JP6217613B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents
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空気と燃料の混合気における空燃比を検出する空燃比検出部と、
前記空燃比の目標値である目標空燃比を設定する目標空燃比設定部と、
前記燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出部と、
前記アルコール濃度検出部により検出されたアルコール濃度を基に、前記燃料の理論空燃比を検出する理論空燃比検出部とを備え、
前記理論空燃比は、前記アルコール濃度が高いほど小さく、
前記目標空燃比設定部は、
−前記アルコール濃度が高いほど小さく、
−前記理論空燃比検出部により検出された理論空燃比に対してリーン側にシフトしており、前記理論空燃比に対するリーン側へのシフト量は、前記アルコール濃度が高いほど大きく、かつ、
−前記アルコール濃度が、0%より大きく100%より小さい所定濃度より大きい濃度範囲で14.7未満の値となるように、前記目標空燃比を設定することを特徴とする。
前記三元触媒の劣化を検出する劣化検出部を備え、
前記目標空燃比設定部は、前記劣化検出部により前記三元触媒の劣化が検出されたときに、前記目標空燃比設定部により設定された目標空燃比を前記理論空燃比に対してリッチ側となるように、前記目標空燃比から所定量補正することを特徴とする。
前記所定量は、前記アルコール濃度が高いほど小さいことを特徴とする。
このようにして、アルコール濃度が高い燃料を用いる場合にも、他の有害成分の排出量の増大を抑制しながらHC、COの排出量増加を防止可能なエンジンの制御装置が実現する。
このようにして、三元触媒が劣化した場合であっても、他の有害成分の排出量の増大を抑制しながらHC、COの排出量増加を防止可能なエンジンの制御装置が実現する。
エンジン1は、エタノール等のアルコールを含有する燃料を使用することが可能なエンジンであり、フレックス燃料車(FFV:Flexible Fuel Vehicle)に搭載される。以下では、アルコールがエタノールである場合について説明するが、アルコールはメタノール等であってもよい。
PCM40のエタノール濃度検出部は、燃料のエタノール濃度を検出するように構成されている。
PCM40のメモリには、図2に示すエタノール濃度E−理論空燃比Tのマップが記憶されている。理論空燃比Tは、エタノール濃度Eが高いほど小さくなり、エタノール0%で14.7、エタノール100%で9.0である。エタノール濃度検出部は、(1)エタノールの濃度を仮設定し、(2)仮設定した濃度についての理論空燃比(仮理論空燃比)を図2のマップから決定し、(3)仮理論空燃比で燃料を噴射するようにインジェクタ13に制御信号を送信する。
PCM40の理論空燃比検出部は、燃料の理論空燃比を検出するように構成されている。理論空燃比検出部は、図2のマップを用いて、エタノール濃度検出部により検出されたエタノール濃度Eに対応する理論空燃比Tを決定する。
PCM40の劣化検出部は、直キャタ21に含有される三元触媒の劣化を検出するように構成されている。
三元触媒は、劣化すると酸素吸蔵能が低下する。従って、酸素吸蔵能の低下を検出することで直キャタ21に含有される三元触媒の劣化を検出できる。酸素吸蔵能の低下は、いわゆるCmax法により検出される。例えば、直キャタ21の上流側で排気ガスの空燃比をリッチ・リーンに交互に制御し、その間にO2センサ32により直キャタ21が吸放出する酸素量を計測し、酸素吸蔵能を検出する。劣化検出部は、直キャタ21の酸素吸蔵能の低下量がしきい値を超えているときに、直キャタ21に含有される三元触媒が劣化していると決定する。
PCM40の目標空燃比設定部は、空燃比の目標値である目標空燃比を設定するように構成されている。
