JPH11324829A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
- Publication number
- JPH11324829A JPH11324829A JP10135579A JP13557998A JPH11324829A JP H11324829 A JPH11324829 A JP H11324829A JP 10135579 A JP10135579 A JP 10135579A JP 13557998 A JP13557998 A JP 13557998A JP H11324829 A JPH11324829 A JP H11324829A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- catalyst
- temperature
- air
- fuel ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】内燃機関の排気浄化用の触媒の活性を早期化す
る。 【解決手段】機関の始動後、触媒が活性し始めた状態の
ときから蒸発燃料のパージを開始すると共に、空燃比を
リーン(λ=1.1) に制御し、触媒の活性を検出した
ときに理論空燃比へのフィードバック制御に移行する。
これにより、触媒が活性する温度が低下すると共に、オ
レフィンを多量に含む燃焼排気が触媒に供給されて反応
熱により触媒温度が上昇し、短時間で活性する。
る。 【解決手段】機関の始動後、触媒が活性し始めた状態の
ときから蒸発燃料のパージを開始すると共に、空燃比を
リーン(λ=1.1) に制御し、触媒の活性を検出した
ときに理論空燃比へのフィードバック制御に移行する。
これにより、触媒が活性する温度が低下すると共に、オ
レフィンを多量に含む燃焼排気が触媒に供給されて反応
熱により触媒温度が上昇し、短時間で活性する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化触媒の活性を促進する技術に関する。
化触媒の活性を促進する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】車両用内燃機関では排気浄化触媒を備え
て、排気を浄化(CO,HCの酸化,NOxの還元) す
ることが、一般化しているが、該触媒が浄化機能を発揮
するには、所定以上の温度に加熱して活性する必要があ
る。そこで、機関の低温始動時に触媒を早期に活性させ
るため、キャニスタに蓄えられた蒸発燃料を吸気系にパ
ージすると共に、点火時期を遅角制御するようにしたも
のがある(特開平7−166976号公報) 。即ち、既
に気化している蒸発燃料を供給することにより、機関冷
間時にも点火時期遅角を行うことを可能とし、この点火
時期遅角により排気温度を上昇させて触媒の暖機促進を
図ったものである。
て、排気を浄化(CO,HCの酸化,NOxの還元) す
ることが、一般化しているが、該触媒が浄化機能を発揮
するには、所定以上の温度に加熱して活性する必要があ
る。そこで、機関の低温始動時に触媒を早期に活性させ
るため、キャニスタに蓄えられた蒸発燃料を吸気系にパ
ージすると共に、点火時期を遅角制御するようにしたも
のがある(特開平7−166976号公報) 。即ち、既
に気化している蒸発燃料を供給することにより、機関冷
間時にも点火時期遅角を行うことを可能とし、この点火
時期遅角により排気温度を上昇させて触媒の暖機促進を
図ったものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
式では排気が触媒に達するまでに排気温度が低下し、か
つ、高温排気と熱交換させて触媒温度を間接的に高める
方式であるため触媒の暖機には効率が低い。即ち、効率
的には触媒を直接加熱するのが好ましく、ヒータによっ
て加熱する方式もあるが、コスト高につく。そこで、排
気中に触媒上で反応(燃焼) する成分を含むようにすれ
ば、該反応熱によって触媒を直接加熱して効率良く活性
させることができる。しかし、前記従来方式では、触媒
活性のための蒸発燃料のパージは理論空燃比にフィード
バック制御中に行っており、該理論空燃比制御下では、
触媒と反応する成分の生成は十分ではないため前記反応
熱による温度上昇を期待できず、また、触媒が活性する
温度も高く、触媒の早期活性を十分に促進できるもので
はなかった。
式では排気が触媒に達するまでに排気温度が低下し、か
つ、高温排気と熱交換させて触媒温度を間接的に高める
方式であるため触媒の暖機には効率が低い。即ち、効率
的には触媒を直接加熱するのが好ましく、ヒータによっ
て加熱する方式もあるが、コスト高につく。そこで、排
気中に触媒上で反応(燃焼) する成分を含むようにすれ
ば、該反応熱によって触媒を直接加熱して効率良く活性
させることができる。しかし、前記従来方式では、触媒
活性のための蒸発燃料のパージは理論空燃比にフィード
バック制御中に行っており、該理論空燃比制御下では、
触媒と反応する成分の生成は十分ではないため前記反応
熱による温度上昇を期待できず、また、触媒が活性する
温度も高く、触媒の早期活性を十分に促進できるもので
はなかった。
【0004】本発明は、このような従来の課題に着目し
てなされたもので、適切な性状を有する燃料の供給と適
切な空燃比制御とを組み合わせることにより、排気中に
排気浄化触媒上で良好に反応する成分を多量に発生さ
せ、触媒の活性を十分に促進できるようにした内燃機関
の制御装置を提供することを目的とする。
てなされたもので、適切な性状を有する燃料の供給と適
切な空燃比制御とを組み合わせることにより、排気中に
排気浄化触媒上で良好に反応する成分を多量に発生さ
