JPH11315713A - エンジンの排気浄化制御装置 - Google Patents
エンジンの排気浄化制御装置Info
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- JPH11315713A JPH11315713A JP10122267A JP12226798A JPH11315713A JP H11315713 A JPH11315713 A JP H11315713A JP 10122267 A JP10122267 A JP 10122267A JP 12226798 A JP12226798 A JP 12226798A JP H11315713 A JPH11315713 A JP H11315713A
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- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0842—Nitrogen oxides
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- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus
- F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジンのトルク変動あるいはＨＣ、ＣＯ、
及びＮＯｘ等の排気ガス成分を増加させずに、ＮＯｘ触
媒を再生制御するエンジンの排気浄化制御装置を提供す
ることであり、具体的には、ＮＯｘ触媒の性能の劣化度
を診断し、劣化度に応じた再生制御を実施して、エンジ
ンの燃費向上と排気浄化の両方を実現するエンジンの排
気浄化制御装置を提供する。 【解決手段】 排気管に配設されたＮＯｘ触媒と、該Ｎ
Ｏｘ触媒の排気温度を検出する温度センサとを備えたエ
ンジンに適用する排気浄化制御装置が、前記ＮＯｘ触媒
のＮＯｘ吸着量を推定する手段と、ＮＯｘ触媒の浄化性
能を診断する手段と、ＮＯｘ触媒の再生を制御する手段
とを備え、前記触媒浄化性能診断手段が、前記温度セン
サの検出排気温度に基づいて触媒の浄化性能を診断し、
前記触媒再生制御手段が、前記触媒浄化性能診断手段の
診断結果に基づき排気ガスの空燃比を変化させて触媒の
再生制御をしてなる。
及びＮＯｘ等の排気ガス成分を増加させずに、ＮＯｘ触
媒を再生制御するエンジンの排気浄化制御装置を提供す
ることであり、具体的には、ＮＯｘ触媒の性能の劣化度
を診断し、劣化度に応じた再生制御を実施して、エンジ
ンの燃費向上と排気浄化の両方を実現するエンジンの排
気浄化制御装置を提供する。 【解決手段】 排気管に配設されたＮＯｘ触媒と、該Ｎ
Ｏｘ触媒の排気温度を検出する温度センサとを備えたエ
ンジンに適用する排気浄化制御装置が、前記ＮＯｘ触媒
のＮＯｘ吸着量を推定する手段と、ＮＯｘ触媒の浄化性
能を診断する手段と、ＮＯｘ触媒の再生を制御する手段
とを備え、前記触媒浄化性能診断手段が、前記温度セン
サの検出排気温度に基づいて触媒の浄化性能を診断し、
前記触媒再生制御手段が、前記触媒浄化性能診断手段の
診断結果に基づき排気ガスの空燃比を変化させて触媒の
再生制御をしてなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気浄
化制御装置に係り、特に、エンジンの運転中に排気浄化
触媒の浄化性能の劣化度を診断し、該診断に基づいて触
媒の浄化性能を再生制御するエンジンの排気浄化制御装
置に関する。
化制御装置に係り、特に、エンジンの運転中に排気浄化
触媒の浄化性能の劣化度を診断し、該診断に基づいて触
媒の浄化性能を再生制御するエンジンの排気浄化制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンの燃費を向上させるため
に、エンジンの理論空燃比（約１４．７、以下ストイキ
と呼ぶ）よりも空気を過多（以下リーンと呼ぶ）にし
て、燃料を希薄燃焼させる技術が普及しつつあり、特
に、ガソリンエンジンにおいては、従来の吸気管部で燃
料を噴射する方式から、筒内に直接燃料を噴射してより
希薄な燃焼を実現させる、筒内噴射エンジン方式に移行
しつつある。
に、エンジンの理論空燃比（約１４．７、以下ストイキ
と呼ぶ）よりも空気を過多（以下リーンと呼ぶ）にし
て、燃料を希薄燃焼させる技術が普及しつつあり、特
に、ガソリンエンジンにおいては、従来の吸気管部で燃
料を噴射する方式から、筒内に直接燃料を噴射してより
希薄な燃焼を実現させる、筒内噴射エンジン方式に移行
しつつある。
【０００３】該筒内噴射エンジンは、空燃比が４０〜５
０といったように、極めて希薄な燃料として燃焼させる
ことにより、エンジンのポンピング損失や熱拡散を少な
くして、燃費の向上が実現できるものである。ところ
で、前記筒内噴射エンジンは、その排気ガスの成分であ
るＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘを調べてみると、ＨＣとＣＯ
は、減少するが、ＮＯｘは逆に増加する傾向がある。
０といったように、極めて希薄な燃料として燃焼させる
ことにより、エンジンのポンピング損失や熱拡散を少な
くして、燃費の向上が実現できるものである。ところ
で、前記筒内噴射エンジンは、その排気ガスの成分であ
るＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘを調べてみると、ＨＣとＣＯ
は、減少するが、ＮＯｘは逆に増加する傾向がある。
【０００４】一方、ガソリンエンジンの排気成分を除去
して浄化するための装置としては、三元触媒が一般に普
及している。しかし、三元触媒は、その性能を発揮する
ためには、空燃比をストイキ状態に維持する必要があ
り、筒内噴射エンジンにみられるリーン燃焼下では、Ｎ
Ｏｘを適切に浄化することはできないのが現状である。
このため、リーン燃焼下におけるＮＯｘ浄化のために
は、吸着機能を有する触媒が提案されている。該触媒
は、酸素過剰の雰囲気において排気中のＮＯｘを還元吸
着して、大気への排出を防ぐものである（以下、該吸着
型触媒をＮＯｘ触媒と云う）。
して浄化するための装置としては、三元触媒が一般に普
及している。しかし、三元触媒は、その性能を発揮する
ためには、空燃比をストイキ状態に維持する必要があ
り、筒内噴射エンジンにみられるリーン燃焼下では、Ｎ
Ｏｘを適切に浄化することはできないのが現状である。
このため、リーン燃焼下におけるＮＯｘ浄化のために
は、吸着機能を有する触媒が提案されている。該触媒
は、酸素過剰の雰囲気において排気中のＮＯｘを還元吸
着して、大気への排出を防ぐものである（以下、該吸着
型触媒をＮＯｘ触媒と云う）。
【０００５】しかし、前記ＮＯｘ触媒を用いて排気ガス
中のＮＯｘを浄化させるためには、以下の点を考慮して
触媒の性能維持を図る必要がある。 （１）ＮＯｘ触媒の持つ吸着容量に満ちた量のＮＯｘが
吸着された場合は、ただちに排気を酸素不足の状態にし
て還元反応を促進する必要がある。 （２）燃料中に含まれるＳＯｘは、ＮＯｘよりも吸着さ
れやすいために、そのままの状態で運転を続けるとＮＯ
ｘ触媒としての性能が低下する。この現象を防ぐために
は、前述と同様に排気ガスを酸素不足の状態にして還元
反応を促進する必要がある。 （３）前記記載のＮＯｘの還元反応を促進するために
は、触媒の温度を高くする必要がある。
中のＮＯｘを浄化させるためには、以下の点を考慮して
触媒の性能維持を図る必要がある。 （１）ＮＯｘ触媒の持つ吸着容量に満ちた量のＮＯｘが
吸着された場合は、ただちに排気を酸素不足の状態にし
て還元反応を促進する必要がある。 （２）燃料中に含まれるＳＯｘは、ＮＯｘよりも吸着さ
れやすいために、そのままの状態で運転を続けるとＮＯ
ｘ触媒としての性能が低下する。この現象を防ぐために
は、前述と同様に排気ガスを酸素不足の状態にして還元
反応を促進する必要がある。 （３）前記記載のＮＯｘの還元反応を促進するために
は、触媒の温度を高くする必要がある。
