JP3849529B2 - 内燃機関の排気浄化方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はNOx吸蔵還元触媒を排気系に備えた内燃機関の排気浄化方法及び排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の排気浄化システムとして、成層燃焼あるいはリーン(理論空燃比よりも低燃料濃度状態)燃焼の実行中に排気中のNOxを吸蔵し、理論空燃比あるいはリッチ(理論空燃比よりも高燃料濃度状態)燃焼が開始されて排気中の酸素濃度が低下すると吸蔵したNOxを放出し排気中のHC(炭化水素)やCOにより還元浄化するNOx吸蔵還元触媒を用いたシステムが知られている(特開2000−161105)。このようなシステムでは、NOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量が所定量に到達すると、リッチスパイクを実行して高濃度の燃料を内燃機関に供給することで、排気中に大量のHCやCO等の未燃ガスを排出させている。この未燃ガスが還元剤としてNOx吸蔵還元触媒に作用することにより吸蔵されているNOxが還元されて消滅するので、再度NOx吸蔵還元触媒がNOxを吸蔵することが可能となる。
【0003】
このようなリッチスパイクがアイドル時等の低負荷時に実行された場合には、大きな空燃比変化が急激に生じることにより失火を発生するおそれがある。このために前記開示技術ではリッチスパイク時に空燃比の大きな変化を抑制して失火を防止している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで排気中に大量のHCが含まれる可能性のある運転状態、例えばアイドル時のような低負荷あるいは低回転時においては、NOx吸蔵還元触媒の内でも特に白金成分等の触媒の表面が炭化水素により厚く覆われる可能性がある。又、上記運転状態において行われるリッチスパイクにより前記触媒の表面が炭化水素により厚く覆われる可能性がある。
【0005】
このように触媒の表面が炭化水素により厚く覆われた状態では、付着した炭化水素が触媒反応を阻害して吸蔵されたNOxの還元が十分に進行しない事態が発生する。このためリッチスパイクを実行しても、あるいはリッチスパイクを継続しても、リッチ雰囲気により放出されたNOxを十分に還元浄化できない事態を招き、排気エミッションを悪化させるおそれがあり燃料も浪費することになる。
【0006】
本発明は炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制し、燃料浪費を防止することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1記載の内燃機関の排気浄化方法は、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元するに際して、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行する内燃機関の排気浄化方法であって、前記NOx吸蔵還元触媒の排気系上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストが配置され、該スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量、炭化水素濃度あるいは単位時間当たりの炭化水素流量を判定し、該炭化水素量、該炭化水素濃度あるいは該炭化水素流量に基づいて前記NOx吸蔵還元触媒における排気浄化が前記NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素により阻害されるおそれありと判定される場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止することを特徴とする。
【0008】
このようにNOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素により触媒の表面が厚く覆われて、NOx吸蔵還元触媒の排気浄化が阻害されるおそれがある場合には、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止しているため、問題となる程度に触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることはなく排気浄化が阻害される事態を阻止することができる。
【0009】
このため前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合には、リッチスパイク条件が成立してもリッチスパイクの実行が禁止されるため、触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることがなく、浄化されない炭化水素が大量にNOx吸蔵還元触媒下流に放出されることはない。しかもリーン燃焼あるいは成層燃焼ではNOx濃度は比較的少なく、排気がリーン雰囲気では吸蔵されているNOxも排出されることがない。このようにして炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。
【0010】
又、前記判定がリッチスパイク実行中に行われた場合には直ちにリッチスパイクは停止される。この時、既にリッチスパイクが途中までなされたため触媒表面は炭化水素に覆われ始めているが、問題となる程度には触媒の表面は炭化水素により覆われることはなく排気浄化が阻害されることはない。一時的に排気がリッチ雰囲気となったことによりNOx吸蔵還元触媒からは吸蔵されていたNOxが一部放出される。しかし触媒作用は十分存在するので、放出されたNOxにより触媒表面に存在する炭化水素は酸化されて炭酸ガスと水に変えられて浄化され、更にNOx自身は酸素を奪われて窒素ガスに還元浄化される。このようにして炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。
尚、内燃機関始動時に多量に放出される炭化水素や一酸化炭素等を除去するために酸素貯蔵機能を有する三元触媒であるスタートキャタリストを、NOx吸蔵還元触媒の排気系上流側に配置しているような場合には、NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素量、炭化水素濃度あるいは単位時間当たりの炭化水素流量は、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度に影響される。
したがってスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量、炭化水素濃度あるいは単位時間当たりの炭化水素流量を正確に判定することができるので、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0011】
請求項2記載の内燃機関の排気浄化方法は、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元するに際して、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行する内燃機関の排気浄化方法であって、前記NOx吸蔵還元触媒の排気系上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストが配置され、該スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量、炭化水素濃度あるいは単位時間当たりの炭化水素流量を判定し、該炭化水素量、該炭化水素濃度あるいは該炭化水素流量に基づいて前記NOx吸蔵還元触媒におけるNOx浄化が前記NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素により阻害されるおそれありと判定される場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止することを特徴とする。
【0012】
このようにNOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素により触媒の表面が厚く覆われて、NOx吸蔵還元触媒によるNOx浄化が阻害されるおそれがある場合には、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止しているため、問題となる程度に触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることはなくNOx浄化が阻害される事態を阻止することができる。
【0013】
そして前記請求項1について述べたごとくの作用により、前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。さらに、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0014】
請求項3記載の内燃機関の排気浄化方法は、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元するに際して、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行する内燃機関の排気浄化方法であって、前記NOx吸蔵還元触媒の排気系上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストが配置され、該スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量、炭化水素濃度あるいは単位時間当たりの炭化水素流量を判定し、該炭化水素量、該炭化水素濃度あるいは該炭化水素流量に基づいて前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素浄化能力が前記NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素を処理しきれないと判定される場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止することを特徴とする。
