JP2004092486A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【目的】本発明は、ＨＣ処理触媒の機能を十分に引き出し、冷機始動後においてもＨＣの排出量の低減を図ることを目的としている。
【構成】このため、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、三元触媒の下流側に設けられたＨＣ処理触媒と、排気通路に設けられたＨＣ処理触媒の温度を検出可能な排気温度検出手段とから構成された内燃機関の排気浄化装置において、排気温度検出手段により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、目標空燃比をリーン側に制御する空燃比制御手段を設けている。
【選択図】 図１
【構成】このため、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、三元触媒の下流側に設けられたＨＣ処理触媒と、排気通路に設けられたＨＣ処理触媒の温度を検出可能な排気温度検出手段とから構成された内燃機関の排気浄化装置において、排気温度検出手段により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、目標空燃比をリーン側に制御する空燃比制御手段を設けている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の排気浄化装置に係り、特にＨＣ処理触媒の機能を十分に引き出し、冷機始動後においてもＨＣの排出量の低減を図る内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気浄化装置においては、排気ガス中の有害成分であるＨＣ、ＣＯ、そしてＮＯｘを同時に低減するために、三元触媒を装備しているものでがある。この三元触媒において、ＨＣ、ＣＯの酸化とＮＯｘの還元とを同時に行うためには、機関の空燃比を理論空燃比近傍に精度良く保つ必要がある。
【０００３】
内燃機関の排気浄化装置としては、特開平５−５２１３５号公報に開示されるものがある。この公報に開示される内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に介装された三元触媒からなる触媒コンバータと、触媒コンバータの上流側に配設された空燃比センサと、触媒コンバータ上流側に配設された排気温度センサと、内燃機関の燃料供給手段と、空燃比センサの検出信号に基づき理論空燃比を制御中心点として燃料供給手段の燃料供給量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、排気温度センサの検出温度に基づき低温時にフィードバック制御の制御中心点を僅かにリーン側に補正する補正手段とを備え、未暖機時など排気温度が低いときに多く発生するＨＣを三元触媒でもって一層効果的に低減している。
【０００４】
また、特開２０００−２１３８号公報に開示されるものがある。この公報に開示される内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に配置した酸素ストレージ能力のある触媒と、その下流に配置したＨＣの吸着機能と酸化機能をもつＨＣ処理装置と、ＨＣ処理装置でのＨＣの脱離を判定する手段と、ＨＣの脱離判定中は空燃比をリーンに制御する手段とを備えた内燃機関において、ＨＣ脱離開始時に一時的に空燃比のリーン度合いを大きくし、その後は脱離ＨＣに対応してより小さなリーン度合いに空燃比を制御する補正手段を備え、ＨＣの脱離開始時に、上流側の触媒の酸素ストレージ能力に対応して一時的にリーン度合いを高め、リーン制御開始後、短時間のうちＨＣの酸化を開始できるようにしている。
【０００５】
更に、特開２０００−５４８２９号公報に開示されるものがある。この公報に開示される内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気系に介装され、低温時のＨＣ吸着作用と高温時の脱離作用とを有するＨＣ吸着装置と、ＨＣ吸着装置との下流側に位置し、排気通路の通路断面積を縮小する排気シャッタバルブと、ＨＣ吸着装置からＨＣが離脱していることを判定する離脱判定手段と、離脱判定手段によりＨＣ離脱中と判定したときに、排気シャッタバルブを閉じる排気シャッタバルブ制御手段と、ＨＣ離脱中に、ＨＣ吸着装置に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比よりもリーン側に制御する空燃比リーン化手段とを備え、吸着触媒装置から離脱したＨＣを良好に転化できるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の内燃機関の排気浄化装置において、三元機能を有するＨＣトラップ触媒、つまりＨＣ処理触媒によりＨＣ低減を行うとき、空燃比制御に変更を加えていなかったため、ＨＣ処理触媒の三元機能を活用することができず、ＨＣ低減が不十分であった。
【０００７】
すなわち、従来の空燃比制御は、理論空燃比を狙ったフィードバック制御であり、ＨＣの離脱時、ＨＣを酸化するための酸素が不足しているためである。
【０００８】
また、従来は、前記三元触媒の浄化機能を最大限に引き出すために、空燃比を理論空燃比に制御していた。
【０００９】
このとき、冷機始動後の三元触媒が浄化できなかったＨＣは、三元機能を有するＨＣトラップ触媒であるＨＣ処理触媒にトラップされるが、時間が経過して、ＨＣ処理触媒がＨＣを離脱する温度に達したときに、ＨＣ処理触媒内は酸素不足の状況にある。
【００１０】
この結果、ＨＣ処理触媒の三元機能を活かすことができず、トラップされていたＨＣがそのまま排出されてしまうという不都合がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、この三元触媒の下流側に設けられたＨＣ処理触媒と、排気通路に設けられたＨＣ処理触媒の温度を検出可能な排気温度検出手段とから構成された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気温度検出手段により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、目標空燃比をリーン側に制御する空燃比制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、排気温度検出手段により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、空燃比制御手段によって目標空燃比をリーン側に制御し、ＨＣ処理触媒の機能を十分に引き出し、冷機始動後においてもＨＣの排出量を低減している。
【００１３】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図４はこの発明の実施例を示すものである。図２において、２は内燃機関、４は吸気通路、６は吸気ポート、８は吸気弁、１０は燃焼室、１２はピストン、１４は排気通路、１６は排気ポート、１８は排気弁である。
【００１５】
前記吸気ポート６に燃料噴射弁２０を設ける。そして、前記燃焼室１０に指向する点火プラグ２２を設ける。
【００１６】
