JPH04279766A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JPH04279766A
JPH04279766A JP6752691A JP6752691A JPH04279766A JP H04279766 A JPH04279766 A JP H04279766A JP 6752691 A JP6752691 A JP 6752691A JP 6752691 A JP6752691 A JP 6752691A JP H04279766 A JPH04279766 A JP H04279766A
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ignition timing
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exhaust gas
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Shinichi Takeshima
伸一 竹島
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気系にリーンNOx
 触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平1−130735号公報、特開平
1−35541号公報は、空燃比リーンの排気中におい
ても、HC(炭化水素)の存在下で、NOx を還元で
きる、遷移金属あるいは貴金属を担持せしめた触媒、い
わゆるリーンNOx 触媒を開示している。リーンNO
x 触媒がNOx を還元するには、HCが必要であり
、特開昭63−283727号公報は、HCが不足する
場合には、HC供給装置を設けることを教示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】HCの供給において、
排気中の分配、触媒表面へのHCの付着の観点から、H
Cをガス状にして供給することが望ましい。しかし、ガ
ス状のHCを供給することは、HCガスボンベ、あるい
は液体HCとそのガス化手段等の特別なHC供給装置が
必要となり、車両への搭載において、スペース上の問題
、システムの構造が複雑になり信頼性が低下する等の種
々の問題が生じる。
【0004】本発明は、筒内から排出される未燃HCの
量を制御することにより、特別なHC供給装置を設ける
ことなく、リーンNOx 触媒に必要量のHCを供給で
きるようにした内燃機関の排気浄化装置を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明の内
燃機関の排気浄化装置が次の手段を備えることによって
達成される。機関負荷−機関回転速度に基づいて基本点
火時期が定められるとともに、排気系にリーンNOx 
触媒を備えた内燃機関、リーンNOx 触媒へ流入する
HC量が不足する運転領域か否かを判定するHC不足領
域判定手段、およびHC不足領域と判定されたとき点火
時期を基本点火時期から進角側に補正する点火時期補正
手段。
【0006】
【作用】本発明の内燃機関の排気浄化装置においては、
HCが不足する領域(加速時、中負荷運転時等のNOx
 生成量が大の領域、および排気高温時等の供給された
HCの直接酸化が促進されてHCが多量必要な領域)に
は、点火時期補正手段によって点火時期が進角側に補正
されるので、未燃HCの排出量が増加する。筒内から排
出される未燃HCが利用されるため、特別なHC供給装
置を必要としない。また、点火時期が進められると、排
気温度が低下するので、HCの直接酸化を防止してHC
の部分酸化により生成される活性種が増え、よりNOx
 浄化率が促進される。
【0007】
【実施例】以下に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図3
において、2は希薄燃焼可能な火花点火内燃機関であり
、その排気系4にはリーンNOx 触媒6が配置されて
いる。ここで、リーンNOx 触媒は、遷移金属あるい
は貴金属を担持せしめたゼオライトからなり、酸化雰囲
気中、HC存在下でNOx を還元する触媒として定義
される。内燃機関2の燃焼室に臨ませて点火栓8が設け
られ、内燃機関2の吸気系10に燃料噴射弁12が設け
られる。
【0008】内燃機関2の排気系4にはリーンNOx 
触媒6の上流側に排気温センサ18が設けられ、吸気系
10には吸気圧センサ14、吸入空気量センサ16が設
けられる。ディストリビュータにはクランク角度センサ
22、基準クランク角度センサ24が内蔵されている。 各種センサ14、16、18、22、24の出力は制御