【0015】
このようにNOx吸蔵還元触媒の炭化水素浄化能力が、NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素を処理しきれない場合には、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止しているため、問題となる程度に触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることはなく浄化が阻害される事態を阻止することができる。
【0016】
そして前記請求項1について述べたごとくの作用により、前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。さらに、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0017】
請求項4記載の内燃機関の排気浄化方法は、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元するに際して、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行する内燃機関の排気浄化方法であって、前記NOx吸蔵還元触媒の排気系上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストが配置され、該スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素濃度を判定し、該炭化水素濃度が過剰濃度判定値より高い場合には前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止することを特徴とする。
【0018】
このようにNOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素濃度が過剰濃度判定値より高い場合には、NOx吸蔵還元触媒により浄化される炭化水素量が、NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素量に追いつかないとして、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する。
【0019】
このことにより前記請求項1について述べたごとくの作用により、前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。さらに、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0020】
請求項5記載の内燃機関の排気浄化方法は、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元するに際して、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行する内燃機関の排気浄化方法であって、前記NOx吸蔵還元触媒の排気系上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストが配置され、該スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む単位時間当たりの炭化水素流量を判定し、該単位時間当たりの炭化水素流量が過剰流量判定値より大きい場合には、前記リッチスパイク処理の実行を予め禁止あるいは途中で停止することを特徴とする。
【0021】
このようにNOx吸蔵還元触媒へ流れ込む単位時間当たりの炭化水素流量が過剰流量判定値より大きい場合には、NOx吸蔵還元触媒により浄化される炭化水素量が、NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素量に追いつかないとして、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する。
【0022】
このことにより前記請求項1について述べたごとくの作用により、前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。さらに、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0023】
請求項6記載の内燃機関の排気浄化方法では、請求項1〜5のいずれかにおいて、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する処理は、アイドル時以外では行わないことを特徴とする。
【0024】
通常、触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることでNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害が問題となるのは、低負荷低回転のアイドル時であり、他の運転状態ではこのような事態は生じないと言って良い。したがって上述したごとくアイドル時以外ではリッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する処理は行わないこととしても良い。このことにより無駄な判断処理を行わなくて済む。
【0028】
請求項7記載の内燃機関の排気浄化方法では、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記スタートキャタリストの上流における排気成分から検出された空燃比と、前記スタートキャタリストの床温とに基づいて、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めることを特徴とする。
【0029】
スタートキャタリストの上流における排気成分から検出された空燃比と、スタートキャタリストの床温とがスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度に関連していることが判明した。したがって、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を、スタートキャタリストの上流における排気成分から検出された空燃比とスタートキャタリストの床温とに基づいて求めることにより、NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量、炭化水素濃度あるいは単位時間当たりの炭化水素流量を正確に判定することができる。このため炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0030】
請求項8記載の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素量を求める炭化水素検出手段と、前記炭化水素検出手段にて求められた流入炭化水素量が、前記NOx吸蔵還元触媒における排気浄化を阻害する量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えたことを特徴とする。
【0031】
リッチスパイク禁止手段は、炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量がNOx吸蔵還元触媒における排気浄化を阻害する量であると判断すると、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止している。このため、問題となる程度に触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることはなく排気浄化が阻害される事態を阻止している。
【0032】
リッチスパイク禁止手段が、炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量がNOx吸蔵還元触媒での排気浄化を阻害する量であるとの判定を、リッチスパイク実行前の状態で行った場合には、リッチスパイク条件が成立してもリッチスパイク実行を禁止できるため、触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることがなく、浄化されない炭化水素が大量にNOx吸蔵還元触媒下流に放出されることはない。しかもリーン燃焼あるいは成層燃焼ではNOx濃度は比較的少なく、排気がリーン雰囲気では吸蔵されているNOxも排出されることがない。このように炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化が抑制でき燃料浪費が防止される。
【0033】
又、リッチスパイク禁止手段が前記判定をリッチスパイク実行中に行った場合には直ちにリッチスパイクを停止している。この時、既にリッチスパイクが途中までなされたため触媒表面は炭化水素に覆われ始めているが、問題となる程度には触媒の表面は炭化水素により覆われることはなく排気浄化が阻害されることはない。一時的に排気がリッチ雰囲気とされたことによりNOx吸蔵還元触媒からは吸蔵されていたNOxが一部放出される。しかし触媒作用は十分存在するので、放出されたNOxにより触媒表面に存在する炭化水素は酸化されて炭酸ガスと水に変えられて浄化され、更にNOx自身は酸素を奪われて窒素ガスに還元浄化される。このように炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化が抑制でき燃料浪費が防止される。
尚、前述したスタートキャタリストを、NOx吸蔵還元触媒の排気系上流側に配置しているような場合には、NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素量は、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度に影響される。
したがって炭化水素検出手段は、スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮してNOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量を求めている。このため、リッチスパイク禁止手段では、炭化水素量を正確に判定することができるので、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0034】
