JPH10274032A - ＮＯｘトラップの触媒効率を維持する方法 - Google Patents

ＮＯｘトラップの触媒効率を維持する方法

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JPH10274032A
JPH10274032A JP9358071A JP35807197A JPH10274032A JP H10274032 A JPH10274032 A JP H10274032A JP 9358071 A JP9358071 A JP 9358071A JP 35807197 A JP35807197 A JP 35807197A JP H10274032 A JPH10274032 A JP H10274032A
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Michael John Cullen
マイケル、ジョン、カリン
David George Farmer
デイビッド、ジョージ、ファーマー
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Ford Global Technologies LLC
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 NOx トラップが蓄積されたNOx を浄化すべき
とき、および、そのトラップが十分なNOx を浄化しエン
ジンの操作を希薄混合気のモードに戻せるようになった
ときを、高度に正確に判定するための方法を提供するこ
と。 【解決手段】 エンジンコントロールコンピュータは、
エンジン操作条件に基づいてNOx トラップ内に貯蔵され
たNOx 蓄積量を推定し、トラップ温度に基づく最大貯蔵
容量限界を超えたとき、NOx 浄化モード操作に入る。浄
化モードは、NOxの貯蔵レベルが最小貯蔵容量限界以下
まで減少したとき、終了する。NOx 消失速度もまた、ト
ラップ温度に基づくものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車排ガス制御
に関し、より詳しくは、NOx トラップが完全に吸着され
たことを示す所定の条件が存在するときにそのトラップ
を浄化することによってその効率を維持する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の希薄混合気燃焼エンジンには空気
−燃料比コントローラが含まれるが、これは、望ましい
空気−燃料比、すなわち化学量論的な希薄混合気を維持
するために、燃料を測定された空気量に応じてエンジン
の吸気口に送り込むものである。典型的なものとして３
方向触媒コンバータがエンジンの排気通路中に設けられ
ているが、これは、希薄混合気で運転中に生成されるNO
x の転化は行わない。そこで、NOx の外気中への放出を
抑えるために、３方向触媒の下流にNOx トラップを配置
することが提案された。
【０００３】典型的なNOx トラップでは、希薄混合気操
作条件のもとで、NOx を貯め、あるいは吸蔵するため
に、アルカリ金属やアルカリ土類を白金と組み合わせて
用いる。NOx 貯蔵機構では、白金を用いてNOからNO2 へ
酸化させるが、その際、アルカリ金属やアルカリ土類と
の硝酸錯体化合物が形成される。化学量論的操作のもと
で、もしくは化学量論的に濃厚混合気操作のもとでは、
硝酸錯体は熱力学的に不安定である。そのため、貯蔵NO
x は放出され、排気中の過剰なCOやH 2 および炭化水素
（HC）類によって、触媒的に還元される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来技術
においては最後の浄化以降にトラップに導入されたNOx
の量を推定し、トラップが満杯と推定されると、エンジ
ンを比較的濃厚混合気である空気−燃料比に切り替え
て、NOx トラップを浄化する。所定の浄化時間間隔のあ
と、エンジンは希薄混合気操作に戻す。この従来技術で
は、たとえば米国特許第５４７３８８７号明細書を参照
すると分かるように、NOx の蓄積量を、エンジン速度に
依存して判定している。しかし、エンジン速度だけでNO
x の蓄積量推定を正確に行うことはできない。なぜな
ら、同じエンジン速度であっても、他のエンジン操作条