また、前記排気通路１４の途中に三元触媒２４を設けるとともに、この三元触媒２４よりの下流側の排気通路１４にＨＣトラップ触媒であるＨＣ処理触媒２６を設ける。
【００１７】
前記三元触媒２４よりも上流側の排気通路１４には空燃比（「Ａ／Ｆ」ともいう）センサ２８を設け、この空燃比センサ２８を空燃比制御手段、例えば空燃比制御機能を有する制御手段（「ＥＣＵ」ともいう）３０に接続して設ける。
【００１８】
更に、この制御手段３０には、エアアロー状態を検出するエアフローセンサ３２と、冷却水温度を検出する水温センサ３４と、前記ＨＣ処理触媒２６よりも下流側の排気通路１４に配設され、かつ排気温度を検出する排気温度検出手段である排気温度センサ３６とを夫々接続して設ける。
【００１９】
そして、前記制御手段３０には、前記排気温度検出手段である排気温度センサ３６により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、目標空燃比をリーン側に制御する機能を付加して設ける構成とする。
【００２０】
詳述すれば、前記制御手段３０は、排気温度センサ３６により検出された排気温度が、第１の設定温度であるＨＣ離脱温度を超えたときから、このＨＣ離脱温度より高い第２の設定温度である三元機能活性温度になるまでの間、目標空燃比をリーン側に制御するものである。
【００２１】
このとき、目標空燃比をリーン側に制御する際の制御量、つまりシフト量（「目標空燃比シフト量」ともいう）ＬＡＦＳを、吸入空気量に依存した値とする。すなわち、シフト量ＬＡＦＳは、排気温度Ｔｅｘと、走行状況、例えば吸入空気量Ｑａとにより設定する。
【００２２】
なお、シフト量ＬＡＦＳは、吸入空気量Ｑａのテーブル値Ｆ（Ｑａ）とする。これは、吸入空気量Ｑａが多い場合に、シフト量ＬＡＦＳを増加させると、ＮＯｘの排出量が大幅に増加するためである。
【００２３】
また、目標空燃比をリーン側に制御する際の制御量を決められた時間内において制限された値とする。
【００２４】
そして、決められた時間とは、目標空燃比をリーン側に制御する制御期間をいい、この制御期間は、上述のシフト量ＬＡＦＳの場合と同様に、排気温度Ｔｅｘと、走行状況、例えば吸入空気量Ｑａとにより設定する。
【００２５】
つまり、制御期間の開始時期であるリーン側へのシフト開始時期を、前記ＨＣ処理触媒２６の温度がＨＣ離脱温度に達した時点とし、排気温度Ｔｅｘにて判定する。また、制御期間の終了時期であるリーン側へのシフト終了時期は、前記ＨＣ処理触媒２６の温度が三元機能活性温度に達した時点とし、排気温度Ｔｅｘにて判定する。
【００２６】
更に、制限された値とは、空燃比のオーバシュートを防止するために、シフト量ＬＡＦＳに設けられる上限（「シフト量ダイナミックリミッタ」ともいう）のことをいう（図４参照）。なお、オーバシュートは、排気ガスやドライバビリティに悪影響を及ぼすことが判明している。
【００２７】
ここで、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出方策について説明すると、先ず、式
ＫＬＡＦＳ＝Ｆ（Ｑａ）−ｌａｆｓ
ＫＬＡＦＳ：目標シフト量と実シフト量の偏差量
Ｆ（Ｑａ）：目標シフト量
ｌａｆｓ ：前回のシフト量
によって目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳを求め、この目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値とシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔとを比較する。
【００２８】
そして、式
｜ＫＬＡＦＳ｜＞ｌｉｍｉｔ
ｌｉｍｉｔ：シフト量ダイナミックリミッタ
の如く目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値がシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔを超えている場合には、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの正負状態を判別し、
ＫＬＡＦＳ＞０
つまり、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳが正であるという不等式が成立する場合には、式
ＬＡＦＳ＝ｌａｆｓ＋ｌｉｍｉｔ
のように、前回のシフト量ｌａｆｓにシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔを加算して目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳを求める。
【００２９】
また、
ＫＬＡＦＳ＜０
つまり、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳが負であるという不等式が成立する場合には、式
ＬＡＦＳ＝ｌａｆｓ−ｌｉｍｉｔ
のように、前回のシフト量ｌａｆｓからシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔを減算して目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳを求める。
【００３０】
前記目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値とシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔとを比較した際に、式
｜ＫＬＡＦＳ｜＜ｌｉｍｉｔ
の如く目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値がシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔよりも小なる場合には、
ＬＡＦＳ＝ＫＬＡＦＳ
とし、目標空燃比シフト量ＬＡＦＳを求める。
【００３１】
次に、図１の排気浄化用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００３２】
内燃機関（「Ｅ／Ｇ」ともいう）２が始動（１０２）すると、排気浄化用プログラムがスタートとし、排気温度の判定（１０４）が行われる。このとき、排気温度センサ３６により検出された排気温度の値が、第１の設定温度であるＨＣ離脱温度、つまりＨＣ処理触媒２６の離脱温度判定値Ｔ１を超えているか否かを判定するものである。
【００３３】
そして、この判定（１０４）がＮＯの場合には、判定（１０４）がＹＥＳとなるまで判定（１０４）を繰り返し行い、判定（１０４）がＹＥＳの場合には、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出（１０６）に移行する。
【００３４】
この目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出（１０６）においては、先ず、式
ＫＬＡＦＳ＝Ｆ（Ｑａ）−ｌａｆｓ
によって目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳを求め、この目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値とシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔとを比較し、式
