JPH11117726A - 内燃機関の触媒劣化診断装置 - Google Patents
内燃機関の触媒劣化診断装置Info
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- JPH11117726A JPH11117726A JP9280558A JP28055897A JPH11117726A JP H11117726 A JPH11117726 A JP H11117726A JP 9280558 A JP9280558 A JP 9280558A JP 28055897 A JP28055897 A JP 28055897A JP H11117726 A JPH11117726 A JP H11117726A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
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- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒の劣化を正確に診断する。
【解決手段】 排気通路に配置された触媒を具備する。
触媒に排気ガスを浄化するための還元剤を供給する。触
媒はその温度により異なる浄化率を有する。触媒温度を
検出し、触媒における浄化率を検出し、触媒温度に対応
した浄化率判定値と検出された浄化率とに基づいて触媒
の劣化を診断する。
触媒に排気ガスを浄化するための還元剤を供給する。触
媒はその温度により異なる浄化率を有する。触媒温度を
検出し、触媒における浄化率を検出し、触媒温度に対応
した浄化率判定値と検出された浄化率とに基づいて触媒
の劣化を診断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の触媒劣化
診断装置に関する。
診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】気筒内の混合気の空燃比が非常に大きい
ために混合気の空燃比が理論空燃比であるときよりも多
量の酸素が排気ガス中に含まれている状態（以下、リー
ン状態）において、炭化水素（以下、ＨＣ）を触媒表面
に吸着してＨＣの活性種を生成し、このＨＣの活性種と
ＮＯX とを反応させることにより内燃機関から排出され
た窒素酸化物（以下、ＮＯX ）を浄化するＮＯX 選択還
元触媒（以下、ＮＯX 触媒）が公知である。通常、リー
ン状態の排気ガス中にＨＣは殆ど含まれていないため、
ＮＯX 触媒には浄化用のＨＣが供給される。
ために混合気の空燃比が理論空燃比であるときよりも多
量の酸素が排気ガス中に含まれている状態（以下、リー
ン状態）において、炭化水素（以下、ＨＣ）を触媒表面
に吸着してＨＣの活性種を生成し、このＨＣの活性種と
ＮＯX とを反応させることにより内燃機関から排出され
た窒素酸化物（以下、ＮＯX ）を浄化するＮＯX 選択還
元触媒（以下、ＮＯX 触媒）が公知である。通常、リー
ン状態の排気ガス中にＨＣは殆ど含まれていないため、
ＮＯX 触媒には浄化用のＨＣが供給される。
【０００３】ところで、ＮＯX 触媒を使用しているうち
に例えばＮＯX 触媒に供給した浄化用ＨＣが触媒表面に
付着してＮＯX 触媒が劣化する。劣化したＮＯX 触媒で
はＮＯX 浄化作用が行われない。このため、ＮＯX 触媒
が劣化しているか否かをＮＯ X 触媒の使用中に診断する
必要がある。例えば、特開平７−５４６４１号では、Ｎ
ＯX 触媒に流入する排気ガス中のＮＯX 濃度とＮＯX 触
媒から流出する排気ガス中のＮＯX 濃度との比からＮＯ
X 触媒におけるＮＯX 浄化率を算出し、この算出された
ＮＯX 浄化率が機関負荷に応じて変化する浄化率判定値
より小さくなったときにＮＯX 触媒が劣化していると診
断している。
に例えばＮＯX 触媒に供給した浄化用ＨＣが触媒表面に
付着してＮＯX 触媒が劣化する。劣化したＮＯX 触媒で
はＮＯX 浄化作用が行われない。このため、ＮＯX 触媒
が劣化しているか否かをＮＯ X 触媒の使用中に診断する
必要がある。例えば、特開平７−５４６４１号では、Ｎ
ＯX 触媒に流入する排気ガス中のＮＯX 濃度とＮＯX 触
媒から流出する排気ガス中のＮＯX 濃度との比からＮＯ
X 触媒におけるＮＯX 浄化率を算出し、この算出された
ＮＯX 浄化率が機関負荷に応じて変化する浄化率判定値
より小さくなったときにＮＯX 触媒が劣化していると診
断している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的にＮ
ＯX 触媒におけるＮＯX 浄化率はその触媒温度に応じて
変化する。したがって特開平７−５４６４１号に開示さ
れているようにＮＯX 浄化率を触媒温度に直接は関係の
ない機関負荷に応じて変化する浄化率判定値と比較して
も、正確にＮＯX 触媒の劣化を診断することはできな
い。したがって本発明の目的は触媒の劣化を正確に診断
することにある。
ＯX 触媒におけるＮＯX 浄化率はその触媒温度に応じて
変化する。したがって特開平７−５４６４１号に開示さ
れているようにＮＯX 浄化率を触媒温度に直接は関係の
ない機関負荷に応じて変化する浄化率判定値と比較して
も、正確にＮＯX 触媒の劣化を診断することはできな
い。したがって本発明の目的は触媒の劣化を正確に診断
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に一番目の発明によれば、排気通路に配置された触媒
と、該触媒に排気ガスを浄化するための還元剤を供給す
る還元剤供給手段とを具備し、前記触媒がその温度によ
り異なる浄化率を有する内燃機関の触媒劣化診断装置に
おいて、前記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段
と、前記触媒における浄化率を検出する浄化率検出手段
とを具備し、前記触媒温度検出手段により検出された触
媒温度に対応した浄化率判定値と前記浄化率検出手段に
より検出された浄化率とに基づいて触媒の劣化を診断す
る。これによれば触媒の劣化診断のパラメータとして触
媒温度が用いられる。
に一番目の発明によれば、排気通路に配置された触媒
と、該触媒に排気ガスを浄化するための還元剤を供給す
る還元剤供給手段とを具備し、前記触媒がその温度によ
り異なる浄化率を有する内燃機関の触媒劣化診断装置に
おいて、前記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段
と、前記触媒における浄化率を検出する浄化率検出手段
とを具備し、前記触媒温度検出手段により検出された触
媒温度に対応した浄化率判定値と前記浄化率検出手段に
より検出された浄化率とに基づいて触媒の劣化を診断す
る。これによれば触媒の劣化診断のパラメータとして触
媒温度が用いられる。
【０００６】上記課題を解決するために二番目の発明に
よれば、一番目の発明において、前記触媒が排気ガス中
の窒素酸化物を浄化し、前記浄化率検出手段は前記触媒
に流入する排気ガス中の窒素酸化物の濃度と前記触媒か
ら流出する排気ガス中の窒素酸化物の濃度とに基づいて
浄化率を検出する。
よれば、一番目の発明において、前記触媒が排気ガス中
の窒素酸化物を浄化し、前記浄化率検出手段は前記触媒
に流入する排気ガス中の窒素酸化物の濃度と前記触媒か
ら流出する排気ガス中の窒素酸化物の濃度とに基づいて
浄化率を検出する。
【０００７】上記課題を解決するために三番目の発明に
よれば、一番目の発明において、前記触媒が劣化してい
ると診断されたときに前記還元剤供給手段により供給す
べき還元剤の量を補正する還元剤量補正手段をさらに具
備する。
よれば、一番目の発明において、前記触媒が劣化してい
ると診断されたときに前記還元剤供給手段により供給す
べき還元剤の量を補正する還元剤量補正手段をさらに具
備する。
【０００８】上記課題を解決するために四番目の発明に
よれば、三番目の発明において、前記還元剤量補正手段
は触媒が劣化していると診断されたときに前記還元剤供
給手段により供給すべき還元剤の量を少なくする。
よれば、三番目の発明において、前記還元剤量補正手段
