機関のどんな運転状態でもNOxを効率良く浄化できるので、排気規制と燃費規制を高レベルで同時に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の全体構成図。
【図2】触媒の浄化原理図。
【図3】触媒の浄化原理図。
【図4】触媒の浄化特性図。
【図5】触媒の浄化特性図。
【図6】濃度検出器の構成図。
【図7】図6のA−A断面図。
【図8】透過率特性図。
【図9】濃度検出器の特性図。
【図10】NOx/HCを得る構成図。
【図11】制御空燃比を示した図。
【図12】HC排出の原理図。
【図13】HC排出特性図。
【図14】HC平滑装置の構成図。
【図15】他のHC平滑装置の構成図。
【図16】 他のHC平滑装置の構成図及びHC排出特性図。
【図17】HC排出特性図。
【図18】触媒温度特性図。
【図19】温度制御装置の構成図。
【図20】制御のフローチャート。
【図21】制御のフローチャート。
【図22】別の実施例の構成図。
【図23】排気濃度特性図。
【図24】排気濃度特性図。
【図25】制御のフローチャート。
【図26】排気濃度マップ図。
【図27】NOx/HC補正方法を示す図。
【図28】HC排出の特性図。
【図29】筒内圧力特性図。
【図30】制御のフローチャート。
【図31】別の実施例の構成図。
【図32】EGR特性図。
【図33】制御のフローチャート。
【図34】別の実施例の構成図。
【図35】HC,NOx濃度特性図。
【図36】制御のフローチャート。
【図37】制御のフローチャート。
【図38】別の実施例の構成図。
【図39】排気温度の特性図。
【図40】制御のフローチャート。
【図41】別の実施例の構成図。
【図42】噴射弁の断面図。
【図43】別の実施例の構成図。
【図44】HC排出特性図。
【図45】HC浄化特性図。
【図46】排気排出量の特性図。
【図47】HC,NOx浄化特性図。
【図48】別の実施例の構成図。
【図49】吸気流れ図。
【図50】混合気状態図。
【図51】別の実施例の構成図。
【図52】吸気流れ図。
【図53】吸気流れ図。
【図54】吸気行程と燃料噴射時期の関係図。
【図55】排気特性図。
【図56】制御のフローチャート。
【図57】HC排出特性図。
【図58】バルブタイミング特性図。
【図59】工程説明図。
【図60】別の実施例の構成図。
【図61】可変バルブの構成図。
【符号の説明】
1…NOx分解触媒、3…エンジン、4…加熱、冷却系、5…マイクロコンピュータ、7…濃度センサ、8…HC平滑部材、25…吸着材、30…加熱電源、40…酸化触媒、50…濃度センサ、51…排気還流配管、60…気流微粒化噴射弁、70…スワールコントロールバルブ、94…カム駆動装置。
Claims (6)
- 内燃機関の排気ガスを浄化する触媒と、前記触媒の上流の排気通路にHCの時間的変動を平均化するHC流動平滑部材を設けると共に前記触媒の浄化効率を良くするために、前記HC流動平滑部材後の平均化されたHCに対しNOxを特定の値になるように前記内燃機関より排出される排気成分濃度を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1において、前記HCとNOxの濃度比を特定の値になるようにすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1において、前記内燃機関より排出される排気成分濃度の制御は、目標空燃比,点火時期,EGR,二次空気のいずれかを制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1において、前記HCとNOxの排気成分濃度のうち、少なくとも一つの排気成分の濃度を変化させることのできる装置を設けたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1において、前記触媒はNOxを酸化雰囲気でも分解することのできる触媒としたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1において、前記HC流動平滑部材はHC吸着材であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
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