【０００６】このようなＮＯｘ触媒の性能を維持させる
操作は、ＮＯｘ触媒の再生制御と云うものであり、該再
生制御を促進させるには、ＮＯｘ触媒の特質に着目し
て、まず触媒の温度を高めてリーンの運転状態からリッ
チ（空燃比がストイキ状態よりも燃料過多）の運転状態
に移行させる必要がある。該運転状態に移行する従来の
具体的な再生制御としては、燃料噴射量、吸入空気量、
もしくは点火時期を変化させる運転方式が行われてい
る。
操作は、ＮＯｘ触媒の再生制御と云うものであり、該再
生制御を促進させるには、ＮＯｘ触媒の特質に着目し
て、まず触媒の温度を高めてリーンの運転状態からリッ
チ（空燃比がストイキ状態よりも燃料過多）の運転状態
に移行させる必要がある。該運転状態に移行する従来の
具体的な再生制御としては、燃料噴射量、吸入空気量、
もしくは点火時期を変化させる運転方式が行われてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の如き
従来のＮＯｘ触媒の再生制御の方式は、該ＮＯｘ触媒に
吸着したＮＯｘを還元する際に、燃料噴射量等を変更す
るために、空燃比を指令した特定値に適切に調整するこ
とが困難になるという問題点がある。また、該燃料噴射
量を変更することにより、エンジントルクが変動するこ
とにより、エンジンの運転性が損なわれるという問題点
も発生する。本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、エンジンの
トルク変動あるいはＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘ等の排気ガ
ス成分を増加させずに、ＮＯｘ触媒を再生制御するエン
ジンの排気浄化制御装置を提供することであり、具体的
には、ＮＯｘ触媒の性能の劣化度を診断し、劣化度に応
じた再生制御を実施して、エンジンの燃費向上と排気浄
化の両方を実現するエンジンの排気浄化制御装置を提供
することにある。
従来のＮＯｘ触媒の再生制御の方式は、該ＮＯｘ触媒に
吸着したＮＯｘを還元する際に、燃料噴射量等を変更す
るために、空燃比を指令した特定値に適切に調整するこ
とが困難になるという問題点がある。また、該燃料噴射
量を変更することにより、エンジントルクが変動するこ
とにより、エンジンの運転性が損なわれるという問題点
も発生する。本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、エンジンの
トルク変動あるいはＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘ等の排気ガ
ス成分を増加させずに、ＮＯｘ触媒を再生制御するエン
ジンの排気浄化制御装置を提供することであり、具体的
には、ＮＯｘ触媒の性能の劣化度を診断し、劣化度に応
じた再生制御を実施して、エンジンの燃費向上と排気浄
化の両方を実現するエンジンの排気浄化制御装置を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明のエンジンの排気浄化制御装置は、排気管に配設
されたＮＯｘ触媒と、該ＮＯｘ触媒の排気温度を検出す
る温度センサとを備えたエンジンに適用する排気浄化制
御装置あって、該排気浄化制御装置は、前記ＮＯｘ触媒
のＮＯｘ吸着量を推定する手段と、ＮOｘ触媒の浄化性
能を診断する手段と、ＮＯｘ触媒の再生を制御する手段
とを備え、前記触媒浄化性能診断手段が、前記温度セン
サの検出排気温度に基づいて触媒の浄化性能を診断し、
前記触媒再生制御手段が、前記触媒浄化性能診断手段の
診断結果に基づき排気ガスの空燃比を変化させて触媒の
再生制御を行うことを特徴としている。そして、本発明
のエンジンの排気浄化制御装置の具体的態様は、前記温
度センサが、前記ＮＯｘ触媒の下流側に配置され、前記
触媒浄化性能診断手段が、触媒再生開始時の前記排気温
度と現時点の排気温度との温度差が、所定値以上となっ
た時、ＮＯｘ触媒の再生が完了したと診断することを特
徴としている。
本発明のエンジンの排気浄化制御装置は、排気管に配設
されたＮＯｘ触媒と、該ＮＯｘ触媒の排気温度を検出す
る温度センサとを備えたエンジンに適用する排気浄化制
御装置あって、該排気浄化制御装置は、前記ＮＯｘ触媒
のＮＯｘ吸着量を推定する手段と、ＮOｘ触媒の浄化性
能を診断する手段と、ＮＯｘ触媒の再生を制御する手段
とを備え、前記触媒浄化性能診断手段が、前記温度セン
サの検出排気温度に基づいて触媒の浄化性能を診断し、
前記触媒再生制御手段が、前記触媒浄化性能診断手段の
診断結果に基づき排気ガスの空燃比を変化させて触媒の
再生制御を行うことを特徴としている。そして、本発明
のエンジンの排気浄化制御装置の具体的態様は、前記温
度センサが、前記ＮＯｘ触媒の下流側に配置され、前記
触媒浄化性能診断手段が、触媒再生開始時の前記排気温
度と現時点の排気温度との温度差が、所定値以上となっ
た時、ＮＯｘ触媒の再生が完了したと診断することを特
徴としている。
【０００９】前記の如く構成された本発明のエンジンの
排気浄化制御装置は、触媒浄化性能診断手段において、
温度センサで検出したデータとＮＯｘ吸着量推定手段で
演算したＮＯｘ触媒へのＮＯｘの吸着量の推定値をもと
に、ＮＯｘ触媒の性能を診断した結果、ＮＯｘ触媒の性
能が劣化したと診断された場合は、ＮＯｘ触媒の再生制
御手段において、前記ＮＯｘ触媒の再生制御が実施され
る。該触媒再生制御手段は、前記ＮＯｘ触媒の再生をす
るためにエンジンの空燃比をリッチに変更する。
排気浄化制御装置は、触媒浄化性能診断手段において、
温度センサで検出したデータとＮＯｘ吸着量推定手段で
演算したＮＯｘ触媒へのＮＯｘの吸着量の推定値をもと
に、ＮＯｘ触媒の性能を診断した結果、ＮＯｘ触媒の性
能が劣化したと診断された場合は、ＮＯｘ触媒の再生制
御手段において、前記ＮＯｘ触媒の再生制御が実施され
る。該触媒再生制御手段は、前記ＮＯｘ触媒の再生をす
るためにエンジンの空燃比をリッチに変更する。
【００１０】前記触媒浄化性能診断手段は、前記温度セ
ンサによって検出した触媒再生開始時の前記排気温度と
現時点の排気温度との温度差が、所定値以上となった
時、ＮＯｘ触媒の再生が完了したと診断して、前記触媒
再生制御手段での再生制御を終了してエンジンの空燃比
をリーンにするものである。
ンサによって検出した触媒再生開始時の前記排気温度と
現時点の排気温度との温度差が、所定値以上となった
時、ＮＯｘ触媒の再生が完了したと診断して、前記触媒
再生制御手段での再生制御を終了してエンジンの空燃比
をリーンにするものである。
【００１１】また、本発明のエンジンの排気浄化制御装
置は、他の態様は、前記温度センサが、前記ＮＯｘ触媒
の上流側と下流側とに配置され、前記触媒浄化性能診断
手段が、前記ＮＯｘ触媒の上流側と下流側との前記温度
センサの各々の触媒再生開始時の前記排気温度と現時点
の排気温度との各温度差の差の変化によって触媒浄化性
能を診断し、前記触媒浄化性能診断手段が、前記二つの
温度センサの前記各温度差の差が、所定値以上となった
時、触媒の再生が完了したと診断することを特徴として
いる。
置は、他の態様は、前記温度センサが、前記ＮＯｘ触媒
の上流側と下流側とに配置され、前記触媒浄化性能診断
手段が、前記ＮＯｘ触媒の上流側と下流側との前記温度
センサの各々の触媒再生開始時の前記排気温度と現時点
の排気温度との各温度差の差の変化によって触媒浄化性
能を診断し、前記触媒浄化性能診断手段が、前記二つの
温度センサの前記各温度差の差が、所定値以上となった
時、触媒の再生が完了したと診断することを特徴として
いる。
【００１２】更に、本発明のエンジンの排気浄化制御装
置の具体的態様は、前記所定値を、診断した前記ＮＯｘ
触媒の劣化度に応じて変化させるものであり、前記触媒
再生制御手段が、診断したＮＯｘ触媒の劣化度に応じ
て、排気ガスの空燃比の値を変化させるか、触媒浄化再
生時間を変化させるものであり、あるいは、前記触媒再
生制御手段が、触媒浄化再生時間を少なくとも前記温度
センサの時定数よりも長くしたことを特徴としている。