せ、触媒の活性を十分に促進できるようにした内燃機関
の制御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】このため、請求項1に係
る発明では、排気浄化触媒を備えた内燃機関において、
前記触媒の活性前に、常時使用する燃料よりパラフィン
濃度の高い燃料を燃焼室に供給すると共に、空燃比を理
論空燃比よりリーンに制御するようにしたことを特徴と
する内燃機関の制御装置。
る発明では、排気浄化触媒を備えた内燃機関において、
前記触媒の活性前に、常時使用する燃料よりパラフィン
濃度の高い燃料を燃焼室に供給すると共に、空燃比を理
論空燃比よりリーンに制御するようにしたことを特徴と
する内燃機関の制御装置。
【0006】かかる構成とすると、低温始動時の触媒活
性前に、常時使用する燃料、例えば液状ガソリンよりパ
ラフィン濃度の高い燃料が燃焼室に供給されると共に空
燃比がリーンに制御される。該パラフィン濃度の高い燃
料がリーン空燃比制御条件で燃焼されると、燃焼排気中
に多量のオレフィンが生成され、該オレフィンは触媒上
で反応して発熱し触媒温度を上昇させる。また、リーン
空燃比制御条件では、触媒が活性しはじめる温度が低下
する。
性前に、常時使用する燃料、例えば液状ガソリンよりパ
ラフィン濃度の高い燃料が燃焼室に供給されると共に空
燃比がリーンに制御される。該パラフィン濃度の高い燃
料がリーン空燃比制御条件で燃焼されると、燃焼排気中
に多量のオレフィンが生成され、該オレフィンは触媒上
で反応して発熱し触媒温度を上昇させる。また、リーン
空燃比制御条件では、触媒が活性しはじめる温度が低下
する。
【0007】また、請求項2に係る発明は、前記パラフ
ィン濃度の高い燃料は、常時使用する液体燃料が蒸発し
た燃料であることを特徴とする。かかる構成とすると、
液体燃料例えば液状ガソリンの燃料タンク等で蒸発して
キャニスタ等に蓄えられた燃料が、パラフィン濃度の高
い燃料として低温始動時の触媒活性前に供給される。
ィン濃度の高い燃料は、常時使用する液体燃料が蒸発し
た燃料であることを特徴とする。かかる構成とすると、
液体燃料例えば液状ガソリンの燃料タンク等で蒸発して
キャニスタ等に蓄えられた燃料が、パラフィン濃度の高
い燃料として低温始動時の触媒活性前に供給される。
【0008】また、請求項3に係る発明は、前記パラフ
ィン濃度の高い燃料は、常時使用する液体燃料を改質又
は選択した燃料であることを特徴とする。かかる構成と
すると、液状ガソリン等を改質又は選択してパラフィン
濃度を高めた燃料が、低温始動時の触媒活性前に供給さ
れる。
ィン濃度の高い燃料は、常時使用する液体燃料を改質又
は選択した燃料であることを特徴とする。かかる構成と
すると、液状ガソリン等を改質又は選択してパラフィン
濃度を高めた燃料が、低温始動時の触媒活性前に供給さ
れる。
【0009】また、請求項4に係る発明は、前記触媒が
活性し始める状態のときから、前記パラフィン濃度の高
い燃料の燃焼室への供給を開始することを特徴とする。
かかる構成とすると、前記パラフィン濃度の高い燃料の
供給開始と共に、リーン空燃比制御下の燃焼によって多
量に生成されたオレフィンが、活性し始めた触媒上で活
発に反応して触媒温度が急激に上昇する。
活性し始める状態のときから、前記パラフィン濃度の高
い燃料の燃焼室への供給を開始することを特徴とする。
かかる構成とすると、前記パラフィン濃度の高い燃料の
供給開始と共に、リーン空燃比制御下の燃焼によって多
量に生成されたオレフィンが、活性し始めた触媒上で活
発に反応して触媒温度が急激に上昇する。
【0010】また、請求項5に係る発明は、前記触媒の
活性状態の検出は、触媒下流のHC濃度、触媒入口温
度、触媒温度、走行距離の積算値、機関吸入空気量の積
算値のいずれかに基づいて行うことを特徴とする。かか
る構成とすると、触媒の活性が進むと排気中の未燃HC
が触媒で反応して還元されるため触媒下流のHC濃度が
低下し、また、触媒入口温度や触媒温度が高いときは触
媒の活性が進み、また、走行距離の積算値,機関吸入空
気量の積算値によって触媒に排気を介して供給された熱
量が推定されるので、これらのいずれかに基づいて触媒
の活性状態を検出する。
活性状態の検出は、触媒下流のHC濃度、触媒入口温
度、触媒温度、走行距離の積算値、機関吸入空気量の積
算値のいずれかに基づいて行うことを特徴とする。かか
る構成とすると、触媒の活性が進むと排気中の未燃HC
が触媒で反応して還元されるため触媒下流のHC濃度が
低下し、また、触媒入口温度や触媒温度が高いときは触
媒の活性が進み、また、走行距離の積算値,機関吸入空
気量の積算値によって触媒に排気を介して供給された熱
量が推定されるので、これらのいずれかに基づいて触媒
の活性状態を検出する。
【0011】また、請求項6に係る発明は、前記触媒の
活性が完了した状態を検出した後、空燃比のリーン制御
を停止することを特徴とする。かかる構成とすると、触
媒の活性が完了した状態が検出されると、空燃比のリー
ン制御が停止され、理論空燃比へのフィードバック制御
等へ移行する。
活性が完了した状態を検出した後、空燃比のリーン制御
を停止することを特徴とする。かかる構成とすると、触
媒の活性が完了した状態が検出されると、空燃比のリー
ン制御が停止され、理論空燃比へのフィードバック制御
等へ移行する。
【0012】
【発明の効果】請求項1に係る発明によると、燃焼排気
中に多量に含まれるオレフィンが、触媒上で反応して発
熱し触媒温度を上昇させると共に、リーン空燃比制御条
件では、触媒が活性しはじめる温度が低下することによ
り、触媒の活性早期化を大きく促進することができる。
