JP2001050084A - 排気浄化装置 - Google Patents
排気浄化装置Info
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- JP2001050084A JP2001050084A JP11224016A JP22401699A JP2001050084A JP 2001050084 A JP2001050084 A JP 2001050084A JP 11224016 A JP11224016 A JP 11224016A JP 22401699 A JP22401699 A JP 22401699A JP 2001050084 A JP2001050084 A JP 2001050084A
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- air
- exhaust gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 三元触媒の酸素吸収能力が飽和した時におい
て三元触媒下流へのNO x の放出を抑制する。 【解決手段】 流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比
である時に最も高い浄化率で排気ガスを浄化する三元触
媒を内燃機関の排気通路に配置する。三元触媒が三元触
媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンである時に排気
ガス中の酸素を吸収する酸素吸収能力と、三元触媒に流
入する排気ガスの空燃比がリッチである時に三元触媒内
に吸収されている酸素を放出する酸素放出能力とを有す
る。三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比
となるように排気ガスの空燃比を制御する。三元触媒の
酸素吸収能力が飽和した時に三元触媒に吸収されている
酸素の放出を促進する。
て三元触媒下流へのNO x の放出を抑制する。 【解決手段】 流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比
である時に最も高い浄化率で排気ガスを浄化する三元触
媒を内燃機関の排気通路に配置する。三元触媒が三元触
媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンである時に排気
ガス中の酸素を吸収する酸素吸収能力と、三元触媒に流
入する排気ガスの空燃比がリッチである時に三元触媒内
に吸収されている酸素を放出する酸素放出能力とを有す
る。三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比
となるように排気ガスの空燃比を制御する。三元触媒の
酸素吸収能力が飽和した時に三元触媒に吸収されている
酸素の放出を促進する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は排気浄化装置に関す
る。
る。
【0002】
【従来の技術】例えば特開平7−197837号公報に
排気ガスを浄化するための三元触媒を備えた排気浄化装
置が開示されている。三元触媒は流入する排気ガスの空
燃比(以下、排気空燃比)が理論空燃比である時に排気
ガス中のNOx ,HC,COの三成分を高い浄化率で同
時に浄化する。したがって上記公報に開示された排気浄
化装置では排気空燃比が理論空燃比となるように内燃機
関の燃焼室内における空燃比を制御している。なお本願
において排気空燃比とは三元触媒上流側の排気通路およ
び燃焼室に供給された空気の量と燃料の量との比を意味
する。
排気ガスを浄化するための三元触媒を備えた排気浄化装
置が開示されている。三元触媒は流入する排気ガスの空
燃比(以下、排気空燃比)が理論空燃比である時に排気
ガス中のNOx ,HC,COの三成分を高い浄化率で同
時に浄化する。したがって上記公報に開示された排気浄
化装置では排気空燃比が理論空燃比となるように内燃機
関の燃焼室内における空燃比を制御している。なお本願
において排気空燃比とは三元触媒上流側の排気通路およ
び燃焼室に供給された空気の量と燃料の量との比を意味
する。
【0003】ところで上記公報に開示された排気浄化装
置において実際に継続して排気ガスの空燃比を理論空燃
比とすることはできない。すなわち排気ガスの空燃比は
短時間の周期でリッチとリーンとを繰り返す。そこで排
気空燃比がリーンである時に排気ガス中の酸素を吸収す
る酸素吸収能力と、排気空燃比がリッチである時に吸収
した酸素を放出する酸素放出能力とを三元触媒に持たせ
ている。こうすることにより排気空燃比が理論空燃比か
ら多少、ずれても三元触媒内の排気ガスの空燃比は理論
空燃比に維持される。
置において実際に継続して排気ガスの空燃比を理論空燃
比とすることはできない。すなわち排気ガスの空燃比は
短時間の周期でリッチとリーンとを繰り返す。そこで排
気空燃比がリーンである時に排気ガス中の酸素を吸収す
る酸素吸収能力と、排気空燃比がリッチである時に吸収
した酸素を放出する酸素放出能力とを三元触媒に持たせ
ている。こうすることにより排気空燃比が理論空燃比か
ら多少、ずれても三元触媒内の排気ガスの空燃比は理論
空燃比に維持される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記排気
浄化装置において三元触媒の酸素吸収能力が飽和した時
には三元触媒内の排気ガスの空燃比がリーンとなり、三
元触媒のNOx 浄化率が著しく低下してしまう。このた
め三元触媒下流にNOx が放出されてしまう。そこで本
発明の目的は三元触媒の酸素吸収能力が飽和した時にお
いて三元触媒下流へのNOx の放出を抑制することにあ
る。
浄化装置において三元触媒の酸素吸収能力が飽和した時
には三元触媒内の排気ガスの空燃比がリーンとなり、三
元触媒のNOx 浄化率が著しく低下してしまう。このた
め三元触媒下流にNOx が放出されてしまう。そこで本
発明の目的は三元触媒の酸素吸収能力が飽和した時にお
いて三元触媒下流へのNOx の放出を抑制することにあ
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流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比である時に最も高い浄化率で排気ガスを浄化す
る三元触媒を内燃機関の排気通路に配置し、該三元触媒
が該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであ
る時に排気ガス中の酸素を吸収する酸素吸収能力と、該
三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチである時
に該三元触媒内に吸収されている酸素を放出する酸素放
出能力とを有し、該三元触媒に流入する排気ガスの空燃
比が理論空燃比となるように排気ガスの空燃比を制御す
るようにした排気浄化装置において、前記三元触媒の酸
素吸収能力が飽和した時に該三元触媒に吸収されている
酸素の放出を促進する。これによれば酸素吸収能力が早
期に回復せしめられる。
に一番目の発明によれば流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比である時に最も高い浄化率で排気ガスを浄化す
る三元触媒を内燃機関の排気通路に配置し、該三元触媒
が該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであ
る時に排気ガス中の酸素を吸収する酸素吸収能力と、該
三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチである時
に該三元触媒内に吸収されている酸素を放出する酸素放
出能力とを有し、該三元触媒に流入する排気ガスの空燃
比が理論空燃比となるように排気ガスの空燃比を制御す
るようにした排気浄化装置において、前記三元触媒の酸
素吸収能力が飽和した時に該三元触媒に吸収されている
酸素の放出を促進する。これによれば酸素吸収能力が早
期に回復せしめられる。
【0006】二番目の発明によれば一番目の発明におい
て内燃機関の燃焼室内の空燃比をリッチとすることによ
り前記三元触媒に吸収されている酸素の放出を促進す
る。三番目の発明によれば流入する排気ガスの空燃比が
理論空燃比である時に最も高い浄化率で排気ガスを浄化
する三元触媒を内燃機関の排気通路に配置し、該三元触