このように、本発明のエンジンの排気浄化制御装置は、
ＮＯｘ触媒の再生が効果的に行われたかを、触媒の後方
の排気ガスの温度、または触媒前後の排気ガスの温度差
を利用して診断することができる。また、ＮＯｘ触媒の
再生時の排気成分の悪化を防止しつつ燃費の効率向上を
実現することが可能である。
置の具体的態様は、前記所定値を、診断した前記ＮＯｘ
触媒の劣化度に応じて変化させるものであり、前記触媒
再生制御手段が、診断したＮＯｘ触媒の劣化度に応じ
て、排気ガスの空燃比の値を変化させるか、触媒浄化再
生時間を変化させるものであり、あるいは、前記触媒再
生制御手段が、触媒浄化再生時間を少なくとも前記温度
センサの時定数よりも長くしたことを特徴としている。
このように、本発明のエンジンの排気浄化制御装置は、
ＮＯｘ触媒の再生が効果的に行われたかを、触媒の後方
の排気ガスの温度、または触媒前後の排気ガスの温度差
を利用して診断することができる。また、ＮＯｘ触媒の
再生時の排気成分の悪化を防止しつつ燃費の効率向上を
実現することが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明のエンジンの排気浄
化制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。図１は、本発明の一実施形態のエンジンの排気浄化
制御装置の全体構成を示す概念図である。図１におい
て、筒内噴射エンジン１は、シリンダ１ａとピストン１
ｂとを備え、該シリンダ１ａの上部には、燃料噴射弁５
と点火プラグ１４が備えられていると共に、吸気管１２
と排気管１３とが接続され、該吸気管１２と排気管１３
との接続部に吸気弁６と排気弁７とが配置されている。
吸気管１２には、スロットルバルブ３が備えられている
と共に、排気管１３にはＮＯｘ触媒２が接続されてい
る。また、吸気管１２には、空気量センサ４が備えら
れ、排気管１３には、空燃比センサ８が配置されている
と共に、ＮＯｘ触媒２の出口部に温度センサ９が配置さ
れている。
化制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。図１は、本発明の一実施形態のエンジンの排気浄化
制御装置の全体構成を示す概念図である。図１におい
て、筒内噴射エンジン１は、シリンダ１ａとピストン１
ｂとを備え、該シリンダ１ａの上部には、燃料噴射弁５
と点火プラグ１４が備えられていると共に、吸気管１２
と排気管１３とが接続され、該吸気管１２と排気管１３
との接続部に吸気弁６と排気弁７とが配置されている。
吸気管１２には、スロットルバルブ３が備えられている
と共に、排気管１３にはＮＯｘ触媒２が接続されてい
る。また、吸気管１２には、空気量センサ４が備えら
れ、排気管１３には、空燃比センサ８が配置されている
と共に、ＮＯｘ触媒２の出口部に温度センサ９が配置さ
れている。
【００１４】更に、筒内噴射エンジン１には、エンジン
制御装置１１が配備され、前記空気量センサ４、空燃比
センサ８、及び温度センサ９の出力信号、エンジン回転
数信号１０２、クランク角度信号１０３、ＮＯｘ吸着量
の推定手段１０４からの信号が入力されるように構成さ
れ、前記エンジン制御装置１１からは、スロットルバル
ブ３の操作信号、燃料噴射弁５及び点火プラグ１４への
信号が出力されるように構成されている。
制御装置１１が配備され、前記空気量センサ４、空燃比
センサ８、及び温度センサ９の出力信号、エンジン回転
数信号１０２、クランク角度信号１０３、ＮＯｘ吸着量
の推定手段１０４からの信号が入力されるように構成さ
れ、前記エンジン制御装置１１からは、スロットルバル
ブ３の操作信号、燃料噴射弁５及び点火プラグ１４への
信号が出力されるように構成されている。
【００１５】エンジン制御装置１１は、Ａ／Ｄ変換器を
内臓するシングルチップマイクロコンピュータによって
すべての処理が実施され、その一部に本実施形態のエン
ジンの排気浄化制御装置１００が含まれている。前記エ
ンジン制御装置１１のエンジントルク制御手段１１１
は、空気量センサ４からの空気量信号１０１とエンジン
回転数信号１０２を取り込むことによって実施され、該
エンジントルクは、燃料噴射量として演算されて燃料噴
射弁５に出力される。ここでは図示しないが、トルクを
決定する際には、アクセル開度の信号を用いても良い。
噴射された燃料は、筒内噴射エンジン１のシリンダ１ａ
内で燃焼し、排気は、排気弁７を経て排気管１３からＮ
Ｏｘ触媒２に流れる。
内臓するシングルチップマイクロコンピュータによって
すべての処理が実施され、その一部に本実施形態のエン
ジンの排気浄化制御装置１００が含まれている。前記エ
ンジン制御装置１１のエンジントルク制御手段１１１
は、空気量センサ４からの空気量信号１０１とエンジン
回転数信号１０２を取り込むことによって実施され、該
エンジントルクは、燃料噴射量として演算されて燃料噴
射弁５に出力される。ここでは図示しないが、トルクを
決定する際には、アクセル開度の信号を用いても良い。
噴射された燃料は、筒内噴射エンジン１のシリンダ１ａ
内で燃焼し、排気は、排気弁７を経て排気管１３からＮ
Ｏｘ触媒２に流れる。
【００１６】前記排気浄化制御装置１００内には、ＮＯ
ｘ触媒へのＮＯｘの吸着量の推定するＮＯｘ吸着量推定
手段１０４と温度記憶手段１１２とが配置され、温度セ
ンサ９から得られた温度信号は、温度記憶手段１１２に
入力される。温度記憶手段１１２のデータ及びＮＯｘ吸
着量推定手段１０４で演算したＮＯｘ触媒へのＮＯｘの
吸着量の推定値をもとに、触媒浄化性能診断手段１１３
において、ＮＯｘ触媒の性能を診断した結果、ＮＯｘ触
媒の性能が劣化したと診断された場合は、ＮＯｘ触媒の
再生制御手段１１４において、前記ＮＯｘ触媒２の再生
制御が実施される。
ｘ触媒へのＮＯｘの吸着量の推定するＮＯｘ吸着量推定
手段１０４と温度記憶手段１１２とが配置され、温度セ
ンサ９から得られた温度信号は、温度記憶手段１１２に
入力される。温度記憶手段１１２のデータ及びＮＯｘ吸
着量推定手段１０４で演算したＮＯｘ触媒へのＮＯｘの
吸着量の推定値をもとに、触媒浄化性能診断手段１１３
において、ＮＯｘ触媒の性能を診断した結果、ＮＯｘ触
媒の性能が劣化したと診断された場合は、ＮＯｘ触媒の
再生制御手段１１４において、前記ＮＯｘ触媒２の再生
制御が実施される。
【００１７】該触媒再生制御手段１１４によって決定さ
れる燃料噴射量は、噴射量演算手段１１５において、前
記エンジントルク制御手段１１１によって演算された該
トルクに比例した燃料噴射量に噴射時期を異にして単純
に加算され、該加算された燃料噴射量の噴射信号が、燃
料噴射弁５に出力される。前記触媒再生制御手段１１４
でＮＯｘ触媒２の再生制御を行う場合の再生制御のため
の燃料噴射量は、空燃比センサ８の出力値によって閉ル
ープとされ、エンジントルク量には影響しないように、
筒内噴射エンジン１に噴射される。換言すれば、エンジ
ントルクに比例した燃料噴射量は、エンジントルク制御
手段１１１で決定された値となり、再生制御の影響を受
けない。
れる燃料噴射量は、噴射量演算手段１１５において、前
記エンジントルク制御手段１１１によって演算された該
トルクに比例した燃料噴射量に噴射時期を異にして単純
に加算され、該加算された燃料噴射量の噴射信号が、燃
料噴射弁５に出力される。前記触媒再生制御手段１１４
でＮＯｘ触媒２の再生制御を行う場合の再生制御のため
の燃料噴射量は、空燃比センサ８の出力値によって閉ル
ープとされ、エンジントルク量には影響しないように、
筒内噴射エンジン１に噴射される。換言すれば、エンジ
ントルクに比例した燃料噴射量は、エンジントルク制御
手段１１１で決定された値となり、再生制御の影響を受
けない。
【００１８】即ち、再生制御のための燃料は、エンジン
トルクに影響を与えないように、筒内噴射エンジン１の
膨張行程の後期に噴射することとする。この場合、エン
ジントルクを決定するための燃料は、点火時期前に噴射
することになる。つまり、ＮＯｘ触媒２の再生制御を行
う場合は、燃料を吸気−圧縮−膨張−排気の１サイクル