中に多量に含まれるオレフィンが、触媒上で反応して発
熱し触媒温度を上昇させると共に、リーン空燃比制御条
件では、触媒が活性しはじめる温度が低下することによ
り、触媒の活性早期化を大きく促進することができる。
【0013】請求項2に係る発明によると、常時使用す
る燃料以外にパラフィン濃度の高い燃料を特別に用意す
ることなく、燃料処理が要求されている蒸発燃料を触媒
の活性促進のために利用することができる。請求項3に
係る発明によると、同じく常時使用する燃料以外にパラ
フィン濃度の高い燃料を特別に用意することなく、改質
した燃料を用いて触媒の活性を促進することができる。
る燃料以外にパラフィン濃度の高い燃料を特別に用意す
ることなく、燃料処理が要求されている蒸発燃料を触媒
の活性促進のために利用することができる。請求項3に
係る発明によると、同じく常時使用する燃料以外にパラ
フィン濃度の高い燃料を特別に用意することなく、改質
した燃料を用いて触媒の活性を促進することができる。
【0014】請求項4に係る発明によると、極低温時等
触媒が殆ど働かないときからパラフィン濃度の高い燃料
を供給してオレフィンを生成しても、触媒上で反応しな
いため、無駄に消費されてしまうのに対し、触媒が活性
し始めた状態のときからパラフィン濃度の高い燃料を供
給することにより、該燃料の供給開始と共にオレフィン
が、活性し始めた触媒上で活発に反応して触媒温度が急
激に上昇するので、触媒の活性をより効果的に早期化す
ることができる。
触媒が殆ど働かないときからパラフィン濃度の高い燃料
を供給してオレフィンを生成しても、触媒上で反応しな
いため、無駄に消費されてしまうのに対し、触媒が活性
し始めた状態のときからパラフィン濃度の高い燃料を供
給することにより、該燃料の供給開始と共にオレフィン
が、活性し始めた触媒上で活発に反応して触媒温度が急
激に上昇するので、触媒の活性をより効果的に早期化す
ることができる。
【0015】請求項5に係る発明によると、触媒下流の
HC濃度、触媒入口温度、触媒温度、走行距離の積算
値、機関吸入空気量の積算値のいずれかに基づいて前記
触媒の活性状態を推定によって検出することができる請
求項6に係る発明によると、触媒の活性が完了すると、
空燃比をリーン制御することは触媒活性のためには不要
であるので、リーン制御を停止して活性後の触媒による
排気浄化性能を良好に得られる理論空燃比へのフィード
バック制御等へ移行することができる。
HC濃度、触媒入口温度、触媒温度、走行距離の積算
値、機関吸入空気量の積算値のいずれかに基づいて前記
触媒の活性状態を推定によって検出することができる請
求項6に係る発明によると、触媒の活性が完了すると、
空燃比をリーン制御することは触媒活性のためには不要
であるので、リーン制御を停止して活性後の触媒による
排気浄化性能を良好に得られる理論空燃比へのフィード
バック制御等へ移行することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。図1は実施の一形態を示す内燃機関の
システム図である。先ず、これについて説明する。車両
に搭載される内燃機関1の各気筒の燃焼室には、エアク
リーナ2から吸気通路3により、電制スロットル弁4の
制御を受けて、空気が吸入される。
づいて説明する。図1は実施の一形態を示す内燃機関の
システム図である。先ず、これについて説明する。車両
に搭載される内燃機関1の各気筒の燃焼室には、エアク
リーナ2から吸気通路3により、電制スロットル弁4の
制御を受けて、空気が吸入される。
【0017】そして、燃焼室内に燃料を直接噴射するよ
うに、電磁式の燃料噴射弁5が設けられている。燃料噴
射弁5は、後述するコントロールユニット20から機関
回転に同期して吸気行程又は圧縮行程にて出力される噴
射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所
定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。
そして、噴射された燃料は、吸気行程噴射の場合は燃焼
室内に拡散して均質な混合気を形成し、また圧縮行程噴
射の場合は点火栓6回りに集中的に層状の混合気を形成
し、後述するコントロールユニット20からの点火信号
に基づき、点火栓6により点火されて、燃焼(均質燃焼
又は成層燃焼)する。尚、燃焼方式は、空燃比制御との
組合わせで、理論空燃比での均質ストイキ燃焼、均質リ
ーン燃焼、成層リーン燃焼に分けられる。但し、吸気ポ
ートに燃料噴射する構成であってもよい。
うに、電磁式の燃料噴射弁5が設けられている。燃料噴
射弁5は、後述するコントロールユニット20から機関
回転に同期して吸気行程又は圧縮行程にて出力される噴
射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所
定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。
そして、噴射された燃料は、吸気行程噴射の場合は燃焼
室内に拡散して均質な混合気を形成し、また圧縮行程噴
射の場合は点火栓6回りに集中的に層状の混合気を形成
し、後述するコントロールユニット20からの点火信号
に基づき、点火栓6により点火されて、燃焼(均質燃焼
又は成層燃焼)する。尚、燃焼方式は、空燃比制御との
組合わせで、理論空燃比での均質ストイキ燃焼、均質リ
ーン燃焼、成層リーン燃焼に分けられる。但し、吸気ポ
ートに燃料噴射する構成であってもよい。
【0018】機関1からの排気は排気通路7より排出さ
れ、排気通路7には排気浄化用の触媒8が介装されてい
る。また、燃料タンク9から発生する蒸発燃料を処理す
べく、蒸発燃料処理装置としてのキャニスタ10が設け
