JP5093079B2 - Engine exhaust purification system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の排気センサを用いた、エンジンの排気浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an engine exhaust gas purification apparatus using a plurality of exhaust sensors.
従来より、エンジンから排出される排気を触媒コンバータにより浄化する技術が開発され、例えば、以下の特許文献1には、多段に設けられた、三元触媒(30)やHCトラップ触媒(40)の劣化を容易に検出する技術が開示されている。
この特許文献1の技術においては、同文献の図1に示されるように、1段目の触媒として三元触媒(30)が設けられるとともに、2段目の触媒としてHCトラップ触媒(40)が設けられ、さらに、3段目の触媒として三元触媒(50)が設けられている。
Conventionally, a technology for purifying exhaust discharged from an engine by a catalytic converter has been developed. For example, in Patent Document 1 below, a three-way catalyst (30) or an HC trap catalyst (40) provided in multiple stages is developed. A technique for easily detecting deterioration is disclosed.
In the technique of Patent Document 1, as shown in FIG. 1 of the same document, a three-way catalyst (30) is provided as a first stage catalyst, and an HC trap catalyst (40) is provided as a second stage catalyst. Furthermore, a three-way catalyst (50) is provided as a third stage catalyst.
また、この特許文献1の技術においては、1段目の三元触媒(30)の上流側の排気空燃比に基づいたフィードバック制御により設定された目標吸気空燃比(目標A/F)に応じて、燃料噴射弁(6)からの燃料噴射量が調整されるようになっている。なお、三元触媒(30)の上流側の排気空燃比は、O2センサ(22)によって検出されるようになっている。 In the technique of Patent Document 1, according to the target intake air-fuel ratio (target A / F) set by feedback control based on the exhaust air-fuel ratio upstream of the first-stage three-way catalyst (30). The fuel injection amount from the fuel injection valve (6) is adjusted. The exhaust air-fuel ratio upstream of the three-way catalyst (30) is detected by the O 2 sensor (22).
さらに、この特許文献1の技術においては、三元触媒(30)とHCトラップ触媒(40)との間にO2センサ(24)が設けられるとともに、HCトラップ触媒(40)と三元触媒(50)との間にもO2センサ(26)が設けられている。
上述の特許文献1のように、触媒コンバータの劣化を適切に検出すれば、的確なタイミングで触媒の浄化機能を回復させることが可能となり、大気に放出される排気の性能を向上させることが出来る。
しかしながら、地球環境保護の必要性が強く叫ばれる近年、排気性能のさらなる向上が望まれている。
If the deterioration of the catalytic converter is appropriately detected as in Patent Document 1 described above, the purification function of the catalyst can be recovered at an appropriate timing, and the performance of exhaust discharged into the atmosphere can be improved. .
However, in recent years when there is a strong need for protecting the global environment, further improvement in exhaust performance is desired.
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、排気成分の安定化を図ることで排気性能を向上させることが出来る、エンジンの排気浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an engine exhaust purification device that can improve exhaust performance by stabilizing exhaust components.
上記目的を達成するため、本発明のエンジンの排気浄化装置(請求項1)は、エンジンに接続される排気通路に配設された第1触媒コンバータと、該第1触媒コンバータの下流側における該排気通路に配設された第2触媒コンバータと、該エンジンの下流側であって且つ該第1触媒コンバータの上流側における該排気通路内の排気空燃比を第1排気空燃比としてリニアに検出する第1排気検出手段と、該第1触媒コンバータの下流側であって且つ該第2触媒コンバータの上流側における該排気通路内の排気空燃比を第2排気空燃比として検出する第2排気検出手段と、該第2触媒コンバータの下流側における該排気通路内の排気空燃比を第3排気空燃比として検出する第3排気検出手段と、該第1排気検出手段により検出された該第1排気空燃比に基づいて該エンジンの目標吸気空燃比を調整するメインフィードバック制御を実行するメインフィードバック制御実行手段と、該第2排気空燃比と該第3排気空燃比とに応じて制御補正量を規定する制御補正量マップと、該第2排気検出手段により検出された該第2排気空燃比と該第3排気検出手段により検出された該第3排気空燃比とを該制御補正量マップに適用することで得られる該制御補正量に基づき該メインフィードバック制御実行手段により設定される該目標吸気空燃比を補正するサブフィードバック制御を実行するサブフィードバック制御実行手段とを備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an exhaust purification device for an engine according to the present invention (Claim 1) includes a first catalytic converter disposed in an exhaust passage connected to the engine, and the downstream side of the first catalytic converter. A second catalytic converter disposed in the exhaust passage and the exhaust air / fuel ratio in the exhaust passage on the downstream side of the engine and upstream of the first catalytic converter are linearly detected as the first exhaust air / fuel ratio. First exhaust detection means and second exhaust detection means for detecting an exhaust air / fuel ratio in the exhaust passage downstream of the first catalytic converter and upstream of the second catalytic converter as a second exhaust air / fuel ratio A third exhaust detection means for detecting an exhaust air / fuel ratio in the exhaust passage downstream of the second catalytic converter as a third exhaust air / fuel ratio, and the first exhaust air detected by the first exhaust detection means. Main feedback control execution means for executing main feedback control for adjusting the target intake air-fuel ratio of the engine based on the ratio, and a control correction amount is defined according to the second exhaust air-fuel ratio and the third exhaust air-fuel ratio Applying the control correction amount map, the second exhaust air / fuel ratio detected by the second exhaust detection means, and the third exhaust air / fuel ratio detected by the third exhaust detection means to the control correction amount map. And sub-feedback control execution means for executing sub-feedback control for correcting the target intake air-fuel ratio set by the main feedback control execution means based on the control correction amount obtained in step (1).
