JP2000337131A - 内燃機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気ガス浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＯx浄化手段の劣化を短時間に精度良く検
出する。また、燃費の向上，及び大気に放出する排気ガ
ス中のＮＯx濃度の低減を図る。 【解決手段】 ＮＯx浄化手段の劣化診断処理におい
て、ＥＣＵは、先ず、リーンバーン制御中であるかどう
か（Ｓ１），リッチスパイク制御中であるかどうか（Ｓ
２），及び運転状態変化があるかどうか（Ｓ３）を判定
する。次いで、劣化判断手段は、運転状態変化が「無」
の場合には、ＮＯx吸収剤の排気通路下流に配したＮＯx
センサからの出力ピーク値を検出し（Ｓ４）、劣化度合
いを検出する（Ｓ６）。他方、運転状態変化が「有」の
場合には、ＮＯx吸収剤の排気通路下流に配したＯ2セン
サの出力電圧より理論空燃比近傍での停滞時間を検出し
（Ｓ５）、劣化度合いを検出する（Ｓ６）。そして、こ
れらを基にＮＯx吸収剤の劣化度合いを判定し（Ｓ
７）、劣化度が「大」であれば、ＭＩＬ点灯を行う（Ｓ
８）。
出する。また、燃費の向上，及び大気に放出する排気ガ
ス中のＮＯx濃度の低減を図る。 【解決手段】 ＮＯx浄化手段の劣化診断処理におい
て、ＥＣＵは、先ず、リーンバーン制御中であるかどう
か（Ｓ１），リッチスパイク制御中であるかどうか（Ｓ
２），及び運転状態変化があるかどうか（Ｓ３）を判定
する。次いで、劣化判断手段は、運転状態変化が「無」
の場合には、ＮＯx吸収剤の排気通路下流に配したＮＯx
センサからの出力ピーク値を検出し（Ｓ４）、劣化度合
いを検出する（Ｓ６）。他方、運転状態変化が「有」の
場合には、ＮＯx吸収剤の排気通路下流に配したＯ2セン
サの出力電圧より理論空燃比近傍での停滞時間を検出し
（Ｓ５）、劣化度合いを検出する（Ｓ６）。そして、こ
れらを基にＮＯx吸収剤の劣化度合いを判定し（Ｓ
７）、劣化度が「大」であれば、ＭＩＬ点灯を行う（Ｓ
８）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関およびそ
の排気系に設けられる排気ガス浄化装置に係わり、特
に、窒素酸化物浄化手段の短時間かつ高精度な劣化検
出，燃費の向上，及び大気に放出する排気ガス中の窒素
酸化物濃度の低減に有効な技術に関する。
の排気系に設けられる排気ガス浄化装置に係わり、特
に、窒素酸化物浄化手段の短時間かつ高精度な劣化検
出，燃費の向上，及び大気に放出する排気ガス中の窒素
酸化物濃度の低減に有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】理論空燃比（約１４．７）よりも大きい
空燃比で運転されるリーンバーンエンジンでは、排気ガ
スの空燃比がリーン雰囲気の時に窒素酸化物（以下、単
にＮＯxと略記する。）を吸収し、排気ガスがリーン雰
囲気からリッチ雰囲気になると、吸収したＮＯxを還元
するＮＯx吸収剤をエンジンの排気系に配置することが
知られている。
空燃比で運転されるリーンバーンエンジンでは、排気ガ
スの空燃比がリーン雰囲気の時に窒素酸化物（以下、単
にＮＯxと略記する。）を吸収し、排気ガスがリーン雰
囲気からリッチ雰囲気になると、吸収したＮＯxを還元
するＮＯx吸収剤をエンジンの排気系に配置することが
知られている。
【０００３】このＮＯx吸収剤が吸収することのできる
ＮＯx量には当然限界があり、その吸収性能は、走行距
離の増大や硫黄被毒に応じて劣化する。このため、空燃
比を一時的にリッチ化（以下、還元リッチ制御とい
う。）してＮＯx吸収剤からＮＯxを放出させ、これを還
元する空燃比制御方法が従来より知られている（特開平
６−２９４３１９号）。
ＮＯx量には当然限界があり、その吸収性能は、走行距
離の増大や硫黄被毒に応じて劣化する。このため、空燃
比を一時的にリッチ化（以下、還元リッチ制御とい
う。）してＮＯx吸収剤からＮＯxを放出させ、これを還
元する空燃比制御方法が従来より知られている（特開平
６−２９４３１９号）。
【０００４】また、かかる空燃比制御を実行するにあた
り、ＮＯx吸収剤の下流に排気ガス中のＮＯx濃度を検出
するＮＯxセンサを設け、空燃比をリッチからリーンに
切り換えた後、ＮＯxセンサの出力が予め定められたス
ライスレベルを超えるまでの時間が所定値よりも短くな
ったときに、ＮＯx吸収剤が劣化したと診断する手法が
知られている（特開平９−８８５６０号）。
り、ＮＯx吸収剤の下流に排気ガス中のＮＯx濃度を検出
するＮＯxセンサを設け、空燃比をリッチからリーンに
切り換えた後、ＮＯxセンサの出力が予め定められたス
ライスレベルを超えるまでの時間が所定値よりも短くな