られている。キャニスタ10は、密閉容器内に活性炭な
どの吸着剤11を充填したもので、燃料タンク9からの
蒸発燃料導入管12が接続されている。従って、機関1
の停止中に燃料タンク9にて発生した蒸発燃料は、蒸発
燃料導入管12を通って、キャニスタ10に導かれ、こ
こに吸着される。
れ、排気通路7には排気浄化用の触媒8が介装されてい
る。また、燃料タンク9から発生する蒸発燃料を処理す
べく、蒸発燃料処理装置としてのキャニスタ10が設け
られている。キャニスタ10は、密閉容器内に活性炭な
どの吸着剤11を充填したもので、燃料タンク9からの
蒸発燃料導入管12が接続されている。従って、機関1
の停止中に燃料タンク9にて発生した蒸発燃料は、蒸発
燃料導入管12を通って、キャニスタ10に導かれ、こ
こに吸着される。
【0019】キャニスタ10にはまた、新気導入口13
が形成されると共に、パージ通路14が導出されてい
る。パージ通路14はパージ制御弁15を介して吸気通
路3のスロットル弁4下流(吸気マニホールド)に接続
されている。パージ制御弁15は、後述するコントロー
ルユニット20から機関1の運転中に所定の条件で出力
される信号により開弁するようになっている。従って、
機関1が始動され、その後の運転中に、パージ許可条件
が成立すると、パージ制御弁15が開き、機関1の吸入
負圧がキャニスタ10に作用する結果、新気導入口13
から導入される空気によってキャニスタ10の吸着剤1
1に吸着されていた蒸発燃料が脱離され、この脱離した
蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路14を通って吸
気通路3のスロットル弁4下流に吸入され、この後、機
関1の燃焼室内で燃焼処理される。
が形成されると共に、パージ通路14が導出されてい
る。パージ通路14はパージ制御弁15を介して吸気通
路3のスロットル弁4下流(吸気マニホールド)に接続
されている。パージ制御弁15は、後述するコントロー
ルユニット20から機関1の運転中に所定の条件で出力
される信号により開弁するようになっている。従って、
機関1が始動され、その後の運転中に、パージ許可条件
が成立すると、パージ制御弁15が開き、機関1の吸入
負圧がキャニスタ10に作用する結果、新気導入口13
から導入される空気によってキャニスタ10の吸着剤1
1に吸着されていた蒸発燃料が脱離され、この脱離した
蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路14を通って吸
気通路3のスロットル弁4下流に吸入され、この後、機
関1の燃焼室内で燃焼処理される。
【0020】コントロールユニット20は、CPU、R
OM、RAM、A/D変換器及び入出力インターフェイ
ス等を含んで構成されるマイコンを備え、各種センサか
らの入力信号を受け、これに基づいて演算処理して、燃
料噴射弁5、点火栓6及びパージ制御弁15などの作動
を制御する。前記各種センサとしては、機関1のクラン
ク軸又はカム軸回転を検出するクランク角センサ21,
22が設けられている。これらのクランク角センサ2
1,22は、気筒数をnとすると、クランク角720°
/n毎に、予め定めたクランク角位置(例えば圧縮上死
点前110°)で基準パルス信号REFを出力すると共
に、1〜2°毎に単位パルス信号POSを出力するもの
で、基準パルス信号REFの周期などから機関回転速度
Neを算出可能である。
OM、RAM、A/D変換器及び入出力インターフェイ
ス等を含んで構成されるマイコンを備え、各種センサか
らの入力信号を受け、これに基づいて演算処理して、燃
料噴射弁5、点火栓6及びパージ制御弁15などの作動
を制御する。前記各種センサとしては、機関1のクラン
ク軸又はカム軸回転を検出するクランク角センサ21,
22が設けられている。これらのクランク角センサ2
1,22は、気筒数をnとすると、クランク角720°
/n毎に、予め定めたクランク角位置(例えば圧縮上死
点前110°)で基準パルス信号REFを出力すると共
に、1〜2°毎に単位パルス信号POSを出力するもの
で、基準パルス信号REFの周期などから機関回転速度
Neを算出可能である。
【0021】この他、吸気通路3のスロットル弁4上流
で吸入空気流量Qaを検出するエアフローメータ23、
アクセルペダルの踏込み量(アクセル開度)ACCを検
出するアクセルセンサ24、スロットル弁4の開度TV
Oを検出するスロットルセンサ25(スロットル弁4の
全閉位置でONとなるアイドルスイッチを含む)、機関
1の冷却水温Twを検出する水温センサ26、排気通路
7にて排気空燃比のリッチ・リーンに応じた信号を出力
するO2 センサ27、車速VSPを検出する車速センサ
28、触媒8の入口温度TCATを検出する触媒温度セ
ンサ29、キャニスタ10の温度を検出するキャニスタ
温度センサ30などが設けられている。
で吸入空気流量Qaを検出するエアフローメータ23、
アクセルペダルの踏込み量(アクセル開度)ACCを検
出するアクセルセンサ24、スロットル弁4の開度TV
Oを検出するスロットルセンサ25(スロットル弁4の
全閉位置でONとなるアイドルスイッチを含む)、機関
1の冷却水温Twを検出する水温センサ26、排気通路
7にて排気空燃比のリッチ・リーンに応じた信号を出力
するO2 センサ27、車速VSPを検出する車速センサ
28、触媒8の入口温度TCATを検出する触媒温度セ
ンサ29、キャニスタ10の温度を検出するキャニスタ
温度センサ30などが設けられている。
【0022】次に、第1の実施形態に係る低温始動時の
蒸発燃料のパージ及び空燃比制御を、図2に示したフロ
ーチャートに従って説明する。ステップ1では、機関が