件によって、NOx の蓄積量に影響を及ぼすいくつかの変
数がそれぞれ異なり、その結果、NOx の蓄積量にも大き
な変動が生じるからである。したがって、できるだけ正
確なNOx の蓄積量推定を得ることが重要である。つま
り、過小評価すると、トラップが満杯になってからも、
希薄混合気操作を続けてしまい、テールパイプのNOx 排
気が引き起こされる。一方、蓄積されたNOx を過大評価
すると、濃厚混合気である空気−燃料比での浄化を必要
以上に頻繁に行うことになり、燃料経済性が低下する。
【０００５】上記に照らして、本発明の目的は、NOx ト
ラップが蓄積されたNOx を浄化すべきとき、および、そ
のトラップが十分なNOx を浄化しエンジンの操作を希薄
混合気のモードに戻せるようになったときを、高度に正
確に判定するための方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、エンジ
ンコントロールのコンピュータが、エンジンによって生
成されたフィードガスの計算された排気量に基づいて、
トラップ内のNOx 蓄積量を推定し、排気がNOx トラップ
に入る速度を得る。この入る速度は、NOx トラップの最
大容量レベルに到達するまで統合される。この容量レベ
ルはNOx トラップの温度の関数である。この容量レベル
に到達したとき、エンジンは希薄混合気から濃厚混合気
モードの操作に切り替えられ、蓄積されたNOx を浄化す
る。浄化のあいだ、NOx の消失速度もトラップ温度に基
づいて推定され、NOx の貯蔵レベルが最小貯蔵容量限界
より低くなったとき、浄化を終了する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明をさ
らに詳細に説明する。まず図１を参照する。燃料ポンプ
１０は、タンク１２からの燃料を、燃料ライン１４を通
って、燃料噴射器１６のセットに圧入する。この燃料噴
射器１６は、燃料を内燃エンジン１８に噴射する。さら
に、この燃料噴射器１６は周知の構造を有し、電子式エ
ンジン制御器（EEC ）２０によって判定されたとおりの
正確な量の燃料を付随シリンダに噴射できるように配置
されている。EEC ２０は、信号ライン２１を介して、燃
料噴射信号を噴射器１６に伝え、EEC ２０で判定された
空気−燃料比が維持できるようになっている。燃料タン
ク１２は、例えばガソリンやメタノールあるいは幾種類
かの燃料の組み合わせのような液体燃料を保有してい
る。排気システム２２は、１本もしくはそれより多くの
排気パイプと排気フランジ２４を有して、エンジン内の
空気／燃料混合物の燃焼によって生じた排ガスを、周知
の３路型触媒コンバータ２６に運ぶ。このコンバータ２
６は触媒材料２８を含み、エンジンからの排ガスを化学
的に変化させて触媒添加された排ガスを生成する。
【０００８】触媒添加された排ガスは上記タイプの構成
を有する下流のNOx トラップ３２に供給される。トラッ
プ３２は、その全体を参照番号３０で表されたハウジン
グ内に含まれている。加熱排ガス酸素（HEGO）センサー
３４は、エンジン１８によって生成された排ガス中に含
有される酸素を検知し、導線３６を通ってEEC ２０に信
号を伝える。１対のHEGOセンサー３８と４０がトラップ
３２の上流と下流にそれぞれ配置され、導線４２と４４
をそれぞれ通って、EEC ２０に信号を送る。さらに全体
を参照番号４６で表された他のセンサーが、たとえばク
ランクシャフト位置や角速度あるいはスロットル位置や
空気温度などの、エンジン性能に関する追加情報をEEC
２０に伝える。EEC ２０は、これらのセンサーからの情
報を活用してエンジン操作を制御する。
【０００９】エンジン１８の吸気口に配された空気流量
センサー５０は、エンジンの吸気系統に導入された空気
の量を検知し、導線５２を通ってEEC ２０に空気流信号
を供給する。EEC ２０は、空気流信号を用いて、空気量
（AM）値を計算するが、これは、分あたりのポンドで表
した吸気系統に流れ込む空気量のことである。
【００１０】EEC ２０はマイクロコンピュータで構成さ
れるが、これは、中央制御装置（CPU ）７０、入出力ポ
ート（I ／O ポート）７２、制御プログラムを記憶する
ROM７４、カウンタやタイマーにも用いられる一時的な
データ記憶のためのRAM ７６、そして学習した値を記憶