請求項9記載の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素量を求める炭化水素検出手段と、前記炭化水素検出手段にて求められた流入炭化水素量が、前記NOx吸蔵還元触媒におけるNOx浄化を阻害する量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えたことを特徴とする。
【0035】
リッチスパイク禁止手段は、炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量がNOx吸蔵還元触媒におけるNOx浄化を阻害する量である場合には、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止している。このため、問題となる程度に触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることはなくNOx浄化が阻害される事態を阻止している。
【0036】
そして前記請求項8について述べたごとくの作用により、リッチスパイク禁止手段の前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。さらに、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0037】
請求項10記載の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素量を求める炭化水素検出手段と、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が、前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えたことを特徴とする。
【0038】
リッチスパイク禁止手段は、炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量がNOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量である場合には、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止している。このため、問題となる程度に触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることはなく浄化が阻害される事態を阻止している。
【0039】
そして前記請求項8について述べたごとくの作用により、リッチスパイク禁止手段の前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。さらに、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0040】
請求項11記載の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素濃度を求める炭化水素検出手段と、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素濃度が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る濃度である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えたことを特徴とする。
【0041】
このようにリッチスパイク禁止手段は、炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素濃度がNOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る濃度である場合には、NOx吸蔵還元触媒により浄化される炭化水素量が、NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素量に追いつかないとして、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する。
【0042】
このことにより前記請求項8について述べたごとくの作用により、リッチスパイク禁止手段による前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。さらに、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0043】
請求項12記載の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む単位時間当たりの炭化水素流量を求める炭化水素検出手段と、前記炭化水素検出手段により求められた単位時間当たりの炭化水素流量が、前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えたことを特徴とする。
【0044】
このようにリッチスパイク禁止手段は、炭化水素検出手段により求められた単位時間当たりの炭化水素流量がNOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量である場合には、NOx吸蔵還元触媒により浄化される炭化水素量が、NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素量に追いつかないとして、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する。
【0045】
このことにより前記請求項8について述べたごとくの作用により、リッチスパイク禁止手段による前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。さらに、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0046】
請求項13記載の内燃機関の排気浄化装置では請求項8〜12のいずれかにおいて、前記リッチスパイク禁止手段は、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する処理を、アイドル時以外では行わないことを特徴とする。
【0047】
通常、触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることでNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害が問題となるのは、低負荷低回転のアイドル時であり、他の運転状態ではこのような事態は生じないと言って良い。したがってリッチスパイク禁止手段は、上述したごとくアイドル時以外ではリッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する処理は行わないこととしても良い。このことによりリッチスパイク禁止手段は無駄な判断処理を行わなくて済む。
【0048】
請求項14記載の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、内燃機関の燃焼室から排出される排気中の炭化水素量を前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量として求める炭化水素検出手段と、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が前記NOx吸蔵還元触媒における排気浄化を阻害する量であるか否かを、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して判定し、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が前記NOx吸蔵還元触媒における排気浄化を阻害する量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えたことを特徴とする。
【0049】
リッチスパイク禁止手段は、炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量がNOx吸蔵還元触媒における排気浄化を阻害する量であると判断すると、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止している。このため、問題となる程度に触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることはなく排気浄化が阻害される事態を阻止している。
リッチスパイク禁止手段が、炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量がNOx吸蔵還元触媒での排気浄化を阻害する量であるとの判定を、リッチスパイク実行前の状態で行った場合には、リッチスパイク条件が成立してもリッチスパイク実行を禁止できるため、触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることがなく、浄化されない炭化水素が大量にNOx吸蔵還元触媒下流に放出されることはない。しかもリーン燃焼あるいは成層燃焼ではNOx濃度は比較的少なく、排気がリーン雰囲気では吸蔵されているNOxも排出されることがない。このように炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化が抑制でき燃料浪費が防止される。
又、リッチスパイク禁止手段が前記判定をリッチスパイク実行中に行った場合には直ちにリッチスパイクを停止している。この時、既にリッチスパイクが途中までなされたため触媒表面は炭化水素に覆われ始めているが、問題となる程度には触媒の表面は炭化水素により覆われることはなく排気浄化が阻害されることはない。一時的に排気がリッチ雰囲気とされたことによりNOx吸蔵還元触媒からは吸蔵されていたNOxが一部放出される。しかし触媒作用は十分存在するので、放出されたNOxにより触媒表面に存在する炭化水素は酸化されて炭酸ガスと水に変えられて浄化され、更にNOx自身は酸素を奪われて窒素ガスに還元浄化される。このように炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化が抑制でき燃料浪費が防止される。