は触媒が劣化していると診断されたときに前記還元剤供
給手段により供給すべき還元剤の量を少なくする。
【０００９】上記課題を解決するために五番目の発明に
よれば、三番目の発明において、前記還元剤量補正手段
は触媒が劣化していると診断されたときに前記還元剤供
給手段により供給すべき還元剤の量を増大する。
よれば、三番目の発明において、前記還元剤量補正手段
は触媒が劣化していると診断されたときに前記還元剤供
給手段により供給すべき還元剤の量を増大する。
【００１０】上記課題を解決するために六番目の発明に
よれば、五番目の発明において、前記還元剤量補正手段
は触媒温度が還元剤の燃焼温度より高いときに供給すべ
き還元剤の量を増大する。
よれば、五番目の発明において、前記還元剤量補正手段
は触媒温度が還元剤の燃焼温度より高いときに供給すべ
き還元剤の量を増大する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態の内燃機
関の構成を示す図である。図１において、１は機関本
体、♯１、♯２、♯３および♯４はそれぞれ機関本体１
内に形成された第一気筒、第二気筒、第三気筒および第
四気筒、２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄはそれぞれ対応す
る気筒♯１〜♯４内に機関駆動用燃料および排気ガス浄
化用燃料を供給するための第一燃料噴射弁、第二燃料噴
射弁、第三燃料噴射弁および第四燃料噴射弁、３はイン
テークマニホルド４を介して機関本体１に接続された吸
気通路である。インテークマニホルド４には各気筒♯１
〜♯４に導入される吸入空気量を算出するために吸入空
気圧を検出するための吸気圧センサ５が取り付けられ
る。
関の構成を示す図である。図１において、１は機関本
体、♯１、♯２、♯３および♯４はそれぞれ機関本体１
内に形成された第一気筒、第二気筒、第三気筒および第
四気筒、２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄはそれぞれ対応す
る気筒♯１〜♯４内に機関駆動用燃料および排気ガス浄
化用燃料を供給するための第一燃料噴射弁、第二燃料噴
射弁、第三燃料噴射弁および第四燃料噴射弁、３はイン
テークマニホルド４を介して機関本体１に接続された吸
気通路である。インテークマニホルド４には各気筒♯１
〜♯４に導入される吸入空気量を算出するために吸入空
気圧を検出するための吸気圧センサ５が取り付けられ
る。
【００１２】また、本実施形態の内燃機関はクランク角
を検出するクランク角センサ６を具備する。クランク角
センサ６により検出されたクランク角に基づいて機関回
転数が算出される。さらに本実施形態の内燃機関はアク
セルペダル（図示せず）の踏込量を検出するアクセル踏
込量センサ１９を具備する。各燃料噴射弁２ａ〜２ｄは
これら燃料噴射弁２ａ〜２ｄに共通の燃料分配手段、す
なわちコモンレール３０に接続される。コモンレール３
０はポンプＰを介して燃料タンク３１に接続される。コ
モンレール３０内にはポンプＰにより予め定められた圧
力に加圧された燃料が蓄積される。また、コモンレール
３０にはコモンレール３０内の燃料の圧力を検出するた
めの圧力検出手段として燃圧センサ３２が取り付けられ
る。
を検出するクランク角センサ６を具備する。クランク角
センサ６により検出されたクランク角に基づいて機関回
転数が算出される。さらに本実施形態の内燃機関はアク
セルペダル（図示せず）の踏込量を検出するアクセル踏
込量センサ１９を具備する。各燃料噴射弁２ａ〜２ｄは
これら燃料噴射弁２ａ〜２ｄに共通の燃料分配手段、す
なわちコモンレール３０に接続される。コモンレール３
０はポンプＰを介して燃料タンク３１に接続される。コ
モンレール３０内にはポンプＰにより予め定められた圧
力に加圧された燃料が蓄積される。また、コモンレール
３０にはコモンレール３０内の燃料の圧力を検出するた
めの圧力検出手段として燃圧センサ３２が取り付けられ
る。
【００１３】第一気筒♯１、第二気筒♯２、第三気筒♯
３および第四気筒♯４にはそれぞれ対応して第一排気枝
管７ａ、第二排気枝管７ｂ、第三排気枝管７ｃおよび第
四排気枝管７ｄが接続される。第一排気枝管７ａと第二
排気枝管７ｂと第四排気枝管７ｄとは機関本体１の下流
側の上流側合流部８において合流せしめられ、集合管９
に接続される。集合管９と第三排気枝管７ｃとは上流側
合流部８のさらに下流側の下流側合流部１０において互
いに略平行な方向に排気ガスを排出するように合流せし
められる。このように排気系を構成することにより、集
合管９から排出された排気ガスが第三排気ガス７ｃ内に
流入することが抑制される。また、第三排気枝管７ｃか
ら排出された排気ガスが集合管９内に流入することが抑
制される。なお、本明細書において『上流』および『下
流』とは排気ガスの流れに沿って用いる。
３および第四気筒♯４にはそれぞれ対応して第一排気枝
管７ａ、第二排気枝管７ｂ、第三排気枝管７ｃおよび第
四排気枝管７ｄが接続される。第一排気枝管７ａと第二
排気枝管７ｂと第四排気枝管７ｄとは機関本体１の下流
側の上流側合流部８において合流せしめられ、集合管９
に接続される。集合管９と第三排気枝管７ｃとは上流側
合流部８のさらに下流側の下流側合流部１０において互
いに略平行な方向に排気ガスを排出するように合流せし
められる。このように排気系を構成することにより、集
合管９から排出された排気ガスが第三排気ガス７ｃ内に
流入することが抑制される。また、第三排気枝管７ｃか
ら排出された排気ガスが集合管９内に流入することが抑
制される。なお、本明細書において『上流』および『下
流』とは排気ガスの流れに沿って用いる。
【００１４】本実施形態の内燃機関は吸入される空気量
を増大するために吸入空気を過給する過給機１１を具備
する。過給機１１はインテークマニホルド４の上流側の
吸気通路３内に配置された吸気側タービンホイール１１
ａと、下流側合流部１０の下流側の排気通路２０内に配
置された排気側タービンホイール１１ｂとを具備する。
本実施形態では各気筒から排出された排気ガスが合流す
る位置に排気側タービンホイール１１ｂが配置されてい
るため、排気側タービンホイール１１ｂを通過する排気
ガス量が多く、過給機１１の過給効果を最大限に維持す
ることができる。また、下流側合流部１０が排気側ター
ビンホイール１１ｂの近傍に位置し、且つ、排気側ター
ビンホイール１１ｂの慣性回転運動により排気ガスが下
流側への排出されるため、集合管９から排出された排気
ガスが第三排気ガス７ｃ内に流入することがさらに抑制
され、また、第三排気枝管７ｃから排出された排気ガス
が集合管９内に流入することがさらに抑制される。
を増大するために吸入空気を過給する過給機１１を具備
する。過給機１１はインテークマニホルド４の上流側の
吸気通路３内に配置された吸気側タービンホイール１１
ａと、下流側合流部１０の下流側の排気通路２０内に配
置された排気側タービンホイール１１ｂとを具備する。
本実施形態では各気筒から排出された排気ガスが合流す
る位置に排気側タービンホイール１１ｂが配置されてい
るため、排気側タービンホイール１１ｂを通過する排気
ガス量が多く、過給機１１の過給効果を最大限に維持す
ることができる。また、下流側合流部１０が排気側ター
ビンホイール１１ｂの近傍に位置し、且つ、排気側ター
ビンホイール１１ｂの慣性回転運動により排気ガスが下
流側への排出されるため、集合管９から排出された排気
ガスが第三排気ガス７ｃ内に流入することがさらに抑制
され、また、第三排気枝管７ｃから排出された排気ガス
が集合管９内に流入することがさらに抑制される。
【００１５】吸気側タービンホイール１１ａと排気側タ
ービンホイール１１ｂとは一つのシャフト１１ｃにより
互いに連結される。排気側タービンホイール１１ｂはこ
の排気側タービンホイール１１ｂの回転面と平行な方向
から排気ガスを受けて回転せしめられ、回転面に対して
垂直な方向へ向けて排気ガスを排出する。一方、吸気側
タービンホイール１１ａは排気側タービンホイール１１
ｂの回転に伴い回転せしめられ、この吸気側タービンホ
イール１１ａの回転面に対して垂直な方向から空気を引