の間に２度噴射することになる。
トルクに影響を与えないように、筒内噴射エンジン１の
膨張行程の後期に噴射することとする。この場合、エン
ジントルクを決定するための燃料は、点火時期前に噴射
することになる。つまり、ＮＯｘ触媒２の再生制御を行
う場合は、燃料を吸気−圧縮−膨張−排気の１サイクル
の間に２度噴射することになる。
【００１９】図２は、エンジン１の２回目の膨張行程の
噴射の場合の燃料噴射パルス幅Ｔｃと、エンジントル
ク、ＨＣ（未燃炭化水素）の濃度、排気温度の関係を示
している。噴射パルス幅が大きくなって、噴射量が増大
すると、燃焼しないで排気管１３に流出するＨＣの排出
量が増大する。つまり、シリンダ充填空気重量と、点火
燃料噴射重量＋膨張行程時燃料噴射重量の比が１４．７
より大きくなる可能性がある。このとき、全体的な空燃
比は、リーンになっている。しかし、膨張行程で噴射し
てＨＣが多くなると、排気管１３内は、酸素が少ない還
元雰囲気になる。更に、このＨＣが排気管１３で燃焼す
るために、排気温度が上昇する。この還元雰囲気と排気
温度の上昇とにより、ＮＯｘ触媒２の再生が可能にな
る。ＮＯｘ触媒２の上流の排気ガスが、還元雰囲気にな
るように、空燃比センサ８の信号をもとに閉ループ制御
を行う。
噴射の場合の燃料噴射パルス幅Ｔｃと、エンジントル
ク、ＨＣ（未燃炭化水素）の濃度、排気温度の関係を示
している。噴射パルス幅が大きくなって、噴射量が増大
すると、燃焼しないで排気管１３に流出するＨＣの排出
量が増大する。つまり、シリンダ充填空気重量と、点火
燃料噴射重量＋膨張行程時燃料噴射重量の比が１４．７
より大きくなる可能性がある。このとき、全体的な空燃
比は、リーンになっている。しかし、膨張行程で噴射し
てＨＣが多くなると、排気管１３内は、酸素が少ない還
元雰囲気になる。更に、このＨＣが排気管１３で燃焼す
るために、排気温度が上昇する。この還元雰囲気と排気
温度の上昇とにより、ＮＯｘ触媒２の再生が可能にな
る。ＮＯｘ触媒２の上流の排気ガスが、還元雰囲気にな
るように、空燃比センサ８の信号をもとに閉ループ制御
を行う。
【００２０】図３は、吸排気弁６、７の動作タイミング
と燃料噴射パルス、クランク角の関係を示している。ト
ルク制御のための燃料は、クランク角θｔで噴射され
る。このθｔは、点火時期もしくは圧縮上死点前のクラ
ンク角となる。再生制御のための燃料は、クランク角θ
ｃで噴射される。なお、それぞれの燃料噴射パルス幅
を、Ｔｐ１とＴｐ２としたとき、エンジントルクは、Ｔ
ｐ１で決定され、再生制御のための排気管１３内の空燃
比は、Ｔｐ２で決定される。つまり、空燃比センサ８の
信号をもとに、Ｔｐ２のパルス幅を閉ループ制御する。
次に、図４の制御フローチャートを用いて、ＮＯｘ触媒
２の性能診断について説明する。
と燃料噴射パルス、クランク角の関係を示している。ト
ルク制御のための燃料は、クランク角θｔで噴射され
る。このθｔは、点火時期もしくは圧縮上死点前のクラ
ンク角となる。再生制御のための燃料は、クランク角θ
ｃで噴射される。なお、それぞれの燃料噴射パルス幅
を、Ｔｐ１とＴｐ２としたとき、エンジントルクは、Ｔ
ｐ１で決定され、再生制御のための排気管１３内の空燃
比は、Ｔｐ２で決定される。つまり、空燃比センサ８の
信号をもとに、Ｔｐ２のパルス幅を閉ループ制御する。
次に、図４の制御フローチャートを用いて、ＮＯｘ触媒
２の性能診断について説明する。
【００２１】ステップ４０１では、ＮＯｘ触媒２へのＮ
Ｏｘの吸着量を推定する。ＮＯｘ触媒２へのＮＯｘの吸
着量の推定手段としては、ＮＯｘ触媒２の再生制御を実
施して、空燃比をリーンに戻した直後を起点とし、現時
点を終点として、燃料を噴射した量を、時間積分して燃
料の噴射総量から求める方法が一般的である。
Ｏｘの吸着量を推定する。ＮＯｘ触媒２へのＮＯｘの吸
着量の推定手段としては、ＮＯｘ触媒２の再生制御を実
施して、空燃比をリーンに戻した直後を起点とし、現時
点を終点として、燃料を噴射した量を、時間積分して燃
料の噴射総量から求める方法が一般的である。
【００２２】ステップ４０２では、ＮＯｘの吸着量が所
定値以上か否かを判定する。吸着量が所定値以上である
ならば、ＮＯｘ触媒２の性能が劣化したと判定し、ステ
ップ４０３で、前記のように膨張行程で燃料を噴射する
ことによって、ＮＯｘ触媒２の再生制御を実施するが、
具体的な手段については後述する。ステップ４０２で吸
着量が所定値に満たないと判定された場合は、ＮＯｘ触
媒２の性能が良好であると判定し、ＮＯｘ触媒２の再生
制御を実施しない。なお、前記の所定値は、車両の速度
や路面などの運転条件によって一般に異なるものであ
る。ステップ４０４で、ＮＯｘ触媒２の下流の排気温度
等の値に基づいて、ＮＯｘ触媒２の性能が再生されたか
どうかを判定するが、具体的判定の手段については後述
する。ＮＯｘ触媒２の性能が再生されていれば、ＮＯｘ
触媒２の再生制御を終了し、再生されていなければステ
ップ４０３に戻る。
定値以上か否かを判定する。吸着量が所定値以上である
ならば、ＮＯｘ触媒２の性能が劣化したと判定し、ステ
ップ４０３で、前記のように膨張行程で燃料を噴射する
ことによって、ＮＯｘ触媒２の再生制御を実施するが、
具体的な手段については後述する。ステップ４０２で吸
着量が所定値に満たないと判定された場合は、ＮＯｘ触
媒２の性能が良好であると判定し、ＮＯｘ触媒２の再生
制御を実施しない。なお、前記の所定値は、車両の速度
や路面などの運転条件によって一般に異なるものであ
る。ステップ４０４で、ＮＯｘ触媒２の下流の排気温度
等の値に基づいて、ＮＯｘ触媒２の性能が再生されたか
どうかを判定するが、具体的判定の手段については後述
する。ＮＯｘ触媒２の性能が再生されていれば、ＮＯｘ
触媒２の再生制御を終了し、再生されていなければステ
ップ４０３に戻る。
【００２３】次に、図５の制御フローチャートを用い
て、ＮＯｘ触媒２の再生制御について、説明する。ステ
ップ５０１で空燃比センサ８で検出した信号を入力し、
ステップ５０２で触媒再生用の目標空燃比と検出した現
状の空燃比を比較し、現状の空燃比が目標値よりも大き
い場合はステップ５０３へ、目標値より小さい場合はス
テップ５０４へ進み、それぞれ次の燃料噴射パルス幅の
式（１）、（２）に従って、燃料噴射のパルス幅Ｔｐ２
を変更して現状の空燃比を目標空燃比に調節する。
て、ＮＯｘ触媒２の再生制御について、説明する。ステ
ップ５０１で空燃比センサ８で検出した信号を入力し、
ステップ５０２で触媒再生用の目標空燃比と検出した現
状の空燃比を比較し、現状の空燃比が目標値よりも大き
い場合はステップ５０３へ、目標値より小さい場合はス
テップ５０４へ進み、それぞれ次の燃料噴射パルス幅の
式（１）、（２）に従って、燃料噴射のパルス幅Ｔｐ２
を変更して現状の空燃比を目標空燃比に調節する。
【００２４】
【数１】 Ｔｐ２＝Ｔｐ２＋ΔＴｐ２ （式１）
【００２５】
【数２】 Ｔｐ２＝Ｔｐ２−ΔＴｐ２ （式２）
【００２６】空燃比を調節した後は、ステップ５０５で
噴射タイミングためのクランク角度が所定角度θｃにな
ったか否かを判定し、所定角度θｃになっている場合
は、ステップ５０７に進み、燃料噴射弁５から燃料を所
定噴射パルプ幅Ｔｐ２噴射する。ステップ５０５でクラ
ンク角度が所定角度θｃになっていいない場合は、ステ
ップ５０６に進み噴射タイミング待ちをした後、再度、
ステップ５０５に進んで噴射タイミングためのクランク
角度が所定角度θｃになったか否かを判定を行う。空燃
比を検出する空燃比センサ８は、空燃比をアナログ的に
検出するタイプのもの等を用いる。
噴射タイミングためのクランク角度が所定角度θｃにな
ったか否かを判定し、所定角度θｃになっている場合
は、ステップ５０７に進み、燃料噴射弁５から燃料を所
定噴射パルプ幅Ｔｐ２噴射する。ステップ５０５でクラ
ンク角度が所定角度θｃになっていいない場合は、ステ
ップ５０６に進み噴射タイミング待ちをした後、再度、
ステップ５０５に進んで噴射タイミングためのクランク
角度が所定角度θｃになったか否かを判定を行う。空燃
比を検出する空燃比センサ８は、空燃比をアナログ的に