するための保持メモリ（KAM ）７８を含む。図に示され
ているように、データは周知のデータバスを介してやり
とりされる。EEC ２０はさらに、エンジンオフタイマー
を含んでいるが、これはエンジンの最後の停止以降の経
過時間を可変「ソーキング時間」としての記録を提供す
るものである。
【００１１】エンジン１８を制御するために、EEC ２０
によってなされる液体燃料送り込みルーチンが、図２の
フローチャートに示されている。望ましい液体燃料の開
ループ計算がブロック１００で行なわれる。より詳しく
は、センサー５０から吸気された空気流量（MAF ）の測
定値を、望ましい空気−燃料比（AFd ）で割り算する。
この空気−燃料比は、この例では、化学量論的燃焼で較
正されたものである。判断ブロック１０２では、エンジ
ン冷却温度のようなエンジン操作パラメータを監視する
ことによって、閉ループフィードバック制御が望ましい
かどうかを判断する。燃料コマンドすなわち望ましい燃
料信号（Fd）が、先になされた望ましい燃料の開ループ
計算値を、ブロック１０４で読み取られたフィードバッ
ク変数（FV）で、ブロック１０６にて割算することによ
って生成される。それから望ましい燃料信号（Fd）は、
ブロック１０８でパルス幅信号（fpw ）に変換され、燃
料噴射器１６を作動させる。これによって燃料を、望ま
しい燃料信号Fdの振幅と相関関係を有しながら、エンジ
ン１８に送り込む。
【００１２】燃料フィードバック変数FVを生成するため
に、EEC ２０によってなされた空気−燃料比フィードバ
ックルーチンが、図３のフローチャートに示されてい
る。ブロック１１０における判定による閉ループ制御の
もとでは、センサー３４によって提供される信号をもと
に、２値信号EGOSがブロック１１２で生成される。判定
ブロック１１６および１１８での判定で、信号EGOSはそ
のときは低いが、EEC ２０の先行バックグラウンドルー
プでは高かったという場合、ブロック１１４にて、フィ
ードバック変数FVから所定の比例項Pjを減算する。信号
EGOSがそのとき低く、しかも先行バックグラウンドルー
プでも低かった場合は、ブロック１２０にて、フィード
バック変数FVから所定の積分項Δj を減算する。
【００１３】一方、判定ブロック１１６と１２２での判
定で、信号EGOSがそのとき高く、しかもEEC ２０の先に
行なわれたバックグラウンドループでも高かった場合、
ブロック１２４にて、フィードバック変数FVに所定の積
分項Δi を加える。信号EGOSはそのときは高いが、先に
行なわれたバックグラウンドループでは低かったという
場合は、ブロック１２６にて、フィードバック変数FVに
比例項Piを加える。
【００１４】次に図５を参照する。エンジン操作のモー
ドコントロールが表されている。希薄混合気運行操作モ
ードに切り替えるために必要とされる、自動車の操作条
件には、たとえば、所定値以上の自動車速度や所定値以
上のスロットル位置などの条件がある。自動車が希薄混
合気操作モードにあるかどうかは、ブロック１５０にて
チェックされる。一般的に、希薄混合気クルーズモード
では、燃料経済性を高めるために燃料１lb（４５３gr）
あたり空気１９（８．６kg）といった所定の値での空気
−燃料比による操作が開ループで進められる。希薄混合
気クルーズのあいだ、NOx トラップ３２が、触媒コンバ
ータ２６を通過する窒素酸化物を貯蔵することになる。
NOx トラップ３２の最大容量に達したとき、そのトラッ
プ３２は、化学量論的に濃厚混合気である空気−燃料比
でをエンジンを操作することによって、貯蔵されていた
窒素酸化物の浄化をされなければならない。トラップ３
２が所定の最大容量を超えない場合には、希薄混合気運
転が続けられる。最大容量を超えると、操作モードは希
薄混合気から濃厚混合気に切り替えられ、トラップ内に
貯蔵されたNOx は不活性ガスに転化され、大気中に放出
される。
【００１５】ブロック１５２での判定でエンジンが希薄
混合気で操作されているかぎり、トラップ内のNOx 蓄積
速度は、エンジンの操作条件に基づいて計算される。こ
のループを通る最後の時間以降に生成された、エンジン
からのフィードガス排気の増分すなわちデルタ分は、１
時間あたりのグラム数で表して、次のような関係で表さ