｜ＫＬＡＦＳ｜＞ｌｉｍｉｔ
ｌｉｍｉｔ：シフト量ダイナミックリミッタ
の如く目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値がシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔを超えている場合には、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの正負状態を判別し、
ＫＬＡＦＳ＞０
つまり、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳが正であるという不等式が成立する場合には、式
ＬＡＦＳ＝ｌａｆｓ＋ｌｉｍｉｔ
のように、前回のシフト量ｌａｆｓにシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔを加算して目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳを求める。
【００３５】
また、
ＫＬＡＦＳ＜０
つまり、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳが負であるという不等式が成立する場合には、式
ＬＡＦＳ＝ｌａｆｓ−ｌｉｍｉｔ
のように、前回のシフト量ｌａｆｓからシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔを減算して目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳを求める。
【００３６】
前記目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値とシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔとを比較した際に、式
｜ＫＬＡＦＳ｜＜ｌｉｍｉｔ
の如く目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値がシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔよりも小なる場合には、
ＬＡＦＳ＝ＫＬＡＦＳ
とし、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳを求めるものである。
【００３７】
そして、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出（１０６）の後に、目標空燃比の算出（１０８）を行う。つまり、式
ＬＡＦＭ＝ｌａｆｍ＋ＬＡＦＳ
ＬＡＦＭ：目標空燃比
ｌａｆｍ：前回の目標空燃比ＬＡＦＭ
によって目標空燃比ＬＡＦＭを求める。
【００３８】
その後、排気温度の判定（１１０）が行われる。このとき、排気温度センサ３６により検出された排気温度の値が、第１の設定温度であるＨＣ離脱温度、つまりＨＣ処理触媒２６の離脱温度判定値Ｔ１より高い第２の設定温度である三元機能活性温度、つまりＨＣ処理触媒２６の三元機能活性温度判定値Ｔ２に到達したか否かを判定するものである。
【００３９】
そして、この判定（１１０）がＮＯの場合には、上述した目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出処理（１０６）に戻り、判定（１１０）がＹＥＳの場合には、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出（１１２）に移行する。
【００４０】
この目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出（１１２）においては、
ｌａｆｓ＞ｌｉｍｉｔ
の場合に、シフト量ＬＡＦＳを、式
ＬＡＦＳ＝ｌａｆｓ−ｌｉｍｉｔ
によって求め、
ｌａｆｓ＜ｌｉｍｉｔ
の場合には、シフト量ＬＡＦＳを「０（ゼロ）」とする。
【００４１】
そして、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出（１１２）の後に、目標空燃比の算出（１１４）を行う。つまり、式
ＬＡＦＭ＝ｌａｆｍ＋ＬＡＦＳ
によって目標空燃比ＬＡＦＭを求める。
【００４２】
その後、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳが「０（ゼロ）」であるか否かの判断（１１６）を行い、この判断（１１６）がＮＯの場合には、上述した目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出処理（１１２）に戻り、判断（１１６）がＹＥＳの場合には、排気浄化用プログラムをエンド（１１８）とする。
【００４３】
これにより、前記排気温度検出手段である排気温度センサ３６により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、前記制御手段３０によって目標空燃比をリーン側に制御、つまりリーンシフトすることができ、ＨＣ処理触媒２６の機能を十分に引き出すことが可能であり、冷機始動後においてもＨＣの排出量を低減し得るものである。
【００４４】
また、目標空燃比をリーン側に制御する際の制御量、つまりシフト量（「目標空燃比シフト量」ともいう）ＬＡＦＳを、吸入空気量に依存した値とすることにより、吸入空気量が多い時でも、ＮＯｘの排出量を低減することができ、実用上有利である。
【００４５】
更に、目標空燃比をリーン側に制御する際の制御量を決められた時間内において制限された値とすることにより、空燃比がオーバシュートするのを防止することが可能となり、排気ガス浄化性能やドライバビリティの悪化を防ぐことができるものである。
【００４６】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００４７】
例えば、この発明の実施例においては、目標空燃比をリーン側にシフトする方策について説明したが、空燃比フィードバック制御のＰＩ制御を利用し、Ｉ分のバランスを変えて、ＨＣトラップ触媒であるＨＣ処理触媒内の雰囲気をリーン側にシフトする方策とすることも可能である。
【００４８】
つまり、Ｉ分にはリッチ側での補正項Ｉｒとリーン側での補正項Ｉｌとを持つのが一般的であり、このうちのリッチ側での補正項Ｉｒを大きくするものである。
【００４９】
参考までに、図５の排気浄化用フローチャートに沿って説明する。内燃機関（「Ｅ／Ｇ」ともいう）が始動（２０２）すると、排気浄化用プログラムがスタートとし、排気温度の判定（２０４）が行われる。このとき、排気温度センサにより検出された排気温度の値が、第１の設定温度であるＨＣ離脱温度、つまりＨＣ処理触媒の離脱温度判定値Ｔ１を超えているか否かを判定するものである。
【００５０】
そして、この判定（２０４）がＮＯの場合には、判定（２０４）がＹＥＳとなるまで判定（２０４）を繰り返し行い、判定（２０４）がＹＥＳの場合には、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出（２０６）に移行する。
【００５１】