また、請求項2記載の本発明のエンジンの排気浄化装置は、請求項1記載の内容において、該制御補正量マップには、該第2排気空燃比および該第3排気空燃比がともに比較的リッチである場合に、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比をリーン化補正する第1リーン化補正量を該制御補正量として規定する第1リーン化領域と、該第2排気空燃比および該第3排気空燃比がともに比較的リーンである場合に、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比をリッチ化補正する第1リッチ化補正量を該制御補正量として規定する第1リッチ化領域と、該第2排気空燃比および該第3排気空燃比がともに理論空燃比に近似している場合に、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比を補正しない補正量ゼロを該制御補正量として規定する補正量ゼロ領域とが設けられていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the engine exhaust gas purification apparatus according to the first aspect, wherein both the second exhaust air-fuel ratio and the third exhaust air-fuel ratio are relatively included in the control correction amount map. A first leaning region that defines a first leaning correction amount for performing leaning correction of the target intake air-fuel ratio adjusted by the main feedback control when the control signal is rich, and the second exhaust air empty When the fuel ratio and the third exhaust air-fuel ratio are both relatively lean, a first enrichment correction amount that enriches and corrects the target intake air-fuel ratio that is adjusted by the main feedback control is defined as the control correction amount. When the first enrichment region, the second exhaust air-fuel ratio, and the third exhaust air-fuel ratio are both close to the theoretical air-fuel ratio, the target intake air space that is adjusted by the main feedback control A correction amount zero region defining the correction amount zero does not correct the ratio as control correction amount is characterized in that is provided.
また、請求項3記載の本発明のエンジンの排気浄化装置は、請求項1または2記載の内容において、該制御補正量マップには、該第2排気空燃比が理論空燃比に近似し且つ該第3排気空燃比が比較的リッチである場合、または、該第2排気空燃比が比較的リッチであり且つ該第3排気空燃比が理論空燃比に近似している場合、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比を該第1リーン化補正量よりも弱い度合いでリーン化補正する第2リーン化補正量を該制御補正量として規定する第2リーン化領域と、該第2排気空燃比が理論空燃比に近似し且つ該第3排気空燃比が比較的リーンである場合、または、該第2排気空燃比が比較的リーンであり且つ該第3排気空燃比が理論空燃比に近似している場合、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比を該第1リッチ化補正量よりも弱い度合いでリッチ化補正する第2リッチ化補正量を該制御補正量として規定する第2リッチ化領域とが設けられていることを特徴としている。
また、請求項4記載の本発明のエンジンの排気浄化装置は、請求項1〜3の何れか1項に記載の内容において、該サブフィードバック制御実行手段は、該制御補正量マップを用いて得られた該制御補正量が所定値以上で所定期間停滞した場合に該制御補正量から得た学習値を記録し、該学習値を次回のサブフィードバック制御の実行中に用いることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the engine exhaust purification apparatus according to the first or second aspect of the present invention, wherein the second exhaust air-fuel ratio approximates the stoichiometric air-fuel ratio and the control correction amount map includes the control correction amount map. When the third exhaust air-fuel ratio is relatively rich, or when the second exhaust air-fuel ratio is relatively rich and the third exhaust air-fuel ratio approximates the stoichiometric air-fuel ratio, the main feedback control A second lean region defining the second lean correction amount as a control correction amount for lean correction of the target intake air-fuel ratio to be adjusted to a degree weaker than the first lean correction amount; and the second exhaust When the air-fuel ratio approximates the stoichiometric air-fuel ratio and the third exhaust air-fuel ratio is relatively lean, or when the second exhaust air-fuel ratio is relatively lean and the third exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio If approximate, the main feed A second enrichment region that defines, as the control correction amount, a second enrichment correction amount that performs the enrichment correction of the target intake air-fuel ratio adjusted by the engine control to a degree weaker than the first enrichment correction amount. It is characterized by being provided.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the engine exhaust gas purification apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the sub-feedback control execution means is obtained using the control correction amount map. When the obtained control correction amount is equal to or greater than a predetermined value and stagnated for a predetermined period, a learning value obtained from the control correction amount is recorded, and the learning value is used during the next execution of the sub-feedback control.
本発明のエンジンの排気浄化装置によれば、排気成分の安定化を図ることで排気性能を向上させることが出来る。(請求項1)
また、サブフィードバック制御において用いられる制御補正量マップを具体的に規定することで、目標吸気空燃比を調整するメインフィードバック制御の制御補正量を適切に得ることが出来る。(請求項2)
また、制御補正量マップをさらに細かく規定することで、制御補正量をさらに詳細に得ることが出来る。(請求項3)
According to the exhaust emission control device for an engine of the present invention, exhaust performance can be improved by stabilizing the exhaust components. (Claim 1)
Further, by specifically defining the control correction amount map used in the sub feedback control, it is possible to appropriately obtain the control correction amount of the main feedback control for adjusting the target intake air-fuel ratio. (Claim 2)
Further, by defining the control correction amount map in more detail, the control correction amount can be obtained in more detail. (Claim 3)
以下、図面により、本発明の一実施形態に係るエンジンの排気浄化装置について説明すると、図1はその全体構成を示す模式的なブロック図、図2はそのメインフィードバック制御およびサブフィードバック制御の概念と制御補正量マップとを主に示す模式的なブロック図、図3はその動作を示す模式的なフローチャートである。
図1に示すように、車両10に搭載されたエンジン1のシリンダヘッド2には、シリンダ3に臨んで点火プラグ11が設けられている。
Hereinafter, an engine exhaust gas purification apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing the overall configuration, and FIG. 2 shows the concept of the main feedback control and sub feedback control. A schematic block diagram mainly showing the control correction amount map, and FIG. 3 is a schematic flowchart showing its operation.