装置20に入力され、制御装置20の出力によって、燃
料噴射弁12、点火栓8は制御される。
【0009】制御装置20はマイクロコンピュータから
成り、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D
コンバータ20f、20g、20h、インプットインタ
ーフェイス20d、演算を実行するセントラルプロセッ
サユニット20a(CPU)、読出し専用メモリである
リードオンリメモリ20b(ROM)、一時記憶用のラ
ンダムアクセスメモリ20c(RAM)、アウトプット
インターフェイス20e、駆動回路20i、20j、こ
れらを連絡する双方向性バス20kを備えている。
【0010】制御装置20は、点火栓8の点火時期を制
御するために、図1に示す演算用ルーチンをROM20
bに記憶しており、このルーチンはCPU20aに呼出
されて、演算が実行される。図1のルーチンは、点火時
期を制御することによって排気ガス中のHC量を制御す
るルーチンである。点火時期は、通常、吸入空気量Q(
吸入空気量センサ16の出力)から演算される機関負荷
Q/Nと、機関回転速度NE(クランク角度センサ22
の出力と時間とから演算)とから求まる、基本点火時期
θBASEとされる。そして、この点火時期が進角また
は遅角されると、図2に示すように排気ガス中のHC量
が増減する。たとえば、点火時期が進角されると、燃焼
室内の燃焼の後燃えが残って、未燃HCが増え、それが
排出されて、排気ガス中のHC量が増える。逆に、点火
時期を遅角すると、ある点(図2の曲線の谷底点)まで
はHC量が減るが、それよりさらに遅角させると排気弁
が点火より先に開いて燃焼される前に一部の燃料が排出
され、排気ガス中のHCが増えることになる。
【0011】図1のルーチンを説明する。このルーチン
には、たとえばクランク角度が720°毎に割込まれる
。クランク角度720°は基準クランク角度センサ24
の出力を基準にする。この場合は、1回割込まれる度毎
に、4気筒エンジンでは1回点火が実行される。まず、
ステップ102で、機関負荷Q/N、機関回転速度NE
、吸気管圧力PM(吸気管圧力センサ14の出力)、排
気温度TEX(排気温センサ18の出力)を読込む。次
いで、ステップ104で、機関負荷Q/N、機関回転速
度NEに基づいて、予め定めたマップ等から基本点火時
期θBASEを演算、または読出す。したがって、θB
ASEはQ/N、NEの変化に対応して変化する。従来
は、このθBASEに従って点火栓8を作動させていた
。しかし、本発明では、さらに、θBASEを補正する
ためにステップ106−114が設けられている。ステ
ップ106では、加速中か否か検出するための吸気圧力
の変動、Δ(PM)/Δtを演算する。たとえば、アク
セルペダルを踏込んで加速すると、吸気圧力PMが大き
く変化するからΔ(PM)/Δtの絶対値も大となる。 加速中か否かは、吸気圧力変動の他、アクセル開度の変
動から判断してもよい。
【0012】次いで、ステップ108で、現在の運転状
態がHCがリーンNOx 触媒のNOx 浄化作用上、
相対的に不足する領域か否かを判断する。たとえば、吸
気管圧力の変動割合Δ(PM)/Δtの絶対値が一定値
C1以上かを判断して、加速中か否かを見る。また、機
関負荷Q/NがC2−C3 にあるか否かを判断して、
中負荷域か否かを見る。さらに、排気温度TEXが一定
値C4 (たとえば、600°C)より大か否かを判断
して、高温時か否かを見る。加速中、中負荷域はNOx
生成量が大のため、相対的にNOx が不足する領域で
ある。排気高温時は、排気ガス中のHCが直接酸化して
、NOx 浄化に必要なHCの部分酸化によって生成さ
れる活性種が不足する領域であるから、やはりHC不足
領域となる。 ステップ108は、リーンNOx 触媒6へのHC流入
量が不足する運転領域か否かを判定するHC不足領域判
定手段を構成する。ステップ108でHCが不足しない
と判断されれば、点火時期はθBASEのままでよいか
ら、リターンする。ステップ108でHCが不足する領
域と判定されると、ステップ110に進む。
【0013】ステップ110では、基本点火時期θBA
SE(上死点前角度)に、所定角度Δθを加えて、点火
時期θを演算する。正のΔθを加えることにより、点火
時期θ(上死点前角度)は基本点火時期θBASEに対
して進角される。この点火時期進角により、図2に示す
ように、リーンNOx触媒6に流入する排気中のHC量
がΔ(HC)増える。ステップ110は点火時期を基本
点火時期θBASEから進角側に補正する点火時期補正
手段を構成する。
【0014】次いで、ステップ112に進み、タイマカ
ウント時間Tをカウントアップしていく。ステップ11