この目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出（２０６）においては、先ず、式
ＫＩｒＳ＝Ｇ（Ｑａ）−ｉｒｓ
ＫＩｒＳ ：目標シフト量と実シフト量の偏差量
Ｇ（Ｑａ）：目標シフト量
ｉｒｓ ：前回のシフト量ＩｒＳ
によって目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳを求め、この目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳの絶対値とシフト量ダイナミックリミッタ２ｌｉｍｉｔとを比較し、式
｜ＫＩｒＳ｜＞ｌｉｍｉｔ２
ｌｉｍｉｔ２：シフト量ダイナミックリミッタ
の如く目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳの絶対値がシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔ２を超えている場合には、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳの正負状態を判別し、
ＫＩｒＳ＞０
つまり、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳが正であるという不等式が成立する場合には、式
ＩｒＳ＝ｉｒｓ＋ｌｉｍｉｔ２
のように、前回のシフト量ｉｒｓにシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔ２を加算して目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳを求める。
【００５２】
また、
ＫＩｒＳ＜０
つまり、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳが負であるという不等式が成立する場合には、式
ＩｒＳ＝ｉｒｓ−ｌｉｍｉｔ２
のように、前回のシフト量ｉｒｓからシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔ２を減算して目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳを求める。
【００５３】
前記目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳの絶対値とシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔ２とを比較した際に、式
｜ＫＩｒＳ｜＜ｌｉｍｉｔ２
の如く目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳ絶対値がシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔ２よりも小なる場合には、
ＩｒＳ＝ＫＩｒＳ
とし、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳを求めるものである。
【００５４】
そして、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出（２０６）の後に、目標Ｉｒ分の算出（２０８）を行う。つまり、式
ＩｒＭ＝ｉｒｍ＋ＩｒＳ
ＩｒＭ：目標Ｉｒ分
ｉｒｍ：前回の目標Ｉｒ分ＩｒＭ
によって目標Ｉｒ分ＩｒＭを求める。
【００５５】
その後、排気温度の判定（２１０）が行われる。このとき、排気温度センサにより検出された排気温度の値が、第１の設定温度であるＨＣ離脱温度、つまりＨＣ処理触媒の離脱温度判定値Ｔ１より高い第２の設定温度である三元機能活性温度、つまりＨＣ処理触媒の三元機能活性温度判定値Ｔ２に到達したか否かを判定するものである。
【００５６】
そして、この判定（２１０）がＮＯの場合には、上述した目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出処理（２０６）に戻り、判定（２１０）がＹＥＳの場合には、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出（２１２）に移行する。
【００５７】
この目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出（２１２）においては、
ｉｒｓ＞ｌｉｍｉｔ２
の場合に、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳを、式
ＩｒＳ＝ｉｒｓ−ｌｉｍｉｔ２
によって求め、
ｉｒｓ＜ｌｉｍｉｔ２
の場合には、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳを「０（ゼロ）」とする。
【００５８】
そして、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出（２１２）の後に、目標Ｉｒ分の算出（２１４）を行う。つまり、式
ＩｒＭ＝ｉｒｍ＋ＩｒＳ
によって目標Ｉｒ分を求める。
【００５９】
その後、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳが「０（ゼロ）」であるか否かの判断（２１６）を行い、この判断（２１６）がＮＯの場合には、上述した目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出処理（２１２）に戻り、判断（２１６）がＹＥＳの場合には、排気浄化用プログラムをエンド（２１８）とする。
【００６０】
さすれば、高価なリニアタイプの空燃比（「Ａ／Ｆ」ともいう）を使用しなくとも、廉価な酸素センサでも適用可能となり、経済的に有利である。
【００６１】
また、排気温度センサを廃した廉価システムにおいても、ＨＣ処理触媒温度を走行状態から触媒暖機カウンタ等で模擬し、同様な制御を行う構成とすることも可能である。
【００６２】
更に、この発明の実施例においては、第１の設定温度と第２の設定温度との２つの設定温度によって一の制御範囲を設定する構成としたが、この制御範囲を複数個に分割する特別構成とすることも可能である。
【００６３】
すなわち、前記制御範囲を、ＨＣ処理触媒下流の排気温度によって２個以上に分割し、分割した各範囲において段階的なリーン化制御を行うものである。
【００６４】
さすれば、ＨＣ処理触媒下流の排気温度の温度状況に応じて目標空燃比をリーン側に制御することができ、細かな制御が実現できるとともに、制御の応答性も向上し得て、実用上有利である。
【００６５】
更にまた、ＨＣ処理触媒下流の排気温度のみでなく、エンジン冷却水温度やエンジン油温等の内燃機関の状況温度を勘案する構成とすれば、より一層制御の信頼性を向上させることができるものである。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、三元触媒の下流側に設けられたＨＣ処理触媒と、排気通路に設けられたＨＣ処理触媒の温度を検出可能な排気温度検出手段とから構成された内燃機関の排気浄化装置において、排気温度検出手段により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、目標空燃比をリーン側に制御する空燃比制御手段を設けたので、ＨＣ処理触媒の機能を十分に引き出すことが可能であり、冷機始動後においてもＨＣの排出量を低減し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す内燃機関の排気浄化装置の排気浄化用フローチャートである。