検出するタイプのもの等を用いる。
【００２７】図６は、（１）エンジンの空燃比Ａ/Ｆ、
（２）ＮＯｘ触媒２のＮＯｘ浄化率、及び、（３）ＮＯ
ｘ触媒２の下流の排気温度とを、時間の経過との関係で
示した特性図である。図６（１）に示すように、空燃比
Ａ/Ｆが時間ｔ１でリーン状態からストイキ状態に変更
されると、ＮＯｘ触媒２のＮＯｘ浄化率は、図６（２）
に示すように向上して高くなって来る。また、図６
（３）に示すように、ＮＯｘ触媒２の下流の排気温度
も、空燃比Ａ/Ｆがリーン状態からストイキ状態に変更
されると、高温になって来る（排気温度Ｔｒ（ｔ１）か
ら上昇）。そして、ＮＯｘ触媒２のＮＯｘ浄化率が改善
されて、時間ｔ２で、空燃比Ａ/Ｆがストイキ状態から
リーン状態に戻ると、前記ＮＯｘ触媒２の下流の排気温
度は、排気温度Ｔｒ（ｔ２）から低下を始めて排気温度
Ｔｒ（ｔ３）に落ちついた状態となる。
（２）ＮＯｘ触媒２のＮＯｘ浄化率、及び、（３）ＮＯ
ｘ触媒２の下流の排気温度とを、時間の経過との関係で
示した特性図である。図６（１）に示すように、空燃比
Ａ/Ｆが時間ｔ１でリーン状態からストイキ状態に変更
されると、ＮＯｘ触媒２のＮＯｘ浄化率は、図６（２）
に示すように向上して高くなって来る。また、図６
（３）に示すように、ＮＯｘ触媒２の下流の排気温度
も、空燃比Ａ/Ｆがリーン状態からストイキ状態に変更
されると、高温になって来る（排気温度Ｔｒ（ｔ１）か
ら上昇）。そして、ＮＯｘ触媒２のＮＯｘ浄化率が改善
されて、時間ｔ２で、空燃比Ａ/Ｆがストイキ状態から
リーン状態に戻ると、前記ＮＯｘ触媒２の下流の排気温
度は、排気温度Ｔｒ（ｔ２）から低下を始めて排気温度
Ｔｒ（ｔ３）に落ちついた状態となる。
【００２８】次に、図７の制御フローチャートを用い
て、ＮＯｘ触媒２の性能が再生されたかどうかを判定す
る手段を説明する。図６に示されているように、ＮＯｘ
触媒２の再生を実施している過程、即ち、空燃比Ａ/Ｆ
がリーン状態からストイキ状態に変更されると、ＮＯｘ
触媒２の排気温度が上昇することに着目して、ＮＯｘ触
媒２の再生制御を行うものである。
て、ＮＯｘ触媒２の性能が再生されたかどうかを判定す
る手段を説明する。図６に示されているように、ＮＯｘ
触媒２の再生を実施している過程、即ち、空燃比Ａ/Ｆ
がリーン状態からストイキ状態に変更されると、ＮＯｘ
触媒２の排気温度が上昇することに着目して、ＮＯｘ触
媒２の再生制御を行うものである。
【００２９】ステップ７０１では、ＮＯｘ触媒２の再生
制御を実施する直前のＮＯｘ触媒の下流の排気温度Ｔｒ
（ｔ１）と現時点のＮＯｘ触媒の下流の排気温度Ｔｒ
（ｔ２）とを入力する。ステップ７０２では、前記二つ
の排気温度Ｔｒ（ｔ１）、Ｔｒ（ｔ２）との温度差Δｒ
ｒ、即ち、Δｒｒ＝Ｔｒ（ｔ２）−Ｔｒ（ｔ１）の値を
演算し、ステップ７０３では、該温度差Δｒｒが所定値
（基準値）ΔＴｒｒ２以上か否かを判定する。温度差Δ
Ｔｒｒ≧ΔＴｒｒ２ならば、ＮＯｘ触媒の再生が充分な
されたと判定し、ステップ７０４へ進んで、ＮＯｘ触媒
の再生制御を終了する。即ち、燃費の向上を目的とし
て、空燃比をリーン状態に戻す。ステップ７０３で、Δ
Ｔｒｒ＜ΔＴｒｒ２と判定された場合には、ＮＯｘ触媒
２の再生が充分ではないとして、ステップ７０２に戻
り、再度温度差Δｒｒを演算して、ＮＯｘ触媒２の再生
制御を続行する。即ち、空燃比をストイキまたはリッチ
の状態に維持する。
制御を実施する直前のＮＯｘ触媒の下流の排気温度Ｔｒ
（ｔ１）と現時点のＮＯｘ触媒の下流の排気温度Ｔｒ
（ｔ２）とを入力する。ステップ７０２では、前記二つ
の排気温度Ｔｒ（ｔ１）、Ｔｒ（ｔ２）との温度差Δｒ
ｒ、即ち、Δｒｒ＝Ｔｒ（ｔ２）−Ｔｒ（ｔ１）の値を
演算し、ステップ７０３では、該温度差Δｒｒが所定値
（基準値）ΔＴｒｒ２以上か否かを判定する。温度差Δ
Ｔｒｒ≧ΔＴｒｒ２ならば、ＮＯｘ触媒の再生が充分な
されたと判定し、ステップ７０４へ進んで、ＮＯｘ触媒
の再生制御を終了する。即ち、燃費の向上を目的とし
て、空燃比をリーン状態に戻す。ステップ７０３で、Δ
Ｔｒｒ＜ΔＴｒｒ２と判定された場合には、ＮＯｘ触媒
２の再生が充分ではないとして、ステップ７０２に戻
り、再度温度差Δｒｒを演算して、ＮＯｘ触媒２の再生
制御を続行する。即ち、空燃比をストイキまたはリッチ
の状態に維持する。
【００３０】前記温度差の所定値（基準値）ΔＴｒｒ２
を決定する手段については後述するが、ＮＯｘ触媒２の
再生制御の実施時間は、温度センサ９の計測精度を考慮
して、温度センサ９の時定数よりも大きくする。次に、
ＮＯｘ触媒２の再生制御を終了するかどうかの基準値Δ
Ｔｒｒ２を決定する手段について説明する。リーン状態
におけるＮＯｘ触媒２の下流の排気温度をＴｒ（ｔ３）
としたとき、Ｔｒ（ｔ３）−Ｔｒ（ｔ１）が小さい場合
には、ＮＯｘ触媒の再生制御を入念に行うようにする。
一般に、ΔＴｒｒ２の値は、速度や路面などの運転条件
によって異なり、これらの条件によって定まる定数をｋ
とする。具体的な方法としては、ΔＴｒｒ２の値は、次
の式３で算出できる。
を決定する手段については後述するが、ＮＯｘ触媒２の
再生制御の実施時間は、温度センサ９の計測精度を考慮
して、温度センサ９の時定数よりも大きくする。次に、
ＮＯｘ触媒２の再生制御を終了するかどうかの基準値Δ
Ｔｒｒ２を決定する手段について説明する。リーン状態
におけるＮＯｘ触媒２の下流の排気温度をＴｒ（ｔ３）
としたとき、Ｔｒ（ｔ３）−Ｔｒ（ｔ１）が小さい場合
には、ＮＯｘ触媒の再生制御を入念に行うようにする。
一般に、ΔＴｒｒ２の値は、速度や路面などの運転条件
によって異なり、これらの条件によって定まる定数をｋ
とする。具体的な方法としては、ΔＴｒｒ２の値は、次
の式３で算出できる。
【００３１】
【数３】 ΔＴｒｒ２＝ｋ・Ｔｒ（ｔ１）／（Ｔｒ（ｔ３）−Ｔｒ（ｔ１）） （式３）
【００３２】図８は、前記基準値ΔＴｒｒ２の値を決定
する制御フローチャートに示したものである。まず、ス
テップ８０１で、ＮＯｘ触媒ＮＯの下流の排気温度Ｔｒ
（ｔ１）と排気温度Ｔｒ（ｔ３）とを読み込み、次い
で、ステップ８０２で運転条件によって定まる定数ｋを
設定する、ステップ８０３では、前記式（３）に基づき
前記定数ｋと前記二つの排気温度Ｔｒ（ｔ１）とＴｒ
（ｔ３）とからΔＴｒｒ２の値を算出する。
する制御フローチャートに示したものである。まず、ス
テップ８０１で、ＮＯｘ触媒ＮＯの下流の排気温度Ｔｒ
（ｔ１）と排気温度Ｔｒ（ｔ３）とを読み込み、次い
で、ステップ８０２で運転条件によって定まる定数ｋを
設定する、ステップ８０３では、前記式（３）に基づき
前記定数ｋと前記二つの排気温度Ｔｒ（ｔ１）とＴｒ
（ｔ３）とからΔＴｒｒ２の値を算出する。
【００３３】図９と図１０は、（１）エンジンの空燃比
Ａ/Ｆ、（２）ＮＯｘ触媒２のＮＯｘ浄化率、及び、
（３）ＮＯｘ触媒２の下流の排気温度とを、時間の経過
との関係で示した特性図であり、特に、ΔＴｒｒ２の値
が大きい時（つまり触媒の性能が劣化したと診断された
時）の特性図を示したものである。図９及び図１０にお
いて、薄線ａは、ΔＴｒｒ２の値を変更する前を、実線
ｂはΔＴｒｒ２の値を変更した後を表している。図９
は、ＮＯｘ触媒２の再生制御を行う過程で、空燃比をス
トイキ（リッチ）にする時間を長くした場合の関係図を
示している。図９は、空燃比をストイキ（リッチ）にす
る時間を長くすることにより、劣化度合の大きかった触
媒が再生されたことを示している。即ち、ΔＴｒｒ２の
値が小さくて良いときは、ＮＯｘ触媒２がそれほど劣化
していないため、空燃比をリッチにする時間は短くする
ことができ、この場合は、燃費の向上を重視して、速や
かに空燃比をリーンの状態に戻すようにする。
Ａ/Ｆ、（２）ＮＯｘ触媒２のＮＯｘ浄化率、及び、
（３）ＮＯｘ触媒２の下流の排気温度とを、時間の経過
との関係で示した特性図であり、特に、ΔＴｒｒ２の値
が大きい時（つまり触媒の性能が劣化したと診断された
時）の特性図を示したものである。図９及び図１０にお
いて、薄線ａは、ΔＴｒｒ２の値を変更する前を、実線
ｂはΔＴｒｒ２の値を変更した後を表している。図９