れるのが好ましい。 FG＿NOx ＿RATE ＝ FNXXX１（N ，LOAD）＊FNXXB （EGRACT） ＊ FNXXA（LAMBSE）＊ FNXXC （SPK ＿DELTA ） ＊ FMXXD（ECT −２００） 式中、FNXXX １（N ，LOAD）は、現時点のエンジン速度
N とLOAD（負荷）に対する、１時間あたりのグラム数で
表したNOx 排気速度値を含むルックアップテーブルであ
る。任意のエンジン速度で、LOAD、エアチャージは、ト
ランスミッションギヤの数、道路の質、トレーラーや積
荷の有無、風速や風向などに応じて変化する。図４のプ
ロットは、一定のエンジン速度におけるNOx 流対LOADの
変化を示している。
【００１６】FNXXB （EGRACT）は、実際の排ガス再循環
パーセンテージに対する、FG＿NOx＿RATE値の調整のた
めのルックアップテーブルである。任意のエンジン速度
において、EGR （排気ガス再循環流量）は、LOADが変化
する全理由に対して変化し、さらに標高に伴い変化す
る。標高が高いところでは、EGR は、高いLOADで、任意
のマニホールド圧でより多くの空気がエンジンに取り込
まれるように減少する。標高に伴いEGR を変化させなが
ら、燃料経済性のために希薄混合気操作を維持するとい
うのは、極めて合理的である。適切なモデルでは、NOx
トラップ貯蔵器は、環境を保護しつつ、希薄混合気操作
を最大化するようになっている。図４b は、一定の速度
およびLOADのもとで、EGR に伴いNOx 流がどのように変
化するかを示したものである。
【００１７】FNXXA （LAMBSE）は、A ／F に対する、FG
＿NOx ＿RATE値の調整、したがって大気圧に対する、FG
＿NOx ＿RATE値調整のためのルックアップテーブルであ
る。望ましいA ／F は、希薄混合気操作においては、上
述と同様にLOADが変化する全理由に対して変化し、任意
に固定されたLOADでは標高に伴い変化する。EGR 融合後
は、A ／F は格段に濃厚混合気となって必要なトルクを
維持することができる。これによって、まずNOx 生産量
が増加し、化学量論的A ／F に近づくにつれ減少する。
図４c は、一定の速度、LOADおよびEGR が０％で、A ／
F に伴いNOx 流がどのように変化するかを示したもので
ある。
【００１８】FNXXC （SPK ＿DELTA ）は、ノックセンサ
ー効果に対する、高温開ループ誘導発火遅れに対する、
FG＿NOx ＿RATE値の調整のためのルックアップテーブル
である。この変数は、MBT 発火から実際の発火を減算し
たものである。実際の発火遅れは、上昇した大気温度の
もとで、および、または、エンジン冷却温度のもとで、
エンジンノックを避けるために、行なわれる。このよう
な状態では、NOx 生産は減少する。発火遅れに関連した
燃料経済性のロスは、トラップが満杯になってからそれ
ほど頻繁でなく低速で浄化することによって、一部はオ
フセットできる。図４d は、発火の進み角に対してNOx
流がどのように変化するかを示したものである。
【００１９】FMXXD （ECT −２００）は、２００度Ｆ
（９３度Ｃ）以上のエンジン冷却温度効果に対する、FG
＿NOx ＿RATE値調整のためのルックアップテーブルであ
る。
【００２０】NOx トラップに入る排気速度は次のように
表される。 式中、FNXXE （LAMSE ）は、A ／F の関数として、NOx
還元において、３路型触媒コンバータ効率をパーセント
で表したルックアップテーブルである。
【００２１】ブロック１５４において、トラップ内に貯
蔵されたNOx の蓄積量は、このバックグラウンドループ
のあいだに貯蔵されたNOx の増分を、先に貯蔵された量
に加算することによって更新される。そして次のように
表される。 TRAP＿NOx ＿GRAMS （現時点） ＝ TRAP＿NOx ＿GRAMS （先行）＋（TRAP＿ NOx ＿RATE＊BG＿TMR ／３６００） 式中、BG＿TMR は、秒で表されたバックグラウンドルー
プ時間である。
【００２２】貯蔵されたNOx の量を更新したあと、まず
その量をブロック１５６でチェックして、その量が負数
であるかどうかをみる。負数でなければ、ブロック１５
８で、その量をチェックして、その量が最大トラップ容
量を超えていないかどうかを判定する。超えていなけれ