ったときに、ＮＯx吸収剤が劣化したと診断する手法が
知られている（特開平９−８８５６０号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
劣化診断手法では、ＮＯx吸収剤の劣化度合いを検出す
るのに時間がかかるという欠点を有していた。また、排
気ガス中のＮＯx濃度は、エンジンの運転状態に応じて
変化するため、劣化検出の精度を上げるには、かかる変
化を考慮したうえで劣化を診断する必要があり、検出が
複雑になるという問題もある。
劣化診断手法では、ＮＯx吸収剤の劣化度合いを検出す
るのに時間がかかるという欠点を有していた。また、排
気ガス中のＮＯx濃度は、エンジンの運転状態に応じて
変化するため、劣化検出の精度を上げるには、かかる変
化を考慮したうえで劣化を診断する必要があり、検出が
複雑になるという問題もある。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、窒素酸化物浄化手
段の劣化を短時間に精度良く検出可能とすることにあ
る。また、窒素酸化物浄化手段の劣化度合いに応じた空
燃比制御を行い、燃費の向上，及び大気に放出する排気
ガス中の窒素酸化物濃度の低減を図ることにある。
たもので、その目的とするところは、窒素酸化物浄化手
段の劣化を短時間に精度良く検出可能とすることにあ
る。また、窒素酸化物浄化手段の劣化度合いに応じた空
燃比制御を行い、燃費の向上，及び大気に放出する排気
ガス中の窒素酸化物濃度の低減を図ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の排気ガス浄化装置は、内燃機関（エンジン
１）の排気系に設けられる排気ガス浄化装置であって、
排気ガスがリーン雰囲気の時には排気ガス中のＮＯxを
吸収し、排気ガスがリッチ雰囲気の時には吸収したＮＯ
xを還元するＮＯx浄化手段（ＮＯx吸収剤２）と、前記
ＮＯx浄化手段の下流側で排気ガス中のＮＯx濃度を検出
するＮＯx濃度検出手段（ＮＯxセンサ４）と、排気ガス
がリーン雰囲気からリッチ雰囲気へと切り換えられた時
の前記ＮＯx濃度検出手段の出力に応じて、前記ＮＯx浄
化手段の劣化を診断する劣化診断手段（ＥＣＵ３）とを
備えることを特徴としている。
め、本発明の排気ガス浄化装置は、内燃機関（エンジン
１）の排気系に設けられる排気ガス浄化装置であって、
排気ガスがリーン雰囲気の時には排気ガス中のＮＯxを
吸収し、排気ガスがリッチ雰囲気の時には吸収したＮＯ
xを還元するＮＯx浄化手段（ＮＯx吸収剤２）と、前記
ＮＯx浄化手段の下流側で排気ガス中のＮＯx濃度を検出
するＮＯx濃度検出手段（ＮＯxセンサ４）と、排気ガス
がリーン雰囲気からリッチ雰囲気へと切り換えられた時
の前記ＮＯx濃度検出手段の出力に応じて、前記ＮＯx浄
化手段の劣化を診断する劣化診断手段（ＥＣＵ３）とを
備えることを特徴としている。
【０００８】本発明の発明者は、ＮＯx浄化手段で吸収
したＮＯxが飽和した状態において、排気ガスがリーン
雰囲気からリッチ雰囲気へと切り換えられると、ＮＯx
濃度検出手段からの出力がＮＯx浄化手段の劣化レベル
に応じて変化する、という現象が生じるとの知見を得て
おり、本発明は、かかる現象に着目して診断を行うこと
により、ＮＯx浄化手段の劣化を短時間で検出すること
を可能にするものである。
したＮＯxが飽和した状態において、排気ガスがリーン
雰囲気からリッチ雰囲気へと切り換えられると、ＮＯx
濃度検出手段からの出力がＮＯx浄化手段の劣化レベル
に応じて変化する、という現象が生じるとの知見を得て
おり、本発明は、かかる現象に着目して診断を行うこと
により、ＮＯx浄化手段の劣化を短時間で検出すること
を可能にするものである。
【０００９】このＮＯx濃度検出手段からの出力は、排
気ガスがリーン雰囲気からリッチ雰囲気へ切り換えられ
ると、ＮＯx浄化手段のＮＯx吸収能力が高い程（劣化が
緩い程）、増加する傾向を示し、しかもそのピーク値は
リーン雰囲気からリッチ雰囲気へ切り換えてから短時間
で現れる。
気ガスがリーン雰囲気からリッチ雰囲気へ切り換えられ
ると、ＮＯx浄化手段のＮＯx吸収能力が高い程（劣化が
緩い程）、増加する傾向を示し、しかもそのピーク値は
リーン雰囲気からリッチ雰囲気へ切り換えてから短時間
で現れる。
【００１０】よって、上記の構成では、ＮＯx濃度検出
手段からの出力ピーク値Ｐ1，Ｐ2（または、ＮＯx飽和
状態の出力からピーク値Ｐ1，Ｐ2までの増分Δ1，Δ2）
を劣化診断手段で検出することにより（図４のステップ
Ｓ４，ステップＳ６）、短時間でＮＯx浄化手段の劣化
度合いを診断することが可能になっている（ステップＳ
７）。
手段からの出力ピーク値Ｐ1，Ｐ2（または、ＮＯx飽和