As shown in FIG. 1, a spark plug 11 is provided on the cylinder head 2 of the engine 1 mounted on the
また、点火プラグ11には高電圧の電力を供給する点火コイル(図示略)が接続されている。
また、シリンダヘッド2には吸気ポート5が形成されている。また、この吸気ポート5には、吸気弁14が設けられている。
吸気弁14は、クランク軸7の回転に応じて回転する吸気カムシャフト(図示略)の吸気カム(図示略)の動作に応じて開閉し、燃焼室4に対して吸気ポート5を開閉するようになっている。
Further, an ignition coil (not shown) for supplying high voltage power is connected to the spark plug 11.
An intake port 5 is formed in the cylinder head 2. The intake port 5 is provided with an
The
クランク軸7の回転数、即ち、エンジン回転数Neは、エンジン回転数センサ23によって検出され、検出結果は後述するECU(Electronic Control Unit)60によって読み込まれるようになっている。
吸気ポート5には、吸気マニホールド15の下流端が接続されている。
この吸気マニホールド15には、スロットルバルブ16が設けられるとともに、このスロットルバルブ16の開度(スロットル開度)θthを検出するスロットルポジションセンサ17が設けられている。
The rotational speed of the
A downstream end of the
The
さらに、吸気マニホールド15よりも上流側における吸気管(吸気通路)19には、エアフローセンサ(空気量計測手段)20が設けられている。このエアフローセンサ20は、吸気管19を通過して吸気マニホールド15に流れ込む流入空気量Qinを検出するものであって、検出結果は後述するECU60に出力されるようになっている。
吸気マニホールド15には、電磁式の燃料噴射弁21が取り付けられている。この燃料噴射弁21には、燃料パイプ22を介し、図示しない燃料タンクから燃料が供給されるようになっている。
Further, an air flow sensor (air amount measuring means) 20 is provided in an intake pipe (intake passage) 19 upstream of the
An electromagnetic
また、シリンダヘッド2には、排気ポート6が形成されている。また、この排気ポート6には、排気弁24が設けられている。
この排気弁24は、クランク軸7の回転に応じて回転する排気カムシャフト(図示略)の排気カム(図示略)の動作に応じて開閉し、燃焼室4に対して排気ポート6を開閉するようになっている。なお、これらの吸気弁14および排気弁24の開弁期間,開閉タイミングおよびリフト量は、可変動弁機構30により連続的に変更されるようになっている。
An exhaust port 6 is formed in the cylinder head 2. The exhaust port 6 is provided with an
The
排気ポート6には、排気マニホールド(排気通路)25の上流端が接続されている。
排気マニホールド25の下流端には、排気管(排気通路)26が接続されている。また、この排気管26には、1段目の触媒コンバータ(第1触媒コンバータ)としてフロント三元触媒31が設けられるとともに、2段目の触媒コンバータ(第2触媒コンバータ)としてHCトラップ触媒32が設けられている。さらに、この排気管26には、3段目の触媒コンバータ(第3触媒コンバータ)としてリア三元触媒33が設けられている。
An upstream end of an exhaust manifold (exhaust passage) 25 is connected to the exhaust port 6.