ば、ブロック１６０で、その量をチェックして、トラッ
プ容量より少ないかどうかを判定する。そうであれば、
浄化は十分進んでいることであり、希薄混合気操作に戻
れることになる。
【００２３】ブロック１５６における判定で、量が負数
であれば、その量をブロック１６２でゼロにセットす
る。ブロック１５８における判定で、最大トラップ容量
を超えていれば、NOx ＿FULL＿FLAGがブロック１６４で
セットされる。ブロック１６０における判定で、量が希
薄混合気操作に戻る最小量以下であれば、NOx ＿FULL＿
FLAGはブロック１６６でリセットされる。
【００２４】ブロック１５８の関数は次のように表され
る。 TRAP＿NOx ＿GRAMS ＞ MAX ＿NOx ＿GRAMS 式中、MAX ＿NOx ＿GRAMS は、NOx の貯蔵グラム数のし
きい値レベルであり、それより上では、希薄混合気操作
は終了し、NOx 浄化が始まることになっている。そし
て、これは次のように表される。 MAX ＿NOx ＿GRAMS ＝ FNXXF （EXT ＿NOx ＿TRAP） 式中、FNXXF （EXT ＿NOx ＿TRAP）は、トラップ温度の
関数として最大トラップ容量を提供するルックアップテ
ーブルである。
【００２５】ブロック１６０の関数は次のように表され
る。 TRAP＿NOx ＿GRAMS ＜ MIN ＿NOx ＿GRAMS 式中、MIN ＿NOx ＿GRAMS は、NOx の貯蔵グラム数のし
きい値レベルであり、それより下では、希薄混合気操作
が再開できる。
【００２６】ブロック１６８で、NOx ＿FULL＿FLAGがチ
ェックされる。ブロック１７０における判定で、フラッ
グがセットされ希薄混合気モードでエンジンが操作され
始めると、A ／F は希薄混合気から濃厚混合気に変換
し、ブロック１７２の表示に応じて、トラップ３２から
NOx を浄化し始める。ブロック１７４における判定で、
フラッグがリセットされ、エンジンが濃厚混合気モード
で操作され始めると、A／F は濃厚混合気から希薄混合
気に変換され、ブロック１７６の表示に応じて、トラッ
プ３２の浄化は終了し、希薄混合気操作に戻る。そうで
ない場合は、ブロック１７８の表示に応じて操作モード
を継続する。
【００２７】希薄混合気操作中、フィードバック変数FV
は開ループ方式で生成されて、希薄混合気の空気−燃料
比エンジン操作が提供される。より詳しくは、フィード
バック変数FVは、エンジン速度と負荷の関数としてルッ
クアップテーブルの値を読みとって、その表の値に乗数
LMULT を乗算することによって、生成される。そしてこ
の結果を、化学量論的な空気−燃料比基準であるユニテ
ィ（unity ）に加える。乗数LMULT は、０とユニティの
間を変化するものだが、徐々に増分され、エンジンの空
気−燃料比操作を望ましい希薄混合気空気−燃料比に変
換する。これによって、望ましい空気−燃料比を表示す
るフィードバック変数FVが生成される。
【００２８】濃厚混合気操作中、フィードバック変数FV
は開ループ方式で生成され、濃厚混合気の空気−燃料比
エンジン操作が提供される。より詳しくは、フィードバ
ック変数FVは、エンジン速度と負荷の関数としてルック
アップテーブルの値を読みとって、つくられる。その表
の値に乗数RMULT を乗算する。そしてこの結果を、化学
量論的空気−燃料比基準である単位に加算する。乗数RM
ULT は、０と単位の間を変化するものだが、徐々に増分
され、エンジンの空気−燃料比操作を望ましい濃厚混合
気である空気−燃料比操作に変換する。これによって、
望ましい空気−燃料比を表示するフィードバック変数FV
がつくられる。
【００２９】ブロック１５０において、エンジンが濃厚
混合気モードで操作されていると、このエンジン操作モ
ードから生じるNOx の減少速度が、ブロック１８０で判
定される。このモードでは、フィードガスNOx は、３路
触媒の効率が高くしたがってNOx トラップに到達するNO
x 自体がわずかしかないので、無視できる。消失速度
は、NOx トラップ温度と入口のA ／F の関数となる。こ
の消失速度に、空気流量推定値を乗算する。ブロック１
８０の関数は、次のように表される。 TRAP＿NOx ＿DIS ＿RATE ＝AM＊FNXXG （LAMBSE，EXT ＿NOx ＿TRAP） 式中、AMは、空気流量推定値、LAMBSEは入り口のA ／F