媒が該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンで
ある時に排気ガス中の酸素を吸収する酸素吸収能力と、
該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチである
時に該三元触媒内に吸収されている酸素を放出する酸素
放出能力とを有し、該三元触媒に流入する排気ガスの空
燃比が理論空燃比となるように排気ガスの空燃比を制御
するようにした排気浄化装置において、前記三元触媒の
酸素吸収能力が飽和した時に内燃機関の燃焼温度を下げ
る。これによれば内燃機関におけるNOx の発生が抑制
される。
て内燃機関の燃焼室内の空燃比をリッチとすることによ
り前記三元触媒に吸収されている酸素の放出を促進す
る。三番目の発明によれば流入する排気ガスの空燃比が
理論空燃比である時に最も高い浄化率で排気ガスを浄化
する三元触媒を内燃機関の排気通路に配置し、該三元触
媒が該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンで
ある時に排気ガス中の酸素を吸収する酸素吸収能力と、
該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチである
時に該三元触媒内に吸収されている酸素を放出する酸素
放出能力とを有し、該三元触媒に流入する排気ガスの空
燃比が理論空燃比となるように排気ガスの空燃比を制御
するようにした排気浄化装置において、前記三元触媒の
酸素吸収能力が飽和した時に内燃機関の燃焼温度を下げ
る。これによれば内燃機関におけるNOx の発生が抑制
される。
【0007】四番目の発明によれば三番目の発明におい
て内燃機関の燃焼室内の空燃比をリッチとすることによ
り内燃機関の燃焼温度を下げる。五番目の発明によれば
三番目の発明において内燃機関の燃焼室内における点火
時期を遅らせることにより内燃機関の燃焼温度を下げ
る。六番目の発明によれば五番目の発明において前記三
元触媒の酸素吸収能力が飽和した時に内燃機関の燃焼室
内の空燃比をリッチとする。
て内燃機関の燃焼室内の空燃比をリッチとすることによ
り内燃機関の燃焼温度を下げる。五番目の発明によれば
三番目の発明において内燃機関の燃焼室内における点火
時期を遅らせることにより内燃機関の燃焼温度を下げ
る。六番目の発明によれば五番目の発明において前記三
元触媒の酸素吸収能力が飽和した時に内燃機関の燃焼室
内の空燃比をリッチとする。
【0008】七番目の発明によれば流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比である時に最も高い浄化率で排気ガ
スを浄化する三元触媒を内燃機関の排気通路に配置し、
該三元触媒が該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が
リーンである時に排気ガス中の酸素を吸収する酸素吸収
能力と、該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッ
チである時に該三元触媒内に吸収されている酸素を放出
する酸素放出能力とを有し、該三元触媒に流入する排気
ガスの空燃比が理論空燃比となるように排気ガスの空燃
比を制御するようにした排気浄化装置において、前記三
元触媒の酸素吸収能力が飽和した時に内燃機関の燃焼室
内の酸素濃度を低下する。これによれば内燃機関におけ
るNOx の発生が抑制される。
空燃比が理論空燃比である時に最も高い浄化率で排気ガ
スを浄化する三元触媒を内燃機関の排気通路に配置し、
該三元触媒が該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が
リーンである時に排気ガス中の酸素を吸収する酸素吸収
能力と、該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッ
チである時に該三元触媒内に吸収されている酸素を放出
する酸素放出能力とを有し、該三元触媒に流入する排気
ガスの空燃比が理論空燃比となるように排気ガスの空燃
比を制御するようにした排気浄化装置において、前記三
元触媒の酸素吸収能力が飽和した時に内燃機関の燃焼室
内の酸素濃度を低下する。これによれば内燃機関におけ
るNOx の発生が抑制される。
【0009】八番目の発明によれば七番目の発明におい
て内燃機関の燃焼室内の空燃比をリッチとすることによ
り内燃機関内の酸素濃度を低下する。
て内燃機関の燃焼室内の空燃比をリッチとすることによ
り内燃機関内の酸素濃度を低下する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例について説明する。図1は本発明を自動車用の内燃機
関に適用した場合の実施例の全体概略構成を示す図であ
る。図1において1は機関本体、2aは機関本体1の各
気筒の吸気ポートに接続された吸気マニホルド、11a
は各気筒の排気ポートに接続された排気マニホルドであ
る。
例について説明する。図1は本発明を自動車用の内燃機
関に適用した場合の実施例の全体概略構成を示す図であ
る。図1において1は機関本体、2aは機関本体1の各
気筒の吸気ポートに接続された吸気マニホルド、11a
は各気筒の排気ポートに接続された排気マニホルドであ
る。
【0011】吸気マニホルド2aは共通のサージタンク
2bを介して吸気通路2に接続される。図1において3
は機関本体1の吸入空気量を検出するためのエアフロー
メータである。エアフローメータ3は例えばポテンショ
メータを内蔵した可動ベーン式のものが使用され、吸入
空気量に比例した電圧信号を発生する。また吸気通路2
には運転者のアクセルペダルの操作量に応じた開度をと
るスロットル弁16が設けられ、さらにスロットル弁1
6近傍にはスロットル弁16が全閉時にアイドル状態信
号(LL信号)を発生するアイドルスイッチ17が設け
られる。
2bを介して吸気通路2に接続される。図1において3
は機関本体1の吸入空気量を検出するためのエアフロー
メータである。エアフローメータ3は例えばポテンショ
メータを内蔵した可動ベーン式のものが使用され、吸入
空気量に比例した電圧信号を発生する。また吸気通路2
には運転者のアクセルペダルの操作量に応じた開度をと
るスロットル弁16が設けられ、さらにスロットル弁1
6近傍にはスロットル弁16が全閉時にアイドル状態信
号(LL信号)を発生するアイドルスイッチ17が設け
られる。
【0012】図1において7は吸気マニホルド2aの各
気筒の吸気ポート近傍に配置された燃料噴射弁である。
燃料噴射弁7は後述する制御回路10からの信号に応じ
て開弁し、加圧燃料を各気筒の吸気ポート毎に噴射す
る。燃料噴射弁7からの燃料噴射制御については後述す
る。また図1において14は内燃機関の燃焼室内の燃料
に点火するための点火栓である。
気筒の吸気ポート近傍に配置された燃料噴射弁である。
燃料噴射弁7は後述する制御回路10からの信号に応じ
て開弁し、加圧燃料を各気筒の吸気ポート毎に噴射す
る。燃料噴射弁7からの燃料噴射制御については後述す
る。また図1において14は内燃機関の燃焼室内の燃料
に点火するための点火栓である。
【0013】排気マニホルド11aは排気通路11に接
続される。排気通路11には触媒コンバータ12が配置
される。触媒コンバータ12は三元触媒を内蔵する。三
元触媒は図2に示したように排気空燃比が理論空燃比よ
りリッチである時にはNOx(窒素酸化物)を略100
%ほど浄化し、排気空燃比が理論空燃比よりリーンであ
る時にはHC(炭化水素)およびCO(一酸化炭素)を
略100%ほど浄化する。したがって三元触媒は排気空
燃比が理論空燃比である時にNOx ,HCおよびCOを
高い浄化率で同時に浄化できる。
続される。排気通路11には触媒コンバータ12が配置
される。触媒コンバータ12は三元触媒を内蔵する。三
元触媒は図2に示したように排気空燃比が理論空燃比よ
りリッチである時にはNOx(窒素酸化物)を略100
%ほど浄化し、排気空燃比が理論空燃比よりリーンであ
る時にはHC(炭化水素)およびCO(一酸化炭素)を
略100%ほど浄化する。したがって三元触媒は排気空
燃比が理論空燃比である時にNOx ,HCおよびCOを
高い浄化率で同時に浄化できる。
【0014】また三元触媒は排気空燃比がリーンである
時に排気ガス中の酸素を吸収する酸素吸収能力と、排気
空燃比がリッチである時に吸収されている酸素を放出す
る酸素放出能力とを有する。触媒コンバータ12の上流