状態の出力からピーク値Ｐ1，Ｐ2までの増分Δ1，Δ2）
を劣化診断手段で検出することにより（図４のステップ
Ｓ４，ステップＳ６）、短時間でＮＯx浄化手段の劣化
度合いを診断することが可能になっている（ステップＳ
７）。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。図１は、エンジン（内燃機
関）およびその排気系を示すシステム構成図であり、同
図中、符号１はエンジン、２はＮＯx吸収剤（窒素酸化
物浄化手段）、３はエンジン制御用電子コントロールユ
ニット（以下、単に「ＥＣＵ」という。）、４はＮＯx
センサ（窒素酸化物濃度検出手段）、５は三元触媒、６
は制御用空燃比センサを示している。なお、図１には示
していないが、ＮＯx吸収剤２の排気通路下流には、Ｅ
ＣＵ３と接続されたＯ2センサも設けられている。
施の形態について説明する。図１は、エンジン（内燃機
関）およびその排気系を示すシステム構成図であり、同
図中、符号１はエンジン、２はＮＯx吸収剤（窒素酸化
物浄化手段）、３はエンジン制御用電子コントロールユ
ニット（以下、単に「ＥＣＵ」という。）、４はＮＯx
センサ（窒素酸化物濃度検出手段）、５は三元触媒、６
は制御用空燃比センサを示している。なお、図１には示
していないが、ＮＯx吸収剤２の排気通路下流には、Ｅ
ＣＵ３と接続されたＯ2センサも設けられている。
【００１２】エンジン１の吸気通路には燃料噴射弁（図
示略）が設けられており、この燃料噴射弁は、ＥＣＵ３
により制御される。さらに、エンジン１の運転状態を検
出するセンサ（図示略）が各種取り付けられ、センサの
出力はＥＣＵ３に入力される。ＥＣＵ３は、この燃料噴
射弁を制御することにより、目標空燃比を理論空燃比，
リーン空燃比，及びリッチ空燃比にそれぞれ切り換える
空燃比制御を行う他、ＮＯx吸収剤２の劣化診断をも行
う。
示略）が設けられており、この燃料噴射弁は、ＥＣＵ３
により制御される。さらに、エンジン１の運転状態を検
出するセンサ（図示略）が各種取り付けられ、センサの
出力はＥＣＵ３に入力される。ＥＣＵ３は、この燃料噴
射弁を制御することにより、目標空燃比を理論空燃比，
リーン空燃比，及びリッチ空燃比にそれぞれ切り換える
空燃比制御を行う他、ＮＯx吸収剤２の劣化診断をも行
う。
【００１３】このため、ＥＣＵ３は、劣化診断手段を備
えており、この劣化診断手段で所定レベル以上の劣化と
診断した場合には警告灯（MIL）を点灯させる。この劣
化診断手段は、ＮＯx吸収剤２に吸収されたＮＯxが飽和
した状態において、排気ガスをリーン雰囲気からリッチ
雰囲気に切り換えると、ＮＯxセンサ４およびＯ2センか
らの出力が、ともにＮＯx吸収剤２の劣化レベルに応じ
て変化する、という現象に着目して診断を行う。
えており、この劣化診断手段で所定レベル以上の劣化と
診断した場合には警告灯（MIL）を点灯させる。この劣
化診断手段は、ＮＯx吸収剤２に吸収されたＮＯxが飽和
した状態において、排気ガスをリーン雰囲気からリッチ
雰囲気に切り換えると、ＮＯxセンサ４およびＯ2センか
らの出力が、ともにＮＯx吸収剤２の劣化レベルに応じ
て変化する、という現象に着目して診断を行う。
【００１４】劣化診断手段による診断方法について、図
２および図３を用いて説明する。これらの図中、「耐
久」は、８０，０００ｋｍ走行時のＮＯx吸収剤，「Ｓ
劣化」は、燃料中の硫黄成分を多量に吸収することによ
りＮＯx吸収力が低下したＮＯx吸収剤，「吸収能力無」
は、ＮＯxを全く吸収することができなくなったＮＯx吸
収剤を示しており、劣化度合いは、耐久＜Ｓ劣化＜吸収
力無の順に大きくなる。また、破線で示す「Ａ／Ｆ」
は、排気ガスの空燃比を示している。
２および図３を用いて説明する。これらの図中、「耐
久」は、８０，０００ｋｍ走行時のＮＯx吸収剤，「Ｓ
劣化」は、燃料中の硫黄成分を多量に吸収することによ
りＮＯx吸収力が低下したＮＯx吸収剤，「吸収能力無」
は、ＮＯxを全く吸収することができなくなったＮＯx吸
収剤を示しており、劣化度合いは、耐久＜Ｓ劣化＜吸収
力無の順に大きくなる。また、破線で示す「Ａ／Ｆ」
は、排気ガスの空燃比を示している。
【００１５】図２より明らかなように、排気ガスをリー
ン雰囲気からリッチ雰囲気に切り換えると、ＮＯxセン
サ４の出力電圧は、ＮＯx吸収剤２のＮＯx吸収能力が高
い程、すなわち劣化が緩い程増加し、ＮＯx吸収剤２の
ＮＯx吸収能力が完全に劣化している場合は、増加する
ことなく逆に低下する。よって、この出力電圧のピーク
値Ｐ1,Ｐ2（または、飽和状態からの増分Δ1,Δ2）に基
づいて、ＮＯx吸収剤２の劣化度合いを診断することが
できる。
ン雰囲気からリッチ雰囲気に切り換えると、ＮＯxセン
サ４の出力電圧は、ＮＯx吸収剤２のＮＯx吸収能力が高