、EXT ＿NOx ＿TRAPはNOx トラップ温度である。
【００３０】最後のバックグラウンドループ以降のトラ
ップから浄化されたNOx の量は、次のように表される。 TRAP＿NOx ＿PUR ＝TRAP＿NOx ＿DIS ＿RATE＊BG＿TMR ／３６００ トラップ内に残っているNOx の量は、ブロック１８２で
計算され、次のように表される。 TRAP＿NOx ＿GRAMS （現時点） ＝TRAP＿NOx ＿GRAMS （先行）−TRAP＿NOx ＿PUR 浄化操作はブロック１６０まで続き、TRAP＿NOx ＿GRAM
S 値は所定の最小NOxレベルまで減少する。この値が達
成されると、NOx ＿FULL＿FLAGがブロック１６６でリセ
ットされる。エンジンが、ブロック１７４の表示に応じ
て、濃厚混合気モードで操作されているあいだに、NOx
＿FULL＿FLAGがブロック１６８の表示に応じてリセット
されると、A ／F は、ブロック１７６の表示に応じて、
濃厚混合気から希薄混合気モードのエンジン操作に変換
される。そうでない場合、バックグラウンドループはブ
ロック１７８の表示に応じて続けられる。
【００３１】NOx トラップ温度は、浄化中のNOx の消失
速度判定上の要因である。トラップ温度は適切に配置さ
れたセンサーによって判定することができるが、NOx ト
ラップ温度が図６に示されたフローチャートによって推
論できると、好ましい。
【００３２】図６を参照すると、NOx トラップ温度を推
論するためにEEC ２０によって行なわれるルーチン内の
工程を表示するフローチャートが示されている。この温
度判定ルーチンは、ブロック２００で入り、さらにブロ
ック２０２で、初期化フラッグEXT ＿INITがチェックさ
れ、ある温度変数が初期化されたかどうかを判定する。
もし初期化されていなければ、その温度変数はブロック
２０４で初期化される。そのあと、フラッグEXT ＿INIT
が１にセットされる。好適な実施例では、NOxトラップ
３２が大気温度に冷却されるまでの短い時間、エンジン
が停止するような場合を考慮した方式で、温度変数を初
期化する。したがって、エンジンの停止、大気温度、NO
x トラップの冷却を表す較正可能な時定数および、エン
ジン停止からそれに続くエンジン操作までの経過時間な
どをもとに、推定されたNOx トラップ温度の関数とし
て、エンジン点火のときのNOx トラップ温度を推定する
ことによって、温度条件を超えるNOx トラップが避けら
れる。配置「C 」および「D」における温度の初期化
は、次式（１），（２）によって達成される。 ext ＿ntC ＿init ＝（（ext ＿ntC ＿prev − infamb）＊ fnexp （−soaktime／tc＿ntC ））＋infamb （１） ext ＿ntD ＿init ＝ ext ＿ntC ＿init （２） 式中、fnexp は、指数関数を近似するルックアップテー
ブルの値であり、soaktime ＝ エンジン停止以降の、
秒で表した、時間、tc＿ntC ＝ 「C 」のように識別
された配置における、排ガスの冷却に関連した、実験的
に誘導される、秒で表した時定数、そしてinfamb ＝
推論された大気温度である。
【００３３】大気温度は上記したように推論されるか、
もしくはセンサーで測定される。大気温度が推論された
とき（infamb）、保持メモリ７８に記憶された値は、ブ
ロック２０４で初期化される。もしエアーチャージ温度
（ACT ）とエンジン冷却材温度（ECT ）との間の絶対差
が、通常６度である較正許容差内に収まっていれば、こ
のエンジンは平衡状態、つまり大気温度にあり、したが
って、大気温度がECTと等しいといえる。収まっていな
ければ、大気温度は、KAM ７８内の最後のわかっている
温度、つまりACT より低いといえる。
【００３４】エンジン運行中に、エンジン冷却温度と自
動車速度が最小値より大きいと、定常状態駆動関数がAC
T −Δとして計算される。ここでΔは、空調クラッチが
入っていなければおよそ１０度Ｆ（−１２．２度Ｃ）で
あり、空調クラッチが入っていればおよそ２０度Ｆ（−
６．７度Ｃ）である。通常、この駆動関数はならし平均
することによってフィルタリングされるが、もしACT が