き込み、回転面と平行な方向へ向けて吸入空気を送りだ
す。
ービンホイール１１ｂとは一つのシャフト１１ｃにより
互いに連結される。排気側タービンホイール１１ｂはこ
の排気側タービンホイール１１ｂの回転面と平行な方向
から排気ガスを受けて回転せしめられ、回転面に対して
垂直な方向へ向けて排気ガスを排出する。一方、吸気側
タービンホイール１１ａは排気側タービンホイール１１
ｂの回転に伴い回転せしめられ、この吸気側タービンホ
イール１１ａの回転面に対して垂直な方向から空気を引
き込み、回転面と平行な方向へ向けて吸入空気を送りだ
す。
【００１６】排気側タービンホイール１１ｂの下流側の
排気通路２０には内燃機関から排出される窒素酸化物
（以下、ＮＯX ）を浄化するための排気浄化触媒１２が
配置される。本実施形態の排気浄化触媒１２は、気筒内
の混合気の空燃比が非常に大きいために混合気の空燃比
が理論空燃比であるときよりも多量の酸素が排気ガス中
に含まれている状態（以下、リーン状態）において、還
元剤として炭化水素（以下、ＨＣ）を触媒表面に吸着し
てＨＣの活性種を生成し、このＨＣの活性種とＮＯX と
を反応させることによりＮＯX を浄化するＮＯX 選択還
元触媒（以下、ＮＯX 触媒）である。
排気通路２０には内燃機関から排出される窒素酸化物
（以下、ＮＯX ）を浄化するための排気浄化触媒１２が
配置される。本実施形態の排気浄化触媒１２は、気筒内
の混合気の空燃比が非常に大きいために混合気の空燃比
が理論空燃比であるときよりも多量の酸素が排気ガス中
に含まれている状態（以下、リーン状態）において、還
元剤として炭化水素（以下、ＨＣ）を触媒表面に吸着し
てＨＣの活性種を生成し、このＨＣの活性種とＮＯX と
を反応させることによりＮＯX を浄化するＮＯX 選択還
元触媒（以下、ＮＯX 触媒）である。
【００１７】ＮＯX 触媒１２はその触媒温度に応じてＮ
ＯX 浄化率が変化する（図８参照）。すなわち触媒温度
が下限温度Ｔ１を越えると徐々にＮＯX 浄化率が上昇
し、最適温度ＴｍにおいてＮＯX 浄化率が最も高くな
り、最適温度Ｔｍを越えると徐々にＮＯX 浄化率が低下
し、上限温度Ｔ２を越えるとＮＯX 触媒１２において浄
化作用が行われなくなる。このようにＮＯX 触媒１２は
浄化作用を行うことができる適正温度範囲を有する。
ＯX 浄化率が変化する（図８参照）。すなわち触媒温度
が下限温度Ｔ１を越えると徐々にＮＯX 浄化率が上昇
し、最適温度ＴｍにおいてＮＯX 浄化率が最も高くな
り、最適温度Ｔｍを越えると徐々にＮＯX 浄化率が低下
し、上限温度Ｔ２を越えるとＮＯX 触媒１２において浄
化作用が行われなくなる。このようにＮＯX 触媒１２は
浄化作用を行うことができる適正温度範囲を有する。
【００１８】ＮＯX 触媒１２の上流端部分にはこの上流
端部分の温度（以下、上流端温度）を検出する上流側温
度センサ１３が配置され、ＮＯX 触媒１２の下流端部分
にはこの下流側部分の温度（以下、下流端温度）を検出
する下流側温度センサ１４が配置される。また、ＮＯX
触媒１２の上流側の排気通路２０にはＮＯX 触媒１２に
流入する排気ガス中のＮＯX 濃度（以下、上流側ＮＯX
濃度）を検出する上流側ＮＯX 濃度センサ２１が配置さ
れ、ＮＯX 触媒１２の下流側の排気通路２０にはＮＯX
触媒１２から流出する排気ガス中のＮＯX 濃度（以下、
下流側ＮＯX 濃度）を検出する下流側ＮＯX 濃度センサ
２２が配置される。
端部分の温度（以下、上流端温度）を検出する上流側温
度センサ１３が配置され、ＮＯX 触媒１２の下流端部分
にはこの下流側部分の温度（以下、下流端温度）を検出
する下流側温度センサ１４が配置される。また、ＮＯX
触媒１２の上流側の排気通路２０にはＮＯX 触媒１２に
流入する排気ガス中のＮＯX 濃度（以下、上流側ＮＯX
濃度）を検出する上流側ＮＯX 濃度センサ２１が配置さ
れ、ＮＯX 触媒１２の下流側の排気通路２０にはＮＯX
触媒１２から流出する排気ガス中のＮＯX 濃度（以下、
下流側ＮＯX 濃度）を検出する下流側ＮＯX 濃度センサ
２２が配置される。
【００１９】第四排気枝管７ｄには排気ガスを吸入空気
中に導入するための排気循環管１５が接続される。排気
循環管１５の他端はインテークマニホルド４に接続され
る。排気循環管１５には吸入空気中への排気ガスの導入
の有無を制御するための排気循環弁１６が配置される。
排気循環弁１６は三方弁１７を介して吸引ポンプ１８お
よび大気に連通される。排気循環弁１６は機関運転状態
に応じて開閉制御される。三方弁１７により排気循環弁
１６と大気とが連通せしめられると排気循環弁１６内に
大気圧がかかり排気循環弁１６は閉弁せしめられ、排気
ガスは吸入空気中に導入されない。一方、三方弁１７に
より排気循環弁１６と吸引ポンプ１８とが連通せしめら
れると排気循環弁１６内に負圧がかかり排気循環弁１６
が開弁せしめられ、排気ガスが吸入空気中に導入され
る。
中に導入するための排気循環管１５が接続される。排気
循環管１５の他端はインテークマニホルド４に接続され
る。排気循環管１５には吸入空気中への排気ガスの導入
の有無を制御するための排気循環弁１６が配置される。
排気循環弁１６は三方弁１７を介して吸引ポンプ１８お
よび大気に連通される。排気循環弁１６は機関運転状態
に応じて開閉制御される。三方弁１７により排気循環弁
１６と大気とが連通せしめられると排気循環弁１６内に
大気圧がかかり排気循環弁１６は閉弁せしめられ、排気
ガスは吸入空気中に導入されない。一方、三方弁１７に
より排気循環弁１６と吸引ポンプ１８とが連通せしめら
れると排気循環弁１６内に負圧がかかり排気循環弁１６
が開弁せしめられ、排気ガスが吸入空気中に導入され
る。
【００２０】気筒内におけるＮＯX 生成量は燃焼時の火
炎伝播速度が速いほど多くなる。また、気筒内における
ＮＯX 生成量は燃焼時の燃焼温度が高いほど多くなる。
一方、不活性ガスは燃焼時の火炎伝播速度を遅くする。
したがって燃焼時の火炎伝播速度は吸入空気中の不活性
ガス量が多いほど遅くなる。また、不活性ガスは燃焼時
の熱を吸収する。したがって燃焼時の燃焼温度は吸入空
気中の不活性ガス量が多いほど低くなる。このため、二
酸化炭素や水分といった不活性ガスを含んだ排気ガスが
吸入空気に導入されると、燃焼時の火炎伝播速度が遅く
なり且つ燃焼時の燃焼温度が低く維持されるため、気筒
内の燃焼に伴うＮＯX の生成が抑制される。
炎伝播速度が速いほど多くなる。また、気筒内における
ＮＯX 生成量は燃焼時の燃焼温度が高いほど多くなる。
一方、不活性ガスは燃焼時の火炎伝播速度を遅くする。
したがって燃焼時の火炎伝播速度は吸入空気中の不活性
ガス量が多いほど遅くなる。また、不活性ガスは燃焼時
の熱を吸収する。したがって燃焼時の燃焼温度は吸入空
気中の不活性ガス量が多いほど低くなる。このため、二
酸化炭素や水分といった不活性ガスを含んだ排気ガスが
吸入空気に導入されると、燃焼時の火炎伝播速度が遅く
なり且つ燃焼時の燃焼温度が低く維持されるため、気筒
内の燃焼に伴うＮＯX の生成が抑制される。
【００２１】図１において制御装置（ＥＣＵ）４０はデ
ジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１を介し
て相互に接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４
２、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）４３、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）４４、Ｂ−ＲＡＭ（バックアッ
プＲＡＭ）４５、入力ポート４６、出力ポート４７およ
びクロック発生器４８を具備する。吸気圧センサ５、上
流側温度センサ１３、下流側温度センサ１４、上流側Ｎ
ＯX 濃度センサ２１、下流側ＮＯX 濃度センサ２２およ
び燃圧センサ３２の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変
換器４９を介して入力ポート４６に入力される。また、
クランク角センサ６の出力電圧は直接入力ポート４６に