い程、すなわち劣化が緩い程増加し、ＮＯx吸収剤２の
ＮＯx吸収能力が完全に劣化している場合は、増加する
ことなく逆に低下する。よって、この出力電圧のピーク
値Ｐ1,Ｐ2（または、飽和状態からの増分Δ1,Δ2）に基
づいて、ＮＯx吸収剤２の劣化度合いを診断することが
できる。
【００１６】また、図３より明らかなように、排気ガス
をリーン雰囲気からリッチ雰囲気に切り換えると、Ｏ2
センサの出力電圧は、ＮＯx吸収剤２に吸収されたＮＯx
の除去が終了するまでの間は理論空燃比近傍（図３で
は、破線で示すＡ／Ｆが最もリッチ側に位置するときの
空燃比近傍）で停滞し、その停滞時間Ｔ1，Ｔ2は、ＮＯ
x吸収剤２のＮＯx吸収能力が高い程、すなわち劣化が緩
い程長くなる。よって、この停滞時間Ｔ1，Ｔ2の長短に
基づいて、ＮＯx吸収剤２の劣化度合いを診断すること
ができる。
をリーン雰囲気からリッチ雰囲気に切り換えると、Ｏ2
センサの出力電圧は、ＮＯx吸収剤２に吸収されたＮＯx
の除去が終了するまでの間は理論空燃比近傍（図３で
は、破線で示すＡ／Ｆが最もリッチ側に位置するときの
空燃比近傍）で停滞し、その停滞時間Ｔ1，Ｔ2は、ＮＯ
x吸収剤２のＮＯx吸収能力が高い程、すなわち劣化が緩
い程長くなる。よって、この停滞時間Ｔ1，Ｔ2の長短に
基づいて、ＮＯx吸収剤２の劣化度合いを診断すること
ができる。
【００１７】以上のように、劣化診断手段は、ＮＯxセ
ンサ４またはＯ2センサからの出力電圧を基にＮＯx吸収
剤２の劣化診断を行うことができるが、本実施形態で
は、運転状態変化の有無に応じていずれか一方の出力を
選択して劣化診断に用いている。劣化診断に用いる出力
を選択的に切り換える理由は、排気ガス中のＮＯx濃度
は、スロットルの急閉等運転状態の変化により変動する
ことがあり、ＮＯxセンサ４からの出力電圧のみに基づ
く劣化診断では、誤診の可能性を生じるからである。
ンサ４またはＯ2センサからの出力電圧を基にＮＯx吸収
剤２の劣化診断を行うことができるが、本実施形態で
は、運転状態変化の有無に応じていずれか一方の出力を
選択して劣化診断に用いている。劣化診断に用いる出力
を選択的に切り換える理由は、排気ガス中のＮＯx濃度
は、スロットルの急閉等運転状態の変化により変動する
ことがあり、ＮＯxセンサ４からの出力電圧のみに基づ
く劣化診断では、誤診の可能性を生じるからである。
【００１８】三元触媒５は、例えば、アルミナ等の担体
上に白金，ロジウム，パラジウム等の貴金属が担持され
てなる。この三元触媒５は、エンジン１の排気通路内に
介装されていて、理論空燃比で排気ガス中のＮＯxの還
元と、ＨＣ及びＣＯの酸化を同時に行う。制御用空燃比
センサ６は、三元触媒５よりも排気通路上流に配置され
ている。この制御用空燃比センサ６からは、排気ガス中
の酸素濃度に略比例するレベルの電圧が出力され、この
出力電圧は、ＥＣＵ３による空燃比制御に用いられる。
上に白金，ロジウム，パラジウム等の貴金属が担持され
てなる。この三元触媒５は、エンジン１の排気通路内に
介装されていて、理論空燃比で排気ガス中のＮＯxの還
元と、ＨＣ及びＣＯの酸化を同時に行う。制御用空燃比
センサ６は、三元触媒５よりも排気通路上流に配置され
ている。この制御用空燃比センサ６からは、排気ガス中
の酸素濃度に略比例するレベルの電圧が出力され、この
出力電圧は、ＥＣＵ３による空燃比制御に用いられる。
【００１９】ＮＯx吸収剤２は、例えば、アルミナ等の
担体上に、アルカリ金属，アルカリ土類金属，及び希土
類金属の少なくともいずれか１つと白金等の貴金属とが
担持されてなる。このＮＯx吸収剤２は、三元触媒５よ
りも排気通路下流に介装されていて、排気ガスがリーン
雰囲気の時には排気ガス中のＮＯxを吸収し、排気ガス
がリッチ雰囲気の時には吸収したＮＯxを還元するた
め、リーン雰囲気における三元触媒５のＮＯx浄化率の
低下を補うことができる。
担体上に、アルカリ金属，アルカリ土類金属，及び希土
類金属の少なくともいずれか１つと白金等の貴金属とが
担持されてなる。このＮＯx吸収剤２は、三元触媒５よ
りも排気通路下流に介装されていて、排気ガスがリーン
雰囲気の時には排気ガス中のＮＯxを吸収し、排気ガス
がリッチ雰囲気の時には吸収したＮＯxを還元するた
め、リーン雰囲気における三元触媒５のＮＯx浄化率の
低下を補うことができる。
【００２０】ＮＯxセンサ４は、ＮＯx吸収剤２よりも排
気通路下流に配置されている。このＮＯxセンサ４から
は、排ガス中に含まれるＮＯx濃度に応じた電圧が出力
され、この出力電圧は、上述したように、ＥＣＵ３の劣
化診断手段によるＮＯx吸収剤２の劣化診断に用いられ
る。
気通路下流に配置されている。このＮＯxセンサ４から
は、排ガス中に含まれるＮＯx濃度に応じた電圧が出力