An exhaust pipe (exhaust passage) 26 is connected to the downstream end of the
言い換えれば、この排気管26には、排気の流れを基準として、最上流側にフロント三元触媒31が設けられ、このフロント三元触媒31の下流側にHCトラップ触媒32が設けられ、さらに、このHCトラップ触媒32の下流側にリア三元触媒33が設けられている。
フロント三元触媒31およびリア三元触媒33は、いずれも、エンジン1から排出された排気に含まれる一酸化炭素(CO),炭化水素(HC)および窒素化合物(NOx)を、窒素(N2),二酸化炭素(CO2)および水(H2O)へ化学変化させることで、排気を浄化するものである。
In other words, the
Both the front three-
なお、フロント三元触媒31は、その容積がリア三元触媒33よりも小さく、また、浄化能力もリア三元触媒33よりも低い。しかしながら、このフロント三元触媒31は、リア三元触媒33よりもエンジン1に近接しているため、エンジン1から排出された直後の比較的高温の排気の供給を受けることが出来るようになっている。これにより、フロント三元触媒31は、エンジン1が冷態始動した場合であっても、極めて短い期間で活性化温度に達することが出来るようになっている。
The front three-
HCトラップ触媒32は、冷態始動時の排気に含まれる炭化水素(HC)を吸蔵した後、所定の温度まで昇温されると、吸蔵したHCを脱離することで、排気を浄化するものである。なお、HCトラップ触媒32から脱離されたHCは、リア三元触媒33において浄化されるようになっている。
また、排気通路26においては、第1排気センサ(第1排気検出手段)41,第2排気センサ(第2排気検出手段)42および第3排気センサ(第3排気検出手段)43が設けられている。
The
In the
これらのうち、第1排気センサ41は、エンジン1の下流側であって、且つ、フロント三元触媒31の上流側における排気通路26内の排気空燃比を第1排気空燃比AFex1として検出するLAFS (Linear Air Fuel ratio Sensor) である。
第2排気センサ42は、フロント三元触媒31の下流側であって、且つ、HCトラップ触媒32の上流側における排気通路26内の排気空燃比を第2空燃比AFex2として検出するO2センサである。
Of these, the
The
第3排気センサ43は、HCトラップ触媒32の下流側における排気通路26内の排気空燃比を第3空燃比AFex3として検出するO2センサである。
これらの第1排気センサ41,第2排気センサ42および第3排気センサ43による検出結果、即ち、第1排気空燃比AFex1,第2排気空燃比AFex2および第3排気空燃比AFex3は、後述するECU60によって読み込まれるようになっている。
The
The detection results by the
ECU60は、いずれも図示しない、メモリおよびCPU (Central Processing Unit) を有する電子制御ユニットである。
また、このECU60のメモリ内には、いずれもソフトウェアとして、メインフィードバック実行部(メインフィードバック実行手段)61とサブフィードバック制御実行部(サブフィードバック制御実行手段)62とが記録されている。
The
In the memory of the
これらのうち、メインフィードバック実行部61は、メインフィードバック制御を実行するものである。このメインフィードバック制御とは、図2に示すように、第1排気センサ41により検出された第1排気空燃比AFex1に基づいて、エンジン1の目標吸気空燃比を設定し、且つ、設定された目標吸気空燃比になるように、燃料噴射弁21による燃料噴射量を設定する制御である。
Of these, the main feedback execution unit 61 executes main feedback control. As shown in FIG. 2, the main feedback control is performed by setting the target intake air-fuel ratio of the engine 1 based on the first exhaust air-fuel ratio AFex1 detected by the
サブフィードバック制御実行部62は、サブフィードバック制御を実行するものである。このサブフィードバック制御とは、図2に示すように、第2排気センサ42により検出された第2排気空燃比AFex2と第3排気センサ43により検出された第3排気空燃比比AFex3とを、制御補正量マップ66に適用することで、制御補正量Aを得る制御である。また、このサブフィードバック制御は、得られた制御補正量Aに基づき、メインフィードバック制御実行部62により設定される目標吸気空燃比を補正する制御でもある。
The sub feedback control execution unit 62 executes sub feedback control. As shown in FIG. 2, the sub-feedback control controls the second exhaust air / fuel ratio AFex2 detected by the
また、サブフィードバック制御実行部62は、制御補正量マップ66を用いて得られた制御補正量Aが、所定値以上で所定期間停滞した場合、学習値ASを更新し、ECU60のメモリ領域に規定された制御学習値記憶領域67に記録するようになっている。なお、この制御学習値記憶領域67に記録された学習値ASは、次回のサブフィードバック制御の実行中に用いられるようになっている。
In addition, when the control correction amount A obtained using the control
また、サブフィードバック制御実行部62は、制御補正量Aを得る前準備として、以下の条件1〜条件5が満たされているか否かを判定するようになっている。
条件1: エンジン1が通常運転中である
条件2: フロント三元触媒31,HCトラップ触媒32およびリア三元触媒33活性化している
条件3: 第2O2センサ42および第3O2センサ43が活性化している
条件4: 第2O2センサ42および第3O2センサ43が故障中ではない
条件5: メインフィードバック制御が実行されている
これらのうち、条件1が満たされていると判定される場合とは、即ち、エンジン1にストールが発生しておらず、且つ、エンジン1のクランキングが完了しエンジン回転数Neが始動判定回転数を超えているとの判定が、サブフィードバック制御実行部62によりなされた場合である。
In addition, as a preparation for obtaining the control correction amount A, the sub-feedback control execution unit 62 determines whether or not the following conditions 1 to 5 are satisfied.
Condition 1: Engine 1 is in normal operation Condition 2: Front three-
条件2が満たされていると判定される場合とは、即ち、エンジン1のクランキングが完了しエンジン回転数Neが始動判定回転数を超えているとの判定がなされてからの時間が所定時間t1を超えたとの判定が、サブフィードバック制御実行部62によりなされた場合である。
条件3が満たされていると判定される場合とは、即ち、第2O2センサ42および第3O2センサ43から出力される電圧が所定値以上であるとの判定が、サブフィードバック制御実行部62によりなされた場合である。
The case where it is determined that the condition 2 is satisfied, that is, the time after the determination that the cranking of the engine 1 is completed and the engine speed Ne exceeds the start determination speed is a predetermined time. This is the case where the sub-feedback control execution unit 62 determines that t1 has been exceeded.
The case where it is determined that the condition 3 is satisfied, that is, the determination that the voltages output from the second O 2 sensor 42 and the third O 2 sensor 43 are equal to or higher than a predetermined value is the sub feedback control execution unit 62. This is the case.