入力される。さらにアクセル踏込量センサ１９の出力電
圧は対応するＡＤ変換器４９を介して入力ポート４６に
入力される。一方、出力ポート４７はそれぞれ対応する
駆動回路５０を介して各燃料噴射弁２ａ〜２ｄおよび三
方弁１７に接続される。
ジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１を介し
て相互に接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４
２、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）４３、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）４４、Ｂ−ＲＡＭ（バックアッ
プＲＡＭ）４５、入力ポート４６、出力ポート４７およ
びクロック発生器４８を具備する。吸気圧センサ５、上
流側温度センサ１３、下流側温度センサ１４、上流側Ｎ
ＯX 濃度センサ２１、下流側ＮＯX 濃度センサ２２およ
び燃圧センサ３２の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変
換器４９を介して入力ポート４６に入力される。また、
クランク角センサ６の出力電圧は直接入力ポート４６に
入力される。さらにアクセル踏込量センサ１９の出力電
圧は対応するＡＤ変換器４９を介して入力ポート４６に
入力される。一方、出力ポート４７はそれぞれ対応する
駆動回路５０を介して各燃料噴射弁２ａ〜２ｄおよび三
方弁１７に接続される。
【００２２】次に本実施形態の内燃機関の作動について
説明する。初めに各気筒♯１〜♯４の圧縮行程の予め定
められたクランク角度においてコモンレール３０内の燃
圧が燃圧センサ３２により検出される。次に各気筒♯１
〜♯４の圧縮上死点の直前において予噴射が実行され、
各燃料噴射弁２ａ〜２ｄから予め定められた量の燃料が
噴射される。予噴射は気筒内におけるＮＯX 生成量の低
減および気筒において生じる騒音の低減のために実行さ
れる噴射である。
説明する。初めに各気筒♯１〜♯４の圧縮行程の予め定
められたクランク角度においてコモンレール３０内の燃
圧が燃圧センサ３２により検出される。次に各気筒♯１
〜♯４の圧縮上死点の直前において予噴射が実行され、
各燃料噴射弁２ａ〜２ｄから予め定められた量の燃料が
噴射される。予噴射は気筒内におけるＮＯX 生成量の低
減および気筒において生じる騒音の低減のために実行さ
れる噴射である。
【００２３】次に予噴射により供給された燃料が気筒内
において着火した後の圧縮上死点付近の予め定められた
クランク角度において主噴射が実行される。主噴射は機
関を駆動するための燃料を供給するために実行される噴
射である。主噴射により各燃料噴射弁２ａ〜２ｄから噴
射すべき主噴射燃料量はアクセル踏込量センサ１９によ
り検出されたアクセルペダル踏込量に基づいて決定さ
れ、アクセルペダル踏込量が大きくなるほど主噴射によ
り噴射すべき燃料量は多くなる。
において着火した後の圧縮上死点付近の予め定められた
クランク角度において主噴射が実行される。主噴射は機
関を駆動するための燃料を供給するために実行される噴
射である。主噴射により各燃料噴射弁２ａ〜２ｄから噴
射すべき主噴射燃料量はアクセル踏込量センサ１９によ
り検出されたアクセルペダル踏込量に基づいて決定さ
れ、アクセルペダル踏込量が大きくなるほど主噴射によ
り噴射すべき燃料量は多くなる。
【００２４】なお、予噴射および主噴射により各燃料噴
射弁２ａ〜２ｄから噴射すべき予噴射燃料量および主噴
射燃料量を供給するために各燃料噴射弁２ａ〜２ｄを開
弁する開弁時間はコモンレール３０内の燃圧に基づいて
決定され、燃圧が高いほど開弁時間は短くなる。また、
各気筒における予噴射および主噴射は第一気筒♯１、第
三気筒♯３、第四気筒♯４、第二気筒♯２の順で実行さ
れる。
射弁２ａ〜２ｄから噴射すべき予噴射燃料量および主噴
射燃料量を供給するために各燃料噴射弁２ａ〜２ｄを開
弁する開弁時間はコモンレール３０内の燃圧に基づいて
決定され、燃圧が高いほど開弁時間は短くなる。また、
各気筒における予噴射および主噴射は第一気筒♯１、第
三気筒♯３、第四気筒♯４、第二気筒♯２の順で実行さ
れる。
【００２５】さらに本実施形態では第三気筒♯３におい
て主噴射が実行された後に該主噴射とは別個に副噴射を
実行し、第三燃料噴射弁２ｃからＮＯX 触媒１２に燃
料、すなわちＨＣを供給する。上述したように、ＮＯX
触媒１２に供給されたＨＣは触媒表面に吸着して活性種
とされ、ＮＯX を浄化する。したがってＨＣによりＮＯ
X を浄化するには或る時間を要する。すなわち、ＮＯX
を浄化するためにはＨＣおよびＮＯX が上記或る時間だ
けＮＯX 触媒１２内に留まっている必要がある。ＨＣお
よびＮＯX がＮＯX 触媒１２内に留まっている時間（以
下、滞留時間）は単位時間当たりにＮＯX 触媒１２を通
過する排気ガス量（以下、通過排気ガス量）により決ま
り、通過排気ガス量が多いほど滞留時間は短くなる。し
たがって本実施形態では、ＮＯX 触媒１２に供給すべき
燃料量は通過排気ガス量に基づいて算出され、通過排気
ガス量が多いほどＮＯX 触媒１２内で浄化反応可能な燃
料量は少なくなると判断してＮＯX 触媒１２に供給する
燃料量を少なくする。
て主噴射が実行された後に該主噴射とは別個に副噴射を
実行し、第三燃料噴射弁２ｃからＮＯX 触媒１２に燃
料、すなわちＨＣを供給する。上述したように、ＮＯX
触媒１２に供給されたＨＣは触媒表面に吸着して活性種
とされ、ＮＯX を浄化する。したがってＨＣによりＮＯ
X を浄化するには或る時間を要する。すなわち、ＮＯX
を浄化するためにはＨＣおよびＮＯX が上記或る時間だ
けＮＯX 触媒１２内に留まっている必要がある。ＨＣお
よびＮＯX がＮＯX 触媒１２内に留まっている時間（以
下、滞留時間）は単位時間当たりにＮＯX 触媒１２を通
過する排気ガス量（以下、通過排気ガス量）により決ま
り、通過排気ガス量が多いほど滞留時間は短くなる。し
たがって本実施形態では、ＮＯX 触媒１２に供給すべき
燃料量は通過排気ガス量に基づいて算出され、通過排気
ガス量が多いほどＮＯX 触媒１２内で浄化反応可能な燃
料量は少なくなると判断してＮＯX 触媒１２に供給する
燃料量を少なくする。
【００２６】なお、ＮＯX 触媒１２に供給すべき燃料量
を吸気圧センサ５およびクランク角センサ６の出力から
推定した機関からのＮＯX 排出量に基づいて算出しても
よい。また、副噴射の実行時期は上流側温度センサ１３
の出力から推定した第三気筒♯３内の温度およびコモン
レール３０内の燃圧に基づいて決定され、熱分解された
ＨＣが多く必要なほど筒内温度が高い時期に副噴射を実
行し、また、燃圧が予め定められた圧力より高い時期に
副噴射を実行する。さらに副噴射により第三燃料噴射弁
２ｃから噴射すべき副噴射燃料量を供給するために第三
燃料噴射弁２ｃを開弁する開弁時間はコモンレール３０
内の燃圧に基づいて決定され、燃圧が高いほど開弁時間
は短くなる。
を吸気圧センサ５およびクランク角センサ６の出力から
推定した機関からのＮＯX 排出量に基づいて算出しても
よい。また、副噴射の実行時期は上流側温度センサ１３
の出力から推定した第三気筒♯３内の温度およびコモン
レール３０内の燃圧に基づいて決定され、熱分解された
ＨＣが多く必要なほど筒内温度が高い時期に副噴射を実
行し、また、燃圧が予め定められた圧力より高い時期に
副噴射を実行する。さらに副噴射により第三燃料噴射弁
２ｃから噴射すべき副噴射燃料量を供給するために第三
燃料噴射弁２ｃを開弁する開弁時間はコモンレール３０
内の燃圧に基づいて決定され、燃圧が高いほど開弁時間
は短くなる。
【００２７】次に図２のフローチャートを参照して本実
施形態の予噴射・主噴射実行制御を説明する。なお、図
２においてｎは気筒番号を示し、１、３、４、２の順で
変化する。まず、ステップＳ１１０において現在のクラ
ンク角度ＣＡが第ｎ気筒において予噴射を実行すべき予
め定められた予噴射クランク角度ＰＣＡｐｎである（Ｃ
Ａ＝ＰＣＡｐｎ）か否かが判別される。ステップＳ１１
０においてＣＡ＝ＰＣＡｐｎである判別されると、ステ