され、この出力電圧は、上述したように、ＥＣＵ３の劣
化診断手段によるＮＯx吸収剤２の劣化診断に用いられ
る。
【００２１】次に、図４のフローチャートを用いて、Ｎ
Ｏx吸収剤２の劣化診断処理の流れについて説明する。
まず、ステップＳ１において、ＥＣＵ３は、エンジン１
の運転状態を検出するセンサの出力に基づき、リーンバ
ーン制御中であるかどうか、すなわち排気ガスがリーン
雰囲気であるかどうかを判定する。
Ｏx吸収剤２の劣化診断処理の流れについて説明する。
まず、ステップＳ１において、ＥＣＵ３は、エンジン１
の運転状態を検出するセンサの出力に基づき、リーンバ
ーン制御中であるかどうか、すなわち排気ガスがリーン
雰囲気であるかどうかを判定する。
【００２２】このステップＳ１での判定結果が「Ｎ
ｏ」、すなわちリーンバーン制御中でない場合は、ステ
ップ２以降の処理を行うことなく劣化診断処理は終了す
る。これに対し、ステップＳ１での判定結果が「Ｙｅ
ｓ」、すなわちリーンバーン制御中である場合、処理は
ステップＳ２へ進む。ステップＳ２において、ＥＣＵ３
は、リッチスパイク制御中であるかどうかを判定する。
ここで、「リッチスパイク制御」とは、ＮＯx吸収剤２
に吸収されたＮＯxが飽和したと判断した時に空燃比を
リッチ側に制御することにより、吸収したＮＯxを還元
する制御のことをいう。
ｏ」、すなわちリーンバーン制御中でない場合は、ステ
ップ２以降の処理を行うことなく劣化診断処理は終了す
る。これに対し、ステップＳ１での判定結果が「Ｙｅ
ｓ」、すなわちリーンバーン制御中である場合、処理は
ステップＳ２へ進む。ステップＳ２において、ＥＣＵ３
は、リッチスパイク制御中であるかどうかを判定する。
ここで、「リッチスパイク制御」とは、ＮＯx吸収剤２
に吸収されたＮＯxが飽和したと判断した時に空燃比を
リッチ側に制御することにより、吸収したＮＯxを還元
する制御のことをいう。
【００２３】このステップＳ２での判定結果が「Ｎ
ｏ」、すなわちリッチスパイク制御中でない場合は、ス
テップＳ３以降の処理を行うことなく劣化診断処理は終
了する。これに対し、ステップＳ２での判定結果が「Ｙ
ｅｓ」、すなわちリッチスパイク制御中である場合、処
理はステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、ＥＣ
Ｕ３は、スロットル開度センサからの出力信号に基づ
き、運転状態変化の有無を判定する。
ｏ」、すなわちリッチスパイク制御中でない場合は、ス
テップＳ３以降の処理を行うことなく劣化診断処理は終
了する。これに対し、ステップＳ２での判定結果が「Ｙ
ｅｓ」、すなわちリッチスパイク制御中である場合、処
理はステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、ＥＣ
Ｕ３は、スロットル開度センサからの出力信号に基づ
き、運転状態変化の有無を判定する。
【００２４】このステップＳ３での判定結果が「無」で
ある場合、処理はステップＳ４へ進み、このステップＳ
４において、ＥＣＵ３の劣化診断手段は、ＮＯxセンサ
４からの出力電圧よりそのピーク値Ｐを検出する。他
方、ステップＳ３での判定結果が「有」である場合、処
理はステップＳ５へ進み、このステップＳ５において、
ＥＣＵ３の劣化診断手段は、Ｏ2センサからの出力電圧
より理論空燃比近傍での停滞時間Ｔを検出する。
ある場合、処理はステップＳ４へ進み、このステップＳ
４において、ＥＣＵ３の劣化診断手段は、ＮＯxセンサ
４からの出力電圧よりそのピーク値Ｐを検出する。他
方、ステップＳ３での判定結果が「有」である場合、処
理はステップＳ５へ進み、このステップＳ５において、
ＥＣＵ３の劣化診断手段は、Ｏ2センサからの出力電圧
より理論空燃比近傍での停滞時間Ｔを検出する。
【００２５】ステップＳ４の処理が行われた場合、ステ
ップＳ６においては、ステップＳ４の処理で検出された
ピーク値Ｐが、ＮＯx吸収剤２の劣化度合いを表す劣化
度Ｋに換算される。この劣化度Ｋは、例えばピーク値Ｐ
と比例するように数値化される。同様に、ステップＳ５
の処理が行われた場合、ステップＳ６においては、ステ
ップＳ５の処理で検出された停滞時間Ｔが、ＮＯx吸収
剤２の劣化度合いを表す劣化度Ｋに換算され、例えば停
滞時間Ｔと比例するように数値化される。
ップＳ６においては、ステップＳ４の処理で検出された
ピーク値Ｐが、ＮＯx吸収剤２の劣化度合いを表す劣化
度Ｋに換算される。この劣化度Ｋは、例えばピーク値Ｐ
と比例するように数値化される。同様に、ステップＳ５
の処理が行われた場合、ステップＳ６においては、ステ
ップＳ５の処理で検出された停滞時間Ｔが、ＮＯx吸収
剤２の劣化度合いを表す劣化度Ｋに換算され、例えば停
滞時間Ｔと比例するように数値化される。