は、ＮＯｘ触媒２の再生制御を行う過程で、空燃比をス
トイキ（リッチ）にする時間を長くした場合の関係図を
示している。図９は、空燃比をストイキ（リッチ）にす
る時間を長くすることにより、劣化度合の大きかった触
媒が再生されたことを示している。即ち、ΔＴｒｒ２の
値が小さくて良いときは、ＮＯｘ触媒２がそれほど劣化
していないため、空燃比をリッチにする時間は短くする
ことができ、この場合は、燃費の向上を重視して、速や
かに空燃比をリーンの状態に戻すようにする。
【００３４】図１０は、ＮＯｘ触媒２の再生制御を行う
過程で、空燃比をリッチにする度合を大きくした場合の
関係図を示している。図１０は、空燃比をよりリッチに
する、即ち空燃比を小さくすることにより、劣化度合の
大きかったＮＯｘ触媒が速やかに再生されたことを示し
ている。逆に、ΔＴｒｒ２の値が小さいときは、ＮＯｘ
触媒がそれほど劣化していないため、空燃比をリッチに
する度合は比較的小さくすることができる。
過程で、空燃比をリッチにする度合を大きくした場合の
関係図を示している。図１０は、空燃比をよりリッチに
する、即ち空燃比を小さくすることにより、劣化度合の
大きかったＮＯｘ触媒が速やかに再生されたことを示し
ている。逆に、ΔＴｒｒ２の値が小さいときは、ＮＯｘ
触媒がそれほど劣化していないため、空燃比をリッチに
する度合は比較的小さくすることができる。
【００３５】本実施形態によって、ＮＯｘ触媒の再生を
行う場合、触媒の再生を行う時間は、時定数より大きく
する必要がある。なぜならば、温度センサ９によってエ
ンジンの排気温度を測定する場合、温度センサ９の分解
能に関連する時定数の所定値よりも大きくしないと、触
媒の再生過程において、温度が検出できないためであ
る。具体的には、図６において、ＮＯｘ触媒の再生を行
う時間は、（ｔ２−ｔ１）で表されているが、この時間
は、温度センサ９の時定数よりも大きくする必要があ
る。
行う場合、触媒の再生を行う時間は、時定数より大きく
する必要がある。なぜならば、温度センサ９によってエ
ンジンの排気温度を測定する場合、温度センサ９の分解
能に関連する時定数の所定値よりも大きくしないと、触
媒の再生過程において、温度が検出できないためであ
る。具体的には、図６において、ＮＯｘ触媒の再生を行
う時間は、（ｔ２−ｔ１）で表されているが、この時間
は、温度センサ９の時定数よりも大きくする必要があ
る。
【００３６】図１１は、本発明の第二の実施形態を示し
たものであり、該第二の実施形態と前記第一の実施形態
との構成の違いは、ＮＯｘ触媒２の上流に第２の温度セ
ンサ１０を備えた点で他の構成要素は、第一の実施形態
と同じである。また、ＮＯｘ触媒２の再生制御の実施手
段についても、第一の実施形態と同じであるので、説明
を省略する。
たものであり、該第二の実施形態と前記第一の実施形態
との構成の違いは、ＮＯｘ触媒２の上流に第２の温度セ
ンサ１０を備えた点で他の構成要素は、第一の実施形態
と同じである。また、ＮＯｘ触媒２の再生制御の実施手
段についても、第一の実施形態と同じであるので、説明
を省略する。
【００３７】ＮＯｘ触媒２の性能診断も、第一の実施形
態とほぼ同一である。即ち、図４の制御フローチャート
における、ＮＯｘ触媒２へのＮＯｘの吸着量を推定する
ステップ４０１、ＮＯｘの吸着量がある所定値以上かど
うかを判定するステップ４０２、膨張行程で燃料を噴射
してＮＯｘ触媒の再生制御を実施するステップ４０３
は、第一の実施形態のステップと同一であるが、ＮＯｘ
触媒２の性能が再生されたかどうかを判定するステップ
４０４が、第一の実施形態と異なる特徴を持っている。
このステップ４０４の詳細については、後述する。ま
た、ＮＯｘ触媒２の再生制御を行う手段も、図５の制御
フローチャートに基づいて実施されるので、詳細な説明
は省略する。
態とほぼ同一である。即ち、図４の制御フローチャート
における、ＮＯｘ触媒２へのＮＯｘの吸着量を推定する
ステップ４０１、ＮＯｘの吸着量がある所定値以上かど
うかを判定するステップ４０２、膨張行程で燃料を噴射
してＮＯｘ触媒の再生制御を実施するステップ４０３
は、第一の実施形態のステップと同一であるが、ＮＯｘ
触媒２の性能が再生されたかどうかを判定するステップ
４０４が、第一の実施形態と異なる特徴を持っている。
このステップ４０４の詳細については、後述する。ま
た、ＮＯｘ触媒２の再生制御を行う手段も、図５の制御
フローチャートに基づいて実施されるので、詳細な説明
は省略する。
【００３８】次に、図１２のフローチャートを用いて、
ＮＯｘ触媒２の性能が再生されたか否かを判定する手段
について説明する。ＮＯｘ触媒２の再生を実施している
過程において、前記ＮＯｘ触媒２を通過する排気ガスの
温度だけではなく、該触媒の上流と下流との排気温度の
差の変化、即ち、ＮＯｘ触媒２の部分の相違に基づいて
発熱反応に違いが生じることに着目して、該ＮＯｘ触媒
２の再生制御を実施するものである。
ＮＯｘ触媒２の性能が再生されたか否かを判定する手段
について説明する。ＮＯｘ触媒２の再生を実施している
過程において、前記ＮＯｘ触媒２を通過する排気ガスの
温度だけではなく、該触媒の上流と下流との排気温度の
差の変化、即ち、ＮＯｘ触媒２の部分の相違に基づいて
発熱反応に違いが生じることに着目して、該ＮＯｘ触媒
２の再生制御を実施するものである。
【００３９】再生制御を実施する直前の触媒下流の排気
温度Ｔｒ（ｔ１）と触媒上流の排気温度Ｔｆ（ｔ１）と
の温度差Ｔｒｆ（ｔ１）、即ち、温度差Ｔｒｆ（ｔ１）
＝Ｔｒ（ｔ１）−Ｔｆ（ｔ１）、及び、現時点の触媒下
流の排気温度Ｔｒ（ｔ２）と触媒上流の排気温度Ｔｆ
（ｔ２）との温度差Ｔｒｆ（ｔ２）、即ち、温度差Ｔｒ
ｆ（ｔ２）＝Ｔｒ（ｔ２）−Ｔｆ（ｔ２）とを用いてＮ
Ｏｘ触媒２の性能が再生されたか否かを判定する。
温度Ｔｒ（ｔ１）と触媒上流の排気温度Ｔｆ（ｔ１）と
の温度差Ｔｒｆ（ｔ１）、即ち、温度差Ｔｒｆ（ｔ１）
＝Ｔｒ（ｔ１）−Ｔｆ（ｔ１）、及び、現時点の触媒下
流の排気温度Ｔｒ（ｔ２）と触媒上流の排気温度Ｔｆ
（ｔ２）との温度差Ｔｒｆ（ｔ２）、即ち、温度差Ｔｒ
ｆ（ｔ２）＝Ｔｒ（ｔ２）−Ｔｆ（ｔ２）とを用いてＮ
Ｏｘ触媒２の性能が再生されたか否かを判定する。
【００４０】図１２のステップ１２０１において、温度
センサ９、１０の出力信号に基づいてＮＯｘ触媒の上流
の排気温度Ｔｆ（ｔ１）、Ｔｆ（ｔ２）と下流の排気温
度Ｔｒ（ｔ１）、Ｔｒ（ｔ２）とを読み込む。ステップ
１２０２で、それそれの時点での温度差Ｔｒｆ（ｔ
１）、Ｔｒｆ（ｔ２）を演算する。ステップ１２０３で
は、現時点での温度差Ｔｒｆ（ｔ２）から再生制御を実
施する直前の温度差Ｔｒｆ（ｔ１）を差し引いた時差温
度差ΔＴｒｆ＝Ｔｒｆ（ｔ２）−Ｔｒｆ（ｔ１）を演算
する。ステップ１２０４では、時差温度差ΔＴｒｆ＝Ｔ
ｒｆ（ｔ２）−Ｔｒｆ（ｔ１）の値が所定値（基準値）
ΔＴｒｆ２以上か否かを判定し、時差温度差ΔＴｒｆが
所定値より大きい、即ち、ΔＴｒｆ≧ΔＴｒｆ２なら
ば、ＮＯｘ触媒２の再生が充分なされたと判定し、ステ
ップ１２０５へ進んで、ＮＯｘ触媒の再生制御を終了す
る。即ち、燃費を向上させるために、空燃比をリーンの
状態に戻す。
センサ９、１０の出力信号に基づいてＮＯｘ触媒の上流
の排気温度Ｔｆ（ｔ１）、Ｔｆ（ｔ２）と下流の排気温
度Ｔｒ（ｔ１）、Ｔｒ（ｔ２）とを読み込む。ステップ
１２０２で、それそれの時点での温度差Ｔｒｆ（ｔ
１）、Ｔｒｆ（ｔ２）を演算する。ステップ１２０３で
は、現時点での温度差Ｔｒｆ（ｔ２）から再生制御を実
施する直前の温度差Ｔｒｆ（ｔ１）を差し引いた時差温
度差ΔＴｒｆ＝Ｔｒｆ（ｔ２）−Ｔｒｆ（ｔ１）を演算
する。ステップ１２０４では、時差温度差ΔＴｒｆ＝Ｔ
ｒｆ（ｔ２）−Ｔｒｆ（ｔ１）の値が所定値（基準値）
ΔＴｒｆ２以上か否かを判定し、時差温度差ΔＴｒｆが
所定値より大きい、即ち、ΔＴｒｆ≧ΔＴｒｆ２なら
ば、ＮＯｘ触媒２の再生が充分なされたと判定し、ステ
ップ１２０５へ進んで、ＮＯｘ触媒の再生制御を終了す
る。即ち、燃費を向上させるために、空燃比をリーンの
状態に戻す。
