JPH0777145A - エンジン制御装置 - Google Patents

エンジン制御装置

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JPH0777145A
JPH0777145A JP5173958A JP17395893A JPH0777145A JP H0777145 A JPH0777145 A JP H0777145A JP 5173958 A JP5173958 A JP 5173958A JP 17395893 A JP17395893 A JP 17395893A JP H0777145 A JPH0777145 A JP H0777145A
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JP
Japan
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catalyst
air
fuel ratio
control
exhaust gas
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Pending
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JP5173958A
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English (en)
Inventor
Eisaku Fukuchi
栄作 福地
Toshio Ishii
俊夫 石井
Kazuya Kono
一也 河野
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Abstract

(57)【要約】 【目的】車両用触媒の診断時における排気ガス成分中の
NOx量を低減すること。 【構成】燃料噴射量計算手段11からの信号を、出力手
段12を通して燃料噴射弁に送り燃料を噴射し、触媒上
流の酸素濃度センサ信号から空燃比フィードバック計算
手段13を通して、空燃比が常に理論空燃比付近で摂動
するエンジンシステムにおいて、触媒の上流と下流に取
り付けた酸素濃度センサの出力信号から触媒の劣化を判
定する触媒診断手段14を設け、少なくとも排気ガス成
分中のNOx量を低減する効果をもたらす点火時期計算
手段15及びEGR量計算手段16を設ける。 【効果】車両用触媒の診断時における排気ガス成分中の
NOx量を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用触媒の劣化診断
時における排気ガス成分のNOxを低減するエンジン制
御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】触媒の劣化診断をする方法として、触媒
の上流と下流に取り付けた酸素濃度センサを使用する方
法がある。これは触媒の上流と下流に取り付けた酸素濃
度センサからの信号の類似性を診ることによって触媒の
劣化診断をしようとするものである。しかし、単にこの
方法では、触媒が劣化しても、触媒下流に取り付けた酸
素濃度センサの信号がハイレベル(リッチ:空燃比が濃
い状態)付近でしか摂動しないため、類似性が抽出でき
ない。そのため、触媒下流に取り付けた酸素濃度センサ
の出力信号が触媒上流に取り付けた酸素濃度センサの出
力信号と類似性がとれるレベルにシフトする最適な空燃
比を燃料噴射量を制御して実現する。こうすることによ
って、触媒上流の酸素濃度センサ信号と触媒下流の酸素
濃度センサ信号の類似性から触媒の劣化診断が可能にな
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、触
媒診断時、空燃比をリーン側に移動させ、触媒診断を行
う。しかし、空燃比をリーン側に移動させると、三元触
媒の空燃比特性上、NOxの浄化率が低下する。そこで、
本発明はこの触媒診断時のNOxの発生を低減すること
を課題とした。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記触媒診断時のNOx
の発生を点火時期及びEGR量を制御することによって
低減させ、浄化率が低下してもNOxの排出量を少なく
する。
【0005】
【作用】点火時期制御で、NOxの生成を抑制するため
には、点火時期を遅らせる必要がある。これは点火時期
の遅延に従って、燃焼ガス温度が低下するためである。
また、EGR(排気ガス再循環:Exhaust Gas Recircula
tion)は混合気に空気中のN2に比べて熱容量の大きい
CO2ガスを含む排気ガスを適度に混入すると、同じ発
熱量の燃焼を行っても、排出ガスを混入しない場合に比
べて燃焼温度が下がりNOxの生成を抑制できる。
【0006】上記より、触媒診断時に点火時期制御及び
EGR制御を行い、NOxの生成を低減する。
【0007】
【実施例】図1に本発明の構成図を示す。まず、前提と
なる制御システムについて説明する。燃料噴射量計算手
段11はエンジンの負荷(例として吸入空気量Qa)を
センサ17で検出し、この値とセンサ18で検出した回
転数Neに基づいて下記の数1に従って基本噴射量F0
を求める。
【0008】
【数1】
【0009】空燃比フィードバック計算手段13は触媒
の上流に取り付けられた酸素濃度センサの出力を所定の
タイミングでサンプリングし、その検出値に応じて補正
信号αを発生する。
【0010】上記燃料噴射量計算手段11は基本噴射量
0 に補正信号αを加味し燃料噴射量Fを求める(数
2)。そして、これを出力手段12で電圧ディーティ信
号に変換して燃料噴射弁に印加する。
【0011】
【数2】
【0012】このような制御法により、触媒の上流では
常に空燃比が理論空燃比付近で摂動している。
【0013】本実施例は上記制御システムにおいて、触
媒前後に取り付けた酸素濃度センサ信号の類似度から触
媒診断を行う方法を対象にしている。では、この触媒診
断手段14を図2を用いて簡単に説明する。
【0014】この触媒診断手段14は触媒前後に取り付