【0050】
尚、スタートキャタリストが存在する場合には、炭化水素検出手段にて求められた内燃機関の燃焼室から排出される炭化水素量がNOx吸蔵還元触媒における浄化を阻害する量であるか否かをリッチスパイク禁止手段が判定する際に、スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにしても良い。このことによりリッチスパイク禁止手段では、炭化水素量による触媒に対する影響を正確に判定することができるので、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0051】
請求項15記載の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、内燃機関の燃焼室から排出される排気中の炭化水素量を前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量として求める炭化水素検出手段と、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が前記NOx吸蔵還元触媒におけるNOx浄化を阻害する量であるか否かを、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して判定し、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が前記NOx吸蔵還元触媒におけるNOx浄化を阻害する量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えたことを特徴とする。
【0052】
リッチスパイク禁止手段は、炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量がNOx吸蔵還元触媒におけるNOx浄化を阻害する量である場合には、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止している。このため、問題となる程度に触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることはなくNOx浄化が阻害される事態を阻止している。
そして前記請求項14について述べたごとくの作用により、リッチスパイク禁止手段の前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。さらに、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0053】
請求項16記載の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、内燃機関の燃焼室から排出される排気中の炭化水素量を前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量として求める炭化水素検出手段と、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量であるか否かを、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して判定し、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えたことを特徴とする。
【0054】
リッチスパイク禁止手段は、炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量がNOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量である場合には、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止している。このため、問題となる程度に触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることはなく浄化が阻害される事態を阻止している。
そして前記請求項14について述べたごとくの作用により、リッチスパイク禁止手段の前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。さらに、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
請求項17記載の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、内燃機関の燃焼室から排出される排気中の炭化水素濃度を前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素濃度として求める炭化水素検出手段と、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素濃度が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る濃度であるか否かを、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して判定し、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素濃度が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る濃度である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えたことを特徴とする。
このようにリッチスパイク禁止手段は、炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素濃度がNOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る濃度である場合には、NOx吸蔵還元触媒により浄化される炭化水素量が、NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素量に追いつかないとして、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する。
このことにより前記請求項14について述べたごとくの作用により、リッチスパイク禁止手段による前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。さらに、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
請求項18記載の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、内燃機関の燃焼室から排出される排気中の単位時間当たりの炭化水素流量を前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む単位時間当たりの炭化水素流量として求める炭化水素検出手段と、前記炭化水素検出手段により求められた単位時間当たりの炭化水素流量が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回るか量であるか否かを、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められ たスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して判定し、前記炭化水素検出手段により求められた単位時間当たりの炭化水素流量が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えたことを特徴とする。
このようにリッチスパイク禁止手段は、炭化水素検出手段により求められた単位時間当たりの炭化水素流量がNOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量である場合には、NOx吸蔵還元触媒により浄化される炭化水素量が、NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素量に追いつかないとして、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する。
このことにより前記請求項14について述べたごとくの作用により、リッチスパイク禁止手段による前記判定がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。さらに、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮することにより、炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
請求項19記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項14〜18のいずれかにおいて、前記リッチスパイク禁止手段は、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する処理を、アイドル時以外では行わないことを特徴とする。
通常、触媒の表面が炭化水素により厚く覆われることでNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害が問題となるのは、低負荷低回転のアイドル時であり、他の運転状態ではこのような事態は生じないと言って良い。したがってリッチスパイク禁止手段は、上述したごとくアイドル時以外ではリッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する処理は行わないこととしても良い。このことによりリッチスパイク禁止手段は無駄な判断処理を行わなくて済む。
【0055】