ップＳ１１２に進んで予め定められた予噴射用開弁時間
ｔｐｎだけ第ｎ気筒の燃料噴射弁を開弁し、ステップＳ
１１４に進む。一方、ステップＳ１１０においてＣＡ≠
ＰＣＡｐｎであると判別されると、ＣＡ＝ＰＣＡｐｎと
判別されるまでステップＳ１１０が繰り返される。
施形態の予噴射・主噴射実行制御を説明する。なお、図
２においてｎは気筒番号を示し、１、３、４、２の順で
変化する。まず、ステップＳ１１０において現在のクラ
ンク角度ＣＡが第ｎ気筒において予噴射を実行すべき予
め定められた予噴射クランク角度ＰＣＡｐｎである（Ｃ
Ａ＝ＰＣＡｐｎ）か否かが判別される。ステップＳ１１
０においてＣＡ＝ＰＣＡｐｎである判別されると、ステ
ップＳ１１２に進んで予め定められた予噴射用開弁時間
ｔｐｎだけ第ｎ気筒の燃料噴射弁を開弁し、ステップＳ
１１４に進む。一方、ステップＳ１１０においてＣＡ≠
ＰＣＡｐｎであると判別されると、ＣＡ＝ＰＣＡｐｎと
判別されるまでステップＳ１１０が繰り返される。
【００２８】ステップＳ１１４では現在のクランク角度
ＣＡが第ｎ気筒において主噴射を実行すべき予め定めら
れた主噴射クランク角度ＰＣＡｍｎである（ＣＡ＝ＰＣ
Ａｍｎ）か否かが判別される。ステップＳ１１４におい
てＣＡ＝ＰＣＡｍｎである判別されると、ステップＳ１
１６に進んで予め定められた主噴射用開弁時間ｔｍｎだ
け第ｎ気筒の燃料噴射弁を開弁し、処理を終了する。一
方、ステップＳ１１４においてＣＡ≠ＰＣＡｍｎである
と判別されると、ＣＡ＝ＰＣＡｍｎと判別されるまでス
テップＳ１１４が繰り返される。
ＣＡが第ｎ気筒において主噴射を実行すべき予め定めら
れた主噴射クランク角度ＰＣＡｍｎである（ＣＡ＝ＰＣ
Ａｍｎ）か否かが判別される。ステップＳ１１４におい
てＣＡ＝ＰＣＡｍｎである判別されると、ステップＳ１
１６に進んで予め定められた主噴射用開弁時間ｔｍｎだ
け第ｎ気筒の燃料噴射弁を開弁し、処理を終了する。一
方、ステップＳ１１４においてＣＡ≠ＰＣＡｍｎである
と判別されると、ＣＡ＝ＰＣＡｍｎと判別されるまでス
テップＳ１１４が繰り返される。
【００２９】次に図３のフローチャートを参照して本実
施形態の主噴射燃料量算出制御を説明する。なお、図３
においてｎは気筒番号を示し、１、３、４、２の順で変
化する。まず、ステップＳ２１０においてアクセル踏込
量センサ１９により検出されたアクセルペダル踏込量Ｄ
ａが読み込まれ、ステップＳ２１２に進む。ステップＳ
２１２ではステップＳ２１０で読み込まれたアクセルペ
ダル踏込量Ｄａに基づいて主噴射により第ｎ気筒内に供
給すべき主噴射燃料量を燃料噴射弁から噴射するのに必
要な燃料噴射弁の開弁時間ｔｍｐｎを算出し、ステップ
Ｓ２１４に進む。ステップＳ２１４ではステップＳ２１
２で算出した開弁時間ｔｍｐｎを主噴射用開弁時間ｔｍ
ｎにセットし、処理を終了する。
施形態の主噴射燃料量算出制御を説明する。なお、図３
においてｎは気筒番号を示し、１、３、４、２の順で変
化する。まず、ステップＳ２１０においてアクセル踏込
量センサ１９により検出されたアクセルペダル踏込量Ｄ
ａが読み込まれ、ステップＳ２１２に進む。ステップＳ
２１２ではステップＳ２１０で読み込まれたアクセルペ
ダル踏込量Ｄａに基づいて主噴射により第ｎ気筒内に供
給すべき主噴射燃料量を燃料噴射弁から噴射するのに必
要な燃料噴射弁の開弁時間ｔｍｐｎを算出し、ステップ
Ｓ２１４に進む。ステップＳ２１４ではステップＳ２１
２で算出した開弁時間ｔｍｐｎを主噴射用開弁時間ｔｍ
ｎにセットし、処理を終了する。
【００３０】次に図４のフローチャートを参照して本実
施形態の副噴射実行制御を説明する。まず、ステップＳ
３１０において現在のクランク角度ＣＡが第三気筒にお
いて副噴射を実行すべき予め定められた副噴射クランク
角度ＣＡｓ３である（ＣＡ＝ＣＡｓ３）か否かが判別さ
れる。ステップＳ３１０においてＣＡ＝ＣＡｓ３である
判別されると、ステップＳ３１２に進んで予め定められ
た副噴射用開弁時間ｔｓ３だけ第三気筒の第三燃料噴射
弁２ｃを開弁し、処理を終了する。一方、ステップＳ３
１０においてＣＡ≠ＣＡｓ３であると判別されると、Ｃ
Ａ＝ＣＡｓ３と判別されるまでステップＳ３１０が繰り
返される。
施形態の副噴射実行制御を説明する。まず、ステップＳ
３１０において現在のクランク角度ＣＡが第三気筒にお
いて副噴射を実行すべき予め定められた副噴射クランク
角度ＣＡｓ３である（ＣＡ＝ＣＡｓ３）か否かが判別さ
れる。ステップＳ３１０においてＣＡ＝ＣＡｓ３である
判別されると、ステップＳ３１２に進んで予め定められ
た副噴射用開弁時間ｔｓ３だけ第三気筒の第三燃料噴射
弁２ｃを開弁し、処理を終了する。一方、ステップＳ３
１０においてＣＡ≠ＣＡｓ３であると判別されると、Ｃ
Ａ＝ＣＡｓ３と判別されるまでステップＳ３１０が繰り
返される。
【００３１】次に図５のフローチャートを参照して本実
施形態の副噴射燃料量算出制御を説明する。まず、ステ
ップＳ４１０において上流側温度センサ１３により検出
された上流側触媒温度ＴＵ、下流側温度センサ１４によ
り検出された下流側触媒温度ＴＤ、吸気圧センサ５によ
り検出された吸入空気圧Ｐｉ、クランク角度センサ６に
より検出されたクランク角度ＣＡおよび燃圧センサ３２
により検出されたコモンレール３０内の燃圧Ｐｃを読み
込み、ステップＳ４１２に進む。
施形態の副噴射燃料量算出制御を説明する。まず、ステ
ップＳ４１０において上流側温度センサ１３により検出
された上流側触媒温度ＴＵ、下流側温度センサ１４によ
り検出された下流側触媒温度ＴＤ、吸気圧センサ５によ
り検出された吸入空気圧Ｐｉ、クランク角度センサ６に
より検出されたクランク角度ＣＡおよび燃圧センサ３２
により検出されたコモンレール３０内の燃圧Ｐｃを読み
込み、ステップＳ４１２に進む。
【００３２】ステップＳ４１２ではステップＳ４１０で
読み込まれた吸入空気圧Ｐｉとクランク角度ＣＡとから
単位時間当たりにＮＯX 触媒１２を通過する排気ガス量
（以下、通過排気ガス量）ＱＥを算出し、ステップＳ４
１４に進む。ステップＳ４１４ではステップＳ４１２で
算出された通過排気ガス量ＱＥとステップＳ４１０で読
み込まれた燃圧Ｐｃとに基づいて副噴射により第三気筒
♯３内に供給すべき副噴射燃料量を第三燃料噴射弁２ｃ
から噴射するのに必要な燃料噴射弁の開弁時間ｔｓｐ３
と、ステップＳ４１０で読み込まれた上流側触媒温度Ｔ
Ｕと下流側触媒温度ＴＤとに基づいて副噴射を実行すべ
きクランク角度ＣＡｓｐ３とを算出し、ステップＳ４１
６に進む。
読み込まれた吸入空気圧Ｐｉとクランク角度ＣＡとから
単位時間当たりにＮＯX 触媒１２を通過する排気ガス量
（以下、通過排気ガス量）ＱＥを算出し、ステップＳ４
１４に進む。ステップＳ４１４ではステップＳ４１２で
算出された通過排気ガス量ＱＥとステップＳ４１０で読
み込まれた燃圧Ｐｃとに基づいて副噴射により第三気筒
♯３内に供給すべき副噴射燃料量を第三燃料噴射弁２ｃ
から噴射するのに必要な燃料噴射弁の開弁時間ｔｓｐ３
と、ステップＳ４１０で読み込まれた上流側触媒温度Ｔ
Ｕと下流側触媒温度ＴＤとに基づいて副噴射を実行すべ
きクランク角度ＣＡｓｐ３とを算出し、ステップＳ４１
６に進む。
【００３３】ステップＳ４１６ではステップＳ４１４で
算出された開弁時間ｔｓｐ３に後述する触媒劣化診断制
御において算出されるＨＣ供給量補正係数Ｋを掛けた値
を予め定められた副噴射用開弁時間ｔｓ３にセットする
とともにステップＳ４１４で算出されたクランク角度Ｃ
Ａｓｐ３を予め定められた副噴射クランク角度ＣＡｓ３
にセットし、処理を終了する。
算出された開弁時間ｔｓｐ３に後述する触媒劣化診断制
御において算出されるＨＣ供給量補正係数Ｋを掛けた値
を予め定められた副噴射用開弁時間ｔｓ３にセットする
とともにステップＳ４１４で算出されたクランク角度Ｃ
Ａｓｐ３を予め定められた副噴射クランク角度ＣＡｓ３
にセットし、処理を終了する。
【００３４】なお、上記実施形態では主噴射と同じ燃料
噴射弁から浄化用ＨＣを供給したが、排気循環管が接続
されていない排気枝管にＨＣ供給手段を別途設けて、こ
のＨＣ供給手段から浄化用ＨＣを供給してもよい。
噴射弁から浄化用ＨＣを供給したが、排気循環管が接続