条件4が満たされていると判定される場合とは、即ち、第2O2センサ42および第3O2センサ43で断線/ショート,固着または劣化が発生していることが検出されず、且つ、第2O2センサ42および第3O2センサ43のヒータ(図示略)で断線/ショートしていることが検出されないとの判定が、サブフィードバック制御実行部62によりなされた場合である。 When it is determined that the condition 4 is satisfied, that is, it is not detected that the second O 2 sensor 42 and the third O 2 sensor 43 are disconnected / short-circuited, stuck or deteriorated, and This is a case where the sub-feedback control execution unit 62 determines that the disconnection / short circuit is not detected by the heaters (not shown) of the 2O 2 sensor 42 and the third O 2 sensor 43.
条件5が満たされていると判定される場合とは、即ち、メインフィードバック制御実行部61によりメインフィードバック制御が問題なく実行されているとの判定が、サブフィードバック制御実行部62によりなされた場合である。
さらに、このECU60のメモリ内には、制御補正量マップ66が記録されるととともに、制御学習値記憶領域67が設定されている。
The case where it is determined that the condition 5 is satisfied means that the main feedback control execution unit 61 determines that the main feedback control is executed without any problem by the sub feedback control execution unit 62. is there.
Further, a control
これらのうち、制御補正量マップ66には、図2に示すように、第1リーン化領域L1,第2リーン化領域L2,第1リッチ化領域R1,第2リッチ化領域R2および無補正領域Nが規定されている。
これらのうち、第1リーン化領域L1は、第2排気空燃比AFex2および第3排気空燃比AFex3がともに比較的リッチである場合における制御補正量A、即ち、第1リーン化補正量AL1を規定する領域である。
Among these, in the control
Among these, the first lean region L1 defines the control correction amount A when the second exhaust air-fuel ratio AFex2 and the third exhaust air-fuel ratio AFex3 are both relatively rich, that is, the first lean correction amount AL1. It is an area to do.
また、第2リーン化領域L2は、第2排気空燃比AFex2が理論空燃比に近似し且つ第3排気空燃比AFex3が比較的リッチである場合、または、第2排気空燃比AFex2が比較的リッチであり且つ第3排気空燃比AFex3が理論空燃比に近似している場合における制御補正量A、即ち、第2リーン化補正量AL2を規定する領域である。なお、この第2リーン化補正量AL2は、第1リーン化補正量AL1を用いて目標吸気空燃比のリーン化補正を行なった場合よりも、その補正度合が小さくなるように設定されている。 Further, the second lean region L2 is such that the second exhaust air-fuel ratio AFex2 approximates to the theoretical air-fuel ratio and the third exhaust air-fuel ratio AFex3 is relatively rich, or the second exhaust air-fuel ratio AFex2 is relatively rich. And the control correction amount A when the third exhaust air-fuel ratio AFex3 is close to the stoichiometric air-fuel ratio, that is, the second leaning correction amount AL2. The second lean correction amount AL2 is set so that the correction degree is smaller than when the lean correction of the target intake air-fuel ratio is performed using the first lean correction amount AL1.
また、第1リッチ化領域R1は、第2排気空燃比AFex2および第3排気空燃比AFex3がともに比較的リーンである場合における制御補正量A、即ち、第1リッチ化補正量AR1を規定する領域である。
また、第2リッチ化領域R2は、第2排気空燃比AFex2が理論空燃比に近似し且つ第3排気空燃比AFex3が比較的リーンである場合、または、第2排気空燃比AFex2が比較的リーンであり且つ第3排気空燃比AFex3が理論空燃比に近似している場合における制御補正量A、即ち、第2リッチ化補正量AR2を規定する領域である。なお、この第2リッチ化補正量AR2は、第1リッチ化補正量AR1を用いて目標吸気空燃比のリッチ化補正を行なった場合よりも、その補正度合いが小さくなるように設定されている。
The first enrichment region R1 defines the control correction amount A when the second exhaust air-fuel ratio AFex2 and the third exhaust air-fuel ratio AFex3 are both relatively lean, that is, the first enrichment correction amount AR1. It is.
The second enrichment region R2 is such that the second exhaust air-fuel ratio AFex2 approximates to the stoichiometric air-fuel ratio and the third exhaust air-fuel ratio AFex3 is relatively lean, or the second exhaust air-fuel ratio AFex2 is relatively lean. And the control correction amount A when the third exhaust air-fuel ratio AFex3 is close to the theoretical air-fuel ratio, that is, the second enrichment correction amount AR2. The second enrichment correction amount AR2 is set to have a smaller degree of correction than when the target intake air-fuel ratio enrichment correction is performed using the first enrichment correction amount AR1.
また、補正量ゼロ領域Nは、第2排気空燃比AFex2および第3排気空燃比AFex3がともに理論空燃比に近似している場合における制御補正量A、即ち、補正量ゼロANを規定する領域である。つまり、サブフィードバック制御実行部62により、制御補正量Aとして補正量ゼロANが選択された場合には、メインフィードバック制御により調整される目標吸気空燃比の補正は行われないようになっている。 The zero correction amount region N is a region that defines the control correction amount A when the second exhaust air-fuel ratio AFex2 and the third exhaust air-fuel ratio AFex3 are both close to the theoretical air-fuel ratio, that is, the correction amount zero AN. is there. That is, when the correction amount zero AN is selected as the control correction amount A by the sub feedback control execution unit 62, the target intake air-fuel ratio adjusted by the main feedback control is not corrected.