2を1回通過する毎に、すなわち1回の点火毎にTは1
づつカウントアップされる。
【0015】次いで、ステップ114に進み、タイマの
カウント時間Tが所定値T0(たとえば40カウント)
を越えたか否かを判定し、T0以下だとそのままリター
ンし、TがT0を越えるとステップ116に進む。この
操作により、点火時期が進角側にずらされるのは一定時
間の間だけであり、すなわち上記の例では、40点火の
間だけであり、それを越えると、ステップ116へと進
む。
【0016】ステップ116では、点火時期θを、再び
θBASEに戻し、次いでステップ118に進んで、タ
イマカウントTを0とおいてクリアする。次いでリター
ンする。
【0017】次に、作用を説明する。HC不足領域判定
手段108が、現在の機関運転状態が、リーンNOx 
触媒6のNOx 浄化上HCが不足する運転領域にある
と判定したとき、たとえば、加速時、中負荷運転時、排
気高温時の何れか少なくともひとつの状態と判定したと
き、点火時期補正手段110が、点火時期θをθBAS
Eから所定クランク角Δθだけ進める。そして、このθ
によって点火栓8の点火を実行する。この進角は一定時
間T0だけ行われ、T0を越えるとクリアされる。点火
時期θが進角されると、排気中のHC量は増加され、リ
ーンNOx 触媒6のNOx 浄化率は向上する。
【0018】また、点火時期θが進角されると、燃料の
未燃分が増えることにより排気温度が下がる。たとえば
、ステップ108において、排気温度TEXがC4 以
上のためにステップ110に進んだ場合、排気温度が点
火進角によって下り、排気中のHCのH2 O、CO2
 への直接酸化が抑制され、HCが増えるので、さらに
リーンNOx 触媒6のNOx 浄化率が向上すること
になる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、HC不足領域判定手段
108と、点火時期補正手段110を設けたので、HC
量が不足する領域において、点火時期θを基本点火時期
θBASEに対して進角させることにより、HC量を増
加させることができ、リーンNOx触媒6のNOx 浄
化率を向上することができる。しかも、HCボンベや、
液化HCのガス化装置等の特別なHC供給装置を使用し
ないで、上記HC増量を達成することができ、車両への
搭載性、信頼性を確保する上からも好ましいものである
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る内燃機関の排気浄化装
置の点火時期制御ルーチンのフローチャートである。
【図2】排気中のHC量対点火時期特性図である。
【図3】本発明の一実施例に係る内燃機関の排気浄化装
置の系統図である。
【符号の説明】
2  内燃機関 4  排気系 6  リーンNOx 触媒 8  点火栓 14  吸気管圧力センサ 16  吸入空気量センサ 18  排気温センサ 20  制御装置 22  クランク角度センサ 24  基準クランク角度センサ 108  HC不足領域判定手段 110  点火時期補正手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  機関負荷−機関回転速度に基づいて基
    本点火時期が定められるとともに、排気系にリーンNO
    x 触媒を備えた内燃機関において、リーンNOx 触
    媒へ流入するHC量が不足する運転領域か否かを判定す
    るHC不足領域判定手段と、HC不足領域と判定された
    とき点火時期を基本点火時期から進角側に補正する点火
    時期補正手段とを設けたことを特徴とする内燃機関の排
    気浄化装置。
JP6752691A 1991-03-08 1991-03-08 内燃機関の排気浄化装置 Expired - Lifetime JP2924249B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100269842B1 (ko) * 1996-09-09 2000-10-16 와다 아끼히로 내연기관의 배기 정화장치(Exhaust purifier for internal combustion engine)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100269842B1 (ko) * 1996-09-09 2000-10-16 와다 아끼히로 내연기관의 배기 정화장치(Exhaust purifier for internal combustion engine)

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