推論された大気より低ければ、infambは即刻ACT にセッ
トされる。
【００３５】ブロック２１０では、触媒コンバータ２６
の瞬間中央床温度は、本発明に引用された米国特許第５
４１４９９４号明細書の開示に従って計算される。
【００３６】ブロック２１２で、触媒コンバータ２６の
中央床とNOx トラップ３２の入口との間の排気通路にお
ける温度ロスが、式（３）によって計算される。 ext ＿ls＿ntC ＝ FNLS＿NTC （am）＊ [ （ext ＿cmd ＋ ext ＿ntC ＿prev）／２− infamb] （３） 式中、FNLS＿NTC （am）は、無単位値であり、空気流量
（am）によって示された表内に含まれており、触媒コン
バータと配置「C 」の間の温度下降を、（am）の関数と
して表示するものである。ext ＿cmd ＝ ブロック２
１０で計算されたコンバータ触媒中央床瞬間温度であ
り、そしてext ＿ntC ＿prev ＝ 先に行なわれたルー
プのext ＿ntC 値である。
【００３７】ブロック２１４で、定常状態のNOx トラッ
プ入口温度が、式（４）によって計算される。 ext ＿ss＿ntC ＝ ext ＿cmd − ext ＿ls＿ntC （４） この温度はブロック２１２で計算された温度ロスを、ブ
ロック２１０で計算された触媒中央床温度から、減算し
たものである。
【００３８】ブロック２１６で、トラップ入口での温度
上昇の時定数は、空気流量の関数であり、式（５）によ
って評価される。 tC＿ntC ＿run ＝ FNTC＿NTC （am） （５） 式中、FNTC＿NTC （am）は、空気量によって表示され、
秒で表した時定数のROM 較正データ表値である。
【００３９】ブロック２１８で、指数ならし関数を行う
フィルター定数は、式（６）によって、ブロック２１６
で判定された時定数から、計算される。 fk＿ntC ＝ １／（１＋tC＿ntC ＿run ／bg＿tmr ） （６） 式中、bg＿tmr はバックグラウンド実行時間を秒で表し
たものである。
【００４０】ブロック２２０で、配置「C 」におけるNO
x トラップ瞬間入口温度は、式（７）によって、先行の
値、新たな定常状態値、そしてフィルター定数から、計
算される。 ext ＿ntC ＝ fk＿ntC ＊ ext ＿ss＿ntC ＋ （１−fk＿ntC ）＊ext ＿ntC ＿prev （７） 式中、ext ＿ntC ＿prev は、入り口温度の先行値であ
る。
【００４１】ブロック２２２からブロック２２６で、ト
ラップ３２の平均温度のより代表的な温度を計算する。
ブロック２２２で、トラップ３２の定常状態平均温度を
式（８）によって計算される。これは、配置「C 」から
配置「D 」に至るあいだに温度下降がないことおよび、
それゆえ、定常状態において２つの温度が同じであるこ
とを前提としている。 ext ＿ss＿ntD ＝ ext ＿ntC （８） 空気量の関数として時定数がある。これは、配置「D 」
における温度に、配置「C 」における温度と、タイムラ
グをもたせるものである。この時定数は、トラップ基盤
およびトラップ材質の熱容量に依存する。ブロック２２
４で、トラップ内の配置「D 」における時定数は、式
（９）によって評価される。この時定数は全空気流の関
数である。 tc＿ntD ＿run ＝ FNTC＿NTD （am） （９） フィルター定数は、式（１０）によって、ブロック２２
６で、時定数から計算される。 fk＿ntD ＝ １／（１＋tc＿ntD ＿run ／bg＿tmr ） （１０） 最後に、トラップ３２の瞬間平均温度は、式（１１）に
よって、ブロック２２８で、先行値、新たな定常状態
値、そしてフィルター定数から計算される。 ext ＿ntD ＝ fk＿ntD ＊ext ＿ss＿ntD ＋（１−fk＿ntD ）＊ext ＿ntD ＿prev （１１） 「D 」における推定温度を、ブロック１８０で、それぞ
れのバックグラウンドループ計算のあいだに、トラップ
から浄化されるNOx 量を計算するのに、用いると好まし
い。
【００４２】本発明を遂行するための最適な態様を詳細
に述べてきたが、本発明が関る分野の当業者であれば、
本発明を実施するための種々の変更設計や異なる実施の
形態をとり得ることは明らかである。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、NOx トラップが、蓄積されたNOx を浄化すべ