されていない排気枝管にＨＣ供給手段を別途設けて、こ
のＨＣ供給手段から浄化用ＨＣを供給してもよい。
【００３５】次に本実施形態の触媒劣化診断について説
明する。本実施形態では初めに上流側温度センサ１３に
より上流端触媒温度を検出するとともに下流側温度セン
サ１４により下流端触媒温度を検出する。次にこれら上
流端触媒温度と下流端触媒温度とを平均してＮＯX 触媒
１２の温度を代表する触媒温度代表値を算出する。この
ようにＮＯX 触媒１２の触媒温度を上流端触媒温度と下
流端触媒温度との平均から算出することにより、仮に一
方の温度センサが極端に高い温度または低い温度を検出
したときにも、ＮＯX 触媒１２を代表する触媒温度とし
て適切な温度を算出することができる。
明する。本実施形態では初めに上流側温度センサ１３に
より上流端触媒温度を検出するとともに下流側温度セン
サ１４により下流端触媒温度を検出する。次にこれら上
流端触媒温度と下流端触媒温度とを平均してＮＯX 触媒
１２の温度を代表する触媒温度代表値を算出する。この
ようにＮＯX 触媒１２の触媒温度を上流端触媒温度と下
流端触媒温度との平均から算出することにより、仮に一
方の温度センサが極端に高い温度または低い温度を検出
したときにも、ＮＯX 触媒１２を代表する触媒温度とし
て適切な温度を算出することができる。
【００３６】さらに上流側ＮＯX 濃度センサ２１により
上流側ＮＯX 濃度を検出するとともに下流側ＮＯX 濃度
センサ２２により下流側ＮＯX 濃度を検出する。次にこ
れら上流側ＮＯX 濃度と下流側ＮＯX 濃度とからＮＯX
触媒におけるＮＯX 浄化率を算出する。
上流側ＮＯX 濃度を検出するとともに下流側ＮＯX 濃度
センサ２２により下流側ＮＯX 濃度を検出する。次にこ
れら上流側ＮＯX 濃度と下流側ＮＯX 濃度とからＮＯX
触媒におけるＮＯX 浄化率を算出する。
【００３７】本実施形態では次に上記触媒温度代表値に
対応する標準ＮＯX 浄化率を読み込む。標準ＮＯX 浄化
率はＮＯX 触媒１２が劣化していないときに当該触媒温
度におけるＮＯX 触媒１２のＮＯX 浄化率である。上述
したように、標準ＮＯX 浄化率は触媒温度により異なり
（図８参照）、マップの形でＲＯＭに予め記憶されてい
る。この標準ＮＯX 浄化率に１以下の浄化率補正係数を
掛けて浄化率判定値を算出し、この浄化率判定値と上記
算出されたＮＯX 浄化率とを比較し、ＮＯX 浄化率が浄
化率判定値より低いときにＮＯX 触媒１２が劣化してい
ると診断する。
対応する標準ＮＯX 浄化率を読み込む。標準ＮＯX 浄化
率はＮＯX 触媒１２が劣化していないときに当該触媒温
度におけるＮＯX 触媒１２のＮＯX 浄化率である。上述
したように、標準ＮＯX 浄化率は触媒温度により異なり
（図８参照）、マップの形でＲＯＭに予め記憶されてい
る。この標準ＮＯX 浄化率に１以下の浄化率補正係数を
掛けて浄化率判定値を算出し、この浄化率判定値と上記
算出されたＮＯX 浄化率とを比較し、ＮＯX 浄化率が浄
化率判定値より低いときにＮＯX 触媒１２が劣化してい
ると診断する。
【００３８】ＮＯX 触媒１２が劣化していると診断され
たときであって触媒温度代表値が適正温度範囲内で且つ
予め定められた触媒再生温度より低いときには触媒の劣
化度合いに応じてＮＯX 触媒１２に供給すべき浄化用Ｈ
Ｃの量を補正し、本実施形態では、劣化度合いが大きく
なるほど、すなわちＮＯX 浄化率が浄化率判定値より低
くなるほど供給すべき浄化用ＨＣ量を少なくする。この
制御はＮＯX 触媒１２が触媒金属のシンタリングあるい
は未燃ＨＣなどの可溶性有機物質の触媒表面への付着に
より劣化した場合に有効である。こうすることによりＮ
ＯX 触媒１２においてＮＯX の浄化作用に消費可能な量
のＨＣのみがＮＯX 触媒１２に供給される。このため、
ＨＣがＮＯX 触媒１２において消費されずにＮＯX 触媒
１２を通過して外部に放出されてしまうことが防止され
る。なお、上記予め定められた触媒再生温度とはＮＯX
触媒１２内に流入したＨＣがＮＯX との浄化反応をせず
にＮＯX 触媒１２内で燃焼する温度、すなわちＨＣ燃焼
温度に設定される。
たときであって触媒温度代表値が適正温度範囲内で且つ
予め定められた触媒再生温度より低いときには触媒の劣
化度合いに応じてＮＯX 触媒１２に供給すべき浄化用Ｈ
Ｃの量を補正し、本実施形態では、劣化度合いが大きく
なるほど、すなわちＮＯX 浄化率が浄化率判定値より低
くなるほど供給すべき浄化用ＨＣ量を少なくする。この
制御はＮＯX 触媒１２が触媒金属のシンタリングあるい
は未燃ＨＣなどの可溶性有機物質の触媒表面への付着に
より劣化した場合に有効である。こうすることによりＮ
ＯX 触媒１２においてＮＯX の浄化作用に消費可能な量
のＨＣのみがＮＯX 触媒１２に供給される。このため、
ＨＣがＮＯX 触媒１２において消費されずにＮＯX 触媒
１２を通過して外部に放出されてしまうことが防止され
る。なお、上記予め定められた触媒再生温度とはＮＯX
触媒１２内に流入したＨＣがＮＯX との浄化反応をせず
にＮＯX 触媒１２内で燃焼する温度、すなわちＨＣ燃焼
温度に設定される。
【００３９】一方、ＮＯX 触媒１２が劣化していると診
断されたときであって触媒温度代表値が予め定められた
触媒再生温度より高いときにはＮＯX 触媒１２に供給す
べき浄化用ＨＣ量をＮＯX 触媒１２が正常であるときに
供給される浄化用ＨＣ量に比べて増大する。ＮＯX 触媒
１２の触媒温度代表値が予め定められた触媒再生温度よ
り高いため、ＮＯX 触媒１２内に流入したＨＣがＮＯX
触媒１２内において燃焼せしめられる。このとき、例え
ば、ＮＯX 触媒１２に付着して劣化の原因となっている
ＨＣも燃焼せしめられるため、ＮＯX 触媒１２の劣化が
回復される。すなわち、この制御はＮＯX 触媒１２が未
燃ＨＣなどの可溶性有機物質の触媒表面への付着により
劣化した場合に有効である。
断されたときであって触媒温度代表値が予め定められた
触媒再生温度より高いときにはＮＯX 触媒１２に供給す
べき浄化用ＨＣ量をＮＯX 触媒１２が正常であるときに
供給される浄化用ＨＣ量に比べて増大する。ＮＯX 触媒
１２の触媒温度代表値が予め定められた触媒再生温度よ
り高いため、ＮＯX 触媒１２内に流入したＨＣがＮＯX
触媒１２内において燃焼せしめられる。このとき、例え
ば、ＮＯX 触媒１２に付着して劣化の原因となっている
ＨＣも燃焼せしめられるため、ＮＯX 触媒１２の劣化が
回復される。すなわち、この制御はＮＯX 触媒１２が未
燃ＨＣなどの可溶性有機物質の触媒表面への付着により
劣化した場合に有効である。
【００４０】次に図６および図７のフローチャートを参
照して本実施形態の触媒劣化診断制御を説明する。ま
ず、図６のステップＳ５１０において上流側ＮＯX 濃度
センサ２１により検出された上流側ＮＯX 濃度ＤＵと、
下流側ＮＯX 濃度センサ２２により検出された下流側Ｎ
ＯX 濃度ＤＤとを読み込み、ステップＳ５１２に進む。
ステップＳ５１２ではステップＳ５１０で読み込まれた
上流側ＮＯX 濃度ＤＵと下流側ＮＯX 濃度ＤＤとに基づ
いてＮＯX 触媒１２におけるＮＯX 浄化率Ｒを算出し、
ステップＳ５１４に進む。ステップＳ５１４では上流側
温度センサ１３により検出された上流端触媒温度ＴＵ
と、下流側温度センサ１４により検出された下流端触媒
温度ＴＤとを読み込み、ステップＳ５１６に進む。ステ
ップＳ５１６ではステップＳ５１４で読み込まれた上流
端触媒温度ＴＵと下流端触媒温度ＴＤとに基づいてＮＯ
X 触媒１２の触媒温度代表値Ｔを算出し、図７のステッ
プＳ５１８に進む。
照して本実施形態の触媒劣化診断制御を説明する。ま
ず、図６のステップＳ５１０において上流側ＮＯX 濃度
センサ２１により検出された上流側ＮＯX 濃度ＤＵと、
下流側ＮＯX 濃度センサ２２により検出された下流側Ｎ
ＯX 濃度ＤＤとを読み込み、ステップＳ５１２に進む。
ステップＳ５１２ではステップＳ５１０で読み込まれた
上流側ＮＯX 濃度ＤＵと下流側ＮＯX 濃度ＤＤとに基づ
いてＮＯX 触媒１２におけるＮＯX 浄化率Ｒを算出し、
ステップＳ５１４に進む。ステップＳ５１４では上流側
温度センサ１３により検出された上流端触媒温度ＴＵ