制御学習値記憶領域67には、サブフィードバック制御実行部62が、制御補正量Aから得られた学習値ASを記録されるようになっている。
本発明の一実施形態に係るエンジンの排気浄化装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
図3のフローチャートに示すように、サブフィードバック制御実行部62は、エンジン1が通常運転していると判定した場合、即ち、上記の条件1が満たされていると判定された場合には(ステップS11のYesルート)、さらに、全ての触媒31,32,33が活性化しているか否かの判定、即ち、上記の条件2が満たされているか否かの判定を行なう(ステップS12)。
In the control learning value storage area 67, the sub feedback control execution unit 62 is configured to record the learning value AS obtained from the control correction amount A.
Since the exhaust emission control device for an engine according to an embodiment of the present invention is configured as described above, the following operations and effects are achieved.
As shown in the flowchart of FIG. 3, the sub-feedback control execution unit 62 determines that the engine 1 is operating normally, that is, if it is determined that the above condition 1 is satisfied (step 1). Further, it is determined whether or not all the
ここで、サブフィードバック制御実行部62は、エンジン1のクランキングが完了しエンジン回転数Neが始動判定回転数を超えているとの判定がなされてからの時間が所定時間t1を超えたとの判定を行なった場合、即ち、上記の条件2が満たされていると判定した場合(ステップS12のYesルート)、さらに、サブフィードバック制御実行部62は、第2O2センサ42および第3O2センサ43がすでに活性化しているか否か、即ち、上記の条件3が満たされているか否かの判定を行なう(ステップS13)。 Here, the sub-feedback control execution unit 62 determines that the time after the determination that the cranking of the engine 1 is completed and the engine speed Ne exceeds the start determination rotation speed has exceeded the predetermined time t1. In other words, when it is determined that the above condition 2 is satisfied (Yes route of step S12), the sub feedback control execution unit 62 further determines that the second O 2 sensor 42 and the third O 2 sensor 43 are It is determined whether or not it has already been activated, that is, whether or not the above condition 3 is satisfied (step S13).
ここで、サブフィードバック制御実行部62は、第2O2センサ42および第3O2センサ43から出力される電圧が所定値以上であると判定した場合、即ち、上記の条件3が満たされていると判定した場合(ステップS13のYesルート)、さらに、サブフィードバック制御実行部62は、第2O2センサ42および第3O2センサ43が故障中ではないか否か、即ち、上記の条件4が満たされているか否かの判定を行なう(ステップS14)。 Here, when the sub feedback control execution unit 62 determines that the voltages output from the second O 2 sensor 42 and the third O 2 sensor 43 are equal to or higher than a predetermined value, that is, when the above condition 3 is satisfied. When the determination is made (Yes route in step S13), the sub feedback control execution unit 62 further determines whether or not the second O 2 sensor 42 and the third O 2 sensor 43 are in failure, that is, the above condition 4 is satisfied. It is determined whether or not it is present (step S14).
ここで、サブフィードバック制御実行部62は、第2O2センサ42および第3O2センサ43で故障が検出されないとの判定をした場合(ステップS14のYesルート)、さらに、サブフィードバック制御実行部62は、メインフィードバック制御が実行中であるか否か、即ち、上記の条件5が満たされているか否かの判定を行なう(ステップS15)。 Here, when the sub-feedback control execution unit 62 determines that no failure is detected by the second O 2 sensor 42 and the third O 2 sensor 43 (Yes route of Step S14), the sub-feedback control execution unit 62 further Then, it is determined whether or not the main feedback control is being executed, that is, whether or not the condition 5 is satisfied (step S15).
ここで、サブフィードバック制御実行部62が、メインフィードバック制御実行部61によりメインフィードバック制御が問題なく実行されているとの判定をした場合、即ち、上記の条件5が満たされていると判定した場合(ステップS15Yesルート)、さらに、サブフィードバック制御実行部62は、制御補正量Aの算出を行なう(ステップS16)。つまり、このステップS16において、サブフィードバック制御実行部62は、第2排気センサ42により検出された第2排気空燃比AFex2と、第3排気センサ43により検出された第3排気空燃比比AFex3とを、制御補正量マップ66に適用することで、制御補正量Aを得るのである。
Here, when the sub feedback control execution unit 62 determines that the main feedback control execution unit 61 executes the main feedback control without any problem, that is, when it is determined that the above condition 5 is satisfied. (Step S15 Yes route) Further, the sub-feedback control execution unit 62 calculates the control correction amount A (Step S16). That is, in this step S16, the sub-feedback control execution unit 62 calculates the second exhaust air / fuel ratio AFex2 detected by the
そして、サブフィードバック制御実行部62は、ステップS16において得られた制御補正量Aから学習値ASを更新し、制御学習値記憶領域67に記録する(ステップS17)。
なお、上記の条件1が満たされない場合(ステップS11のNoルート),上記の条件2が満たされない場合(ステップS12のNoルート),上記の条件3が満たされない場合(ステップS13のNoルート),上記の条件4が満たされない場合(ステップS14のNoルート)および上記の条件5が満たされない場合(ステップS15のNoルート)、いずれの場合であっても、サブフィードバック制御実行部62は、制御補正量Aの算出(ステップS16)および制御補正量Aの学習処理(ステップS17)を行なわずリターンする。
Then, the sub-feedback control execution unit 62 updates the learning value AS from the control correction amount A obtained in step S16 and records it in the control learning value storage area 67 (step S17).
