JP7077883B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
前記制御装置は、所定の燃料カット実行条件が成立したときには、前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチなリッチ空燃比になるように前記燃焼室へ燃料を一時的に供給する燃料供給制御を実行した後に、内燃機関が作動した状態で前記燃焼室への燃料の供給を停止する燃料カット制御を開始する、内燃機関の排気浄化装置。
≪内燃機関全体の説明≫
図1は、第一実施形態に係る排気浄化装置が用いられる内燃機関を概略的に示す図である。図1に示したように、内燃機関1は、機関本体2、シリンダブロック3、シリンダブロック3内で往復動するピストン4、シリンダブロック3上に固定されたシリンダヘッド5、吸気弁6、吸気ポート7、排気弁8、排気ポート9を備える。ピストン4とシリンダヘッド5との間には燃焼室10が形成される。吸気弁6は吸気ポート7を開閉し、排気弁8は排気ポート9を開閉する。また、機関本体2には、吸気弁6のバルブタイミングを制御する可変バルブタイミング機構28が設けられる。なお、機関本体2には、排気弁8のバルブタイミングを制御する可変バルブタイミング機構が設けられてもよい。
排気浄化触媒20は、酸素吸蔵能力を有する三元触媒である。具体的には、排気浄化触媒20は、セラミックから成る担体に、触媒作用を有する貴金属(例えば、パラジウム(Pd))及び酸素吸蔵能力を有する物質(例えば、セリア(CeO2))を担持させた三元触媒である。三元触媒は、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比に維持されていると、未燃HC、CO及びNOxを同時に浄化する機能を有する。加えて、排気浄化触媒20に或る程度の酸素が吸蔵されている場合には、排気浄化触媒20に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチ側或いはリーン側に若干ずれたとしても未燃HC、CO及びNOxとが同時に浄化される。
ところで、本実施形態に係る内燃機関1では、内燃機関1を搭載した車両が減速しているときに、内燃機関1が作動した状態で燃料噴射弁12からの燃料噴射を停止する燃料カット制御が行われる。斯かる燃料カット制御が行われると、燃焼室10に流入した空気がそのまま燃焼室10から流出するため、排気浄化触媒20には空気が流入することになる。
斯かる排気浄化触媒20の劣化メカニズムを考慮すると、燃料カット制御中における排気浄化触媒20の劣化を抑制するためには、燃料カット制御中に、貴金属に吸着された未燃HCと酸素とが急速に反応するのを抑制することが考えられる。以下では、図3を参照して、燃料カット中の排気浄化触媒20の劣化を抑制するためのメカニズムについて説明する。
そこで、本実施形態では、制御装置は、所定の燃料カット実行条件が成立したときには、排気浄化触媒20に流入する排気ガスの空燃比がリッチ空燃比になるように燃焼室10へ燃料を一時的に供給する燃料供給制御を実行した後に、燃料カット制御を開始する。また、本実施形態では、制御装置は、燃料カット実行条件が成立したときの排気浄化触媒20の酸素吸蔵量が、最大吸蔵可能酸素量(排気浄化触媒20が吸蔵可能な酸素の最大値)よりも少なく且つゼロよりも多い所定の基準酸素吸蔵量よりも少ない場合には、燃料カット実行条件が成立しても、燃料供給制御を実行せずにせずに燃料カット制御を実行する。以下では、斯かる制御について具体的に説明する。
図5は、FCフラグを設定するフラグ設定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは制御装置において一定の時間間隔毎に実行される。
上記実施形態では、燃料供給制御は、排気浄化触媒20に流入する排気ガスの空燃比が予め定められた一定のリッチ空燃比である状態を予め定められた一定の時間(一定のクランク角)継続することによって行われる。しかしながら、燃料供給制御における排気ガスの空燃比のリッチ度合いや燃料供給制御の実行時間は必ずしも一定である必要はない。
次に、図10を参照して、第二実施形態に係る排気浄化装置について説明する。第二実施形態に係る排気浄化装置の構成及び制御は、基本的に第一実施形態に係る排気浄化装置の構成及び制御と同様である。以下では、第一実施形態と異なる部分を中心に第二実施形態に係る排気浄化装置について説明する。
次に、図11及び図12を参照して、第二実施形態に係る排気浄化装置について説明する。第二実施形態に係る排気浄化装置の構成及び制御は、基本的に第一実施形態に係る排気浄化装置の構成及び制御と同様である。以下では、第一実施形態と異なる部分を中心に第二実施形態に係る排気浄化装置について説明する。
図12は、第三実施形態に係る燃料カット処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは制御装置において一定時間間隔毎に実行される。なお、図12のステップS61~S64及びS66~S72は、それぞれ図6のステップS21~S24及びS25~S31と同様であるため説明を省略する。
2 機関本体
10 燃焼室
12 燃料噴射弁
20 排気浄化触媒
31 電子制御ユニット(ECU)
41 上流側空燃比センサ
42 下流側空燃比センサ
Claims (6)
- 貴金属を担持すると共に酸素を吸蔵可能な排気浄化触媒と、燃焼室への燃料供給量を制御する制御装置と、を備える、内燃機関の排気浄化装置であって、
前記制御装置は、所定の燃料カット実行条件が成立したときには、前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチなリッチ空燃比になるように前記燃焼室へ燃料を一時的に供給する燃料供給制御を実行した後に、内燃機関が作動した状態で前記燃焼室への燃料の供給を停止する燃料カット制御を開始し、
前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒への炭化水素の吸着量が予め定められた基準吸着量以上である場合には、前記燃料供給制御を実行せずに前記燃料カット制御を実行する、内燃機関の排気浄化装置。 - 前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒の酸素吸蔵量が相対的に多い場合には、相対的に少ない場合に比べて、前記燃料供給制御中の総燃料供給量が多くなるように前記燃焼室への燃料供給量を制御する、請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒の酸素吸蔵量が相対的に多い場合には、相対的に少ない場合に比べて、前記燃料供給制御中に前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合いが大きくなるように前記燃焼室への燃料供給量を制御する、請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒の酸素吸蔵量が、前記排気浄化触媒の最大吸蔵可能酸素量よりも少なく且つゼロよりも多い所定の基準酸素吸蔵量よりも少ない場合には、前記燃料カット実行条件が成立しても、前記燃料供給制御を実行せずにせずに前記燃料カット制御を実行する、請求項1~3のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒の劣化度合いが相対的に大きいときには、相対的に小さいときに比べて、前記燃料供給制御中の総燃料供給量が少なくなるように前記燃焼室への燃料供給量を制御する、請求項1~4のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記制御装置は、前記燃料カット実行条件が成立したときの前記排気浄化触媒への炭化水素の吸着量が前記基準吸着量未満である場合には、前記排気浄化触媒への炭化水素の吸着量が多いほど前記燃料供給制御中に前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比のリッチ度合いが小さくなるように前記燃焼室への燃料供給量を制御する、請求項1~5のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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