請求項20記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項8〜19のいずれかにおいて、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段は、前記スタートキャタリストの上流における排気成分から検出された空燃比と、前記スタートキャタリストの床温とに基づいて、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めることを特徴とする。
【0056】
前述したごとくスタートキャタリストの上流における排気成分から検出された空燃比と、スタートキャタリストの床温とがスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度に関連している。したがって、スタートキャタリスト浄化能力検出手段は、スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を、スタートキャタリストの上流における排気成分から検出された空燃比とスタートキャタリストの床温とに基づいて求めることにより、リッチスパイク禁止手段は、NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量、炭化水素濃度あるいは単位時間当たりの炭化水素流量を正確に判定することができる。このため炭化水素によるNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0057】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は、車両に搭載された筒内噴射型ガソリンエンジン(以下「エンジン」と略す)2及びその電子制御ユニット(以下、「ECU」と称す)4の概略構成を示している。エンジン2の各気筒には燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射バルブ6と、この噴射された燃料に点火する点火プラグ8とがそれぞれ設けられている。燃焼室に吸気バルブ(図示略)を介して接続された吸気経路10の途中にはモータによって開度が調節されるスロットルバルブ12が設けられている。このスロットルバルブ12の開度(スロットル開度TA)により各気筒へ供給される吸入空気量GA(mg/sec)が調整される。スロットル開度TAはスロットル開度センサ14により検出され、吸入空気量GAは吸入空気量センサ16により検出されて、ECU4に読み込まれている。
【0058】
燃焼室に排気バルブ(図示略)を介して接続された排気経路18の途中には上流側にスタートキャタリスト20が、下流側にNOx吸蔵還元触媒22が設けられている。スタートキャタリスト20の上流側には排気成分から空燃比を検出する空燃比センサ24が、スタートキャタリスト20とNOx吸蔵還元触媒22との間には排気成分中の酸素を検出する第1酸素センサ26が、NOx吸蔵還元触媒22の下流には排気成分中の酸素を検出する第2酸素センサ28が設けられている。
【0059】
ECU4はデジタルコンピュータを中心として構成されているエンジン制御回路である。このECU4は、スロットル開度センサ14、吸入空気量センサ16、空燃比センサ24、2つの酸素センサ26,28以外に、アクセルペダル30の踏み込み量(アクセル開度ACCP)を検出するアクセル開度センサ32、クランク軸(図示略)の回転からエンジン回転数NEを検出するエンジン回転数センサ34、エンジン2の冷却水温THWを検出する冷却水温センサ36などからそれぞれ信号を入力している。尚、このようなセンサ以外にも、図示省略しているが、車速センサなどのエンジン制御に必要なセンサが設けられている。
【0060】
ECU4は、上述した各種センサからの検出内容に基づいて、エンジン2の燃料噴射時期、燃料噴射量、点火時期及びスロットル開度TA等を適宜制御する。このことにより、例えば燃焼形態については運転状態に応じて成層燃焼と均質燃焼との間で切り替えがなされている。本実施の形態1では、冷間時などの状態を除いた通常運転時においては、エンジン回転数NEと負荷率eklqとのマップに基づいて、前記燃焼形態が決定されている。ここで負荷率eklqは、最大機関負荷に対する現在の負荷の割合を示すものとして、例えばアクセル開度ACCPとエンジン回転数NEとをパラメータとするマップから求められる値である。
【0061】
次に本実施の形態において、ECU4により実行されるNOx吸蔵還元触媒22に対する排気浄化管理に関係する処理の内、リッチスパイク禁止処理について説明する。図2にリッチスパイク禁止処理を示す。本処理は一定時間周期で繰り返し実行される処理である。
【0062】
本処理が開始されると、まずエンジン2が成層燃焼時か否かが判定される(S110)。ここで成層燃焼時でなければ(S110で「NO」)、すなわち理論空燃比(一時的にリッチ状態とする場合も含む)で均質燃焼が行われていれば、リッチスパイクは許可される(S118)。すなわちNOx吸蔵還元触媒22のNOx吸蔵量がNOx吸蔵容量に到達した場合には、通常どおりにリッチスパイクが実行されて、燃料噴射バルブ6から燃焼室内には理論空燃比あるいはリッチ状態となる量の燃料が噴射されて、これに対応する排気がNOx吸蔵還元触媒22に対して供給されることになる。このことによりNOx吸蔵還元触媒22内に吸蔵されているNOxは放出され、かつ還元される。ただしステップS110にて「NO」と判定されている状態では、既に理論空燃比にて燃焼が行われているので、NOx吸蔵還元触媒22内のNOx吸蔵量は減少しているか、ほとんど存在していない状態である。こうして一旦本処理を終了する。
【0063】
エンジン2が成層燃焼時であれば(S110で「YES」)、次に現在のエンジン2がアイドル時か否かが判定される(S112)。通常、NOx吸蔵還元触媒22の表面がHCにより厚く覆われることでNOx吸蔵還元触媒の触媒反応阻害が問題となるのは低負荷低回転のアイドル時であるので、ここでアイドル時でないと判定された場合には(S112で「NO」)、リッチスパイクは許可されて(S118)、一旦本処理を終了する。
【0064】
アイドル時であれば(S112で「YES」)、次にNOx吸蔵還元触媒22への流入HC濃度thcclの値が読み込まれる(S114)。このNOx吸蔵還元触媒22の流入HC濃度thcclは、後述するNOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thccl算出処理(図4)により求められている値を読み込む。
【0065】
次に流入HC濃度thcclが過剰濃度判定値thmaxより大きいか否かが判定される(S116)。thccl≦thmaxであれば(S116で「NO」)、リッチスパイクは許可される(S118)。
【0066】
しかし、thccl>thmaxであれば(S116で「YES」)、リッチスパイクは禁止される(S120)。リッチスパイクが禁止されると、リッチスパイク条件が成立しても、すなわちNOx吸蔵還元触媒22のNOx吸蔵量がNOx吸蔵容量に到達しても、リッチスパイクは実行されない。あるいはリッチスパイクの途中である場合には、リッチスパイクが停止される。したがって排気はリーン状態を維持あるいはリーン状態に戻る。
【0067】
本実施の形態の場合には過剰濃度判定値thmaxは次のようにして設定されている。すなわち図3のグラフに示すごとくNOx吸蔵還元触媒22への流入HC濃度thcclが5000ppm以下の場合には、リッチ時のNOx還元率は100%でNOxは完全に浄化される。しかし流入HC濃度thcclが5000ppmを越えると低下し、約6000ppmにてNOx還元率は0%となる。そして更に流入HC濃度thcclが上昇すると吸蔵されいていたNOxの放出量が加わってNOx吸蔵還元触媒22から下流に排出されるNOx量が増加してしまう。したがって確実にNOxを還元して浄化させるために過剰濃度判定値thmaxは5000ppmあるいはこれ以下の値に設定する。尚、ここでは過剰濃度判定値thmax=5000ppmに設定している。
【0068】
次にNOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thccl算出処理(図4)について説明する。本処理は一定時間周期で繰り返し実行される。本処理が開始されると、まずマップMthcinにより、負荷率eklq及びエンジン回転数NEに基づいてスタートキャタリスト流入側HC濃度thcinを求める(S210)。このマップMthcinは、予め実験により負荷率eklq及びエンジン回転数NEをパラメータとしてエンジン2の燃焼室から排出される排気中のHC濃度を求めて設定したものである。
【0069】
次にスタートキャタリスト20の流入側の空燃比AFscを、空燃比センサ24の出力から検出する(S212)。
そしてスタートキャタリスト20の床温esctempaveを検出する(S214)。このスタートキャタリスト20の床温esctempaveは、ECU4にて別途行われる床温推定処理によりエンジン回転数NEと吸入空気量GAとから推定されている。この床温推定処理としては、例えばエンジン2の安定運転時のエンジン回転数NEと吸入空気量GAとから求められる排気温として触媒床温を推定できる。そしてエンジン2の過渡時においては吸入空気量GAによる時定数に基づいて排気温に追随するように触媒床温を繰り替えし算出することで、床温esctempaveを求める。尚、このように推定する代わりにスタートキャタリスト20内に温度センサを設けて、直接、床温を測定しても良い。
【0070】
次にスタートキャタリスト20のHC浄化率redhc(%)が、マップMredhcから、スタートキャタリスト20の流入側の空燃比AFsc及びスタートキャタリスト20の床温esctempaveに基づいて求められる(S216)。このマップMredhcは、予め実験によりの空燃比AFsc及び床温esctempaveをパラメータとしてスタートキャタリスト20におけるHCの酸化による浄化状態を検出して設定したものである。
【0071】
次に次式1に示すごとく、NOx吸蔵還元触媒22の流入側のHC濃度thcclが算出される(S218)。
【0072】
【数1】
thccl ← thcin × redhc/100 … [式1]
こうして一旦本処理を終了する。