【図２】内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図３】内燃機関の排気浄化装置のタイムチャートである。
【図４】目標空燃比シフト量の制御を示す図である。
【図５】この発明の他の第１の実施例を示す内燃機関の排気浄化装置の排気浄化用フローチャートである。
【符号の説明】
２ 内燃機関
４ 吸気通路
６ 吸気ポート
８ 吸気弁
１０ 燃焼室
１２ ピストン
１４ 排気通路
１６ 排気ポート
１８ 排気弁
２０ 燃料噴射弁
２２ 点火プラグ
２４ 三元触媒
２６ ＨＣ処理触媒
２８ 空燃比（「Ａ／Ｆ」ともいう）センサ
３０ 制御手段（「ＥＣＵ」ともいう）
３２ エアフローセンサ
３４ 水温センサ
３６ 排気温度センサ
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の排気浄化装置に係り、特にＨＣ処理触媒の機能を十分に引き出し、冷機始動後においてもＨＣの排出量の低減を図る内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気浄化装置においては、排気ガス中の有害成分であるＨＣ、ＣＯ、そしてＮＯｘを同時に低減するために、三元触媒を装備しているものでがある。この三元触媒において、ＨＣ、ＣＯの酸化とＮＯｘの還元とを同時に行うためには、機関の空燃比を理論空燃比近傍に精度良く保つ必要がある。
【０００３】
内燃機関の排気浄化装置としては、特開平５−５２１３５号公報に開示されるものがある。この公報に開示される内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に介装された三元触媒からなる触媒コンバータと、触媒コンバータの上流側に配設された空燃比センサと、触媒コンバータ上流側に配設された排気温度センサと、内燃機関の燃料供給手段と、空燃比センサの検出信号に基づき理論空燃比を制御中心点として燃料供給手段の燃料供給量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、排気温度センサの検出温度に基づき低温時にフィードバック制御の制御中心点を僅かにリーン側に補正する補正手段とを備え、未暖機時など排気温度が低いときに多く発生するＨＣを三元触媒でもって一層効果的に低減している。
【０００４】
また、特開２０００−２１３８号公報に開示されるものがある。この公報に開示される内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に配置した酸素ストレージ能力のある触媒と、その下流に配置したＨＣの吸着機能と酸化機能をもつＨＣ処理装置と、ＨＣ処理装置でのＨＣの脱離を判定する手段と、ＨＣの脱離判定中は空燃比をリーンに制御する手段とを備えた内燃機関において、ＨＣ脱離開始時に一時的に空燃比のリーン度合いを大きくし、その後は脱離ＨＣに対応してより小さなリーン度合いに空燃比を制御する補正手段を備え、ＨＣの脱離開始時に、上流側の触媒の酸素ストレージ能力に対応して一時的にリーン度合いを高め、リーン制御開始後、短時間のうちＨＣの酸化を開始できるようにしている。
【０００５】
更に、特開２０００−５４８２９号公報に開示されるものがある。この公報に開示される内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気系に介装され、低温時のＨＣ吸着作用と高温時の脱離作用とを有するＨＣ吸着装置と、ＨＣ吸着装置との下流側に位置し、排気通路の通路断面積を縮小する排気シャッタバルブと、ＨＣ吸着装置からＨＣが離脱していることを判定する離脱判定手段と、離脱判定手段によりＨＣ離脱中と判定したときに、排気シャッタバルブを閉じる排気シャッタバルブ制御手段と、ＨＣ離脱中に、ＨＣ吸着装置に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比よりもリーン側に制御する空燃比リーン化手段とを備え、吸着触媒装置から離脱したＨＣを良好に転化できるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の内燃機関の排気浄化装置において、三元機能を有するＨＣトラップ触媒、つまりＨＣ処理触媒によりＨＣ低減を行うとき、空燃比制御に変更を加えていなかったため、ＨＣ処理触媒の三元機能を活用することができず、ＨＣ低減が不十分であった。
【０００７】
すなわち、従来の空燃比制御は、理論空燃比を狙ったフィードバック制御であり、ＨＣの離脱時、ＨＣを酸化するための酸素が不足しているためである。
【０００８】
また、従来は、前記三元触媒の浄化機能を最大限に引き出すために、空燃比を理論空燃比に制御していた。
【０００９】
このとき、冷機始動後の三元触媒が浄化できなかったＨＣは、三元機能を有するＨＣトラップ触媒であるＨＣ処理触媒にトラップされるが、時間が経過して、ＨＣ処理触媒がＨＣを離脱する温度に達したときに、ＨＣ処理触媒内は酸素不足の状況にある。
【００１０】
この結果、ＨＣ処理触媒の三元機能を活かすことができず、トラップされていたＨＣがそのまま排出されてしまうという不都合がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、この三元触媒の下流側に設けられたＨＣ処理触媒と、排気通路に設けられたＨＣ処理触媒の温度を検出可能な排気温度検出手段とから構成された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気温度検出手段により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、目標空燃比をリーン側に制御する空燃比制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、排気温度検出手段により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、空燃比制御手段によって目標空燃比をリーン側に制御し、ＨＣ処理触媒の機能を十分に引き出し、冷機始動後においてもＨＣの排出量を低減している。
【００１３】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図４はこの発明の実施例を示すものである。図２において、２は内燃機関、４は吸気通路、６は吸気ポート、８は吸気弁、１０は燃焼室、１２はピストン、１４は排気通路、１６は排気ポート、１８は排気弁である。
【００１５】
前記吸気ポート６に燃料噴射弁２０を設ける。そして、前記燃焼室１０に指向する点火プラグ２２を設ける。
【００１６】
また、前記排気通路１４の途中に三元触媒２４を設けるとともに、この三元触媒２４よりの下流側の排気通路１４にＨＣトラップ触媒であるＨＣ処理触媒２６を設ける。
【００１７】
前記三元触媒２４よりも上流側の排気通路１４には空燃比（「Ａ／Ｆ」ともいう）センサ２８を設け、この空燃比センサ２８を空燃比制御手段、例えば空燃比制御機能を有する制御手段（「ＥＣＵ」ともいう）３０に接続して設ける。