【００２６】ステップＳ７において、ＥＣＵ３の劣化診
断手段は、ステップＳ６で求めた劣化度Ｋに基づき、Ｎ
Ｏx吸収剤２の劣化度合いが大きいかどうかを判定す
る。この判定は、劣化度Ｋと所定のしきい値との大小に
基づいて行われる。ＥＣＵ３は、このステップＳ７での
判定結果が「Ｙes」、すなわち劣化度合いが大きい場合
には、警告灯（図４ではＭＩＬ）を点灯させる（ステッ
プＳ８）。
断手段は、ステップＳ６で求めた劣化度Ｋに基づき、Ｎ
Ｏx吸収剤２の劣化度合いが大きいかどうかを判定す
る。この判定は、劣化度Ｋと所定のしきい値との大小に
基づいて行われる。ＥＣＵ３は、このステップＳ７での
判定結果が「Ｙes」、すなわち劣化度合いが大きい場合
には、警告灯（図４ではＭＩＬ）を点灯させる（ステッ
プＳ８）。
【００２７】以上説明したように、本実施形態の劣化診
断手段は、排気ガスがリーン雰囲気からリッチ雰囲気へ
と切り換えられた後、短時間で検出可能なＮＯxセンサ
２からの出力電圧のピーク値Ｐに基づいてＮＯx吸収剤
２の劣化を診断するから、劣化診断を短時間に行うこと
ができる。
断手段は、排気ガスがリーン雰囲気からリッチ雰囲気へ
と切り換えられた後、短時間で検出可能なＮＯxセンサ
２からの出力電圧のピーク値Ｐに基づいてＮＯx吸収剤
２の劣化を診断するから、劣化診断を短時間に行うこと
ができる。
【００２８】さらに、運転状態変化が「有」の場合に
は、ＮＯxセンサ４に代えて、Ｏ2センサからの出力電圧
（より正確には、理論空燃比近傍での出力電圧の停滞時
間Ｔ）に基づき、ＮＯx吸収剤２の劣化を診断するか
ら、運転状態に変化がある場合においても高精度に劣化
診断を行うことができる。
は、ＮＯxセンサ４に代えて、Ｏ2センサからの出力電圧
（より正確には、理論空燃比近傍での出力電圧の停滞時
間Ｔ）に基づき、ＮＯx吸収剤２の劣化を診断するか
ら、運転状態に変化がある場合においても高精度に劣化
診断を行うことができる。
【００２９】次に、図５のフローチャートを用いて、リ
ッチスパイク制御においてリッチ空燃比の最適化を行う
場合の処理の流れについて説明する。ステップＳ１１に
おいて、ＥＣＵ３は、ＮＯx吸収剤２の劣化検出結果を
リッチ空燃比最適化のための入力パラメータとするが、
本実施形態では、この劣化検出結果に、図４のステップ
Ｓ６で求めた劣化度Ｋを使用する。
ッチスパイク制御においてリッチ空燃比の最適化を行う
場合の処理の流れについて説明する。ステップＳ１１に
おいて、ＥＣＵ３は、ＮＯx吸収剤２の劣化検出結果を
リッチ空燃比最適化のための入力パラメータとするが、
本実施形態では、この劣化検出結果に、図４のステップ
Ｓ６で求めた劣化度Ｋを使用する。
【００３０】次に、ステップＳ１２において、ＥＣＵ３
は、劣化度Ｋに基づいてＮＯx吸収剤２の劣化度合いの
大小を判定する。このステップＳ１２で、劣化度Ｋが所
定のしきい値以下であるために、ＮＯx吸収剤２の劣化
度合いが「小」であると判定された場合には、劣化度Ｋ
に基づくリッチ空燃比の変更は行わず、そのままのリッ
チ空燃比が維持される。
は、劣化度Ｋに基づいてＮＯx吸収剤２の劣化度合いの
大小を判定する。このステップＳ１２で、劣化度Ｋが所
定のしきい値以下であるために、ＮＯx吸収剤２の劣化
度合いが「小」であると判定された場合には、劣化度Ｋ
に基づくリッチ空燃比の変更は行わず、そのままのリッ
チ空燃比が維持される。
【００３１】他方、ステップＳ１２で、劣化度Ｋが所定
のしきい値を超えるために、ＮＯx吸収剤２の劣化度合
いが「大」であると判定された場合、処理はステップＳ
１３へ進み、ＥＣＵ３は、リッチ空燃比のリーン化を行
う。このリッチ空燃比のリーン化は、例えば、リッチ時
間を短縮したり、リッチ周期を短縮するといった空燃比
制御を行うことにより実行される。
のしきい値を超えるために、ＮＯx吸収剤２の劣化度合
いが「大」であると判定された場合、処理はステップＳ
１３へ進み、ＥＣＵ３は、リッチ空燃比のリーン化を行
う。このリッチ空燃比のリーン化は、例えば、リッチ時
間を短縮したり、リッチ周期を短縮するといった空燃比
制御を行うことにより実行される。
【００３２】以上説明したように、本実施形態のＥＣＵ
３は、劣化診断手段での劣化検出結果に基づき、ＮＯx
吸収剤２の劣化度合いに応じたリッチスパイク制御を行
うから、無駄なリッチスパイク制御を削減し得て、より
良好な燃費の実現，及び大気に放出される排気ガス中の
ＮＯx低減が可能となる。
３は、劣化診断手段での劣化検出結果に基づき、ＮＯx
吸収剤２の劣化度合いに応じたリッチスパイク制御を行
うから、無駄なリッチスパイク制御を削減し得て、より
良好な燃費の実現，及び大気に放出される排気ガス中の
ＮＯx低減が可能となる。
【００３３】例えば、ＮＯx吸収能力が低下し、ＮＯx吸