まず、目標空燃比設定部は、理論空燃比検出部により検出された理論空燃比Tからリーン側にシフトした目標空燃比A1を図3のように設定する。図3において、実線は目標空燃比A1を、破線は理論空燃比Tを示す。目標空燃比設定部は、PCM40のメモリに記憶されたエタノール濃度E−シフト量のマップを呼び出し、エタノール濃度Eに対応するシフト量を決定する。図3に示すように、シフト量(A1−T)は、エタノール濃度Eが高いほど大きい。なお、図3では、シフト量がエタノール濃度に対して直線的に変化するように図示しているが、これに限定されることはない。
(S2)エタノール濃度検出部により、A/Fセンサ31からの信号を基に燃料のエタノール濃度Eが検出される。
(S3)理論空燃比検出部により、ステップS2で検出されたエタノール濃度Eを基に理論空燃比Tが検出される。
(S4)目標空燃比設定部により、エタノール濃度Eを基に目標空燃比の理論空燃比Tからのシフト量が決定される。
(S5)目標空燃比設定部により目標空燃比A1が設定される。
(S7)ステップS6で、経年劣化やその他の異常により直キャタ21が劣化していると決定された場合(Yes)、目標空燃比設定部によりエタノール濃度Eを基に目標空燃比の補正量が決定される。
(S8)目標空燃比設定部により目標空燃比A1が目標空燃比A2に補正される。
図6の上側の図は、三元触媒が劣化していないときの浄化率特性を、下側の図は、三元触媒が劣化したときの浄化率特性を示す。図6の横軸は空気過剰率λ(空燃比/理論空燃比)を示す。空気過剰率λが大きいほど空燃比はリーン(酸素過剰)である。図6の縦軸は三元触媒による各有害物質の浄化率を示す。実線はNOx、破線はHC、一点鎖線はCOの浄化率を示す。三元触媒によるHCとCOの浄化率は、空燃比が理論空燃比よりリッチになるほど低下し、NOxの浄化率はリーンになるほど低下する傾向がある。また、三元触媒が劣化するとリーン側でNOxの浄化率が低下する傾向がある。なお、図6は、本発明者らによりO2センサを用いて測定したものであるが、他の測定方法でも図6と同様の傾向が得られる。
12 燃焼室
13 インジェクタ
16 排気通路
21 直キャタリスト
31 A/Fセンサ
32 O2センサ
40 PCM
E エタノール濃度
T 理論空燃比
A1 目標空燃比
A2 目標空燃比
Claims (3)
- 排気通路に排気ガスを浄化する三元触媒が設けられ、アルコールを含有する燃料を使用可能なエンジンを制御するエンジンの制御装置であって、
空気と燃料の混合気における空燃比を検出する空燃比検出部と、
前記空燃比の目標値である目標空燃比を設定する目標空燃比設定部と、
前記燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出部と、
前記アルコール濃度検出部により検出されたアルコール濃度を基に、前記燃料の理論空燃比を検出する理論空燃比検出部とを備え、
前記理論空燃比は、前記アルコール濃度が高いほど小さく、
前記目標空燃比設定部は、
−前記アルコール濃度が高いほど小さく、
−前記理論空燃比検出部により検出された理論空燃比に対してリーン側にシフトしており、前記理論空燃比に対するリーン側へのシフト量は、前記アルコール濃度が高いほど大きく、かつ、
−前記アルコール濃度が、0%より大きく100%より小さい所定濃度より大きい濃度範囲で14.7未満の値となるように、前記目標空燃比を設定することを特徴とする、
エンジンの制御装置。 - 前記三元触媒の劣化を検出する劣化検出部を備え、
前記目標空燃比設定部は、前記劣化検出部により前記三元触媒の劣化が検出されたときに、前記目標空燃比設定部により設定された目標空燃比を前記理論空燃比に対してリッチ側となるように、前記目標空燃比から所定量補正することを特徴とする、
請求項1に記載のエンジンの制御装置。 - 前記所定量は、前記アルコール濃度が高いほど小さいことを特徴とする、
請求項2に記載のエンジンの制御装置。
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