【0073】
このように繰り返し算出されるスタートキャタリスト流入側HC濃度thcclを、前記リッチスパイク禁止処理(図2)のステップS114にて読み出して、リッチスパイク許可/禁止を判定している。
【0074】
上述した構成において、NOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thccl算出処理(図4)が炭化水素検出手段としての処理に、リッチスパイク禁止処理(図2)がリッチスパイク禁止手段としての処理に、NOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thccl算出処理(図4)のステップS212〜S216がスタートキャタリスト浄化能力検出手段としての処理に相当する。
【0075】
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).リッチスパイク禁止処理(図2)にてthccl>thmaxと判定された場合は(S116で「YES」)、NOx吸蔵還元触媒22によるHCの浄化が、NOx吸蔵還元触媒22に流れ込むHCに追いつかず、NOx浄化が阻害されるおそれがあることを示している。このためステップS120によりリッチスパイク禁止を実行することにより、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止している。このため問題となる程度にNOx吸蔵還元触媒22、特にPtなどの触媒表面がHCにより厚く覆われる事態を阻止することができる。
【0076】
リッチスパイク禁止(S120)がリッチスパイク実行前の状態で行われた場合には、リッチスパイク条件が成立してもリッチスパイク実行が禁止される。このためPtなどの触媒表面がHCにより厚く覆われることがなく、HCを大量にNOx吸蔵還元触媒22の下流に放出することはない。しかも成層燃焼ではNOx濃度は比較的少なく、排気がリーン雰囲気となっているのでNOx吸蔵還元触媒22に吸蔵されているNOxも排出されない。このようにしてHCによるNOx吸蔵還元触媒22の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。
【0077】
又、リッチスパイク禁止(S120)がリッチスパイク実行中に行われた場合には直ちにリッチスパイクは停止される。この時、既にリッチスパイクが途中までなされたため、Ptなどの触媒表面はHCに覆われ始めているが、問題となる程度には触媒表面はHCにより覆われてはいない。このため一時的に排気がリッチ雰囲気となったことによりNOx吸蔵還元触媒22からは吸蔵されていたNOxが一部放出される。しかし触媒作用は十分存在するので、放出されたNOxによりPtなどの触媒表面に存在するHCは酸化されて炭酸ガスと水に変えられて浄化され、NOx自身は酸素を奪われて窒素ガスに還元浄化される。このようにしてHCによるNOx吸蔵還元触媒22の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。
【0078】
(ロ).通常、Ptなどの触媒表面がHCにより厚く覆われることでNOx吸蔵還元触媒22の触媒反応阻害が問題となるのは、低負荷低回転のアイドル時であり、他の運転状態ではこのような事態は生じないと言って良い。したがってリッチスパイク禁止処理(図2)ではアイドル時以外では(S112で「NO」)、リッチスパイク許可(S118)としている。このことによりNOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thcclの読み込み(S114)や判定(S116)を実行しなくて済み、ECU4の負担が減少して安価なICなどを用いることが可能となる。
【0079】
又、成層燃焼時でない場合(S110で「NO」)、すなわち均質燃焼時では理論空燃比で燃焼が行われていることから、NOx吸蔵還元触媒22内でのNOx吸蔵量は減少しているか、あるいはほとんど存在していないと判断できるため、リッチスパイク許可(S118)側に処理を移行させている。このことにより、更にNOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thcclの読み込み(S114)や判定(S116)を実行しなくて済み、一層ECU4の負担が減少して、より安価なICなどを用いることが可能となる。
【0080】
(ハ).スタートキャタリスト20がNOx吸蔵還元触媒22の上流側に配置されている。このためNOx吸蔵還元触媒22へ流れ込むHCの濃度はスタートキャタリスト20によるHCの浄化程度に影響される。したがってNOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thccl算出処理(図4)では、スタートキャタリスト20のHC浄化率redhcを求めることで(S212〜S216)、スタートキャタリスト20によるHCの浄化程度を考慮してNOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thcclを求めている(S218)。このためリッチスパイク禁止処理(図2)のステップS116ではNOx吸蔵還元触媒22に流れ込むHC濃度を正確に判定することができるので、HCによるNOx吸蔵還元触媒22の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0081】
[実施の形態2]
本実施の形態のシステム構成は図5に示すごとく排気経路18には排気浄化触媒としてNOx吸蔵還元触媒22のみが配置されて、スタートキャタリストは配置されていない。そして図4の代わりに図6に示すNOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thccl算出処理が実行される。他の構成は前記実施の形態1と同じである。
【0082】
NOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thccl算出処理(図6)について説明する。本処理が開始されると、図4のステップS210と同じマップMthcinにより、負荷率eklq及びエンジン回転数NEに基づいてエンジン2の燃焼室から排出される排気成分のHC濃度を求めて、NOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thcclとして設定する(S211)。こうして一旦本処理を終了する。
【0083】
上述したNOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thccl算出処理(図6)が炭化水素検出手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
【0084】
(イ).前記実施の形態1の(イ)及び(ロ)の効果を生じる。
[実施の形態3]
本実施の形態では、リッチスパイク禁止処理(図2)及びNOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thccl算出処理(図4)の代わりに、図7に示すリッチスパイク禁止処理が実行される。尚、ステップS110,S112,S118,S120は、前記実施の形態1のリッチスパイク禁止処理(図2)にて説明した同符号の処理と同じ処理が行われる。他の構成は前記実施の形態1と同じである。
【0085】
リッチスパイク禁止処理(図7)が開始されると、まずステップS110,S112の判定がなされる。ステップS110又はステップS112のいずれかにて「NO」と判定されると、リッチスパイク許可(S118)が実行される。
【0086】
一方、成層燃焼で且つアイドル時であれば(S110及びS112で「YES」)、次にマップMmhcextにより、負荷率eklq、エンジン回転数NE及び吸入空気量GAに基づいて、エンジン2が排出するHC流量mhcext(mg/sec)を求める(S113)。このマップMmhcextは予め実験により負荷率eklq、エンジン回転数NE及び吸入空気量GAをパラメータとしてエンジン2の燃焼室から排出されるHCの流量(mg/sec)を求めて設定したものである。
【0087】
次にスタートキャタリスト20の浄化能力mscmax(mg/sec)が算出される(S115)。この浄化能力mscmaxはスタートキャタリスト20が浄化可能なHCの流量(mg/sec)で表されている。
【0088】
このスタートキャタリスト20の浄化能力mscmaxは、別途行われるスタートキャタリスト浄化能力mscmax算出処理により求められるものである。例えば、NOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thccl算出処理(図4)のステップS212にて求めたスタートキャタリスト20の流入側の空燃比AFsc、ステップS214にて求めたスタートキャタリスト20の床温esctempave、及び吸入空気量GA(mg/sec)に基づいてマップにから算出される。このマップは流入側の空燃比AFsc、床温esctempave及び吸入空気量GAをパラメータとして実験により予め設定されているものである。
【0089】
次に次式2が判定される(S117)。
【0090】
【数2】
mhcext > mhmax + mscmax … [式2]
ここでmhmaxはNOx吸蔵還元触媒22の浄化能力(mg/sec)であり、浄化可能なHCの流量(mg/sec)で表されている。このNOx吸蔵還元触媒浄化能力mhmaxは、例えば前記実施の形態1のステップS116にて用いた過剰濃度判定値thmaxと吸入空気量GAとに基づいてマップから算出する。
【0091】
前記式2の右辺はスタートキャタリスト20とNOx吸蔵還元触媒22との共同によるHC浄化能力を表している。したがって前記式2が満足されると(S117で「YES」)、エンジン2からのHC流量mhcextは、スタートキャタリスト20とNOx吸蔵還元触媒22との共同によるHC浄化能力(mhmax+mscmax)を越えているとして、リッチスパイク禁止となる(S120)。
【0092】
一方、「mhcext≦mhmax+mscmax」であれば(S117で「NO」)、リッチスパイク許可(S118)が実行される。