運転状態にあるかをフラグFLGIGNの値によって判
別する。前記フラグFLGIGNが1で機関が運転状態
にあると判定されたときはステップ2へ進み、前記冷却
水温Twが設定温度TWLEAN(例えば15°C) 以
上あるかを判定する。前記設定温度TWLEAN未満の
ときは、極端な冷機状態にあり、燃焼安定性の観点から
リーン空燃比制御への移行を禁止するためリターンす
る。
蒸発燃料のパージ及び空燃比制御を、図2に示したフロ
ーチャートに従って説明する。ステップ1では、機関が
運転状態にあるかをフラグFLGIGNの値によって判
別する。前記フラグFLGIGNが1で機関が運転状態
にあると判定されたときはステップ2へ進み、前記冷却
水温Twが設定温度TWLEAN(例えば15°C) 以
上あるかを判定する。前記設定温度TWLEAN未満の
ときは、極端な冷機状態にあり、燃焼安定性の観点から
リーン空燃比制御への移行を禁止するためリターンす
る。
【0023】ステップ2で、冷却水温Twが設定温度T
WLEAN以上と判定された場合は、ステップ3へ進
み、触媒8が活性しているかを判定するため、触媒8の
入口温度TCATが触媒活性完了温度TENDKS(例
えば400°C) 未満であるかを判定する。触媒入口温
度TCATが触媒活性完了温度TENDKS以上であれ
ば、活性は完了しているのでリターンする。
WLEAN以上と判定された場合は、ステップ3へ進
み、触媒8が活性しているかを判定するため、触媒8の
入口温度TCATが触媒活性完了温度TENDKS(例
えば400°C) 未満であるかを判定する。触媒入口温
度TCATが触媒活性完了温度TENDKS以上であれ
ば、活性は完了しているのでリターンする。
【0024】ステップ3で、触媒入口温度TCATが触
媒活性完了温度TENDKS未満と判定されたときは、
ステップ4へ進み、蒸発燃料をパージするため、パージ
制御弁15を所定開度に開弁する。ステップ5では、前
回機関停止時に記憶しておいた蒸発燃料濃度のパラメー
タαp(図3,図4参照) と、その際の吸入空気量A1
と今回の吸入空気量A2、キャニスタ10温度の補正係
数(図5参照) とから、今回蒸発燃料をパージした場合
の目標空燃比(例えばλ=1.1) となるように燃料噴
射量AFPGを算出する。該算出方法については後述す
る。
媒活性完了温度TENDKS未満と判定されたときは、
ステップ4へ進み、蒸発燃料をパージするため、パージ
制御弁15を所定開度に開弁する。ステップ5では、前
回機関停止時に記憶しておいた蒸発燃料濃度のパラメー
タαp(図3,図4参照) と、その際の吸入空気量A1
と今回の吸入空気量A2、キャニスタ10温度の補正係
数(図5参照) とから、今回蒸発燃料をパージした場合
の目標空燃比(例えばλ=1.1) となるように燃料噴
射量AFPGを算出する。該算出方法については後述す
る。
【0025】ステップ6では、前記算出された量の燃料
を噴射供給してリーン空燃比制御を行う。このリーン空
燃比制御下でパラフィン濃度の高い蒸発燃料を燃焼する
ことによって、触媒上での反応性の高いオレフィンが多
量に生成される(図6参照)。また、リーン空燃比制御
により、触媒の活性を示す転化率50%温度=T50温
度(図7参照) が低下する(図8参照) 。つまり、低温
でも活性しやすくなる。この結果、触媒8上では排気中
に多量に含まれるオレフィンが反応して暖機が促進さ
れ、かつ、T50温度の低下により低温でも触媒が活性
しやすくなることによって、触媒8の活性を十分に早期
化できる。
を噴射供給してリーン空燃比制御を行う。このリーン空
燃比制御下でパラフィン濃度の高い蒸発燃料を燃焼する
ことによって、触媒上での反応性の高いオレフィンが多
量に生成される(図6参照)。また、リーン空燃比制御
により、触媒の活性を示す転化率50%温度=T50温
度(図7参照) が低下する(図8参照) 。つまり、低温
でも活性しやすくなる。この結果、触媒8上では排気中
に多量に含まれるオレフィンが反応して暖機が促進さ
れ、かつ、T50温度の低下により低温でも触媒が活性
しやすくなることによって、触媒8の活性を十分に早期
化できる。
【0026】ステップ7では、ステップ3と同様に触媒
8が活性しているかを、触媒入口温度TCATが触媒活
性完了温度TENDKSに達したかによって判定する。
活性していると判定されたときは、ステップ8へ進み、
理論空燃比への空燃比フィードバック制御(λコントロ
ール) に移行する。ここで、前記ステップ5での燃料噴
射量AFPGの算出について、図3を参照して説明す
る。
8が活性しているかを、触媒入口温度TCATが触媒活
性完了温度TENDKSに達したかによって判定する。
活性していると判定されたときは、ステップ8へ進み、
理論空燃比への空燃比フィードバック制御(λコントロ
ール) に移行する。ここで、前記ステップ5での燃料噴
射量AFPGの算出について、図3を参照して説明す
る。
【0027】まず、前回機関停止時に記憶しておいた蒸
発燃料濃度のパラメータαp検出時の吸入空気量をA
1、燃料噴射量をF1とすると、触媒活性後は、理論空
燃比制御を行っているので、A1/F1=14.6/
(1−αp) より、 F1=A1×(1−αp) /14.6 また、αp検出後、次回始動した場合の吸入空気量をA
2、その時の空燃比ずれをαp’とすると、A1・αp
=A2・αp’よりαp’=(A1/A2) ・αp以上
より、次回始動した場合の燃料噴射量をF2とすると、 F2=A2×(1−αp’) /14.6 =A2×[1−(A1/A2) αp]/14.6 また、キャニスタ温度補正係数kにより補正を行うと、 F2=A2×[1−(A1/A2) αp・k]/14.