側の排気通路11には上流側空燃比センサ13が配置さ
れ、下流側の排気通路11には下流側空燃比センサ15
が配置される。
時に排気ガス中の酸素を吸収する酸素吸収能力と、排気
空燃比がリッチである時に吸収されている酸素を放出す
る酸素放出能力とを有する。触媒コンバータ12の上流
側の排気通路11には上流側空燃比センサ13が配置さ
れ、下流側の排気通路11には下流側空燃比センサ15
が配置される。
【0015】本実施例では空燃比センサ13,15とし
て排気ガス中の酸素成分濃度に応じた電圧信号を発生す
るO2 センサが用いられる。図3はO2 センサの一般的
な出力特性を示している。図3に示したようにO2 セン
サの出力電圧は排気空燃比が理論空燃比に対してリーン
のときに0V、リッチのときに1Vとなり、理論空燃比
近傍で比較的急激に変化して理論空燃比相当出力(比較
電圧)VR を横切る。すなわちO2 センサ13,15は
排気空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側か
に応じて異なる出力電圧を発生する。
て排気ガス中の酸素成分濃度に応じた電圧信号を発生す
るO2 センサが用いられる。図3はO2 センサの一般的
な出力特性を示している。図3に示したようにO2 セン
サの出力電圧は排気空燃比が理論空燃比に対してリーン
のときに0V、リッチのときに1Vとなり、理論空燃比
近傍で比較的急激に変化して理論空燃比相当出力(比較
電圧)VR を横切る。すなわちO2 センサ13,15は
排気空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側か
に応じて異なる出力電圧を発生する。
【0016】さらに機関本体1の点火ディストリビュー
タ4にはそれぞれ機関クランク軸の一定回転毎にパルス
信号を発生する二つのクランク角センサ5,6が設けら
れる。本実施例ではクランク角センサ5は例えば特定気
筒が圧縮上死点に到達する毎(すなわちクランク回転角
720°毎)に基準位置検出用パルス信号を出力し、ク
ランク角センサ6は例えばクランク回転角30°毎にク
ランク回転角検出用のパルス信号を出力する。
タ4にはそれぞれ機関クランク軸の一定回転毎にパルス
信号を発生する二つのクランク角センサ5,6が設けら
れる。本実施例ではクランク角センサ5は例えば特定気
筒が圧縮上死点に到達する毎(すなわちクランク回転角
720°毎)に基準位置検出用パルス信号を出力し、ク
ランク角センサ6は例えばクランク回転角30°毎にク
ランク回転角検出用のパルス信号を出力する。
【0017】また機関本体1のシリンダブロックのウォ
ータジャケット8には機関冷却水温度に応じたアナログ
電圧を出力する冷却水温度センサ9が設けられる。制御
回路10は入出力インターフェイス102、CPU(マ
イクロプロセッサ)103、ROM(リードオンリメモ
リ)104、RAM(ランダムアクセスメモリ)105
を相互に双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロ
コンピュータとされ、さらにマルチプレクサ内蔵型AD
変換器101、電源に直接接続された機関イグニッショ
ンスイッチがオフの状態でも記憶内容を保持可能なB−
RAM(バックアップRAM)106、およびクロック
発生回路107を備えている。
ータジャケット8には機関冷却水温度に応じたアナログ
電圧を出力する冷却水温度センサ9が設けられる。制御
回路10は入出力インターフェイス102、CPU(マ
イクロプロセッサ)103、ROM(リードオンリメモ
リ)104、RAM(ランダムアクセスメモリ)105
を相互に双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロ
コンピュータとされ、さらにマルチプレクサ内蔵型AD
変換器101、電源に直接接続された機関イグニッショ
ンスイッチがオフの状態でも記憶内容を保持可能なB−
RAM(バックアップRAM)106、およびクロック
発生回路107を備えている。
【0018】制御回路10は機関の燃料噴射制御、点火
時期制御等の基本制御を行う他、本実施例では後述する
ようにO2 センサ13,15の出力に基づく空燃比フィ
ードバック制御を行っている。これら制御を実行するた
めに制御回路10にはAD変換器101を介してエアフ
ローメータ3からの機関吸入空気量信号、冷却水温度セ
ンサ9からの冷却水温度信号、O2 センサ13,15か
らの空燃比信号がそれぞれ入力される他、入出力インタ
ーフェイス102を介してクランク回転角センサ5,6
からのパルス信号、アイドルスイッチ17からのアイド
ル信号等が入力されている。
時期制御等の基本制御を行う他、本実施例では後述する
ようにO2 センサ13,15の出力に基づく空燃比フィ
ードバック制御を行っている。これら制御を実行するた
めに制御回路10にはAD変換器101を介してエアフ
ローメータ3からの機関吸入空気量信号、冷却水温度セ
ンサ9からの冷却水温度信号、O2 センサ13,15か
らの空燃比信号がそれぞれ入力される他、入出力インタ
ーフェイス102を介してクランク回転角センサ5,6
からのパルス信号、アイドルスイッチ17からのアイド
ル信号等が入力されている。
【0019】なお機関吸入空気量信号、冷却水温度信号
は一定時間毎に実行されるAD変換ルーチンにより取り
込まれ、RAM105の所定領域にそれぞれ機関吸入空
気量データQ、冷却水温度データTHWとして格納され
る。またクランク回転角センサ6のパルス信号が入力す
る毎にそのパルス間隔から図示しないルーチンにより機
関回転速度が算出され、RAM105の所定領域に機関
回転数データNeとして格納される。
は一定時間毎に実行されるAD変換ルーチンにより取り
込まれ、RAM105の所定領域にそれぞれ機関吸入空
気量データQ、冷却水温度データTHWとして格納され
る。またクランク回転角センサ6のパルス信号が入力す
る毎にそのパルス間隔から図示しないルーチンにより機
関回転速度が算出され、RAM105の所定領域に機関
回転数データNeとして格納される。
【0020】一方、制御回路10は入出力インターフェ
イス102を介して燃料噴射弁7および点火栓14に接
続され、燃料噴射弁7からの燃料噴射と点火栓14の点
火とを制御する。図1において108,109,110
はそれぞれ燃料噴射弁7からの燃料噴射量を制御するた
めのダウンカウンタ、フリップフロップ、駆動回路であ
る。すなわち後述するルーチンにおいて燃料噴射量(時
間)TAUが算出されると燃料噴射時間TAUがダウン
カウンタ108にプリセットされるとともにフリップフ
ロップ109がセットされ、駆動回路110が燃料噴射
弁7の駆動信号を出力する。これにより燃料噴射弁7は
開弁し、燃料噴射が開始される。ダウンカウンタ108
はクロック発生回路107のクロック信号を計数してプ
リセットされた時間TAUが経過するとフリップフロッ
プ109にセット信号を出力する。これによりフリップ
フロップ109がセットされるので駆動回路110は燃
料噴射弁7の駆動信号を停止し、燃料噴射弁7は閉弁す
る。したがって演算された燃料噴射時間TAUに相当す
る時間だけ燃料噴射弁7が開弁し、TAUに相当する量
の燃料が燃料噴射弁7から機関本体1に噴射される。
イス102を介して燃料噴射弁7および点火栓14に接
続され、燃料噴射弁7からの燃料噴射と点火栓14の点
火とを制御する。図1において108,109,110
はそれぞれ燃料噴射弁7からの燃料噴射量を制御するた
めのダウンカウンタ、フリップフロップ、駆動回路であ
る。すなわち後述するルーチンにおいて燃料噴射量(時
間)TAUが算出されると燃料噴射時間TAUがダウン
カウンタ108にプリセットされるとともにフリップフ
ロップ109がセットされ、駆動回路110が燃料噴射
弁7の駆動信号を出力する。これにより燃料噴射弁7は
開弁し、燃料噴射が開始される。ダウンカウンタ108
はクロック発生回路107のクロック信号を計数してプ
リセットされた時間TAUが経過するとフリップフロッ
プ109にセット信号を出力する。これによりフリップ
フロップ109がセットされるので駆動回路110は燃
料噴射弁7の駆動信号を停止し、燃料噴射弁7は閉弁す
る。したがって演算された燃料噴射時間TAUに相当す
る時間だけ燃料噴射弁7が開弁し、TAUに相当する量
の燃料が燃料噴射弁7から機関本体1に噴射される。
【0021】次に燃料噴射時間TAUの算出について図
4のフローチャートを参照して説明する。本ルーチンは
制御回路10により一定クランク回転角毎(例えば36