と、下流側温度センサ１４により検出された下流端触媒
温度ＴＤとを読み込み、ステップＳ５１６に進む。ステ
ップＳ５１６ではステップＳ５１４で読み込まれた上流
端触媒温度ＴＵと下流端触媒温度ＴＤとに基づいてＮＯ
X 触媒１２の触媒温度代表値Ｔを算出し、図７のステッ
プＳ５１８に進む。
【００４１】図７のステップＳ５１８ではステップＳ５
１４で算出された触媒温度代表値Ｔが下限温度Ｔ１以上
で且つ上限温度Ｔ２以下である（Ｔ１≦Ｔ≦Ｔ２）か否
かが判別される。ステップＳ５１８においてＴ１≦Ｔ≦
Ｔ２であると判別されると、ステップＳ５２０に進んで
マップから触媒温度代表値Ｔに対応した標準ＮＯX 浄化
率Ｒ０を読み込み、ステップＳ５２２に進む。一方、ス
テップＳ５１８においてＴ＜Ｔ１またはＴ＞Ｔ２である
と判別されると、ステップＳ５３６に進む。
１４で算出された触媒温度代表値Ｔが下限温度Ｔ１以上
で且つ上限温度Ｔ２以下である（Ｔ１≦Ｔ≦Ｔ２）か否
かが判別される。ステップＳ５１８においてＴ１≦Ｔ≦
Ｔ２であると判別されると、ステップＳ５２０に進んで
マップから触媒温度代表値Ｔに対応した標準ＮＯX 浄化
率Ｒ０を読み込み、ステップＳ５２２に進む。一方、ス
テップＳ５１８においてＴ＜Ｔ１またはＴ＞Ｔ２である
と判別されると、ステップＳ５３６に進む。
【００４２】ステップＳ５２２ではステップＳ５１２で
算出されたＮＯX 浄化率がステップＳ５２０で読み込ま
れた標準ＮＯX 浄化率Ｒ０に浄化率補正係数α（α＜
１）を掛けた浄化率判定値以下である（Ｒ≦Ｒ０×α）
か否かが判別される。ステップＳ５２２においてＲ≦Ｒ
０×αであると判別されると、ステップＳ５２４に進ん
で劣化警報装置が作動され、次にステップＳ５２６に進
んで劣化フラグがセットされ、ステップＳ５２８に進
む。一方、ステップＳ５２２においてＲ＞Ｒ０×αであ
ると判別されると、ステップＳ５３２に進んで劣化警報
装置が停止され、次にステップＳ５３４に進んで劣化フ
ラグがリセットされ、ステップＳ５３０に進んでＮＯX
浄化率に応じたＨＣ供給量補正係数Ｋをマップから読み
込み、処理を終了する。
算出されたＮＯX 浄化率がステップＳ５２０で読み込ま
れた標準ＮＯX 浄化率Ｒ０に浄化率補正係数α（α＜
１）を掛けた浄化率判定値以下である（Ｒ≦Ｒ０×α）
か否かが判別される。ステップＳ５２２においてＲ≦Ｒ
０×αであると判別されると、ステップＳ５２４に進ん
で劣化警報装置が作動され、次にステップＳ５２６に進
んで劣化フラグがセットされ、ステップＳ５２８に進
む。一方、ステップＳ５２２においてＲ＞Ｒ０×αであ
ると判別されると、ステップＳ５３２に進んで劣化警報
装置が停止され、次にステップＳ５３４に進んで劣化フ
ラグがリセットされ、ステップＳ５３０に進んでＮＯX
浄化率に応じたＨＣ供給量補正係数Ｋをマップから読み
込み、処理を終了する。
【００４３】ステップＳ５３６では劣化フラグがセット
されているか否かが判別される。ステップＳ５３６にお
いて劣化フラグがセットされていると判別されると、ス
テップＳ５２８に進む。一方、ステップＳ５３６におい
て劣化フラグがリセットされていると判別されると、処
理を終了する。
されているか否かが判別される。ステップＳ５３６にお
いて劣化フラグがセットされていると判別されると、ス
テップＳ５２８に進む。一方、ステップＳ５３６におい
て劣化フラグがリセットされていると判別されると、処
理を終了する。
【００４４】ステップＳ５２８では触媒温度代表値Ｔが
予め定められた触媒再生温度Ｔ３以下である（Ｔ≦Ｔ
３）か否かが判別される。ステップＳ５２８においてＴ
≦Ｔ３であると判別されると、ステップＳ５３０に進ん
でＮＯX 浄化率に応じたＨＣ供給量補正係数Ｋを読み込
み、処理を終了する。一方、ステップＳ５２８において
Ｔ＞Ｔ３であると判別されると、ステップＳ５３８に進
んでＨＣ供給量補正係数Ｋに定数β（β＞１）をセット
し、処理を終了する。
予め定められた触媒再生温度Ｔ３以下である（Ｔ≦Ｔ
３）か否かが判別される。ステップＳ５２８においてＴ
≦Ｔ３であると判別されると、ステップＳ５３０に進ん
でＮＯX 浄化率に応じたＨＣ供給量補正係数Ｋを読み込
み、処理を終了する。一方、ステップＳ５２８において
Ｔ＞Ｔ３であると判別されると、ステップＳ５３８に進
んでＨＣ供給量補正係数Ｋに定数β（β＞１）をセット
し、処理を終了する。
【００４５】なお、リーン状態において排気ガス中のＮ
ＯX を吸蔵しておき、排気ガス中のＨＣ濃度がリーン状
態のときよりも高くなったときに、吸蔵されていたＮＯ
X を放出してＨＣと反応させてＮＯX を浄化する触媒に
本発明を適用することもできる。
ＯX を吸蔵しておき、排気ガス中のＨＣ濃度がリーン状
態のときよりも高くなったときに、吸蔵されていたＮＯ
X を放出してＨＣと反応させてＮＯX を浄化する触媒に
本発明を適用することもできる。
【００４６】
【発明の効果】一番目から五番目の発明によれば、触媒
の劣化診断のパラメータとして触媒温度が用いられる。
触媒はその温度により異なる浄化率を有するため、検出
された浄化率を評価するための浄化率判定値も触媒温度
により異なる。したがって本発明によれば浄化率判定値
が触媒温度に応じて選択されるため、より正確な触媒劣
化診断を行うことができる。
の劣化診断のパラメータとして触媒温度が用いられる。
触媒はその温度により異なる浄化率を有するため、検出
された浄化率を評価するための浄化率判定値も触媒温度
により異なる。したがって本発明によれば浄化率判定値
が触媒温度に応じて選択されるため、より正確な触媒劣
化診断を行うことができる。
【００４７】さらに四番目の発明によれば、触媒が劣化
するにしたがって供給すべき還元剤の量が少なくされ
る。触媒が劣化するとその浄化率は低下する。したがっ
て本発明によれば触媒の劣化により低下した浄化率に見
合う量の還元剤を供給するため、還元剤が触媒において
浄化に用いられずに外部に放出されてしまうことが防止
され、また、還元剤の無駄が省かれる。
するにしたがって供給すべき還元剤の量が少なくされ
る。触媒が劣化するとその浄化率は低下する。したがっ
て本発明によれば触媒の劣化により低下した浄化率に見
合う量の還元剤を供給するため、還元剤が触媒において
浄化に用いられずに外部に放出されてしまうことが防止
され、また、還元剤の無駄が省かれる。
【００４８】さらに五番目の発明によれば、触媒が劣化
したと判断されたときには供給すべき還元剤の量が増大
される。触媒に供給された還元剤は触媒において燃焼す
る。このとき、触媒に付着して劣化の原因となっている
還元剤も燃焼せしめられる。このため、触媒の劣化が回
復される。
したと判断されたときには供給すべき還元剤の量が増大
される。触媒に供給された還元剤は触媒において燃焼す
る。このとき、触媒に付着して劣化の原因となっている
還元剤も燃焼せしめられる。このため、触媒の劣化が回
復される。
【図１】本発明の実施形態の内燃機関の構成を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施形態の予噴射・主噴射実行制御を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態の主噴射燃料量算出制御を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態の副噴射実行制御を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図５】本発明の実施形態の副噴射燃料量算出制御を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態の触媒劣化診断制御を示すフ
ローチャートの一部である。
ローチャートの一部である。
【図７】本発明の実施形態の触媒劣化診断制御を示すフ
ローチャートの一部である。
ローチャートの一部である。
【図８】ＮＯX 触媒の触媒温度とＮＯX 浄化率との関係
を示す図である。
を示す図である。
１…機関本体 ５…吸気圧センサ １２…ＮＯX 触媒 １３…上流側温度センサ １４…下流側温度センサ ２１…上流側ＮＯX 濃度センサ ２２…下流側ＮＯX 濃度センサ