けた酸素濃度センサ信号の相関をとり、その類似性から
劣化判定を行う。一般に触媒が劣化してくると前酸素濃
度センサの信号と後酸素濃度センサの信号が類似してく
る。しかし、図2に示した様に触媒が劣化しても触媒下
流の酸素濃度センサの信号はリッチ付近でしか摂動せ
ず、このような状態で相関をとっても類似性が高くなら
ない。そこで、空燃比を故意にリーンに移動(以下リー
ンシフトと呼ぶ)させ、触媒下流の酸素濃度センサの信
号を理論空燃比付近で摂動させる。こうして相関をとる
ことによって、触媒劣化時の触媒上流の酸素濃度センサ
の信号と下流の酸素濃度センサの信号の類似性を高くと
ることができる。以上が本触媒診断方法であるが、ここ
である問題が出てくる。
【0015】それは空燃比を故意にリーンシフトするた
めに、図3に示した三元触媒の空燃比特性上、NOxの
浄化率が低下することである。そこで、本特許では上記
触媒診断時のNOxの発生をおさえるために、点火時期
制御及びEGR制御を行う。以下、この点火時期制御及
びEGR制御方法について説明する。
【0016】まず点火時期制御であるが、点火時期とN
Oxの発生との関係を示すと図4になる。これは点火時
期を遅らせるに従って、直線的に燃焼ガス温度が低下す
るためであり、点火時期を遅らせることによって、NO
xの排出量をおさえることができる。ただし、点火時期
を遅らせると燃料消費量が極端に悪くなるため、実際の
触媒診断時にはリーンシフト量に比例した程度に点火時
期を遅らせる。
【0017】次にEGR制御について説明する。これは
混合気に空気中のN2 に比べて熱容量の大きいCO2
スを含む排気ガスを適度に混入すると、同じ発熱量の燃
焼を行っても、排出ガスを混入しない場合に比べて燃焼
温度が下がりNOxの生成を抑制できる。そのため、E
GRをNOx低減方法として活用できる。よって、これ
を触媒診断時のリーンシフト量に比例してEGR量を制
御することによって、NOxの生成を抑制する。
【0018】以上の処理を図5のフローチャートに示
す。まず、診断条件が成立したかをステップ51で調
べ、成立していれば、触媒下流の酸素濃度センサ信号が
触媒上流の酸素濃度センサ信号と相関がとれるレベルに
なるまで、リーンシフトを行う。フローチャート中で
は、ステップ53をステップ52及びステップ55が満
たされるまで行うことになる。その間、点火時期制御
(ステップ54)も行われる。そして、ステップ56で
触媒診断を行う。但し、相関がとれるレベルを0.3V
〜0.7V としたことと、点火時期をリーンシフトの増
分に比例させて補正したことは、この限りではない。な
お、テーブル等を用いて、点火時期を補正することも可
能である。
【0019】また、図6にEGR制御によってNOx量
を低減する処理のフローチャートを示す。基本的には図
5と同じであるが、ステップ54の点火時期制御の替わ
りにステップ64のEGR制御が入る。なお、ここでは
リーンシフトの増分に比例させて補正したが、この限り
ではない。なお、テーブル等を用いて、EGR量を補正
することも可能である。
【0020】図5と図6は個々に点火時期制御とEGR
制御を行いNOx量を低減するが、これらを同時に行
い、NOx量を低減することも可能である。
【0021】以上、述べたように触媒上流と下流に取り
付けた酸素濃度センサの出力信号の類似性から、その触
媒の劣化状態を診断する触媒診断方法において、触媒診
断時に操作するリーンシフト量に比例して、点火時期及
びEGR量を制御することにより、触媒診断時のNOx
生成量を低減する。
【0022】なお、これまで述べたことは触媒下流の酸
素濃度センサの出力信号がリッチ付近でしか摂動しない
場合であり、逆にリーン付近でしか摂動しない場合は、
空燃比をリッチシフトすることになる。この時には、排
気ガス成分中のHCとCOの浄化率が図3から減少する
ことになるので、HC量を減少させるためには図4より
点火時期を遅らせることになる。またCOについては、
COの排出特性が空燃比によって一義的に決まってく
る。
【0023】以上より、触媒下流の酸素濃度センサの出
力信号がリーン付近でしか摂動しない場合は、リッチシ
フトさせると共に点火時期補正をかけて、触媒診断時の
HC量を低減する。
【0024】
【発明の効果】以上より、車両用触媒を走行中に診断す
る際に、排気ガス成分中のNOx量を低減することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制御システムの概要図である。
【図2】リーンシフトの効果を示す図である。
【図3】三元触媒の空燃比特性図である。
【図4】点火時期によるNO排出特性とHC排出特性を
示す図である。
【図5】点火時期補正時の触媒診断フローチャートであ
る。
【図6】EGR量補正時の触媒診断フローチャートであ
る。
【符号の説明】
11…燃料噴射量計算手段、12…出力手段、13…空
燃比フィードバック計算手段、14…触媒診断手段、1
5…点火時期計算手段、16…EGR量計算手段、17
…吸入空気量検出センサ、18…回転数検出センサ、2
1…触媒上流酸素濃度センサ、22…触媒下流酸素濃度
センサ、23…触媒上流酸素濃度センサの出力信号、2
4…触媒下流酸素濃度センサの出力信号(リーンシフト
なし)、25…触媒下流酸素濃度センサの出力信号(リ
ーンシフトあり)、26…触媒、51,61…触媒診断
条件の判定、52,62…触媒下流の酸素濃度センサの
出力信号が0.7V より大きいかどうかの判定、53,
63…空燃比シフト(リーン側へのシフト)、54…点
火時期制御、55,65…触媒下流の酸素濃度センサの
出力信号が0.3V より小さいかどうかの判定、56,
66…触媒診断、64…EGR制御。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02B 77/08 ZAB G F02D 41/14 ZAB 8011−3G 310 F 8011−3G 41/22 ZAB 8011−3G 301 K 8011−3G F02M 25/07 550 R G01M 15/00 ZAB Z