0°毎)に実行される。初めにステップ201において
吸入空気量データQと回転数データNeとをRAM10
5の所定領域から読み込み、機関一回転当たりの吸入空
気量Q/Neを算出する。次いでステップ202におい
て基本燃料噴射時間TAUPをTAUP=α×Q/Ne
の式に基づいて算出する。ここで基本燃料噴射時間TA
UPは燃焼室に供給される混合気を目標空燃比とするた
めに必要とされる燃料噴射時間であり、αは定数であ
る。
4のフローチャートを参照して説明する。本ルーチンは
制御回路10により一定クランク回転角毎(例えば36
0°毎)に実行される。初めにステップ201において
吸入空気量データQと回転数データNeとをRAM10
5の所定領域から読み込み、機関一回転当たりの吸入空
気量Q/Neを算出する。次いでステップ202におい
て基本燃料噴射時間TAUPをTAUP=α×Q/Ne
の式に基づいて算出する。ここで基本燃料噴射時間TA
UPは燃焼室に供給される混合気を目標空燃比とするた
めに必要とされる燃料噴射時間であり、αは定数であ
る。
【0022】次いでステップ203において実際の燃料
噴射時間TAUが上記TAUPを空燃比補正係数FAF
で補正した値としてTAU=TAUP×FAF×β+γ
の式に基づいて算出される。ここでβ,γはそれぞれ機
関運転状態に応じて決定される定数である。次いでステ
ップ204において燃料噴射時間TAUがダウンカウン
タ108にセットされ、時間TAUに応じた量の燃料が
燃料噴射弁7から噴射される。
噴射時間TAUが上記TAUPを空燃比補正係数FAF
で補正した値としてTAU=TAUP×FAF×β+γ
の式に基づいて算出される。ここでβ,γはそれぞれ機
関運転状態に応じて決定される定数である。次いでステ
ップ204において燃料噴射時間TAUがダウンカウン
タ108にセットされ、時間TAUに応じた量の燃料が
燃料噴射弁7から噴射される。
【0023】次に本発明の実施例の空燃比制御を図5を
参照して簡単に説明する。以下の説明では排気空燃比を
理論空燃比とするための本実施例の基本的な制御である
空燃比制御(以下、基本空燃比制御)と、三元触媒下流
へのNOx の放出を抑制するための本実施例の追加的な
制御である空燃比制御(以下、NOx 放出抑制制御)と
に分けて説明する。
参照して簡単に説明する。以下の説明では排気空燃比を
理論空燃比とするための本実施例の基本的な制御である
空燃比制御(以下、基本空燃比制御)と、三元触媒下流
へのNOx の放出を抑制するための本実施例の追加的な
制御である空燃比制御(以下、NOx 放出抑制制御)と
に分けて説明する。
【0024】まず基本空燃比制御を説明する。上述した
ように本実施例では三元触媒においてNOx ,HCおよ
びCOを同時に良好に浄化するために排気空燃比が理論
空燃比となるように上流側O2 センサの出力に基づいて
機関空燃比を制御する。すなわち上流側O2 センサ13
の出力が排気空燃比が理論空燃比よりもリッチであるこ
とを示している間(図5(a)の期間A)は燃料噴射量
(すなわち空燃比補正係数FAF)を徐々に減少する
(図5(b)参照)。これにより排気空燃比は徐々に理
論空燃比に近くなる。その後、上流側O2 センサ13の
出力が排気空燃比が理論空燃比よりもリーンであること
を示した時(図5(a)の時刻t1 )には素早く排気空
燃比を理論空燃比に近づけるためにスキップ的に比較的
大きく燃料噴射量を増大する。そして上流側O2 センサ
13の出力が排気空燃比が理論空燃比よりもリーンであ
ることを示している間(図5(a)の期間B)は燃料噴
射量を徐々に増大する(図5(b)参照)。これにより
排気空燃比は徐々に理論空燃比に近くなる。さらにその
後、上流側O2 センサ13の出力が排気空燃比が理論空
燃比よりもリッチであることを示した時(図5(a)の
時刻t1 )には素早く排気空燃比を理論空燃比に近づけ
るためにスキップ的に比較的大きく燃料噴射量を減少す
る。そして上流側O2 センサ13の出力が排気空燃比が
理論空燃比よりもリーンである間(図5(a)の期間
C)は上述したように燃料噴射量を徐々に減少する。
ように本実施例では三元触媒においてNOx ,HCおよ
びCOを同時に良好に浄化するために排気空燃比が理論
空燃比となるように上流側O2 センサの出力に基づいて
機関空燃比を制御する。すなわち上流側O2 センサ13
の出力が排気空燃比が理論空燃比よりもリッチであるこ
とを示している間(図5(a)の期間A)は燃料噴射量
(すなわち空燃比補正係数FAF)を徐々に減少する
(図5(b)参照)。これにより排気空燃比は徐々に理
論空燃比に近くなる。その後、上流側O2 センサ13の
出力が排気空燃比が理論空燃比よりもリーンであること
を示した時(図5(a)の時刻t1 )には素早く排気空
燃比を理論空燃比に近づけるためにスキップ的に比較的
大きく燃料噴射量を増大する。そして上流側O2 センサ
13の出力が排気空燃比が理論空燃比よりもリーンであ
ることを示している間(図5(a)の期間B)は燃料噴
射量を徐々に増大する(図5(b)参照)。これにより
排気空燃比は徐々に理論空燃比に近くなる。さらにその
後、上流側O2 センサ13の出力が排気空燃比が理論空
燃比よりもリッチであることを示した時(図5(a)の
時刻t1 )には素早く排気空燃比を理論空燃比に近づけ
るためにスキップ的に比較的大きく燃料噴射量を減少す
る。そして上流側O2 センサ13の出力が排気空燃比が
理論空燃比よりもリーンである間(図5(a)の期間
C)は上述したように燃料噴射量を徐々に減少する。
【0025】このような基本空燃比制御を実行すると排
気空燃比は周期的に理論空燃比よりリッチの側とリーン
の側とを繰り返すように変化する。したがって全体的に
見て排気空燃比に略理論空燃比近傍に推移される。この
ため本実施例によれば排気ガス中のNOx ,HCおよび
COを同時に良好に浄化することができる。なお本実施
例では三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃
比よりもリッチからリーンとなったことを上流側O2 セ
ンサ13が出力した時において燃料噴射量をスキップ的
に増大する量(以下、スキップ増大量(図5(d)参
照))は三元触媒から流出する排気ガスの空燃比が理論
空燃比よりもリーンであることを下流側O2 センサ15
が出力している時間(図5(c)の期間D)(以下、リ
ーン継続時間)が長いほど大きい(図5(d)の期間F
参照)。これとは逆に三元触媒に流入する排気ガスの空
燃比が理論空燃比よりもリーンからリッチとなったこと
を上流側O2 センサ13が出力した時において燃料噴射
量をスキップ的に減少する量(以下、スキップ減少量
(図5(e)参照))はリーン継続時間が長いほど小さ
い(図5(e)の期間H参照)。
気空燃比は周期的に理論空燃比よりリッチの側とリーン
の側とを繰り返すように変化する。したがって全体的に
見て排気空燃比に略理論空燃比近傍に推移される。この
ため本実施例によれば排気ガス中のNOx ,HCおよび
COを同時に良好に浄化することができる。なお本実施
例では三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃
比よりもリッチからリーンとなったことを上流側O2 セ
ンサ13が出力した時において燃料噴射量をスキップ的
に増大する量(以下、スキップ増大量(図5(d)参
照))は三元触媒から流出する排気ガスの空燃比が理論
空燃比よりもリーンであることを下流側O2 センサ15
が出力している時間(図5(c)の期間D)(以下、リ
ーン継続時間)が長いほど大きい(図5(d)の期間F
参照)。これとは逆に三元触媒に流入する排気ガスの空
燃比が理論空燃比よりもリーンからリッチとなったこと
を上流側O2 センサ13が出力した時において燃料噴射
量をスキップ的に減少する量(以下、スキップ減少量
(図5(e)参照))はリーン継続時間が長いほど小さ
い(図5(e)の期間H参照)。
【0026】さらにスキップ増大量は三元触媒から流出
する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチである
ことを下流側O2 センサ15が出力している時間(以
下、リッチ継続時間)が長いほど小さい(図5(d)の
期間G参照)。これとは逆にスキップ減少量はリッチ継
続時間が長いほど大きい(図5(e)の期間I参照)。
次にNOx 放出抑制制御を説明する。本実施例において
三元触媒から流出する排気ガスの空燃比が理論空燃比よ