【００１８】
更に、この制御手段３０には、エアアロー状態を検出するエアフローセンサ３２と、冷却水温度を検出する水温センサ３４と、前記ＨＣ処理触媒２６よりも下流側の排気通路１４に配設され、かつ排気温度を検出する排気温度検出手段である排気温度センサ３６とを夫々接続して設ける。
【００１９】
そして、前記制御手段３０には、前記排気温度検出手段である排気温度センサ３６により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、目標空燃比をリーン側に制御する機能を付加して設ける構成とする。
【００２０】
詳述すれば、前記制御手段３０は、排気温度センサ３６により検出された排気温度が、第１の設定温度であるＨＣ離脱温度を超えたときから、このＨＣ離脱温度より高い第２の設定温度である三元機能活性温度になるまでの間、目標空燃比をリーン側に制御するものである。
【００２１】
このとき、目標空燃比をリーン側に制御する際の制御量、つまりシフト量（「目標空燃比シフト量」ともいう）ＬＡＦＳを、吸入空気量に依存した値とする。すなわち、シフト量ＬＡＦＳは、排気温度Ｔｅｘと、走行状況、例えば吸入空気量Ｑａとにより設定する。
【００２２】
なお、シフト量ＬＡＦＳは、吸入空気量Ｑａのテーブル値Ｆ（Ｑａ）とする。これは、吸入空気量Ｑａが多い場合に、シフト量ＬＡＦＳを増加させると、ＮＯｘの排出量が大幅に増加するためである。
【００２３】
また、目標空燃比をリーン側に制御する際の制御量を決められた時間内において制限された値とする。
【００２４】
そして、決められた時間とは、目標空燃比をリーン側に制御する制御期間をいい、この制御期間は、上述のシフト量ＬＡＦＳの場合と同様に、排気温度Ｔｅｘと、走行状況、例えば吸入空気量Ｑａとにより設定する。
【００２５】
つまり、制御期間の開始時期であるリーン側へのシフト開始時期を、前記ＨＣ処理触媒２６の温度がＨＣ離脱温度に達した時点とし、排気温度Ｔｅｘにて判定する。また、制御期間の終了時期であるリーン側へのシフト終了時期は、前記ＨＣ処理触媒２６の温度が三元機能活性温度に達した時点とし、排気温度Ｔｅｘにて判定する。
【００２６】
更に、制限された値とは、空燃比のオーバシュートを防止するために、シフト量ＬＡＦＳに設けられる上限（「シフト量ダイナミックリミッタ」ともいう）のことをいう（図４参照）。なお、オーバシュートは、排気ガスやドライバビリティに悪影響を及ぼすことが判明している。
【００２７】
ここで、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出方策について説明すると、先ず、式
ＫＬＡＦＳ＝Ｆ（Ｑａ）−ｌａｆｓ
ＫＬＡＦＳ：目標シフト量と実シフト量の偏差量
Ｆ（Ｑａ）：目標シフト量
ｌａｆｓ ：前回のシフト量
によって目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳを求め、この目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値とシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔとを比較する。
【００２８】
そして、式
｜ＫＬＡＦＳ｜＞ｌｉｍｉｔ
ｌｉｍｉｔ：シフト量ダイナミックリミッタ
の如く目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値がシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔを超えている場合には、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの正負状態を判別し、
ＫＬＡＦＳ＞０
つまり、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳが正であるという不等式が成立する場合には、式
ＬＡＦＳ＝ｌａｆｓ＋ｌｉｍｉｔ
のように、前回のシフト量ｌａｆｓにシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔを加算して目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳを求める。
【００２９】
また、
ＫＬＡＦＳ＜０
つまり、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳが負であるという不等式が成立する場合には、式
ＬＡＦＳ＝ｌａｆｓ−ｌｉｍｉｔ
のように、前回のシフト量ｌａｆｓからシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔを減算して目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳを求める。
【００３０】
前記目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値とシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔとを比較した際に、式
｜ＫＬＡＦＳ｜＜ｌｉｍｉｔ
の如く目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値がシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔよりも小なる場合には、
ＬＡＦＳ＝ＫＬＡＦＳ
とし、目標空燃比シフト量ＬＡＦＳを求める。
【００３１】
次に、図１の排気浄化用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００３２】
内燃機関（「Ｅ／Ｇ」ともいう）２が始動（１０２）すると、排気浄化用プログラムがスタートとし、排気温度の判定（１０４）が行われる。このとき、排気温度センサ３６により検出された排気温度の値が、第１の設定温度であるＨＣ離脱温度、つまりＨＣ処理触媒２６の離脱温度判定値Ｔ１を超えているか否かを判定するものである。
【００３３】
そして、この判定（１０４）がＮＯの場合には、判定（１０４）がＹＥＳとなるまで判定（１０４）を繰り返し行い、判定（１０４）がＹＥＳの場合には、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出（１０６）に移行する。
【００３４】
この目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出（１０６）においては、先ず、式
ＫＬＡＦＳ＝Ｆ（Ｑａ）−ｌａｆｓ
によって目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳを求め、この目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値とシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔとを比較し、式
｜ＫＬＡＦＳ｜＞ｌｉｍｉｔ
ｌｉｍｉｔ：シフト量ダイナミックリミッタ