Claims (6)
- 【請求項１】 排気通路に配置された触媒と、該触媒に
排気ガスを浄化するための還元剤を供給する還元剤供給
手段とを具備し、前記触媒がその温度により異なる浄化
率を有する内燃機関の触媒劣化診断装置において、前記
触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、前記触媒に
おける浄化率を検出する浄化率検出手段とを具備し、前
記触媒温度検出手段により検出された触媒温度に対応し
た浄化率判定値と前記浄化率検出手段により検出された
浄化率とに基づいて触媒の劣化を診断することを特徴と
する内燃機関の触媒劣化診断装置。 - 【請求項２】 前記触媒が排気ガス中の窒素酸化物を浄
化し、前記浄化率検出手段は前記触媒に流入する排気ガ
ス中の窒素酸化物の濃度と前記触媒から流出する排気ガ
ス中の窒素酸化物の濃度とに基づいて浄化率を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の触媒劣化
診断装置。 - 【請求項３】 前記触媒が劣化していると診断されたと
きに前記還元剤供給手段により供給すべき還元剤の量を
補正する還元剤量補正手段をさらに具備することを特徴
とする請求項１に記載の内燃機関の触媒劣化診断装置。 - 【請求項４】 前記還元剤量補正手段は触媒が劣化して
いると診断されたときに前記還元剤供給手段により供給
すべき還元剤の量を少なくすることを特徴とする請求項
３に記載の内燃機関の触媒劣化診断装置。 - 【請求項５】 前記還元剤量補正手段は触媒が劣化して
いると診断されたときに前記還元剤供給手段により供給
すべき還元剤の量を増大することを特徴とする請求項３
に記載の内燃機関の触媒劣化診断装置。 - 【請求項６】 前記還元剤量補正手段は触媒温度が還元
剤の燃焼温度より高いときに供給すべき還元剤の量を増
大することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の触
媒劣化診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28055897A JP3826515B2 (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 内燃機関の触媒劣化診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28055897A JP3826515B2 (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 内燃機関の触媒劣化診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11117726A true JPH11117726A (ja) | 1999-04-27 |
| JP3826515B2 JP3826515B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=17626720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28055897A Expired - Fee Related JP3826515B2 (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 内燃機関の触媒劣化診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3826515B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002134151A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Toyota Motor Corp | 改質器内の析出炭素の除去 |
| JP2010106671A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気浄化装置 |
| JP2010185395A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
| JP2011163165A (ja) * | 2010-02-06 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US8171723B2 (en) | 2007-12-06 | 2012-05-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Abnormality detection system and abnormality detection method for internal combustion engine |
| US8171781B2 (en) | 2008-06-11 | 2012-05-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method for NOx catalyst |
| CN103375233A (zh) * | 2012-04-13 | 2013-10-30 | 标致·雪铁龙汽车公司 | 检验排放气体的后处理系统的效率的方法 |
| JP2015010589A (ja) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | トヨタ自動車株式会社 | 排気浄化装置の異常診断装置 |
| JP2020190210A (ja) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | 株式会社豊田自動織機 | 排気ガス浄化装置 |
-
1997
- 1997-10-14 JP JP28055897A patent/JP3826515B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002134151A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Toyota Motor Corp | 改質器内の析出炭素の除去 |
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| JP2010106671A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気浄化装置 |
| JP2010185395A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
| JP2011163165A (ja) * | 2010-02-06 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US8459011B2 (en) | 2010-02-06 | 2013-06-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine |
| CN103375233A (zh) * | 2012-04-13 | 2013-10-30 | 标致·雪铁龙汽车公司 | 检验排放气体的后处理系统的效率的方法 |
| JP2015010589A (ja) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | トヨタ自動車株式会社 | 排気浄化装置の異常診断装置 |
| JP2020190210A (ja) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | 株式会社豊田自動織機 | 排気ガス浄化装置 |
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|---|---|
| JP3826515B2 (ja) | 2006-09-27 |
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