りもリッチからリーンになったことを下流側O 2 センサ
15が出力した時には三元触媒の酸素吸収能力が飽和状
態となっている。このため三元触媒内の排気ガスの空燃
比は理論空燃比よりもリーンとなっている。上述したよ
うに三元触媒内の排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも
リーンである時には三元触媒のNOx 浄化率は著しく低
い。このため基本空燃比制御に何らかの補正を行わなけ
れば多量のNOx が三元触媒下流側に流出してしまう。
そこで本実施例では三つの手段、すなわち(1)三元触
媒に吸収されている酸素を素早く三元触媒から放出させ
ること、(2)内燃機関の燃焼室内の燃焼温度を下げる
こと、および(3)内燃機関の燃焼室内の酸素濃度を小
さくすること、の三つの手段により三元触媒下流へのN
Ox の放出を抑制する。
する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチである
ことを下流側O2 センサ15が出力している時間(以
下、リッチ継続時間)が長いほど小さい(図5(d)の
期間G参照)。これとは逆にスキップ減少量はリッチ継
続時間が長いほど大きい(図5(e)の期間I参照)。
次にNOx 放出抑制制御を説明する。本実施例において
三元触媒から流出する排気ガスの空燃比が理論空燃比よ
りもリッチからリーンになったことを下流側O 2 センサ
15が出力した時には三元触媒の酸素吸収能力が飽和状
態となっている。このため三元触媒内の排気ガスの空燃
比は理論空燃比よりもリーンとなっている。上述したよ
うに三元触媒内の排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも
リーンである時には三元触媒のNOx 浄化率は著しく低
い。このため基本空燃比制御に何らかの補正を行わなけ
れば多量のNOx が三元触媒下流側に流出してしまう。
そこで本実施例では三つの手段、すなわち(1)三元触
媒に吸収されている酸素を素早く三元触媒から放出させ
ること、(2)内燃機関の燃焼室内の燃焼温度を下げる
こと、および(3)内燃機関の燃焼室内の酸素濃度を小
さくすること、の三つの手段により三元触媒下流へのN
Ox の放出を抑制する。
【0027】さらに具体的には本実施例では三元触媒か
ら流出する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチ
からリーンになったことを下流側O2 センサ15が出力
した時(図5(c)の時刻t3 )には排気空燃比が比較
的大きなリッチの値となるように燃料噴射量を一時的に
大きく増大する(図5(b)のX参照)。こうすること
により排気空燃比が比較的大きなリッチとなるため三元
触媒に吸収されている酸素が多量に放出される。すなわ
ち三元触媒からの酸素の放出が促進せしめられる。した
がって三元触媒の酸素吸収能力が回復され、三元触媒内
の排気ガスの空燃比がリーンとなることが防止される。
このため三元触媒下流へのNOx の放出が抑制される。
ら流出する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチ
からリーンになったことを下流側O2 センサ15が出力
した時(図5(c)の時刻t3 )には排気空燃比が比較
的大きなリッチの値となるように燃料噴射量を一時的に
大きく増大する(図5(b)のX参照)。こうすること
により排気空燃比が比較的大きなリッチとなるため三元
触媒に吸収されている酸素が多量に放出される。すなわ
ち三元触媒からの酸素の放出が促進せしめられる。した
がって三元触媒の酸素吸収能力が回復され、三元触媒内
の排気ガスの空燃比がリーンとなることが防止される。
このため三元触媒下流へのNOx の放出が抑制される。
【0028】また上述のように燃料噴射量を一時的に大
きく増大すると燃料自体が有する吸熱作用により燃焼室
内の熱が燃料に多量に吸収される。このため内燃機関の
燃焼室内の燃焼温度が下がる。したがって内燃機関の燃
焼室内において発生するNO x の量が少なくなる。この
ため三元触媒に流入するNOx の量が少なくなるので三
元触媒下流へのNOx の放出が抑制される。
きく増大すると燃料自体が有する吸熱作用により燃焼室
内の熱が燃料に多量に吸収される。このため内燃機関の
燃焼室内の燃焼温度が下がる。したがって内燃機関の燃
焼室内において発生するNO x の量が少なくなる。この
ため三元触媒に流入するNOx の量が少なくなるので三
元触媒下流へのNOx の放出が抑制される。
【0029】さらに上述のように燃料噴射量を一時的に
大きく増大すると燃焼室内における燃料量に対する酸素
濃度が下がる。したがって内燃機関の燃焼室内において
発生するNOx の量が少なくなる。このため三元触媒に
流入するNOx の量が少なくなるので三元触媒下流への
NOx の放出が抑制される。このように本実施例では燃
料噴射量を一時的に大きく増大することにより上述した
三つの手段(1)〜(3)を同時に達成することができ
る。
大きく増大すると燃焼室内における燃料量に対する酸素
濃度が下がる。したがって内燃機関の燃焼室内において
発生するNOx の量が少なくなる。このため三元触媒に
流入するNOx の量が少なくなるので三元触媒下流への
NOx の放出が抑制される。このように本実施例では燃
料噴射量を一時的に大きく増大することにより上述した
三つの手段(1)〜(3)を同時に達成することができ
る。
【0030】さらに本実施例では三元触媒から流出する
排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチからリーン
になったことを下流側O2 センサ15が出力した時(図
5(c)の時刻t3 )には内燃機関の燃焼室内における
点火時期を通常の点火時期よりも遅くする(図5(f)
のY参照)。こうすることにより内燃機関の燃焼室内に
おいて燃焼する燃料の量が少なくなるので内燃機関の燃
焼室内の燃焼温度が下がる。したがって内燃機関の燃焼
室内において発生するNOx の量が少なくなる。このた
め三元触媒に流入するNOxの量が少なくなるので三元
触媒下流へのNOx の放出が抑制される。
排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチからリーン
になったことを下流側O2 センサ15が出力した時(図
5(c)の時刻t3 )には内燃機関の燃焼室内における
点火時期を通常の点火時期よりも遅くする(図5(f)
のY参照)。こうすることにより内燃機関の燃焼室内に
おいて燃焼する燃料の量が少なくなるので内燃機関の燃
焼室内の燃焼温度が下がる。したがって内燃機関の燃焼
室内において発生するNOx の量が少なくなる。このた
め三元触媒に流入するNOxの量が少なくなるので三元
触媒下流へのNOx の放出が抑制される。
【0031】なお上述したように点火時期を通常の点火
時期よりも遅くすると内燃機関の燃焼室内において燃焼
する燃料の量が少なくなる。このためこのことに対して
何ら補正を行わないと内燃機関の出力が低下してしま
う。ところが本実施例では点火時期を通常の点火時期よ
りも遅くした時には燃料噴射量が増大せしめられる。こ
のため内燃機関の出力の低下が防止される。すなわち本
実施例のように点火時期を通常の点火時期より遅くする
と共に燃料噴射量を増大することにより内燃機関の出力
を極端に変動させることなく三元触媒下流への放出を抑
制することができる。
時期よりも遅くすると内燃機関の燃焼室内において燃焼
する燃料の量が少なくなる。このためこのことに対して
何ら補正を行わないと内燃機関の出力が低下してしま
う。ところが本実施例では点火時期を通常の点火時期よ
りも遅くした時には燃料噴射量が増大せしめられる。こ
のため内燃機関の出力の低下が防止される。すなわち本
実施例のように点火時期を通常の点火時期より遅くする
と共に燃料噴射量を増大することにより内燃機関の出力
を極端に変動させることなく三元触媒下流への放出を抑
制することができる。
【0032】次に図6〜図9のフローチャートを参照し
て本実施例の空燃比制御を説明する。初めに図6のフロ
ーチャートを参照して本実施例の基本空燃比制御を説明
する。初めにステップ301において空燃比フィードバ
ック制御を実行する条件(以下、フィードバック実行条
件)が成立しているか否か、すなわちF/B中であるか
否かが判別される。本実施例におけるフィードバック実
行条件は例えばO2 センサが活性化していること、期間
暖機が完了していること、フュエルカットから復帰から