の如く目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値がシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔを超えている場合には、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの正負状態を判別し、
ＫＬＡＦＳ＞０
つまり、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳが正であるという不等式が成立する場合には、式
ＬＡＦＳ＝ｌａｆｓ＋ｌｉｍｉｔ
のように、前回のシフト量ｌａｆｓにシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔを加算して目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳを求める。
【００３５】
また、
ＫＬＡＦＳ＜０
つまり、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳが負であるという不等式が成立する場合には、式
ＬＡＦＳ＝ｌａｆｓ−ｌｉｍｉｔ
のように、前回のシフト量ｌａｆｓからシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔを減算して目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳを求める。
【００３６】
前記目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値とシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔとを比較した際に、式
｜ＫＬＡＦＳ｜＜ｌｉｍｉｔ
の如く目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＬＡＦＳの絶対値がシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔよりも小なる場合には、
ＬＡＦＳ＝ＫＬＡＦＳ
とし、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳを求めるものである。
【００３７】
そして、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出（１０６）の後に、目標空燃比の算出（１０８）を行う。つまり、式
ＬＡＦＭ＝ｌａｆｍ＋ＬＡＦＳ
ＬＡＦＭ：目標空燃比
ｌａｆｍ：前回の目標空燃比ＬＡＦＭ
によって目標空燃比ＬＡＦＭを求める。
【００３８】
その後、排気温度の判定（１１０）が行われる。このとき、排気温度センサ３６により検出された排気温度の値が、第１の設定温度であるＨＣ離脱温度、つまりＨＣ処理触媒２６の離脱温度判定値Ｔ１より高い第２の設定温度である三元機能活性温度、つまりＨＣ処理触媒２６の三元機能活性温度判定値Ｔ２に到達したか否かを判定するものである。
【００３９】
そして、この判定（１１０）がＮＯの場合には、上述した目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出処理（１０６）に戻り、判定（１１０）がＹＥＳの場合には、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出（１１２）に移行する。
【００４０】
この目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出（１１２）においては、
ｌａｆｓ＞ｌｉｍｉｔ
の場合に、シフト量ＬＡＦＳを、式
ＬＡＦＳ＝ｌａｆｓ−ｌｉｍｉｔ
によって求め、
ｌａｆｓ＜ｌｉｍｉｔ
の場合には、シフト量ＬＡＦＳを「０（ゼロ）」とする。
【００４１】
そして、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出（１１２）の後に、目標空燃比の算出（１１４）を行う。つまり、式
ＬＡＦＭ＝ｌａｆｍ＋ＬＡＦＳ
によって目標空燃比ＬＡＦＭを求める。
【００４２】
その後、目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳが「０（ゼロ）」であるか否かの判断（１１６）を行い、この判断（１１６）がＮＯの場合には、上述した目標空燃比のシフト量ＬＡＦＳの算出処理（１１２）に戻り、判断（１１６）がＹＥＳの場合には、排気浄化用プログラムをエンド（１１８）とする。
【００４３】
これにより、前記排気温度検出手段である排気温度センサ３６により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、前記制御手段３０によって目標空燃比をリーン側に制御、つまりリーンシフトすることができ、ＨＣ処理触媒２６の機能を十分に引き出すことが可能であり、冷機始動後においてもＨＣの排出量を低減し得るものである。
【００４４】
また、目標空燃比をリーン側に制御する際の制御量、つまりシフト量（「目標空燃比シフト量」ともいう）ＬＡＦＳを、吸入空気量に依存した値とすることにより、吸入空気量が多い時でも、ＮＯｘの排出量を低減することができ、実用上有利である。
【００４５】
更に、目標空燃比をリーン側に制御する際の制御量を決められた時間内において制限された値とすることにより、空燃比がオーバシュートするのを防止することが可能となり、排気ガス浄化性能やドライバビリティの悪化を防ぐことができるものである。
【００４６】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００４７】
例えば、この発明の実施例においては、目標空燃比をリーン側にシフトする方策について説明したが、空燃比フィードバック制御のＰＩ制御を利用し、Ｉ分のバランスを変えて、ＨＣトラップ触媒であるＨＣ処理触媒内の雰囲気をリーン側にシフトする方策とすることも可能である。
【００４８】
つまり、Ｉ分にはリッチ側での補正項Ｉｒとリーン側での補正項Ｉｌとを持つのが一般的であり、このうちのリッチ側での補正項Ｉｒを大きくするものである。
【００４９】
参考までに、図５の排気浄化用フローチャートに沿って説明する。内燃機関（「Ｅ／Ｇ」ともいう）が始動（２０２）すると、排気浄化用プログラムがスタートとし、排気温度の判定（２０４）が行われる。このとき、排気温度センサにより検出された排気温度の値が、第１の設定温度であるＨＣ離脱温度、つまりＨＣ処理触媒の離脱温度判定値Ｔ１を超えているか否かを判定するものである。
【００５０】
そして、この判定（２０４）がＮＯの場合には、判定（２０４）がＹＥＳとなるまで判定（２０４）を繰り返し行い、判定（２０４）がＹＥＳの場合には、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出（２０６）に移行する。
【００５１】
この目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出（２０６）においては、先ず、式
ＫＩｒＳ＝Ｇ（Ｑａ）−ｉｒｓ
ＫＩｒＳ ：目標シフト量と実シフト量の偏差量
Ｇ（Ｑａ）：目標シフト量
ｉｒｓ ：前回のシフト量ＩｒＳ