When the above condition 1 is not satisfied (No route at step S11), when the above condition 2 is not satisfied (No route at step S12), when the above condition 3 is not satisfied (No route at step S13), When the above condition 4 is not satisfied (No route of step S14) and when the above condition 5 is not satisfied (No route of step S15), the sub feedback control execution unit 62 performs the control correction in any case. The process returns without calculating the amount A (step S16) and learning the control correction amount A (step S17).
このように、本発明の一実施形態に係るエンジンの排気浄化装置によれば、第2排気センサ42により検出された第2排気空燃比AFex2と、第3排気センサ43により検出された第3排気空燃比AFex3とを制御補正量マップ66に適用することで得られる制御補正量Aに基づき、サブフィードバック制御を実行するようになっている。
これにより、エンジン1から排出される排気の成分の安定化を図ることが可能となり、車両10の排気性能を向上させることが出来る。
Thus, according to the engine exhaust gas purification apparatus according to one embodiment of the present invention, the second exhaust air-fuel ratio AFex2 detected by the
Thereby, it becomes possible to stabilize the component of the exhaust discharged from the engine 1, and the exhaust performance of the
また、エンジン1から排出される排気の成分を安定させることで、フロント三元触媒31,HCトラップ触媒32およびリア三元触媒33の浄化性能が比較的低かったとしても、大気中に放出される排気は十分に浄化されたものとすることが出来る。換言すれば、フロント三元触媒31,HCトラップ触媒32およびリア三元触媒33に用いられる比較的高価な活性貴金属、例えば、白金(Pt),ロジウム(Rh)またはパラジウム(Pd)といった成分量を減らすことでコストの低減を図ったとしても、フロント三元触媒31,HCトラップ触媒32およびリア三元触媒33に求められる排気性能を十分に確保することが出来るのである。
Further, by stabilizing the components of the exhaust discharged from the engine 1, even if the purification performance of the front three-
また、サブフィードバック制御において用いられる制御補正量マップ66において、第1リーン化領域L1,第1リッチ化領域R1および補正量ゼロ領域Nが規定されているので、目標吸気空燃比を調整するメインフィードバック制御の制御補正量Aを適切に得ることが出来る。
さらに、この制御補正量マップ66においては、さらにきめ細やかに、第2リーン化領域L2および第2リッチ化領域R2も規定されているので、制御補正量Aをさらに詳細に得ることが出来る。
Further, since the first lean region L1, the first rich region R1, and the zero correction amount region N are defined in the control
Further, in the control
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが出来る。その一例を以下に示す。
上述の実施形態においては、エンジン1に可変動弁機構30が設けられた場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、エンジン1に換えて、可変動弁機構30を有さない一般的なエンジンを適用しても良い。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. An example is shown below.
In the above-mentioned embodiment, although the case where the
また、上述の実施形態においては、HCトラップ触媒32が第2触媒コンバータとして用いられる場合を例にとって説明したが、これに限定するものではない。例えば、このHCトラップ触媒32に換えて、NOxトラップ触媒や三元触媒を第2触媒コンバータとして用いるようにしてもよい。
また、上述の実施形態においては、排気通路(排気管26)に第3触媒コンバータ(リア三元触媒33)が設けられた場合について説明したが、これに限定されるものではない。第3触媒コンバータ(リア三元触媒33)を有さない一般的な排気系を適用しても良い。
In the above-described embodiment, the case where the
In the above-described embodiment, the case where the third catalytic converter (rear three-way catalyst 33) is provided in the exhaust passage (exhaust pipe 26) has been described. However, the present invention is not limited to this. A general exhaust system that does not have the third catalytic converter (rear three-way catalyst 33) may be applied.
1 エンジン
26 排気管(排気通路)
31 フロント三元触媒(第1触媒コンバータ)
32 HCトラップ触媒(第2触媒コンバータ)
33 リア三元触媒(第3触媒コンバータ)
41 第1排気センサ
42 第2排気センサ
43 第3排気センサ
61 メインフィードバック制御実行部(メインフィードバック制御実行手段)
62 サブフィードバック制御実行部(サブフィードバック制御実行手段)
66 制御補正量マップ
A 制御補正量
AFex1 第1排気空燃比
AFex2 第2排気空燃比
AFex3 第3排気空燃比
1
31 Front three-way catalyst (first catalytic converter)
32 HC trap catalyst (second catalytic converter)
33 Rear three-way catalyst (third catalytic converter)
41
62 Sub-feedback control execution unit (sub-feedback control execution means)
66 Control correction amount map A Control correction amount AFex1 First exhaust air-fuel ratio AFex2 Second exhaust air-fuel ratio AFex3 Third exhaust air-fuel ratio
Claims (4)
該第1触媒コンバータの下流側における該排気通路に配設された第2触媒コンバータと、
該エンジンの下流側であって且つ該第1触媒コンバータの上流側における該排気通路内の排気空燃比を第1排気空燃比としてリニアに検出する第1排気検出手段と、
該第1触媒コンバータの下流側であって且つ該第2触媒コンバータの上流側における該排気通路内の排気空燃比を第2排気空燃比として検出する第2排気検出手段と、
該第2触媒コンバータの下流側における該排気通路内の排気空燃比を第3排気空燃比として検出する第3排気検出手段と、
該第1排気検出手段により検出された該第1排気空燃比に基づいて該エンジンの目標吸気空燃比を調整するメインフィードバック制御を実行するメインフィードバック制御実行手段と、
該第2排気空燃比と該第3排気空燃比とに応じて制御補正量を規定する制御補正量マップと、
該第2排気検出手段により検出された該第2排気空燃比と該第3排気検出手段により検出された該第3排気空燃比とを該制御補正量マップに適用することで得られる該制御補正量に基づき該メインフィードバック制御実行手段により設定される該目標吸気空燃比を補正するサブフィードバック制御を実行するサブフィードバック制御実行手段とを備える
ことを特徴とする、エンジンの排気浄化装置。 A first catalytic converter disposed in an exhaust passage connected to the engine;
A second catalytic converter disposed in the exhaust passage downstream of the first catalytic converter;
First exhaust detection means for linearly detecting an exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage downstream of the engine and upstream of the first catalytic converter as a first exhaust air-fuel ratio;
Second exhaust detection means for detecting an exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage downstream of the first catalytic converter and upstream of the second catalytic converter as a second exhaust air-fuel ratio;