収剤２がそれほど多量のＮＯxを吸収することができな
った場合、従来通りのリッチ度合い（リッチ時間）で
は、リッチ過ぎるが故に燃費の悪化を招来するが、本実
施形態にあっては、リッチ度合いを最適化し得て、燃費
の向上を図ることができる。
収剤２がそれほど多量のＮＯxを吸収することができな
った場合、従来通りのリッチ度合い（リッチ時間）で
は、リッチ過ぎるが故に燃費の悪化を招来するが、本実
施形態にあっては、リッチ度合いを最適化し得て、燃費
の向上を図ることができる。
【００３４】同様に、ＮＯx吸収剤２が多量のＮＯxを吸
収することができなくなった場合、従来通りのリッチ周
期では、リーン雰囲気の状態が長すぎるが故に、ＮＯx
が飽和した状態がしばらく続いてからの還元リッチ制御
となり、大気中に放出されるＮＯxの増加を招来する
が、本実施形態にあっては、リッチ周期を最適化し得
て、大気に放出される排気ガス中のＮＯxを低減させる
ことができる。
収することができなくなった場合、従来通りのリッチ周
期では、リーン雰囲気の状態が長すぎるが故に、ＮＯx
が飽和した状態がしばらく続いてからの還元リッチ制御
となり、大気中に放出されるＮＯxの増加を招来する
が、本実施形態にあっては、リッチ周期を最適化し得
て、大気に放出される排気ガス中のＮＯxを低減させる
ことができる。
【００３５】なお、本実施形態では、ＮＯx吸収剤２の
劣化診断処理において、運転状態変化の有無に応じてＮ
Ｏxセンサ４またはＯ2センサからの出力電圧のいずれか
一方を選択的に用いることにより、劣化診断の精度向上
を図るようにしているが、両出力電圧を組み合わせて劣
化診断を行うようにしてもよい。
劣化診断処理において、運転状態変化の有無に応じてＮ
Ｏxセンサ４またはＯ2センサからの出力電圧のいずれか
一方を選択的に用いることにより、劣化診断の精度向上
を図るようにしているが、両出力電圧を組み合わせて劣
化診断を行うようにしてもよい。
【００３６】また、本実施形態では、ＮＯx吸収剤２の
下流に、ＮＯx濃度を検出するＮＯxセンサ４と、酸素濃
度を検出するＯ2センサを個々に設けるようにしている
が、１つのセンサにてＮＯx濃度と酸素濃度を検出する
ことも可能である。さらに、本発明に係るＮＯx浄化手
段（実施形態では、ＮＯx吸収剤２）が奏するＮＯxの
「吸収」には、ＮＯx浄化手段表面への「吸着」も含ま
れる。
下流に、ＮＯx濃度を検出するＮＯxセンサ４と、酸素濃
度を検出するＯ2センサを個々に設けるようにしている
が、１つのセンサにてＮＯx濃度と酸素濃度を検出する
ことも可能である。さらに、本発明に係るＮＯx浄化手
段（実施形態では、ＮＯx吸収剤２）が奏するＮＯxの
「吸収」には、ＮＯx浄化手段表面への「吸着」も含ま
れる。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の排気ガス浄化装置は、排気ガスがリーン雰囲気からリ
ッチ雰囲気へ切り換えられると、ＮＯx濃度検出手段か
らの出力がＮＯx浄化手段のＮＯx吸収能力が高い程、増
加する傾向を示し、しかもそのピーク値がリーン雰囲気
からリッチ雰囲気へ切り換えてから短時間で現れるとい
う現象を利用して劣化診断を行うため、短時間でＮＯx
浄化手段の劣化度合いを診断することができる。
の排気ガス浄化装置は、排気ガスがリーン雰囲気からリ
ッチ雰囲気へ切り換えられると、ＮＯx濃度検出手段か
らの出力がＮＯx浄化手段のＮＯx吸収能力が高い程、増
加する傾向を示し、しかもそのピーク値がリーン雰囲気
からリッチ雰囲気へ切り換えてから短時間で現れるとい
う現象を利用して劣化診断を行うため、短時間でＮＯx
浄化手段の劣化度合いを診断することができる。
【図１】 本発明の一実施の形態に係るエンジンおよび
その排気系のシステム構成図である。
その排気系のシステム構成図である。
【図２】 排気ガスをリーン雰囲気からリッチ雰囲気に
切り換えた場合において、ＮＯx吸収剤の劣化度合いと
ＮＯxセンサの出力電圧との関係を示す比較図である。
切り換えた場合において、ＮＯx吸収剤の劣化度合いと
ＮＯxセンサの出力電圧との関係を示す比較図である。
【図３】 排気ガスをリーン雰囲気からリッチ雰囲気に
切り換えた場合において、ＮＯx吸収剤の劣化度合いと
Ｏ2センサの出力電圧との関係を示す比較図である。
切り換えた場合において、ＮＯx吸収剤の劣化度合いと
Ｏ2センサの出力電圧との関係を示す比較図である。
【図４】 劣化診断処理の流れを示すフローチャートで
ある。
ある。
【図５】 劣化度合いに応じたリッチ空燃比最適化処理
の流れを示すフローチャートである。
の流れを示すフローチャートである。