【００４１】また、ステップ１２０４で、ΔＴｒｆ＜Δ
Ｔｒｆ２と判定された場合には、ＮＯｘ触媒２の再生が
充分ではないとして、ステップ１２０２に戻り、再度温
度差Ｔｒｆ（ｔ１）、Ｔｒｆ（ｔ２）を演算して、ＮＯ
ｘ触媒２の再生制御を続行する。即ち、空燃比をストイ
キまたはリッチの状態に維持する。前記所定値（基準
値）ΔＴｒｆ２を決定する手段については後述するが、
ＮＯｘ触媒の再生制御の実施時間は、温度センサ９、１
０の計測精度を考慮して、温度センサ９、１０の時定数
よりも大きくする。参考のために、空燃比、ＮＯｘの浄
化率、および触媒後方の排気温度と時間の関係を、図１
３に示す。
Ｔｒｆ２と判定された場合には、ＮＯｘ触媒２の再生が
充分ではないとして、ステップ１２０２に戻り、再度温
度差Ｔｒｆ（ｔ１）、Ｔｒｆ（ｔ２）を演算して、ＮＯ
ｘ触媒２の再生制御を続行する。即ち、空燃比をストイ
キまたはリッチの状態に維持する。前記所定値（基準
値）ΔＴｒｆ２を決定する手段については後述するが、
ＮＯｘ触媒の再生制御の実施時間は、温度センサ９、１
０の計測精度を考慮して、温度センサ９、１０の時定数
よりも大きくする。参考のために、空燃比、ＮＯｘの浄
化率、および触媒後方の排気温度と時間の関係を、図１
３に示す。
【００４２】次に、ＮＯｘ触媒の再生制御を終了するか
どうかの基準値であるΔＴｒｆ２の値を決定する方法の
実施例について説明する。一般に、ΔＴｒｆ２の値は、
速度や路面などの運転条件によって異なり、これらの条
件によって定まる定数をｋ２とする。そして、あるリー
ン状態における触媒前方と後方の排気温度の差Ｔｒｆ
（ｔ３）としたとき、Ｔｒｆ（ｔ３）−Ｔｒｆ（ｔ１）
が小さい場合に、触媒の再生を入念に行うようにする。
具体的な方法としては、ΔＴｒｆ２の値を、次の式
（４）によって算出することが考えられる。
どうかの基準値であるΔＴｒｆ２の値を決定する方法の
実施例について説明する。一般に、ΔＴｒｆ２の値は、
速度や路面などの運転条件によって異なり、これらの条
件によって定まる定数をｋ２とする。そして、あるリー
ン状態における触媒前方と後方の排気温度の差Ｔｒｆ
（ｔ３）としたとき、Ｔｒｆ（ｔ３）−Ｔｒｆ（ｔ１）
が小さい場合に、触媒の再生を入念に行うようにする。
具体的な方法としては、ΔＴｒｆ２の値を、次の式
（４）によって算出することが考えられる。
【００４３】
【数４】 ΔＴｒｆ２＝ｋ２・Ｔｒｆ(ｔ１)／(Ｔｒｆ(ｔ３)−Ｔｒｆ(ｔ１)) （式４）
【００４４】以上のような、ΔＴｒｆ２の値を決定する
方法を、図１４のフローチャートに示す。まず、ステッ
プ１４０１で、ＮＯｘ触媒ＮＯの下流の排気温度Ｔｒ
（ｔ１）、Ｔｒ（ｔ３）と上流温度Ｔｆ（ｔ１）、Ｔｆ
（ｔ３）とを読み込み、各々の時点での温度差Ｔｒｆ
（ｔ１）、Ｔｒｆ（ｔ３）を算出する。次いで、ステッ
プ１４０２で運転条件によって定まる定数ｋ２を設定
し、ステップ１４０３では、前記式（４）に基づき前記
定数ｋ２と前記二つの温度差Ｔｒｆ（ｔ１）とＴｒｆ
（ｔ３）とからΔＴｒｆ２の値を算出する。また、ここ
では図示しないが、ΔＴｒｆ２の値が大きい時（つまり
触媒の性能が劣化したと診断された時）の空燃比、ＮＯ
ｘの浄化率、および触媒前方と触媒後方の排気温度の差
と時間は、図９及び図１０に示したものと同じ関係を有
する。
方法を、図１４のフローチャートに示す。まず、ステッ
プ１４０１で、ＮＯｘ触媒ＮＯの下流の排気温度Ｔｒ
（ｔ１）、Ｔｒ（ｔ３）と上流温度Ｔｆ（ｔ１）、Ｔｆ
（ｔ３）とを読み込み、各々の時点での温度差Ｔｒｆ
（ｔ１）、Ｔｒｆ（ｔ３）を算出する。次いで、ステッ
プ１４０２で運転条件によって定まる定数ｋ２を設定
し、ステップ１４０３では、前記式（４）に基づき前記
定数ｋ２と前記二つの温度差Ｔｒｆ（ｔ１）とＴｒｆ
（ｔ３）とからΔＴｒｆ２の値を算出する。また、ここ
では図示しないが、ΔＴｒｆ２の値が大きい時（つまり
触媒の性能が劣化したと診断された時）の空燃比、ＮＯ
ｘの浄化率、および触媒前方と触媒後方の排気温度の差
と時間は、図９及び図１０に示したものと同じ関係を有
する。
【００４５】更に、本実施形態においても、ＮＯｘ触媒
の再生を行う場合には、前記第一の実施形態と同じよう
に、ＮＯｘ触媒の再生を行う時間は、温度センサ９、１
０の時定数より大きくする必要がある。即ち、図１３の
おいて、ＮＯｘ触媒の再生を行う時間は、（ｔ２−ｔ
１）で表されているが、この時間は、温度センサ９，１
０の時定数よりも大きくする必要がある。以上、本発明
の二つの実施形態について説明したが、本発明は、前記
実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に
記載されている本発明の精神を逸脱しない範囲で、設計
において種々の変更ができるものである。
の再生を行う場合には、前記第一の実施形態と同じよう
に、ＮＯｘ触媒の再生を行う時間は、温度センサ９、１
０の時定数より大きくする必要がある。即ち、図１３の
おいて、ＮＯｘ触媒の再生を行う時間は、（ｔ２−ｔ
１）で表されているが、この時間は、温度センサ９，１
０の時定数よりも大きくする必要がある。以上、本発明
の二つの実施形態について説明したが、本発明は、前記
実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に
記載されている本発明の精神を逸脱しない範囲で、設計
において種々の変更ができるものである。
【００４６】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明のエンジン排気浄化制御装置は、ＮＯｘ触媒の再生が
効果的に行われたかを、触媒の後方の排気ガスの温度、
または触媒前後の排気ガスの温度差を利用して診断する
ことができる。また、ＮＯｘ触媒の再生時の排気成分の
悪化を防止しつつ燃費の効率向上を実現することが可能
である。
明のエンジン排気浄化制御装置は、ＮＯｘ触媒の再生が
効果的に行われたかを、触媒の後方の排気ガスの温度、
または触媒前後の排気ガスの温度差を利用して診断する
ことができる。また、ＮＯｘ触媒の再生時の排気成分の
悪化を防止しつつ燃費の効率向上を実現することが可能
である。
【図１】本発明のエンジン排気浄化制御装置の一実施形
態を備えたエンジンシステムの全体概念図。
態を備えたエンジンシステムの全体概念図。
【図２】エンジンの膨張行程におけるパルス幅と、トル
ク、ＨＣ及び排気ガス温度のパラメータとの関連図。
ク、ＨＣ及び排気ガス温度のパラメータとの関連図。
【図３】図１のエンジンのクランク角と燃料噴射時期お
よびパルス幅との関連図。
よびパルス幅との関連図。
【図４】図１のエンジン排気浄化制御装置におけるＮＯ
ｘ触媒の性能診断を示す制御フローチャート。
ｘ触媒の性能診断を示す制御フローチャート。
【図５】図１のエンジン排気浄化制御装置におけるＮＯ
ｘ触媒の再生動作を示す制御フローチャート。
ｘ触媒の再生動作を示す制御フローチャート。
【図６】図１のエンジン排気浄化制御装置の空燃比とＮ
Ｏｘ浄化率と排気温度の時間毎の推移を示す特性図。
Ｏｘ浄化率と排気温度の時間毎の推移を示す特性図。
【図７】図１のエンジン排気浄化制御装置のＮＯｘ触媒
の性能再生の確認診断をする制御フローチャート。
の性能再生の確認診断をする制御フローチャート。
【図８】図１のエンジン排気浄化制御装置のＮＯｘ触媒
の劣化度を診断する制御フローチャート。
の劣化度を診断する制御フローチャート。
【図９】図１のエンジン排気浄化制御装置の空燃比とＮ
Ｏｘ浄化率と排気温度の時間毎の推移を示す特性図。
Ｏｘ浄化率と排気温度の時間毎の推移を示す特性図。
【図１０】図１のエンジン排気浄化制御装置の空燃比と
ＮＯｘ浄化率と排気温度の時間毎の推移を示す特性図。
ＮＯｘ浄化率と排気温度の時間毎の推移を示す特性図。
【図１１】本発明のエンジン排気浄化制御装置の他の実
施形態を備えたエンジンシステムの全体概念図。
施形態を備えたエンジンシステムの全体概念図。
【図１２】図１１のエンジン排気浄化制御装置のＮＯｘ
触媒の性能再生の確認診断をする制御フローチャート。