予め定められた時間が経過していること等である。ステ
ップ301においてF/B中であると判別された時には
ステップ302に進む。一方、ステップ301において
F/B中ではないと判別された時にはステップ314に
進んでフラグFをリセットし、処理を終了する。なおフ
ラグFは基本空燃比制御が実行中である時にセットさ
れ、基本空燃比制御が実行中ではない時にはリセットさ
れるフラグである。
て本実施例の空燃比制御を説明する。初めに図6のフロ
ーチャートを参照して本実施例の基本空燃比制御を説明
する。初めにステップ301において空燃比フィードバ
ック制御を実行する条件(以下、フィードバック実行条
件)が成立しているか否か、すなわちF/B中であるか
否かが判別される。本実施例におけるフィードバック実
行条件は例えばO2 センサが活性化していること、期間
暖機が完了していること、フュエルカットから復帰から
予め定められた時間が経過していること等である。ステ
ップ301においてF/B中であると判別された時には
ステップ302に進む。一方、ステップ301において
F/B中ではないと判別された時にはステップ314に
進んでフラグFをリセットし、処理を終了する。なおフ
ラグFは基本空燃比制御が実行中である時にセットさ
れ、基本空燃比制御が実行中ではない時にはリセットさ
れるフラグである。
【0033】ステップ302では下流側O2 センサ15
の出力が理論空燃比に相当する基準出力値以下である
(VOS≦VR2)か否かが判別される。すなわち三元触
媒から流出する排気ガスの空燃比がリーンであるか否か
が判別される。ステップ302においてVOS≦VR2で
あると判別された時には三元触媒から流出する排気ガス
の空燃比がリーンであると判断し、ステップ303に進
んで下流側O2 センサ15の出力がリッチ側からリーン
側に反転したか否かが判別される。ステップ303にお
いて下流側O2 センサ15の出力が反転したと判別され
た時にはステップ304に進んで後述するNOX 放出抑
制制御が実行され、ステップ305に進む。なおステッ
プ302においてVOS>VR2であると判別された時お
よびステップ303において下流側O2 センサ15の出
力が反転していないと判別された時には直接ステップ3
05に進む。
の出力が理論空燃比に相当する基準出力値以下である
(VOS≦VR2)か否かが判別される。すなわち三元触
媒から流出する排気ガスの空燃比がリーンであるか否か
が判別される。ステップ302においてVOS≦VR2で
あると判別された時には三元触媒から流出する排気ガス
の空燃比がリーンであると判断し、ステップ303に進
んで下流側O2 センサ15の出力がリッチ側からリーン
側に反転したか否かが判別される。ステップ303にお
いて下流側O2 センサ15の出力が反転したと判別され
た時にはステップ304に進んで後述するNOX 放出抑
制制御が実行され、ステップ305に進む。なおステッ
プ302においてVOS>VR2であると判別された時お
よびステップ303において下流側O2 センサ15の出
力が反転していないと判別された時には直接ステップ3
05に進む。
【0034】ステップ305では上流側O2 センサ13
の出力が理論空燃比に相当する基準出力値以下である
(VOM≦VR1)か否かが判別される。すなわち三元触
媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるか否かが
判別される。ステップ305においてVOM≦VR1であ
ると判別された時には三元触媒に流入する排気ガスの空
燃比がリーンであると判断し、ステップ306に進んで
上流側O2 センサ13の出力がリッチ側からリーン側に
反転したか否かが判別される。ステップ306において
上流側O2 センサ13の出力が反転したと判別された時
にはステップ307に進んで燃料噴射量を決定する空燃
比補正係数FAFをスキップ増大量RSRだけ比較的大
きくスキップ的に増大し、ステップ308に進む。一
方、ステップ306において上流側O2 センサ13の出
力が反転していないと判別された時にはステップ310
に進んで空燃比補正係数FAFを定数KIRだけ増大
し、ステップ308に進む。なおスキップ増大量RSR
は定数KIRより大きい。
の出力が理論空燃比に相当する基準出力値以下である
(VOM≦VR1)か否かが判別される。すなわち三元触
媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるか否かが
判別される。ステップ305においてVOM≦VR1であ
ると判別された時には三元触媒に流入する排気ガスの空
燃比がリーンであると判断し、ステップ306に進んで
上流側O2 センサ13の出力がリッチ側からリーン側に
反転したか否かが判別される。ステップ306において
上流側O2 センサ13の出力が反転したと判別された時
にはステップ307に進んで燃料噴射量を決定する空燃
比補正係数FAFをスキップ増大量RSRだけ比較的大
きくスキップ的に増大し、ステップ308に進む。一
方、ステップ306において上流側O2 センサ13の出
力が反転していないと判別された時にはステップ310
に進んで空燃比補正係数FAFを定数KIRだけ増大
し、ステップ308に進む。なおスキップ増大量RSR
は定数KIRより大きい。
【0035】一方、ステップ305においてVOM>V
R1であると判別された時には三元触媒に流入する排気ガ
スの空燃比がリッチであると判断し、ステップ311に
進んで上流側O2 センサ13の出力がリーン側からリッ
チ側に反転したか否かが判別される。ステップ311に
おいて上流側O2 センサ13の出力が反転したと判別さ
れた時にはステップ312に進んで空燃比補正係数FA
Fをスキップ減少量RSLだけ比較的大きくスキップ的
に減少し、ステップ308に進む。一方、ステップ31
1において上流側O2 センサ13の出力が反転したと判
別された時にはステップ313に進んで空燃比補正係数
FAFを定数KILだけ減少し、ステップ308に進
む。なおスキップ減少量RSLは定数KILより大き
い。
R1であると判別された時には三元触媒に流入する排気ガ
スの空燃比がリッチであると判断し、ステップ311に
進んで上流側O2 センサ13の出力がリーン側からリッ
チ側に反転したか否かが判別される。ステップ311に
おいて上流側O2 センサ13の出力が反転したと判別さ
れた時にはステップ312に進んで空燃比補正係数FA
Fをスキップ減少量RSLだけ比較的大きくスキップ的
に減少し、ステップ308に進む。一方、ステップ31
1において上流側O2 センサ13の出力が反転したと判
別された時にはステップ313に進んで空燃比補正係数
FAFを定数KILだけ減少し、ステップ308に進
む。なおスキップ減少量RSLは定数KILより大き
い。
【0036】ステップ308では各ステップ307、3
10、312および313にて補正せしめられた空燃比
補正係数FAFがその許容最小値と許容最大値との間と
なるように空燃比補正係数FAFをガード処理し、ステ
ップ309に進んでフラグFをセットし、処理を終了す
る。次に図7のフローチャートを参照して図6のステッ
プ304のNOX 排出抑制制御を詳細に説明する。この
NOX 排出抑制制御は下流側O2 センサ15の出力が理
論空燃比よりもリッチ側からリーン側に反転した場合に
実行される。
10、312および313にて補正せしめられた空燃比
補正係数FAFがその許容最小値と許容最大値との間と
なるように空燃比補正係数FAFをガード処理し、ステ
ップ309に進んでフラグFをセットし、処理を終了す
る。次に図7のフローチャートを参照して図6のステッ
プ304のNOX 排出抑制制御を詳細に説明する。この
NOX 排出抑制制御は下流側O2 センサ15の出力が理
論空燃比よりもリッチ側からリーン側に反転した場合に
実行される。
【0037】図7のフローチャートでは初めにステップ
401において空燃比補正係数FAFが点火時期と機関
回転数と負荷率(アクセル開度)との関数に基づいて算
出される。これにより排気空燃比はリッチとされる。次
いでステップ402においてカウンタtaがカウントア
ップされ、ステップ403に進む。ステップ403では
カウンタが予め定められた値tより大きい(ta>t)
か否かが判別される。ステップ403においてta>t
であると判別された時には排気空燃比がリッチとされて
から予め定められた時間が経過したと判断し、ステップ
404に進んでカウンタtaをリセットし、処理を終了
する。一方、ステップ403においてta≦tである時