きとき、および、そのトラップが十分なNOx を浄化しエ
ンジンの操作を希薄混合気のモードに戻せるようになっ
たときを、高度に正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を具体化した、自動車エンジンと
電子式エンジン制御器のブロック図。
【図２】従来のエンジン燃料制御技法を説明する高レベ
ルフローチャート。
【図３】従来のエンジン燃料制御技法を説明する高レベ
ルフローチャート。
【図４】NOx 流対種々のエンジン操作条件との関係を示
す特性線図。
【図５】本発明のNOx 浄化技法を説明する高レベルフロ
ーチャート。
【図６】NOx トラップの温度を推論する方法の詳細なフ
ローチャート。
【符号の説明】
１０ ポンプ １２ 燃料タンク １４ 燃料ライン １６ 燃料噴射器 １８ 内燃エンジン ２０ 電子式エンジン制御器（ EEC） ２２ 排気システム ２４ 排気フランジ ２６ 触媒コンバータ ２８ 触媒材 ３０ ハウジング ３２ NOx トラップ ３４ 加熱排ガス酸素（HEGO）センサー ３８ 加熱排ガス酸素（HEGO）センサー ４０ 加熱排ガス酸素（HEGO）センサー ４６ センサー ５０ 空気流量センサー ７０ 中央処理装置（CPU ） ７２ 入出力（I ／O ）ポート ７４ ROM ７６ RAM ７８ 保持メモリ（KAM ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｋ (72)発明者 デイビッド、ジョージ、ファーマー アメリカ合衆国ミシガン州、プリマス、ス トーンクレスト、ドライブ、47130

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンの排気通路に配置されたNOx トラ
    ップの触媒効率を維持する方法において、 前記トラップの温度を判定するステップと、 先に行なわれたNOx 浄化以降、前記トラップ内に貯蔵さ
    れたNOx の蓄積量をエンジン速度と負荷の関数として計
    算するステップと、 最大NOx 容量しきい値レベルを、判定されたトラップ温
    度の関数として計算するステップと、 貯蔵されたNOx の計算された蓄積量が前記しきい値レベ
    ルを超えたときにNOx浄化操作を始めるステップとを含
    むことを特徴とする、NOx トラップの触媒効率を維持す
    る方法。
  2. 【請求項２】前記トラップ内に貯蔵されたNOx の蓄積量
    を計算するステップが、 前記トラップに入るNOx 排気の増分速度を判定するステ
    ップと、 先に行われた計算以降の経過時間と前記増分速度の積を
    判定し、先に行われた計算以降に貯蔵されたNOx の増分
    量を得るステップと、 前記増分量をトラップ内に先に貯蔵されたNOx の計算さ
    れた量に加えて、前記蓄積量を得るステップとを含む請
    求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記トラップ内に貯蔵されたNOx の蓄積量
    が最小容量レベルより小さいとき、前記浄化操作を終了
    するステップをさらに含む請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】前記トラップの温度が数学モデルから推論
    される、請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】前記NOx トラップが触媒コンバータよりも
    下流に配置され、NOx 排気が前記トラップに入る現時点
    の速度を決定するステップが、 前記コンバータの効率を計算するステップと、 エンジンのNOx 排気の現時点の速度に前記コンバータの
    効率を乗算して、前記NOx トラップに入る現時点の排気
    速度を判定するステップとを含む請求項１記載の方法。
JP9358071A 1997-03-27 1997-12-25 ＮＯｘトラップの触媒効率を維持する方法 Pending JPH10274032A (ja)

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