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の排気浄化手段が性能劣化を起こ
    しているかどうかを判定する手段及び、最適な空燃比制
    御手段と、該空燃比制御手段に対応して、空燃比制御以
    外の内燃機関の制御要素を制御する手段とを有すること
    を特徴とするエンジン制御装置。
  2. 【請求項2】排気浄化手段としての触媒の性能劣化を検
    出する手段として、触媒の上流および下流に設置した排
    気状態検出手段の出力を使用し、かつ空燃比制御手段と
    して、触媒上流に設置された排気状態検出手段により検
    出された排気状態を、所定の状態となるように空燃比を
    制御し、かつ該空燃比制御に対応して、点火時期制御を
    行うことを特徴とする請求項1記載のエンジン制御装
    置。
  3. 【請求項3】排気浄化手段としての触媒の性能劣化を検
    出する手段として、触媒の上流および下流に設置した排
    気状態検出手段の出力を使用し、かつ空燃比制御手段と
    して、触媒上流に設置された排気状態検出手段により検
    出された排気状態を、所定の状態となるように空燃比を
    制御し、かつ該空燃比制御に対応して、EGR制御を行
    うことを特徴とする請求項1記載のエンジン制御装置。
  4. 【請求項4】排気浄化手段としての触媒の性能劣化を検
    出する手段において、性能劣化を検出する際に、排気ガ
    ス成分のNOxが増大することを、点火時期制御によっ
    て抑制することを特徴とする請求項2記載のエンジン制
    御装置。
  5. 【請求項5】排気浄化手段としての触媒の性能劣化を検
    出する手段において、性能劣化を検出する際に、排気ガ
    ス成分のNOxが増大することを、EGR制御によって
    抑制することを特徴とする請求項3記載のエンジン制御
    装置。
  6. 【請求項6】排気浄化手段としての触媒の性能劣化を検
    出する手段において、性能劣化を検出する際に、排気ガ
    ス成分のNOxが増大することを、点火時期制御及びE
    GR制御によって抑制することを特徴とする請求項4又
    は請求項5記載のエンジン制御装置。
JP5173958A 1993-07-14 1993-07-14 エンジン制御装置 Pending JPH0777145A (ja)

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JP5173958A JPH0777145A (ja) 1993-07-14 1993-07-14 エンジン制御装置

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JP5173958A JPH0777145A (ja) 1993-07-14 1993-07-14 エンジン制御装置

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ID=15970209

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JP (1) JPH0777145A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0868362A (ja) * 1994-08-30 1996-03-12 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気還流装置の故障診断装置
KR100482546B1 (ko) * 2001-11-13 2005-04-14 현대자동차주식회사 차량의 배기가스 제어방법
KR100644964B1 (ko) * 2003-11-04 2006-11-15 가부시키가이샤 덴소 압축 점화식 내연 기관
KR100774718B1 (ko) * 2006-08-23 2007-11-08 현대자동차주식회사 차량용 촉매컨버터의 산소제어방법
KR100907067B1 (ko) * 2008-03-21 2009-07-09 현대자동차주식회사 디젤차량의 후처리계 시스템 및 그것의 진단방법

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