１ エンジン（内燃機関） ２ ＮＯx吸収剤（窒素酸化物浄化手段） ３ ＥＣＵ（劣化診断手段） ４ ＮＯxセンサ（窒素酸化物濃度検出手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AA13 AB03 AB06 AB09 BA14 BA15 BA19 BA33 BA34 CB02 DA01 DA02 DA03 DA04 DB10 EA07 EA30 EA33 EA34 FB10 FB11 FB12 GB01X GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W GB10X GB16X HA18 HA36 HA37 HA42
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられる排気ガス
浄化装置であって、 排気ガスがリーン雰囲気の時には排気ガス中の窒素酸化
物を吸収し、排気ガスがリッチ雰囲気の時には吸収した
窒素酸化物を還元する窒素酸化物浄化手段と、 前記窒素酸化物浄化手段の下流側で排気ガス中の窒素酸
化物濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段と、 排気ガスがリーン雰囲気からリッチ雰囲気へと切り換え
られた時の前記窒素酸化物濃度検出手段の出力に応じ
て、前記窒素酸化物浄化手段の劣化を診断する劣化診断
手段とを備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11148832A JP2000337131A (ja) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11148832A JP2000337131A (ja) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000337131A true JP2000337131A (ja) | 2000-12-05 |
Family
ID=15461740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11148832A Withdrawn JP2000337131A (ja) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000337131A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6834497B2 (en) | 2002-09-20 | 2004-12-28 | Mazda Motor Corporation | Exhaust gas purifying device for engine |
| EP1471235A3 (en) * | 2003-04-25 | 2005-06-15 | Hitachi, Ltd. | Engine control system |
| JP2010127091A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒の劣化検出方法 |
| JP2013104405A (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-30 | Toyota Motor Corp | 触媒劣化判定システム |
-
1999
- 1999-05-27 JP JP11148832A patent/JP2000337131A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6834497B2 (en) | 2002-09-20 | 2004-12-28 | Mazda Motor Corporation | Exhaust gas purifying device for engine |
| EP1471235A3 (en) * | 2003-04-25 | 2005-06-15 | Hitachi, Ltd. | Engine control system |
| US7121082B2 (en) | 2003-04-25 | 2006-10-17 | Hitachi, Ltd. | Engine control system |
| JP2010127091A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒の劣化検出方法 |
| JP2013104405A (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-30 | Toyota Motor Corp | 触媒劣化判定システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |