JPH07186785A - 自動変速機付内燃機関の制御装置 - Google Patents
自動変速機付内燃機関の制御装置Info
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Abstract
収剤のSOX 被毒を解消する。 【構成】 内燃機関1の排気通路17にNOX 吸収剤1
8を配置して、通常は機関をリーン空燃比で運転してN
OX 吸収剤に排気中のNOX を吸収させる。電子制御回
路30は、NOX 吸収剤に吸収された硫黄酸化物(SO
X )の量を機関運転状態に基づいて推定するとともに、
SOX 吸収量が所定値以上になった時には、機関をリッ
チ空燃比で運転し、かつ自動変速機40の変速制御特性
を変更して低速段での運転領域が拡大されるようにす
る。これにより、排気温度が上昇し、NOX 吸収剤は高
温かつリッチ空燃比雰囲気になるため、NOX 吸収剤に
吸収されたSOX が放出される。
Description
の制御装置に関し、詳細には流入する排気の空燃比がリ
ーンのときに排気中のNOX を吸収し、排気酸素濃度が
低下したときに吸収したNOX を放出するNOX 吸収剤
を用いた排気浄化装置を有する自動変速機付内燃機関の
制御装置に関する。
X を吸収し、流入排気中の酸素濃度が低下したときに吸
収したNOX を放出するNOX 吸収剤を備えた排気浄化
装置が本願出願人により既に提案されている。(国際公
開公報WO93−7363号公報参照)。
空燃比運転を行う内燃機関の排気通路にNOX 吸収剤を
配置し、リーン空燃比運転時に排気中のNOX をNOX
吸収剤に吸収させ、NOX 吸収後に機関の空燃比を理論
空燃比またはリッチ空燃比に切り換えて運転を行うこと
により、前記NOX 吸収剤から吸収したNOX を放出さ
せるとともに放出されたNOX を排気中の未燃HC、C
O等の還元成分により還元浄化するようにしている。
のようにリーン空燃比の排気中のNOX を吸収し、排気
中の酸素濃度が低下すると吸収したNOX を放出するN
OX の吸放出作用を行う。この吸放出作用のメカニズム
については後に詳述するが、排気中に硫黄酸化物(SO
X )が存在するとNOX 吸収剤はNOX の吸収作用を行
うのと全く同じメカニズムで排気中のSOX の吸収を行
う。一般に機関の燃料、潤滑油には硫黄分が含まれてい
るため機関排気中にはNOX とともにSOX が存在し、
上記のように機関排気通路にNOX 吸収剤を配置した場
合にはNOX 吸収剤にはNOX のみならずSOX も吸収
される。
X は安定な硫酸塩を形成するため、通常のNOX 吸収剤
からのNOX の放出、還元浄化(以下「NOX 吸収剤の
再生」という)を行う条件では分解、放出されにくくN
OX 吸収剤内に蓄積されやすい傾向がある。ところが、
NOX 吸収剤内のSOX 蓄積量が増大すると、NOX 吸
収剤のNO X 吸収容量が減少してしまい、排気中のNO
X の除去を十分に吸収できなくなるため、排気中のNO
X の浄化効率が低下する、いわゆるSOX 被毒が生じる
問題がある。
場合には、通常のNOX 吸収剤の再生時よりNOX 吸収
剤を高温に保ちながら排気空燃比をリッチにすることに
より、NOX 吸収剤に吸収されたSOX を放出させてS
OX 被毒を解消することが可能であることが知られてい
る。しかし、NOX 吸収剤を高温に保つためには、機関
排気温度を上昇させる必要がある。例えば、機関をリッ
チ空燃比で運転したり、点火時期を遅角することによっ
てある程度排気温度を上昇させることは可能であるが、
排気温度は運転状態に応じて変化するため、機関が低速
で運転されていると上記の手段のみでは排気温度が十分
に上昇せず、SOX 被毒を解消することが困難である。
一方、SOX被毒発生時に運転者に機関回転数を高く維
持した運転を行うことを強制したのでは運転者の負担が
大きくなる問題がある。
めには、NOX 吸収剤にヒータ、バーナ等の補助加熱手
段を設け、SOX 被毒解消操作時にNOX 吸収剤の温度
を運転条件にかかわらず高く維持することが必要とされ
ていた。ところが、排気浄化装置に別途ヒータ、バーナ
等の補助加熱手段を設けることは、装置コストが上昇す
る問題があり好ましくない。また、装置が複雑化すると
ともに装置の搭載性が悪化する問題が生じる。
OX 吸収剤を用いた排気浄化装置を搭載する場合に、ヒ
ータ、バーナ等の補助加熱手段を使用せずにNOX 吸収
剤のSOX 被毒を解消することを可能とする手段を提供
することを目的としている。
内燃機関の排気通路に配置された、排気の空燃比がリー
ンのときに排気中のNOX を吸収し排気中の酸素濃度が
低下したときに吸収したNOX を放出するNOX 吸収剤
と、前記内燃機関に接続された自動変速機と、走行状態
に応じて前記自動変速機の変速段を設定する変速制御手
段と、前記内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段
とを備えた自動変速機付内燃機関の制御装置において、
前記NOX 吸収剤中に吸収された硫黄酸化物の量を推定
する推定手段を備え、前記変速制御手段は、前記NOX
吸収剤の吸収した硫黄酸化物の量が所定値以下の場合に
は所定の第1の変速制御特性に基づいて走行状態に応じ
て変速段を設定し、前記NOX 吸収剤の吸収した硫黄酸
化物の量が所定値より大きい場合には、前記第1の変速
制御特性より低速段側での運転領域が広い第2の変速制
御特性に基づいて走行状態に応じて変速段を設定し、前
記空燃比制御手段は、前記NOX 吸収剤の吸収した硫黄
酸化物の量が前記所定値より大きい場合には、前記機関
の空燃比を理論空燃比よりリッチ側に制御することを特
徴とする自動変速機付内燃機関の制御装置が提供され
る。
特性に基づいて走行状態に応じた自動変速機の変速段を
設定する。一方、NOX 吸収剤の吸収した硫黄酸化物の
量が増大して所定値を越えると、変速制御手段は第2の
変速制御特性に基づいて自動変速機の変速段を設定する
ようになり、低速段側での運転領域が拡大される。ま
た、このとき空燃比制御手段は同時に機関空燃比をリッ
チ空燃比に設定するため、機関はリッチ空燃比で運転さ
れるようになり、かつ機関が高速回転で運転される機会
が増えるので全体的に排気温度が上昇する。このため、
NOX 吸収剤は高温かつリッチ空燃比の雰囲気に維持さ
れ、吸収された硫黄酸化物が放出されるため、SOX 被
毒が解消される。
減少してSOX 被毒が解消されると、変速制御手段は再
び第1の変速制御特性に基づいて変速段を設定し、空燃
比制御手段は機関空燃比を通常の空燃比に設定するよう
になり、機関運転状態は通常に復帰する。
て説明する。図1は本発明を適用した自動変速機付内燃
機関の全体図である。図1において1はリーン空燃比の
燃焼を行うガソリンエンジン等の内燃機関、3は機関1
の燃焼室、6は機関の吸気ポート、8は排気ポートを示
す。各吸気ポート6は吸気枝管9を介してサージタンク
10に接続されるとともに、各枝管9にはそれぞれの吸
気ポート6に燃料を噴射する燃料噴射弁11が配置され
ている。
介してエアクリーナ13に接続され、吸気通路12内に
は運転者のアクセルペダル(図示せず)の操作に応じた
開度をとるスロットル弁14が配置されている。また、
サージタンク10にはサージタンク10内の絶対圧力に
比例した出力電圧を発生する吸気圧センサ15が設けら
れている。
ルド16を介して排気通路17に接続されており、排気
通路17には後述するNOX 吸収剤18を内蔵したケー
シング19が接続されている。また、図1に40で示し
たのは機関1の出力軸(図示せず)に接続された自動変
速機である。自動変速機40は、トルクコンバータ41
と変速機42とを備え、変速機42の出力軸は図示しな
いディフアレンシャルギヤを介して車両の駆動輪に接続
されている。
えた公知の形式のものであり、制御油圧を切換えて摩擦
要素(ブレーキ、クラッチ等)の係合状態を切り換えて
遊星歯車列の各要素の固定、接続を行うことにより変速
操作を行う。トルクコンバータ41は、機関出力軸に直
結されたポンプと、このポンプ吐出流体により駆動され
るタービンとを備えた公知の形式のものであり、タービ
ン出力軸(以下コンバータ出力軸)は変速機42の入力
軸に直結されている。トルクコンバータ41は、機関出
力軸から入力するトルクを増幅してコンバータ出力軸に
出力する公知のトルク増幅作用を有する。また、自動変
速機40には、コンバータ出力軸の回転数に応じた周波
数のパルス信号を出力するコンバータ出力軸回転数セン
サ22、変速機42の出力軸の回転数に応じた周波数の
パルス信号を出力する変速機出力軸回転数センサ23が
それぞれ設けられている。
回路である。電子制御回路30はROM(リードオンリ
メモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモリ)3
3、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート3
5、出力ポート36をそれぞれ双方向性バス31で接続
した、公知の構成のディジタルコンピュータからなり、
機関1の燃料噴射量制御、点火時期制御等の機関の基本
制御を行う他、走行状態に応じて変速機42の変速操作
を行う変速制御手段、機関空燃比を制御する空燃比制御
手段、NOX 吸収剤の吸収したSOX 量を推定する推定
手段等の請求項1に記載した各手段としての機能を果し
ている。
ト35には、吸気圧センサ15からの吸気圧力に応じた
電圧信号と、スロットル開度センサ20からスロットル
弁14の開度を表す電圧信号、また、車速センサ24か
ら車両走行速度を表す電圧信号がそれぞれAD変換器3
7を介して入力されている他、機関のディストリビュー
タ(図示せず)に設けられた機関回転数センサ21から
機関回転数を表すパルス信号が、また上述のコンバータ
出力軸回転数センサ22と変速機出力軸回転数センサ2
3とからのパルス信号がそれぞれ入力されている。
それぞれ対応する駆動回路38を介して燃料噴射弁11
と点火プラグ4とに接続され、燃料噴射弁11からの燃
料噴射と機関の点火時期とを制御している。ケーシング
19に内蔵されたNOX 吸収剤18は、例えばアルミナ
等の担体を使用し、この担体上に例えばカリウムK、ナ
トリウムNa 、リチウムLi 、セシウムCs のようなア
ルカリ金属、バリウムBa , カルシウムCa のようなア
ルカリ土類、ランタンLa 、イットリウムYのような希
土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Pt のような
貴金属とが担持された構成とされる。このNOX 吸収剤
18は流入する排気の空燃比がリーンの場合にはNOX
を吸収し、酸素濃度が低下するとNOX を放出するNO
X の吸放出作用を行う。
OX 吸収剤18の上流側の排気通路や機関燃焼室、吸気
通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と燃料の合計
との比を意味するものとする。従って、NOX 吸収剤1
8の上流側排気通路に燃料または空気が供給されない場
合には、排気空燃比は機関の空燃比(機関燃焼室内の燃
焼における空燃比)と等しくなる。
関が使用されているため、通常運転時の排気空燃比はリ
ーンであり、NOX 吸収剤18は排気中のNOX の吸収
を行う。また、機関の空燃比がリーン空燃比からリッチ
又は理論空燃比に切り換えられて排気中の酸素濃度が低
下すると、NOX 吸収剤18は吸収したNOX の放出を
行う。
ては明らかでない部分もある。しかし、この吸放出作用
は図2に示すようなメカニズムで行われているものと考
えられる。次にこのメカニズムについて担体上に白金P
t およびバリウムBa を担持させた場合を例にとって説
明するが、他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類、
希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
と流入排気中の酸素濃度が大巾に増大し、図2(A) に示
されるようにこれら酸素O2 がO2 - またはO2-の形で
白金Pt の表面に付着する。一方、流入排気中のNOは
白金Pt の表面上でこのO2 - またはO2-と反応し、N
O2 となる(2NO+O2 →2NO2 ) 。次いで生成さ
れたNO2 の一部は白金Pt上で酸化されつつ吸収剤内
に吸収されて酸化バリウムBaOと結合しながら、図2
(A) に示されるように硝酸イオンNO3 - の形で吸収剤
内に拡散する。このようにしてNOX がNOX 吸収剤1
8内に吸収される。
白金Pt の表面でNO2 が生成され、吸収剤のNOX 吸
収能力が飽和しない限りNO2 が吸収剤内に吸収されて
硝酸イオンNO3 - が生成される。これに対して機関1
の空燃比がリッチ又は理論空燃比に切り換えられると、
流入排気中の酸素濃度が低下してNO2 の生成量が減少
する。これにより反応は逆方向(NO3 - →NO2 )に
進み、吸収剤内の硝酸イオンNO3 - がNO2 の形で吸
収剤から放出される。 一方、流入排気中に未燃HC、
CO等の成分が存在すると、これらの成分は白金Pt 上
の酸素O2 - またはO2-と反応して酸化され、白金Pt
上の酸素を消費する。また、NOX 吸収剤18から放出
されたNO2 は図2(B) に示すようにHC、COと反応
して還元される。このようにして白金Pt の表面上にN
O2 が存在しなくなると吸収剤から次から次へとNO2
が放出される。
ず白金Pt 上のO2 - またはO2-とただちに反応して酸
化され、次いで白金Pt 上のO2 - またはO2-が消費さ
れてもまだHC、COが残っていればこのHC、COに
よって吸収剤から放出されたNOX 、および排気ととも
に流入するNOX が還元される。本実施例では、上記を
利用して通常のリーン空燃比運転時にはNOX 吸収剤に
排気中のNOX を吸収させるとともに、NOX 吸収剤の
吸収したNOX 量が増大した時には短時間機関空燃比を
リッチまたは理論空燃比に切り換えてNOX 吸収剤から
のNOX の放出と還元浄化とを行っている。すなわち、
機関空燃比がリッチまたは理論空燃比に切り換えられる
と、排気中の酸素濃度が急激に低下するとともに、機関
から排出される未燃HC、COの量が大幅に増大する。
従って、機関空燃比をリッチまたは理論空燃比に切り換
えることにより排気中の酸素濃度を低下させるとともに
未燃HC、COの量を増大させることにより短時間でN
OX吸収剤18の再生が行われることになる。
ムについて説明する。排気中にSOX 成分が含まれてい
ると、NOX 吸収剤は上述のNOX の吸収と同じメカニ
ズムで排気中のSOX を吸収する。すなわち、排気空燃
比がリーンのとき、排気中のSOX (例えばSO2 )は
白金Pt上で酸化されてSO3 - 、SO4 - となり、酸
化バリウムBaOと結合してBaSO4 を形成する。B
aSO 4 は比較的安定であり、また、結晶が粗大化しや
すいため一旦生成されると分解放出されにくい。このた
め、NOX 吸収剤中のBaSO4 の生成量が増大すると
NOX の吸収に関与できるBaOの量が減少してNOX
の吸収能力が低下してしまう。このSOX 被毒を防止す
るためには、NOX 吸収剤中に生成されたBaSO4 を
高温で分解するとともに、これにより生成されるSO3
- 、SO4 - の硫酸イオンを還元し、NOX 吸収剤から
放出させる必要がある。本発明では、後述のように、機
関空燃比をリッチにするとともに、自動変速機40の変
速制御特性を変更して機関排気温度を上昇させることに
より、SOX 被毒を解消している。
て説明する。本実施例では、前述の国際公開公報第WO
93−7363号に記載されたものと同様な空燃比制御
を行う。以下、この空燃比制御について簡単に説明す
る。本実施例では、燃料噴射弁11からの燃料噴射量、
すなわち燃料噴射時の燃料噴射弁11の開弁時間(燃料
噴射時間)TAUは、制御回路30により、例えばTA
U=TP×Kとして算出される。
混合気の空燃比を理論空燃比にするために必要とされる
燃料噴射時間、すなわち基本燃料噴射時間を示し、吸気
圧センサ15により検出されたサージタンク10内絶対
圧PMと機関回転数Nとの関数として、予め実験等によ
り求められ、図3に示すような数値テーブルの形で制御
回路30のROM32に格納されている。
正係数であり、K=1.0に設定すると機関空燃比は理
論空燃比になる。また、K>1.0に設定すれば機関空
燃比は理論空燃比より小さく(すなわちリッチ空燃比
に)なり、K<1.0に設定すると機関空燃比は理論空
燃比より大きく(すなわちリーン空燃比に)なる。補正
係数Kの値は、サージタンク10内の絶対圧PMと機関
回転数Nとの関数として、例えば図4に示すような形で
与えられている。すなわち、図4に示すように、本実施
例ではPMが比較的低い領域(機関低中負荷運転領域)
では補正係数Kは1.0より小さく設定され、機関はリ
ーン空燃比で運転される。また、PMが比較的高い領域
(機関高負荷運転領域)では補正係数Kの値は1.0と
され、機関は理論空燃比で運転される。また、更にPM
が高い領域(機関全負荷運転領域)では、補正係数Kの
値は1.0より大きく設定され機関はリッチ空燃比で運
転されることになる。車両用機関等では、通常低中負荷
運転が行われる頻度が最も高いため、これらの機関は運
転中の大部分の期間リーン空燃比で運転されることにな
る。
ン空燃比で運転されている時には排気中のNOX を吸収
し、機関がリッチまたは理論空燃比で運転されている時
には吸収したNOX を放出する。従って、リッチまたは
理論空燃比の運転が適度に行われれば、NOX 吸収剤の
NOX 吸収量はある程度のレベル以上には増大せず、特
別な再生操作を行う必要はない。しかし、機関運転状況
によってリーン空燃比での運転が長時間継続するような
場合があると、NOX 吸収剤のNOX 吸収量が増大し、
NOX 吸収能力が飽和してしまう恐れがある。
NOX 吸収剤18が吸収したNOX量を推定し、推定し
たNOX 吸収量が所定量以上になった時には、図4の領
域にかかわらず、短時間(例えば0.5秒から1秒程度
の時間)補正係数Kの値を1.0以上に強制的に設定し
て機関をリッチまたは理論空燃比で運転し、NOX 吸収
剤の再生操作を行うことによりNOX 吸収剤のNOX 吸
収能力が飽和することを防止している。
間毎に機関の運転状態に応じて、NOX 吸収剤18のN
OX 吸収量を表す吸収量カウンタの加算、減算を行うこ
とにより、この吸収量カウンタの値からNOX 吸収剤1
8のNOX 吸収量を推定している。すなわち、機関がリ
ーン空燃比で運転されているときにはNOX 吸収剤18
は排気中のNOX の吸収を行い、NOX 吸収剤18のN
OX 吸収量は増大する。このとき単位時間当たりにNO
X 吸収剤18が吸収するNOX 量は機関から単位時間に
排出されるNOX の量に比例すると考えられる。一方、
機関から単位時間に排出されるNOX の量は機関負荷条
件により決定され、例えば機関負荷(機関吸気圧力)が
高いほど、また機関回転数が高い程大きくなる。そこ
で、本実施例では予め実測などにより機関のNOX 排出
量を機関負荷と回転数との関数として求め、このNOX
排出量に一定の係数を乗じた値を単位時間当たりのNO
X 吸収剤のNOX 吸収量として、図3と同様の形式の数
値テーブルの形で電子制御回路30のROM32に格納
してある。機関がリーン空燃比で運転されている時に
は、電子制御回路30は一定時間毎に、機関負荷(吸気
圧力)と機関回転数とから上記数値テーブルを用いて単
位時間当たりのNOX 吸収量を算出して前述のNOX 吸
収量カウンタの値に加算する。
転されているときには、NOX 吸収剤18は吸収したN
OX を放出するため、NOX 吸収剤18のNOX 吸収量
は減少する。そこで、本実施例では、電子制御回路30
は機関がリッチまたは理論空燃比で運転されている時に
は、一定時間毎に上記NOX 吸収量カウンタの値から単
位時間当たりのNOX 放出量に相当する一定値を減算す
る操作を行う。
の値は常にNOX 吸収剤18のNO X 吸収量に対応した
値になるため、NOX 吸収量カウンタの値からNOX 吸
収剤18のNOX 吸収量を推定することが可能となる。
また、電子制御回路30は、上述のNOX 吸収量カウン
タの値が所定値(例えばNOX 吸収剤18の吸収可能な
最大NOX 量の70パーセント程度に相当する値)を越
えた場合には、一定の時間(例えば、0.5秒から1秒
程度の時間)機関空燃比をリッチまたは理論空燃比に切
り換えてNOX 吸収剤18の再生を行うが、再生終了後
には上記NOX 吸収量カウンタの値はゼロにもどされ
る。
ついて説明する。本実施例では、自動変速機40の変速
操作は、車両走行速度とスロットル弁開度とに基づいて
行われる。すなわち、電子制御回路30はそれぞれ車速
センサ24とスロットル開度センサ20とから車両走行
速度とスロットル弁開度とを入力し、これらの値に基づ
いて自動変速機40の変速段を選定して変速操作を行
う。
ための車両走行速度、スロットル弁開度、と選択される
変速段との関係(変速制御特性)は2種類用意されてお
り、電子制御回路30は、後述するように、NOX 吸収
剤18が吸収した硫黄酸化物(SOX )の量に応じてど
ちらか一方の変速制御特性を選択するようにされてい
る。
制御特性の例を示す。図5、図6はオーバードライブ
(OD)機構と3段の変速ギヤを有する自動変速機のシ
フト特性を示し、図5、図6の縦軸はスロットル弁開度
TA、横軸は車両走行速度SPをそれぞれ示す。また、
図6において、実線は低速段から高速段への変速(シフ
トアップ)、点線は高速段から低速段への変速(シフト
ダウン)の変速線をそれぞれ示している。(なお、煩雑
になることを避けるために、図6にはシフトアップの際
の変速線のみを示した。)ここで、図5はNOX 吸収剤
のSOX 吸収量が少ない場合に選択される変速制御特性
(第1の変速制御特性)を示し、図6はNOX 吸収剤の
SOX 吸収量が多い場合にSOX 被毒解消のために選択
される変速制御特性(第2の変速制御特性)を示してい
る。図5、図6を比較すると判るように、第2の変速制
御特性(図6)では第1の変速制御特性(図5)に較べ
て各変速段のシフトアップ変速線は全体的に図の右方向
(車両走行速度が高い方向)にシフトしており、低速段
での運転領域が高速走行側に拡がっている。また、図6
には図示していないが、第2の変速制御特性では、シフ
トダウン変速線も同様に高速走行側にシフトしており、
早めに(高速走行側で)シフトダウンが実施され、シフ
トアップの場合と同様に低速段での運転領域が拡がるよ
うになっている。
ると低速段のギヤでの運転領域が拡がるため、同一の走
行速度条件でも機関回転数は全体的に高くなり、第1の
変速制御特性の場合に比べで排気温度が上昇することに
なる。次に、本実施例のNOX 吸収剤のSOX 被毒解消
操作について説明する。本実施例では、電子制御回路3
0は、前述のNOX 吸収量推定と同様な手法を用いて、
NOX 吸収剤18に吸収されたSOX 吸収量を表すSO
X 吸収量カウンタの計算を行う。また、上記SOX 吸収
量カウンタの値が所定値を越えた場合にNOX 吸収剤1
8のSOX 被毒が生じたと判断して、以下のSOX 被毒
解消操作を行う。
30は、図4の運転領域にかかわらず機関空燃比がリッ
チ空燃比になるように空燃比補正係数Kの値を所定値K
0 に固定する(K0 >1.0)。また、電子制御回路3
0は同時に上記第2の変速制御特性(図6)に基づいて
自動変速機40の変速制御を行う。これにより、全体と
して機関は高速回転側で運転され、しかも空燃比がリッ
チになるため排気温度が上昇する。従って、NOX 吸収
剤18には、高温かつリッチ空燃比の排気が流入するこ
とになりNOX 吸収剤18からSOX が放出され、NO
X 吸収剤18中のSOX 量が低減される。
X 吸収剤18中のSOX 量が減少し、SOX 被毒が解消
されたと判断すると、空燃比補正係数Kの値を図4の運
転領域に基づいて設定する空燃比の通常の制御に復帰
し、同時に自動変速機40の変速操作を前記第1の変速
制御特性(図5)に基づいて制御する。図7は、上記S
OX 被毒解消操作を示すフローチャートである。本ルー
チンは、電子制御回路30により一定時間毎に実行され
る。
はNOX 吸収剤18中に吸収されたSOX 量の推定を示
し、ステップ713から721は上記SOX 量に基づく
SO X 被毒解消操作を示している。図7においてルーチ
ンがスタートすると、ステップ701では、前述の吸気
圧センサ15からサージタンク10の絶対圧力PMが、
また回転数センサ21から機関回転数Nがそれぞれ読み
込まれる。
リーン空燃比で運転されているか否かが、空燃比補正係
数Kの値を用いて判断され、リーン空燃比運転が行われ
ている場合には(K<1.0)ステップ705に進み機
関吸入空気量Qを算出し、更にステップ707ではNO
X 吸収剤18のSOX 吸収量を表すカウンタSの値に、
上記吸入空気量Qに定数αを乗じた値を加算する。
空燃比がリーンの時に排気中に含まれるSOX を吸収
し、排気温度が高温で、かつ排気空燃比がリッチの時に
吸収したSOX を放出する。また、リーン空燃比運転時
のNOX 吸収剤18の単位時間当たりのSOX 吸収量
は、機関のSOX 発生量に比例する。また、機関のSO
X発生量は比較的微量であり燃料量に比例する。従っ
て、略機関の吸入空気量に比例すると考えてよい。
Qを、機関負荷(吸気圧力PM)と回転数Nとの関数と
して予め実測などにより求め、電子制御回路30のRO
M32に図3と同様な数値テーブルの形で格納してお
き、機関がリーン空燃比で運転されている場合には、ス
テップ705でこの関係を用いてPM、Nの値から吸入
空気量Qを読みだす。また、上記のようにNOX 吸収剤
18の単位時間当たりのSOX 吸収量は機関吸入空気量
Qに比例すると考えられるため、ステップ707でSO
X 吸収量カウンタSを、Qに所定の定数αを乗じた値だ
け増加させる。これにより、SOX 吸収量カウンタの値
はNOX 吸収剤18の単位時間当たりのSOX 吸収量に
応じて増大する。
またはリッチ空燃比で運転されている場合(K≧1.
0)には、ルーチンはステップ709に進み、排気温度
TEXが所定値T0 以上か否かが判断され、TEX≧T0 の
場合にはステップ711に進みSOX 吸収量カウンタS
の値を一定値βだけ減少させる。ここで排気温度の所定
値T0 は、NOX 吸収剤18の温度がSOX 放出温度
(例えば600℃程度)に到達するのに必要な排気温度
である。
比の場合には、NOX 吸収剤18は吸収したSOX を放
出するが、この放出速度は略一定値と考えてよい。そこ
で、本実施例では、排気空燃比がリッチ(ステップ70
3)かつ排気温度が高温(ステップ709)の場合には
SOX 吸収量カウンタの値を一定値減少させている。こ
れにより、SOX 吸収量カウンタの値はNOX 吸収剤1
8の単位時間当たりのSOX 放出量に応じて減少する。
用する排気温度TEXは、排気温度センサ等を使用せず、
機関の運転状態に基づいて求めている。すなわち、機関
排気温度は、機関の負荷状態(吸気圧力PM、回転数
N)と機関運転空燃比(空燃比補正係数K)とにより決
定される。また、本実施例では空燃比(K)の値は図4
の関係を用いて吸気圧力PMと回転数Nとにより決定さ
れる。本実施例では、排気温度TEXの値は予め実測等に
より吸気圧力PMと回転数Nとの関数として求められ、
ROM32に図3と同様な数値テーブルの形で格納され
ており、ステップ709では、ステップ701で入力し
たPM、Nの値を用いてこの数値テーブルから排気温度
TEXが決定される。
度センサを設けて、排気温度TEXを実測するようにする
ことも可能である。また、NOX 吸収剤の担体温度を検
出する温度センサを設けて、実際のNOX 吸収剤温度に
よりSOX 吸収量カウンタの値を演算するようにするこ
ともできる。一方、ステップ709でTEX<T0 であっ
た場合、すなわち排気空燃比はリッチであるものの排気
温度がSOX 放出温度より低い場合には、SOX 吸収量
カウンタSの値は増減されない。これは、排気がリッチ
空燃比であるためNOX 吸収剤にはSOX は吸収され
ず、また排気温度が低いためNOX 吸収剤からのSOX
放出も生じないためである。
了後、ステップ713から721では後述のようにフラ
グFの値が設定される。本実施例では、フラグFの値が
1にセットされると、電子制御回路30は、空燃比補正
係数Kを所定値K0 に固定して機関の運転空燃比をリッ
チ空燃比に保つとともに、第2の変速制御特性に基づい
て自動変速機の変速操作を制御し、NOX 吸収剤のSO
X 被毒解消操作を行う。また、フラグFの値が0にセッ
トされると、電子制御回路30は空燃比補正係数Kを図
4の運転領域に基づいて設定し、自動変速機の変速操作
を第1の変速制御特性に基づいて行う。
収剤のSOX 吸収量Sが所定値S1以上になった時に1
にセットされ(ステップ715、717)、SOX 吸収
量Sが減少して所定値S2 以下になったときに0にセッ
トされる(ステップ719、721)。ここで、S2 は
S1 より大きな値に設定されており、フラグFの値の設
定にヒステリシスを持たせてある。これによりNOX 吸
収剤中のSOX 量はある程度の幅を持って制御され、頻
繁なSOX 被毒解消操作の実行が防止される。
収剤の吸収したSOX 量を推定して、SOX 量が増大し
たときには機関空燃比をリッチにするとともに、自動変
速機の低速段側での運転領域を拡大することにより、N
OX 吸収剤は高温かつリッチ雰囲気に維持され、SOX
被毒が解消される。なお、上述の実施例では、SOX 被
毒解消操作時に、自動変速機の変速制御特性を全体的に
変速線が高速走行側に移動するように設定していたが
(図6)、例えば、高速段(例えば、図5のOD段)で
の運転を禁止して、低速段のみの運転を行うようにして
も同様に低速段での運転領域が拡がるため、全体として
排気温度を上昇させることができる。
ッチ空燃比に設定するのみで機関点火時期は変更してい
ないが、上記SOX 被毒解消操作時にリッチ空燃比運転
に加えて点火時期を遅角させるようにすれば、更に排気
温度を上昇させて速やかにSOX 被毒を解消することが
可能である。また、上述のように機関空燃比をリッチに
保ち、低速段での運転領域が拡がるように変速制御特性
を切り換えた場合には、当然機関燃料消費量は増大する
ことになるが、機関が発生するSOX の量は微量であ
り、上記SOX 被毒解消操作が行われる頻度は極めて少
ないため、実際上、上記SOX 被毒解消操作による運転
コストの上昇が問題になることはない。
たSOX 量を推定し、このSOX 推定量が増大した場合
には、機関空燃比をリッチ空燃比に設定するとともに、
自動変速機の変速制御特性を低速段側での運転領域が拡
がるように切り換えるようにしたため、NOX 吸収剤を
高温かつリッチ雰囲気に保つことができ、ヒータ、バー
ナ等の補助加熱手段を用いることなくNOX 吸収剤のS
OX 被毒を解消することが可能となる効果が得られる。
全体図である。
吸収剤の、NOX の吸放出作用を説明する図である。
形式を示す図である。
性を示す図である。
性を示す図である。
フローチャートである。
Claims (1)
- 【請求項1】 車両用内燃機関の排気通路に配置され
た、排気の空燃比がリーンのときに排気中のNOX を吸
収し排気中の酸素濃度が低下したときに吸収したNOX
を放出するNOX 吸収剤と、 前記内燃機関に接続された自動変速機と、 走行状態に応じて前記自動変速機の変速段を設定する変
速制御手段と、 前記内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段とを備
えた自動変速機付内燃機関の制御装置において、 前記NOX 吸収剤中に吸収された硫黄酸化物の量を推定
する推定手段を備え、 前記変速制御手段は、前記NOX 吸収剤の吸収した硫黄
酸化物の量が所定値以下の場合には所定の第1の変速制
御特性に基づいて走行状態に応じて変速段を設定し、前
記NOX 吸収剤の吸収した硫黄酸化物の量が所定値より
大きい場合には、前記第1の変速制御特性より低速段側
での運転領域が広い第2の変速制御特性に基づいて走行
状態に応じて変速段を設定し、 前記空燃比制御手段は、前記NOX 吸収剤の吸収した硫
黄酸化物の量が前記所定値より大きい場合には、前記機
関の空燃比を理論空燃比よりリッチ側に制御することを
特徴とする自動変速機付内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33602793A JP3404846B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 自動変速機付内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33602793A JP3404846B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 自動変速機付内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07186785A true JPH07186785A (ja) | 1995-07-25 |
| JP3404846B2 JP3404846B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=18294947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33602793A Expired - Lifetime JP3404846B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 自動変速機付内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3404846B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-12-28 JP JP33602793A patent/JP3404846B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US6772587B2 (en) | 1998-03-26 | 2004-08-10 | Hitachi, Ltd. | Exhaust gas purification control apparatus of engine |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3404846B2 (ja) | 2003-05-12 |
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