には排気空燃比がリッチとされてから予め定められた時
間が経過していないと判断し、ステップ403に戻り、
ステップ403においてta>tであると判別されるま
でこのルーチンが繰り返される。
401において空燃比補正係数FAFが点火時期と機関
回転数と負荷率(アクセル開度)との関数に基づいて算
出される。これにより排気空燃比はリッチとされる。次
いでステップ402においてカウンタtaがカウントア
ップされ、ステップ403に進む。ステップ403では
カウンタが予め定められた値tより大きい(ta>t)
か否かが判別される。ステップ403においてta>t
であると判別された時には排気空燃比がリッチとされて
から予め定められた時間が経過したと判断し、ステップ
404に進んでカウンタtaをリセットし、処理を終了
する。一方、ステップ403においてta≦tである時
には排気空燃比がリッチとされてから予め定められた時
間が経過していないと判断し、ステップ403に戻り、
ステップ403においてta>tであると判別されるま
でこのルーチンが繰り返される。
【0038】次に図8のフローチャートを参照して本発
明の点火時期制御を詳細に説明する。初めにステップ5
01において点火時期が算出される。ここで算出された
点火時期は内燃機関の燃焼室内における熱効率が最適と
なる時期である。次いでステップ502において下流側
O2 センサの出力が理論空燃比に相当する基準出力値以
下である(VOS≦VR2)か否かが判別される。すなわ
ち三元触媒から流出する排気ガスの空燃比がリーンであ
るか否かが判別される。ステップ502においてVOS
≦VR2であると判別された時には三元触媒から流出する
排気ガスの空燃比がリーンであると判断し、ステップ5
03に進んで下流側O2 センサ15の出力がリッチ側か
らリーン側に反転したか否かが判別される。ステップ5
03において下流側O2 センサ15の出力が反転したと
判別された時にはステップ504に進んでステップ50
1で算出された点火時期が下流側O2 センサの出力値と
機関回転数と負荷率(アクセル開度)との関数に基づい
てステップ501で算出された点火時期よりも遅くなる
ように補正される。次いでステップ505において補正
後の点火時期がセットされる。
明の点火時期制御を詳細に説明する。初めにステップ5
01において点火時期が算出される。ここで算出された
点火時期は内燃機関の燃焼室内における熱効率が最適と
なる時期である。次いでステップ502において下流側
O2 センサの出力が理論空燃比に相当する基準出力値以
下である(VOS≦VR2)か否かが判別される。すなわ
ち三元触媒から流出する排気ガスの空燃比がリーンであ
るか否かが判別される。ステップ502においてVOS
≦VR2であると判別された時には三元触媒から流出する
排気ガスの空燃比がリーンであると判断し、ステップ5
03に進んで下流側O2 センサ15の出力がリッチ側か
らリーン側に反転したか否かが判別される。ステップ5
03において下流側O2 センサ15の出力が反転したと
判別された時にはステップ504に進んでステップ50
1で算出された点火時期が下流側O2 センサの出力値と
機関回転数と負荷率(アクセル開度)との関数に基づい
てステップ501で算出された点火時期よりも遅くなる
ように補正される。次いでステップ505において補正
後の点火時期がセットされる。
【0039】次いでステップ506においてカウンタt
bがカウントアップされ、ステップ507に進む。ステ
ップ507ではカウンタが予め定められた値tより大き
い(tb>t)か否かが判別される。ステップ507に
おいてtb>tであると判別された時には点火時期を遅
らせてから予め定められた時間が経過したと判断し、ス
テップ508に進んでカウンタtbをリセットし、処理
を終了する。一方、ステップ507においてtb≦tで
ある時には点火時期を遅らせてから予め定められた時間
が経過していないと判断し、ステップ506に戻り、ス
テップ507においてtb>tであると判別されるまで
このルーチンが繰り返される。
bがカウントアップされ、ステップ507に進む。ステ
ップ507ではカウンタが予め定められた値tより大き
い(tb>t)か否かが判別される。ステップ507に
おいてtb>tであると判別された時には点火時期を遅
らせてから予め定められた時間が経過したと判断し、ス
テップ508に進んでカウンタtbをリセットし、処理
を終了する。一方、ステップ507においてtb≦tで
ある時には点火時期を遅らせてから予め定められた時間
が経過していないと判断し、ステップ506に戻り、ス
テップ507においてtb>tであると判別されるまで
このルーチンが繰り返される。
【0040】なおステップ302においてVOS>VR2
であると判別された時およびステップ503において下
流側O2 センサ15の出力が反転していないと判別され
た時にはステップ509に進んでステップ501で算出
された点火時期がセットされ、処理を終了する。次に図
9のフローチャートを参照して本発明の第二の基本空燃
比制御を詳細に説明する。初めにステップ601におい
て空燃比フィードバック制御を実行できる条件が満たさ
れているか否かが判別される。すなわちF/B中である
か否かが判別される。ここでの条件は第一の基本空燃比
制御での条件に加えて機関がアイドル運転中でないこと
が条件とされる。ステップ601においてF/B中であ
ると判別された時にはステップ602に進む。一方、ス
テップ601においてF/B中ではないと判別された時
には処理を終了する。
であると判別された時およびステップ503において下
流側O2 センサ15の出力が反転していないと判別され
た時にはステップ509に進んでステップ501で算出
された点火時期がセットされ、処理を終了する。次に図
9のフローチャートを参照して本発明の第二の基本空燃
比制御を詳細に説明する。初めにステップ601におい
て空燃比フィードバック制御を実行できる条件が満たさ
れているか否かが判別される。すなわちF/B中である
か否かが判別される。ここでの条件は第一の基本空燃比
制御での条件に加えて機関がアイドル運転中でないこと
が条件とされる。ステップ601においてF/B中であ
ると判別された時にはステップ602に進む。一方、ス
テップ601においてF/B中ではないと判別された時
には処理を終了する。
【0041】ステップ602ではフラグFがセットされ
ている(F=1)か否かが判別される。すなわち第一の
基本空燃比制御が実行されているか否かが判別される。
ステップ602においてF=1であると判別された時に
はステップ603に進む。一方、ステップ602におい
てF=0であると判別された時には処理を終了する。ス
テップ603では下流側O2 センサ15の出力が理論空
燃比に相当する値以下である(VOS≦VR2)か否かが
判別される。すなわち三元触媒から流出する排気ガスの
空燃比が理論空燃比よりリーンであるか否かが判別され
る。ステップ603においてVOS≦VR2であると判別
された時にはステップ604に進んでスキップ増大量R
SRが予め定められた値ΔRSだけ増大せしめられ、ス
テップ605に進む。一方、ステップ603においてV
OS>VR2であると判別された時にはステップ607に
進んでスキップ増大量RSRが予め定められた値ΔRS
だけ減少せしめられ、ステップ605に進む。
ている(F=1)か否かが判別される。すなわち第一の
基本空燃比制御が実行されているか否かが判別される。
ステップ602においてF=1であると判別された時に
はステップ603に進む。一方、ステップ602におい
てF=0であると判別された時には処理を終了する。ス
テップ603では下流側O2 センサ15の出力が理論空
燃比に相当する値以下である(VOS≦VR2)か否かが
判別される。すなわち三元触媒から流出する排気ガスの
空燃比が理論空燃比よりリーンであるか否かが判別され
る。ステップ603においてVOS≦VR2であると判別
された時にはステップ604に進んでスキップ増大量R
SRが予め定められた値ΔRSだけ増大せしめられ、ス
テップ605に進む。一方、ステップ603においてV
OS>VR2であると判別された時にはステップ607に
進んでスキップ増大量RSRが予め定められた値ΔRS
だけ減少せしめられ、ステップ605に進む。
【0042】ステップ605ではスキップ増大量RSR
がその許容最小値と許容最大値との間になるようにスキ
ップ増大量RSRがガードせしめられ、ステップ606
に進んで0.1からスキップ増大量RSRを引いてスキ