6 ここで、始動時は、λ=1.1にリーン空燃比制御する
ので、 APFG=F2/1.1=A2×[1−(A1/A2)
αp・k]/(14.6×1.1) となる。
発燃料濃度のパラメータαp検出時の吸入空気量をA
1、燃料噴射量をF1とすると、触媒活性後は、理論空
燃比制御を行っているので、A1/F1=14.6/
(1−αp) より、 F1=A1×(1−αp) /14.6 また、αp検出後、次回始動した場合の吸入空気量をA
2、その時の空燃比ずれをαp’とすると、A1・αp
=A2・αp’よりαp’=(A1/A2) ・αp以上
より、次回始動した場合の燃料噴射量をF2とすると、 F2=A2×(1−αp’) /14.6 =A2×[1−(A1/A2) αp]/14.6 また、キャニスタ温度補正係数kにより補正を行うと、 F2=A2×[1−(A1/A2) αp・k]/14.
6 ここで、始動時は、λ=1.1にリーン空燃比制御する
ので、 APFG=F2/1.1=A2×[1−(A1/A2)
αp・k]/(14.6×1.1) となる。
【0028】図4は、前記機関停止時の空燃比フィード
バック補正係数αpを記憶するルーチンのフローチャー
トである。ステップ11では、理論空燃比フィードバック
制御中であることを示すフラグFLAMが1で、かつ、
パージ制御弁15が開弁していることを示すフラグFL
GDTYが1であるかを判定し、該条件成立時はステッ
プ12へ進む。
バック補正係数αpを記憶するルーチンのフローチャー
トである。ステップ11では、理論空燃比フィードバック
制御中であることを示すフラグFLAMが1で、かつ、
パージ制御弁15が開弁していることを示すフラグFL
GDTYが1であるかを判定し、該条件成立時はステッ
プ12へ進む。
【0029】ステップ12では、空燃比フィードバック補
正係数αが反転したかを、反転したことを示すフラグF
HNTNが1であるかによって判定する。ステップ12で
αの反転時と判定されたときは、ステップ13へ進んでα
の変動が殆どないことを判定するため、その時のα1周
期分の平均αM0と、その1周期分前の平均αM1との差Δ
αが所定値DALPHA以下であるかを判定する。
正係数αが反転したかを、反転したことを示すフラグF
HNTNが1であるかによって判定する。ステップ12で
αの反転時と判定されたときは、ステップ13へ進んでα
の変動が殆どないことを判定するため、その時のα1周
期分の平均αM0と、その1周期分前の平均αM1との差Δ
αが所定値DALPHA以下であるかを判定する。
【0030】ステップ13で差Δαが所定値DALPHA
以下で、αの変動が殆どないと判定されたときは、ステ
ップ14へ進んでそのときのα又は平均αM0をαpとして
記憶する。次に、第2の実施の形態に係る低温始動時の
パージ及び空燃比制御を、図9のフローチャートに従っ
て説明する。
以下で、αの変動が殆どないと判定されたときは、ステ
ップ14へ進んでそのときのα又は平均αM0をαpとして
記憶する。次に、第2の実施の形態に係る低温始動時の
パージ及び空燃比制御を、図9のフローチャートに従っ
て説明する。
【0031】このものは、蒸発燃料のパージ及びリーン
空燃比制御を、触媒8が活性する少し前で開始するよう
にしたものであり、図2に示した第1の実施の形態のフ
ローチャートと異なるのは、ステップ3の後のステップ
3aにおいて、触媒8が活性しはじめる状態かを判定す
るため、触媒入口温度TCATが触媒活性開始温度TS
TKA(例えば250°C) より所定温度a低い温度
(TSTKA−a) 以上となったかを判定する。この目
的は、より濃度の高い蒸発燃料を触媒活性開始より少し
前にパージすることにより、更なる触媒活性の早期化を
狙ったものである。即ち、一般に冷機時のキャニスタ1
0からの蒸発燃料は、供給開始後徐々に薄くなるので
(図10参照) 、触媒の活性に促進一番効果的な所で濃
い蒸発燃料を供給するように供給タイミングを設定す
る。前記所定温度aは、触媒活性開始温度が水温Tw低
下に応じて高くなるので(図11参照) 、水温Twが低
いときほど所定温度aを高くして、より低温からパージ
開始とする。これは水温が低いときは外気温度も低く、
放熱量が大きくなり触媒が暖まりにくいので、なるべく
早期に蒸発燃料を供給して少しでも触媒の活性を早める
ようにするためである。触媒入口温度TCATが触媒活
性開始温度TSTKAより所定温度a低い温度(TST
KA−a) 未満のときは、蒸発燃料供給により反応性の
高いオレフィンを多量に含む排気を供給しても低温すぎ
て触媒8が殆ど働かず、触媒活性促進効果が薄いので、
蒸発燃料の供給、リーン空燃比制御を行うことなく、リ
ターンする。前記第2の実施の形態における始動後のリ
ーン空燃比制御及び蒸発燃料パージの様子を図12に示
す。
空燃比制御を、触媒8が活性する少し前で開始するよう
にしたものであり、図2に示した第1の実施の形態のフ
ローチャートと異なるのは、ステップ3の後のステップ
3aにおいて、触媒8が活性しはじめる状態かを判定す
るため、触媒入口温度TCATが触媒活性開始温度TS
TKA(例えば250°C) より所定温度a低い温度
(TSTKA−a) 以上となったかを判定する。この目
的は、より濃度の高い蒸発燃料を触媒活性開始より少し
前にパージすることにより、更なる触媒活性の早期化を
狙ったものである。即ち、一般に冷機時のキャニスタ1
0からの蒸発燃料は、供給開始後徐々に薄くなるので
(図10参照) 、触媒の活性に促進一番効果的な所で濃
い蒸発燃料を供給するように供給タイミングを設定す
る。前記所定温度aは、触媒活性開始温度が水温Tw低
下に応じて高くなるので(図11参照) 、水温Twが低
いときほど所定温度aを高くして、より低温からパージ
開始とする。これは水温が低いときは外気温度も低く、
放熱量が大きくなり触媒が暖まりにくいので、なるべく
早期に蒸発燃料を供給して少しでも触媒の活性を早める
ようにするためである。触媒入口温度TCATが触媒活
性開始温度TSTKAより所定温度a低い温度(TST
KA−a) 未満のときは、蒸発燃料供給により反応性の
高いオレフィンを多量に含む排気を供給しても低温すぎ
て触媒8が殆ど働かず、触媒活性促進効果が薄いので、
蒸発燃料の供給、リーン空燃比制御を行うことなく、リ
ターンする。前記第2の実施の形態における始動後のリ
ーン空燃比制御及び蒸発燃料パージの様子を図12に示
す。
【0032】なお、触媒活性の検出は、前記触媒温度セ
ンサ29による触媒入口温度による他、触媒温度、触媒
下流のHC濃度、走行距離の積算値、吸入空気量の積算
値により検出するようにしてもよい。また、触媒8が殆
ど働かない前記活性開始温度TSTKAより所定温度a
低い設定温度未満のときは、従来例で示したような蒸発
燃料のパージと点火時期遅角制御とを行って、排気熱に
よる触媒8の暖機を促進し、前記設定温度以上になった
ら前記蒸発燃料のパージとリーン空燃比制御とを開始す
るようにしてもよい。この場合、前記第2の実施の形態
と比較すると、パージ開始時期が早められるので前記設
定温度以上で供給される蒸発燃料は薄くなるが、一方、
該設定温度になるまでの時間は短縮され、かつ、該時間
の短縮により蒸発燃料の希薄度合いが小さくて済むた
め、十分触媒8の活性を早期化できる。また、前記蒸発
燃料のパージと点火時期遅角制御の開始時期を遅らせた
り、前記設定温度以上のときよりパージ流量を少なくす
るなどして、最終的に最も触媒8の活性を早期化できる
ようにすることができる。
ンサ29による触媒入口温度による他、触媒温度、触媒
下流のHC濃度、走行距離の積算値、吸入空気量の積算
値により検出するようにしてもよい。また、触媒8が殆
ど働かない前記活性開始温度TSTKAより所定温度a
低い設定温度未満のときは、従来例で示したような蒸発
燃料のパージと点火時期遅角制御とを行って、排気熱に
よる触媒8の暖機を促進し、前記設定温度以上になった
ら前記蒸発燃料のパージとリーン空燃比制御とを開始す
るようにしてもよい。この場合、前記第2の実施の形態
と比較すると、パージ開始時期が早められるので前記設
定温度以上で供給される蒸発燃料は薄くなるが、一方、
該設定温度になるまでの時間は短縮され、かつ、該時間
の短縮により蒸発燃料の希薄度合いが小さくて済むた
め、十分触媒8の活性を早期化できる。また、前記蒸発
燃料のパージと点火時期遅角制御の開始時期を遅らせた
り、前記設定温度以上のときよりパージ流量を少なくす
るなどして、最終的に最も触媒8の活性を早期化できる
ようにすることができる。
【0033】なお、以上の実施の形態では触媒活性早期
化のための燃料として蒸発燃料を使用するものを示した
が、この他、燃料を改質してパラフィン濃度を高めた燃
料を使用するものであってもよい。
化のための燃料として蒸発燃料を使用するものを示した
が、この他、燃料を改質してパラフィン濃度を高めた燃
料を使用するものであってもよい。
【図1】本発明の一実施形態のシステム構成を示す図。
【図2】第1の実施形態におけるパージ制御及び空燃比
制御ルーチンを示すフローチャート。
制御ルーチンを示すフローチャート。
【図3】機関停止時に記憶される空燃比フィードバック
補正係数αの様子を示すタイムチャート。
補正係数αの様子を示すタイムチャート。
【図4】同上の空燃比フィードバック補正係数αを機関
停止時に記憶するルーチンのフローチャート。
停止時に記憶するルーチンのフローチャート。
【図5】同上の実施の形態におけるキャニスタ温度によ
る補正係数kを設定したマップ。
る補正係数kを設定したマップ。
【図6】空燃比と蒸発燃料パージの有無に応じた燃焼排
気中に含まれるオレフィンの割合を示す図。
気中に含まれるオレフィンの割合を示す図。
【図7】触媒温度と触媒転化率との関係を示す図。
【図8】空燃比とT50温度との関係を示す図。
【図9】第2の実施の形態変化におけるパージ制御及び
空燃比制御ルーチンを示すフローチャート。
空燃比制御ルーチンを示すフローチャート。
【図10】キャニスタ中燃料濃度と経過時間との関係を示
す図。
す図。
【図11】機関冷却水温とaとの関係を示す図。
【図12】第2の実施の形態における始動後のリーン空燃
比制御及び蒸発燃料パージの様子を示すタイムチャー
ト。
比制御及び蒸発燃料パージの様子を示すタイムチャー
ト。
1 内燃機関 5 燃料噴射弁 9 燃料タンク 10 キャニスタ 11 吸着剤 12 蒸発燃料導入管 14 パージ通路 15 パージ制御弁 20 コントロールユニット
Claims (6)
- 【請求項1】排気浄化触媒を備えた内燃機関において、
前記触媒の活性前に、常時使用する燃料よりパラフィン
濃度の高い燃料を燃焼室に供給すると共に、空燃比を理
論空燃比よりリーンに制御するようにしたことを特徴と
する内燃機関の制御装置。 - 【請求項2】前記パラフィン濃度の高い燃料は、常時使
用する液体燃料が蒸発した燃料であることを特徴とする
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項3】前記パラフィン濃度の高い燃料は、常時使
用する液体燃料を改質又は選択した燃料であることを特
徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項4】前記触媒が活性し始める状態のときから、
前記パラフィン濃度の高い燃料の燃焼室への供給を開始
することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1
つに記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項5】前記触媒の活性状態の検出を、触媒下流の
HC濃度、触媒入口温度、触媒温度、走行距離の積算