Third exhaust detection means for detecting an exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage on the downstream side of the second catalytic converter as a third exhaust air-fuel ratio;
Main feedback control execution means for executing main feedback control for adjusting a target intake air-fuel ratio of the engine based on the first exhaust air-fuel ratio detected by the first exhaust detection means;
A control correction amount map for defining a control correction amount according to the second exhaust air-fuel ratio and the third exhaust air-fuel ratio;
The control correction obtained by applying the second exhaust air-fuel ratio detected by the second exhaust detection means and the third exhaust air-fuel ratio detected by the third exhaust detection means to the control correction amount map. An engine exhaust gas purification apparatus comprising: sub feedback control executing means for executing sub feedback control for correcting the target intake air-fuel ratio set by the main feedback control executing means based on a quantity.
該第2排気空燃比および該第3排気空燃比がともに比較的リッチである場合に、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比をリーン化補正する第1リーン化補正量を該制御補正量として規定する第1リーン化領域と、
該第2排気空燃比および該第3排気空燃比がともに比較的リーンである場合に、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比をリッチ化補正する第1リッチ化補正量を該制御補正量として規定する第1リッチ化領域と、
該第2排気空燃比および該第3排気空燃比がともに理論空燃比に近似している場合に、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比を補正しない補正量ゼロを該制御補正量として規定する補正量ゼロ領域とが設けられている
ことを特徴とする、請求項1記載のエンジンの排気浄化装置。 The control correction amount map includes
When the second exhaust air-fuel ratio and the third exhaust air-fuel ratio are both relatively rich, the first lean correction amount that corrects the target intake air-fuel ratio that is adjusted by the main feedback control is made lean. A first lean region defined as a correction amount;
When both of the second exhaust air-fuel ratio and the third exhaust air-fuel ratio are relatively lean, the control is performed with the first enrichment correction amount for enriching the target intake air-fuel ratio that is adjusted by the main feedback control. A first enrichment region defined as a correction amount;
When both the second exhaust air-fuel ratio and the third exhaust air-fuel ratio are close to the stoichiometric air-fuel ratio, the correction amount zero that does not correct the target intake air-fuel ratio adjusted by the main feedback control is set to the control correction amount. An exhaust emission control device for an engine according to claim 1, wherein a correction amount zero region defined as follows is provided.
該第2排気空燃比が理論空燃比に近似し且つ該第3排気空燃比が比較的リッチである場合、または、該第2排気空燃比が比較的リッチであり且つ該第3排気空燃比が理論空燃比に近似している場合、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比を該第1リーン化補正量よりも弱い度合いでリーン化補正する第2リーン化補正量を該制御補正量として規定する第2リーン化領域と、
該第2排気空燃比が理論空燃比に近似し且つ該第3排気空燃比が比較的リーンである場合、または、該第2排気空燃比が比較的リーンであり且つ該第3排気空燃比が理論空燃比に近似している場合、該メインフィードバック制御により調整される該目標吸気空燃比を該第1リッチ化補正量よりも弱い度合いでリッチ化補正する第2リッチ化補正量を該制御補正量として規定する第2リッチ化領域とが設けられている
ことを特徴とする、請求項1または2記載のエンジンの排気浄化装置。 The control correction amount map includes
When the second exhaust air-fuel ratio approximates the stoichiometric air-fuel ratio and the third exhaust air-fuel ratio is relatively rich, or when the second exhaust air-fuel ratio is relatively rich and the third exhaust air-fuel ratio is When approximate to the stoichiometric air-fuel ratio, the second lean correction amount that corrects the target intake air-fuel ratio adjusted by the main feedback control to a lean degree to a degree weaker than the first lean correction amount is the control correction. A second lean region defined as a quantity;
When the second exhaust air-fuel ratio approximates the stoichiometric air-fuel ratio and the third exhaust air-fuel ratio is relatively lean, or when the second exhaust air-fuel ratio is relatively lean and the third exhaust air-fuel ratio is When approximate to the stoichiometric air-fuel ratio, the control value is corrected to a second enrichment correction amount that corrects the target intake air-fuel ratio that is adjusted by the main feedback control to a degree weaker than the first enrichment correction amount. The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a second enrichment region defined as a quantity.
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載のエンジンの排気浄化装置。 The sub-feedback control execution means records a learning value obtained from the control correction amount when the control correction amount obtained using the control correction amount map is equal to or greater than a predetermined value and stagnates for a predetermined period, and The engine exhaust gas purification apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the engine is used during the next execution of the sub-feedback control.
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