ップ減少量RSLが算出され、処理を終了する。
がその許容最小値と許容最大値との間になるようにスキ
ップ増大量RSRがガードせしめられ、ステップ606
に進んで0.1からスキップ増大量RSRを引いてスキ
ップ減少量RSLが算出され、処理を終了する。
【0043】
【発明の効果】一番目から八番目の発明によれば三元触
媒の酸素吸収能力が飽和した時において三元触媒下流へ
のNOx の放出を抑制することができる。
媒の酸素吸収能力が飽和した時において三元触媒下流へ
のNOx の放出を抑制することができる。
【図1】本発明の排気浄化装置を適用した内燃機関の全
体図である。
体図である。
【図2】排気空燃比と三元触媒の浄化率との関係を示し
た図である。
た図である。
【図3】排気空燃比とO2 センサの出力電力との関係を
示した図である。
示した図である。
【図4】噴射量演算ルーチンのフローチャートである。
【図5】本発明の空燃比制御等を説明するためのタイム
チャートであり、(a)は上流側O2 センサの出力、
(b)は空燃比補正係数、(c)は下流側O2 センサの
出力、(d)はスキップ増大量、(e)はスキップ減少
量、(f)は点火時期を示している。
チャートであり、(a)は上流側O2 センサの出力、
(b)は空燃比補正係数、(c)は下流側O2 センサの
出力、(d)はスキップ増大量、(e)はスキップ減少
量、(f)は点火時期を示している。
【図6】本発明の第一の基本空燃比制御のフローチャー
トである。
トである。
【図7】本発明のNOX 放出抑制制御のフローチャート
である。
である。
【図8】本発明の点火時期制御のフローチャートであ
る。
る。
【図9】本発明の第二の基本空燃比制御のフローチャー
トである。
トである。
1…機関本体 12…触媒コンバータ 13…上流側O2 センサ 15…下流側O2 センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 幸平 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G022 AA00 AA09 BA01 CA00 DA02 EA01 GA00 GA01 GA05 GA06 GA08 3G301 HA01 HA18 JA25 KA00 KA11 LA00 LB02 MA01 MA12 NA03 NA04 NA05 NA06 NA08 NB02 NB06 NB11 ND02 NE02 NE03 NE07 NE08 NE13 NE14 NE15 NE17 NE19 NE23 PA01Z PA14Z PA17Z PD01Z PD03A PD03Z PD09A PD09Z PE01Z PE03Z PF03Z
Claims (8)
- 【請求項1】 流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比
である時に最も高い浄化率で排気ガスを浄化する三元触
媒を内燃機関の排気通路に配置し、該三元触媒が該三元
触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンである時に排
気ガス中の酸素を吸収する酸素吸収能力と、該三元触媒
に流入する排気ガスの空燃比がリッチである時に該三元
触媒内に吸収されている酸素を放出する酸素放出能力と
を有し、該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論
空燃比となるように排気ガスの空燃比を制御するように
した排気浄化装置において、前記三元触媒の酸素吸収能
力が飽和した時に該三元触媒に吸収されている酸素の放
出を促進するようにした排気浄化装置。 - 【請求項2】 内燃機関の燃焼室内の空燃比をリッチと
することにより前記三元触媒に吸収されている酸素の放
出を促進するようにした請求項1に記載の排気浄化装
置。 - 【請求項3】 流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比
である時に最も高い浄化率で排気ガスを浄化する三元触
媒を内燃機関の排気通路に配置し、該三元触媒が該三元
触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンである時に排
気ガス中の酸素を吸収する酸素吸収能力と、該三元触媒
に流入する排気ガスの空燃比がリッチである時に該三元
触媒内に吸収されている酸素を放出する酸素放出能力と
を有し、該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論
空燃比となるように排気ガスの空燃比を制御するように
した排気浄化装置において、前記三元触媒の酸素吸収能
力が飽和した時に内燃機関の燃焼温度を下げるようにし
た排気浄化装置。 - 【請求項4】 内燃機関の燃焼室内の空燃比をリッチと
することにより内燃機関の燃焼温度を下げるようにした
請求項3に記載の排気浄化装置。 - 【請求項5】 内燃機関の燃焼室内における点火時期を
遅らせることにより内燃機関の燃焼温度を下げるように
した請求項3に記載の排気浄化装置。 - 【請求項6】 前記三元触媒の酸素吸収能力が飽和した
時に内燃機関の燃焼室内の空燃比をリッチとする請求項
5に記載の排気浄化装置。 - 【請求項7】 流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比
である時に最も高い浄化率で排気ガスを浄化する三元触
媒を内燃機関の排気通路に配置し、該三元触媒が該三元
触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンである時に排
気ガス中の酸素を吸収する酸素吸収能力と、該三元触媒
に流入する排気ガスの空燃比がリッチである時に該三元
触媒内に吸収されている酸素を放出する酸素放出能力と
を有し、該三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論
空燃比となるように排気ガスの空燃比を制御するように
した排気浄化装置において、前記三元触媒の酸素吸収能
力が飽和した時に内燃機関の燃焼室内の酸素濃度を低下
するようにした排気浄化装置。 - 【請求項8】 内燃機関の燃焼室内の空燃比をリッチと
することにより内燃機関内の酸素濃度を低下するように
した請求項7に記載の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11224016A JP2001050084A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11224016A JP2001050084A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 排気浄化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001050084A true JP2001050084A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16807273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11224016A Pending JP2001050084A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 排気浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001050084A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011069362A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Robert Bosch Gmbh | 内燃機関の運転方法および内燃機関 |
-
1999
- 1999-08-06 JP JP11224016A patent/JP2001050084A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011069362A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Robert Bosch Gmbh | 内燃機関の運転方法および内燃機関 |
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