上述した構成において、リッチスパイク禁止処理(図7)がリッチスパイク禁止手段としての処理に、ステップS113が炭化水素検出手段としての処理に、ステップS115がスタートキャタリスト浄化能力検出手段としての処理に相当する。
【0093】
以上説明した本実施の形態3によれば、以下の効果が得られる。
(イ).リッチスパイク禁止処理(図7)にて「mhcext>mhmax+mscmax」と判定された場合は(S117で「YES」)、スタートキャタリスト20のHC浄化能力を考慮して判断したNOx吸蔵還元触媒22のHC浄化が、NOx吸蔵還元触媒22に流れ込むHCに追いつかないことを示している。このためステップS120によりリッチスパイク禁止を実行することにより、リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止している。このため問題となる程度にNOx吸蔵還元触媒22、特にPtなどの触媒表面がHCにより厚く覆われる事態を阻止することができる。
【0094】
そしてこのことにより前記実施の形態1の(イ)に述べたごとく、リッチスパイク禁止(S120)がリッチスパイク実行前に行われた場合においてもリッチスパイク実行中に行われた場合においても共にHCによるNOx吸蔵還元触媒22の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。
【0095】
(ロ).リッチスパイク禁止処理(図7)では、スタートキャタリスト浄化能力mscmaxを求めることで(S115)、スタートキャタリスト20によるHCの浄化程度を考慮して、NOx吸蔵還元触媒22へ流入するHCがNOx吸蔵還元触媒22により浄化できるか否かを判断している(S117)。このためNOx吸蔵還元触媒22により浄化可能か否かを正確に判定することができるので、HCによるNOx吸蔵還元触媒22の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を適切に抑制でき燃料浪費を適切に防止することができる。
【0096】
(ハ).前記実施の形態1の(ロ)と同じ効果を生じる。
[その他の実施の形態]
(a).前記実施の形態1,2においてはNOx吸蔵還元触媒22へ流入するHCの濃度thcclを求めて過剰濃度判定値thmaxと比較してリッチスパイク禁止か許可かを判断したが、NOx吸蔵還元触媒22へ流入するHCの流量を求めて流量判定値と比較してリッチスパイク禁止か許可かを判断しても良い。
【0097】
(b).前記実施の形態3においてはエンジン2から排出されるHC流量が、NOx吸蔵還元触媒22にて問題となる流量か否かを、スタートキャタリスト20によるHC浄化の程度を考慮してリッチスパイク禁止か許可かを判断したが、エンジン2から排出されるHC濃度がNOx吸蔵還元触媒22にて問題となる濃度か否かを、スタートキャタリスト20によるHC浄化の程度を考慮してリッチスパイク禁止か許可かを判断しても良い。
【0098】
(c).前記各実施の形態においては、筒内噴射型エンジンを使用したが吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射型エンジンにも適用できる。この構成の場合には成層燃焼の代わりにリーン燃焼が行われ、このリーン燃焼時にNOx吸蔵還元触媒に対してNOxが吸蔵される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1としてのエンジン及びECUの概略構成図。
【図2】実施の形態1のECUが実行するリッチスパイク禁止処理のフローチャート。
【図3】NOx吸蔵還元触媒におけるリッチ時NOx還元率と流入HC濃度との関係を示すグラフ。
【図4】実施の形態1のECUが実行するNOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thccl算出処理のフローチャート。
【図5】実施の形態2としてのエンジン及びECUの概略構成図。
【図6】実施の形態2のECUが実行するNOx吸蔵還元触媒の流入HC濃度thccl算出処理のフローチャート。
【図7】実施の形態3のECUが実行するリッチスパイク禁止処理のフローチャート。
【符号の説明】
2…エンジン、4…ECU、6…燃料噴射バルブ、8…点火プラグ、10…吸気経路、12…スロットルバルブ、14…スロットル開度センサ、16…吸入空気量センサ、18…排気経路、20…スタートキャタリスト、22…NOx吸蔵還元触媒、24…空燃比センサ、26…第1酸素センサ、28…第2酸素センサ、30…アクセルペダル、32…アクセル開度センサ、34…エンジン回転数センサ、36…冷却水温センサ。
Claims (20)
- 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元するに際して、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行する内燃機関の排気浄化方法であって、
前記NOx吸蔵還元触媒の排気系上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストが配置され、該スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量、炭化水素濃度あるいは単位時間当たりの炭化水素流量を判定し、該炭化水素量、該炭化水素濃度あるいは該炭化水素流量に基づいて前記NOx吸蔵還元触媒における排気浄化が前記NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素により阻害されるおそれありと判定される場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止することを特徴とする内燃機関の排気浄化方法。 - 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元するに際して、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行する内燃機関の排気浄化方法であって、
前記NOx吸蔵還元触媒の排気系上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストが配置され、該スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量、炭化水素濃度あるいは単位時間当たりの炭化水素流量を判定し、該炭化水素量、該炭化水素濃度あるいは該炭化水素流量に基づいて前記NOx吸蔵還元触媒におけるNOx浄化が前記NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素により阻害されるおそれありと判定される場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止することを特徴とする内燃機関の排気浄化方法。 - 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元するに際して、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行する内燃機関の排気浄化方法であって、
前記NOx吸蔵還元触媒の排気系上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストが配置され、該スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量、炭化水素濃度あるいは単位時間当たりの炭化水素流量を判定し、該炭化水素量、該炭化水素濃度あるいは該炭化水素流量に基づいて前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素浄化能力が前記NOx吸蔵還元触媒へ流れ込む炭化水素を処理しきれないと判定される場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止することを特徴とする内燃機関の排気浄化方法。 - 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元するに際して、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行する内燃機関の排気浄化方法であって、
前記NOx吸蔵還元触媒の排気系上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストが配置され、該スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素濃度を判定し、該炭化水素濃度が過剰濃度判定値より高い場合には前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止することを特徴とする内燃機関の排気浄化方法。 - 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元するに際して、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行する内燃機関の排気浄化方法であって、
前記NOx吸蔵還元触媒の排気系上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストが配置され、該スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む単位時間当たりの炭化水素流量を判定し、該単位時間当たりの炭化水素流量が過剰流量判定値より大きい場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止することを特徴とする内燃機関の排気浄化方法。 - 請求項1〜5のいずれかにおいて、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する処理は、アイドル時以外では行わないことを特徴とする内燃機関の排気浄化方法。