触媒の性能再生の確認診断をする制御フローチャート。
【図１３】図１１のエンジン排気浄化制御装置の空燃比
とＮＯｘ浄化率と排気温度の時間毎の推移を示す特性
図。
とＮＯｘ浄化率と排気温度の時間毎の推移を示す特性
図。
【図１４】図１１のエンジン排気浄化制御装置のＮＯｘ
触媒の劣化度を診断する制御フローチャート。
触媒の劣化度を診断する制御フローチャート。
１ エンジン ２ 排気を吸着する触媒 ３ スロットルバルブ ４ 空気量センサ ５ インジェクタ ６ 吸気弁 ７ 排気弁 ８ 空燃比センサ ９ 温度センサ １０ 温度センサ １１ エンジン制御装置 １００ エンジンの排気浄化制御装置 １０４ ＮＯｘ吸着量推定手段 １１１ エンジントルク制御手段 １１２ 温度記憶手段 １１３ 触媒浄化性能診断手段 １１４ 触媒再生制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３３０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３３０Ａ 45/00 ＺＡＢ 45/00 ＺＡＢ ３６０ ３６０Ｃ ３６８ ３６８Ｆ (72)発明者 大須賀 稔 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (11)
- 【請求項１】 排気管に配設されたＮＯｘ触媒と、該Ｎ
Ｏｘ触媒の排気温度を検出する温度センサとを備えたエ
ンジンの排気浄化制御装置あって、 該排気浄化制御装置は、前記ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸着量
を推定する手段と、ＮＯｘ触媒の浄化性能を診断する手
段と、ＮＯｘ触媒の再生を制御する手段とを備え、 前記触媒浄化性能診断手段は、前記温度センサの検出排
気温度に基づいて触媒の浄化性能を診断することを特徴
とするエンジンの排気浄化制御装置。 - 【請求項２】 前記触媒再生制御手段は、前記触媒浄化
性能診断手段の診断結果に基づき排気ガスの空燃比を変
化させて触媒の再生制御を行うことを特徴とする請求項
１に記載のエンジンの排気浄化制御装置。 - 【請求項３】 前記温度センサは、前記ＮＯｘ触媒の下
流側に配置されていることを特徴とする請求項１又２に
記載のエンジンの排気浄化制御装置。 - 【請求項４】 前記触媒浄化性能診断手段は、触媒再生
開始時の前記排気温度と現時点の排気温度との温度差
が、所定値以上となった時、ＮＯｘ触媒の再生が完了し
たと診断することを特徴とする請求項３に記載のエンジ
ンの排気浄化制御装置。 - 【請求項５】 前記温度センサは、前記ＮＯｘ触媒の上
流側と下流側とに配置されていることを特徴とする請求
項１又は２に記載のエンジンの排気浄化制御装置。 - 【請求項６】 前記触媒浄化性能診断手段は、前記ＮＯ
ｘ触媒の上流側と下流側との前記温度センサの各々の触
媒再生開始時の前記排気温度と現時点の排気温度との各
温度差の差の変化によって触媒浄化性能を診断すること
を特徴とする請求項５に記載のエンジンの排気浄化制御
装置。 - 【請求項７】 前記触媒浄化性能診断手段は、前記二つ
の温度センサの前記各温度差の差が、所定値以上となっ
た時、触媒の再生が完了したと診断することを特徴とす
る請求項６に記載のエンジンの排気浄化制御装置。 - 【請求項８】 前記所定値は、診断した前記ＮＯｘ触媒
の劣化度に応じて変化させることを特徴とする請求項３
又７に記載のエンジンの排気浄化制御装置。 - 【請求項９】 前記触媒再生制御手段は、診断したＮＯ
ｘ触媒の劣化度に応じて、排気ガスの空燃比の値を変化
させることを特徴とする請求項２又５に記載のエンジン
の排気浄化制御装置。 - 【請求項１０】 前記触媒再生制御手段は、診断したＮ
Ｏｘ触媒の劣化度に応じて、触媒浄化再生時間を変化さ
せることを特徴とする請求項２又は５に記載のエンジン
の排気浄化制御装置。 - 【請求項１１】 前記触媒再生制御手段は、触媒浄化再
生時間を少なくとも前記温度センサの時定数よりも長く
したことを特徴とする請求項２又５に記載のエンジンの
排気浄化制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10122267A JPH11315713A (ja) | 1998-05-01 | 1998-05-01 | エンジンの排気浄化制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10122267A JPH11315713A (ja) | 1998-05-01 | 1998-05-01 | エンジンの排気浄化制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11315713A true JPH11315713A (ja) | 1999-11-16 |
Family
ID=14831738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10122267A Pending JPH11315713A (ja) | 1998-05-01 | 1998-05-01 | エンジンの排気浄化制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11315713A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100404810C (zh) * | 2004-11-15 | 2008-07-23 | 株式会社日立制作所 | 发动机自诊断装置 |
| WO2008150014A1 (ja) * | 2007-06-05 | 2008-12-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 触媒の劣化診断装置 |
| JP2012012011A (ja) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Robert Bosch Gmbh | 装置の少なくとも１つのシステムを診断および／または調整する方法 |
| JP2016211484A (ja) * | 2015-05-12 | 2016-12-15 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
-
1998
- 1998-05-01 JP JP10122267A patent/JPH11315713A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100404810C (zh) * | 2004-11-15 | 2008-07-23 | 株式会社日立制作所 | 发动机自诊断装置 |
| WO2008150014A1 (ja) * | 2007-06-05 | 2008-12-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 触媒の劣化診断装置 |
| JP2008303742A (ja) * | 2007-06-05 | 2008-12-18 | Toyota Motor Corp | 触媒の劣化診断装置 |
| US8302378B2 (en) | 2007-06-05 | 2012-11-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Degradation diagnosis device for catalyst |
| JP2012012011A (ja) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Robert Bosch Gmbh | 装置の少なくとも１つのシステムを診断および／または調整する方法 |
| JP2016211484A (ja) * | 2015-05-12 | 2016-12-15 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040720 |