値、機関吸入空気量の積算値のいずれかに基づいて行う
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに
記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項6】前記触媒の活性が完了した状態を検出した
後、空燃比のリーン制御を停止することを特徴とする請
求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の内燃機関の制
御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10135579A JPH11324829A (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10135579A JPH11324829A (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11324829A true JPH11324829A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15155124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10135579A Pending JPH11324829A (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11324829A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011132322A1 (ja) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP5429378B2 (ja) * | 2010-07-21 | 2014-02-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
-
1998
- 1998-05-18 JP JP10135579A patent/JPH11324829A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011132322A1 (ja) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
CN102791980A (zh) * | 2010-04-22 | 2012-11-21 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
JP5429378B2 (ja) * | 2010-07-21 | 2014-02-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5482017A (en) | Reduction of cold-start emissions and catalyst warm-up time with direct fuel injection | |
JP2008223765A (ja) | エンジン制御方法 | |
JP3496468B2 (ja) | 内燃機関の蒸発燃料濃度判定装置 | |
US20080236144A1 (en) | Control system of internal combustion engine and method for controlling the same | |
JP2007315353A (ja) | 内燃機関の排気浄化触媒暖機システム | |
US6170260B1 (en) | Exhaust emission control apparatus for combustion engine | |
JP2004315320A (ja) | 改質触媒劣化判定装置、燃料改質装置および改質触媒劣化判定方法 | |
JP6717091B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化触媒の暖機方法 | |
JP2002130013A (ja) | 筒内噴射式内燃機関の制御装置 | |
JP4378829B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP3753166B2 (ja) | 内燃機関の蒸発燃料処理装置 | |
JP2001355523A (ja) | 内燃機関 | |
JP2006242076A (ja) | 水素利用内燃機関の制御装置 | |
JP2007056700A (ja) | 水素エンジンの制御装置 | |
JP4292671B2 (ja) | 内燃機関の炭化水素排出量低減装置 | |
JPH11324829A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JPH08200166A (ja) | 空燃比制御装置 | |
JP3555394B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP3106823B2 (ja) | エンジンの蒸発燃料処理装置 | |
JP2001073913A (ja) | 直噴火花点火式内燃機関の制御装置 | |
JP2007002734A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP3562248B2 (ja) | 内燃機関の蒸発燃料処理装置 | |
JP2004183581A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2012197771A (ja) | 内燃機関 | |
JP4635736B2 (ja) | 内燃機関の排気温度制御装置 |