- 請求項1〜6のいずれかにおいて、前記スタートキャタリストの上流における排気成分から検出された空燃比と、前記スタートキャタリストの床温とに基づいて、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めることを特徴とする内燃機関の排気浄化方法。
- 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、
前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量を求める炭化水素検出手段と、
前記炭化水素検出手段にて求められた流入炭化水素量が、前記NOx吸蔵還元触媒における排気浄化を阻害する量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えた
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、
前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量を求める炭化水素検出手段と、
前記炭化水素検出手段にて求められた流入炭化水素量が、前記NOx吸蔵還元触媒におけるNOx浄化を阻害する量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えた
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、
前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量を求める炭化水素検出手段と、
前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が、前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えた
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、
前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素濃度を求める炭化水素検出手段と、
前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素濃度が、前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る濃度である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えた
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、
前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む単位時間当たりの炭化水素流量を求める炭化水素検出手段と、
前記炭化水素検出手段により求められた単位時間当たりの炭化水素流量が、前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えた
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 請求項8〜12のいずれかにおいて、前記リッチスパイク禁止手段は、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する処理を、アイドル時以外では行わないことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、
内燃機関の燃焼室から排出される排気中の炭化水素量を前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量として求める炭化水素検出手段と、
前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が前記NOx吸蔵還元触媒における排気浄化を阻害する量であるか否かを、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して判定し、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が前記NOx吸蔵還元触媒における排気浄化を阻害する量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えた
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、
内燃機関の燃焼室から排出される排気中の炭化水素量を前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量として求める炭化水素検出手段と、
前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が前記NOx吸蔵還元触媒におけるNOx浄化を阻害する量であるか否かを、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して判定し、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が前記NOx吸蔵還元触媒におけるNOx浄化を阻害する量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えた
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、
内燃機関の燃焼室から排出される排気中の炭化水素量を前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素量として求める炭化水素検出手段と、
前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量であるか否かを、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して判定し、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素量が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えた
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、
内燃機関の燃焼室から排出される排気中の炭化水素濃度を前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む炭化水素濃度として求める炭化水素検出手段と、
前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素濃度が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る濃度であるか否かを、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して判定し、前記炭化水素検出手段により求められた流入炭化水素濃度が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る濃度である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えた
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気系に備えられたNOx吸蔵還元触媒におけるNOx吸蔵量を求め、該NOx吸蔵量が基準値に到達した場合に、炭化水素を含む還元成分を排気により供給するリッチスパイクを実行することで、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元する内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気系には前記NOx吸蔵還元触媒の上流側に酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストを配置するとともに、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めるスタートキャタリスト浄化能力検出手段と、
内燃機関の燃焼室から排出される排気中の単位時間当たりの炭化水素流量を前記NOx吸蔵還元触媒に流れ込む単位時間当たりの炭化水素流量として求める炭化水素検出手段と 、
前記炭化水素検出手段により求められた単位時間当たりの炭化水素流量が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回るか量であるか否かを、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段により求められたスタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を考慮して判定し、前記炭化水素検出手段により求められた単位時間当たりの炭化水素流量が前記NOx吸蔵還元触媒における炭化水素の浄化能力を上回る量である場合には、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止するリッチスパイク禁止手段とを備えた
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 請求項14〜18のいずれかにおいて、前記リッチスパイク禁止手段は、前記リッチスパイクの実行を予め禁止あるいは途中で停止する処理を、アイドル時以外では行わないことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 請求項8〜19のいずれかにおいて、前記スタートキャタリスト浄化能力検出手段は、前記スタートキャタリストの上流における排気成分から検出された空燃比と、前記スタートキャタリストの床温とに基づいて、前記スタートキャタリストによる炭化水素の浄化程度を求めることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
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