によって目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳを求め、この目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳの絶対値とシフト量ダイナミックリミッタ２ｌｉｍｉｔとを比較し、式
｜ＫＩｒＳ｜＞ｌｉｍｉｔ２
ｌｉｍｉｔ２：シフト量ダイナミックリミッタ
の如く目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳの絶対値がシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔ２を超えている場合には、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳの正負状態を判別し、
ＫＩｒＳ＞０
つまり、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳが正であるという不等式が成立する場合には、式
ＩｒＳ＝ｉｒｓ＋ｌｉｍｉｔ２
のように、前回のシフト量ｉｒｓにシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔ２を加算して目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳを求める。
【００５２】
また、
ＫＩｒＳ＜０
つまり、目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳが負であるという不等式が成立する場合には、式
ＩｒＳ＝ｉｒｓ−ｌｉｍｉｔ２
のように、前回のシフト量ｉｒｓからシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔ２を減算して目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳを求める。
【００５３】
前記目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳの絶対値とシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔ２とを比較した際に、式
｜ＫＩｒＳ｜＜ｌｉｍｉｔ２
の如く目標シフト量と実シフト量の偏差量ＫＩｒＳ絶対値がシフト量ダイナミックリミッタｌｉｍｉｔ２よりも小なる場合には、
ＩｒＳ＝ＫＩｒＳ
とし、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳを求めるものである。
【００５４】
そして、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出（２０６）の後に、目標Ｉｒ分の算出（２０８）を行う。つまり、式
ＩｒＭ＝ｉｒｍ＋ＩｒＳ
ＩｒＭ：目標Ｉｒ分
ｉｒｍ：前回の目標Ｉｒ分ＩｒＭ
によって目標Ｉｒ分ＩｒＭを求める。
【００５５】
その後、排気温度の判定（２１０）が行われる。このとき、排気温度センサにより検出された排気温度の値が、第１の設定温度であるＨＣ離脱温度、つまりＨＣ処理触媒の離脱温度判定値Ｔ１より高い第２の設定温度である三元機能活性温度、つまりＨＣ処理触媒の三元機能活性温度判定値Ｔ２に到達したか否かを判定するものである。
【００５６】
そして、この判定（２１０）がＮＯの場合には、上述した目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出処理（２０６）に戻り、判定（２１０）がＹＥＳの場合には、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出（２１２）に移行する。
【００５７】
この目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出（２１２）においては、
ｉｒｓ＞ｌｉｍｉｔ２
の場合に、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳを、式
ＩｒＳ＝ｉｒｓ−ｌｉｍｉｔ２
によって求め、
ｉｒｓ＜ｌｉｍｉｔ２
の場合には、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳを「０（ゼロ）」とする。
【００５８】
そして、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出（２１２）の後に、目標Ｉｒ分の算出（２１４）を行う。つまり、式
ＩｒＭ＝ｉｒｍ＋ＩｒＳ
によって目標Ｉｒ分を求める。
【００５９】
その後、目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳが「０（ゼロ）」であるか否かの判断（２１６）を行い、この判断（２１６）がＮＯの場合には、上述した目標Ｉｒ分のシフト量ＩｒＳの算出処理（２１２）に戻り、判断（２１６）がＹＥＳの場合には、排気浄化用プログラムをエンド（２１８）とする。
【００６０】
さすれば、高価なリニアタイプの空燃比（「Ａ／Ｆ」ともいう）を使用しなくとも、廉価な酸素センサでも適用可能となり、経済的に有利である。
【００６１】
また、排気温度センサを廃した廉価システムにおいても、ＨＣ処理触媒温度を走行状態から触媒暖機カウンタ等で模擬し、同様な制御を行う構成とすることも可能である。
【００６２】
更に、この発明の実施例においては、第１の設定温度と第２の設定温度との２つの設定温度によって一の制御範囲を設定する構成としたが、この制御範囲を複数個に分割する特別構成とすることも可能である。
【００６３】
すなわち、前記制御範囲を、ＨＣ処理触媒下流の排気温度によって２個以上に分割し、分割した各範囲において段階的なリーン化制御を行うものである。
【００６４】
さすれば、ＨＣ処理触媒下流の排気温度の温度状況に応じて目標空燃比をリーン側に制御することができ、細かな制御が実現できるとともに、制御の応答性も向上し得て、実用上有利である。
【００６５】
更にまた、ＨＣ処理触媒下流の排気温度のみでなく、エンジン冷却水温度やエンジン油温等の内燃機関の状況温度を勘案する構成とすれば、より一層制御の信頼性を向上させることができるものである。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、三元触媒の下流側に設けられたＨＣ処理触媒と、排気通路に設けられたＨＣ処理触媒の温度を検出可能な排気温度検出手段とから構成された内燃機関の排気浄化装置において、排気温度検出手段により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、目標空燃比をリーン側に制御する空燃比制御手段を設けたので、ＨＣ処理触媒の機能を十分に引き出すことが可能であり、冷機始動後においてもＨＣの排出量を低減し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す内燃機関の排気浄化装置の排気浄化用フローチャートである。
【図２】内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図３】内燃機関の排気浄化装置のタイムチャートである。
【図４】目標空燃比シフト量の制御を示す図である。
【図５】この発明の他の第１の実施例を示す内燃機関の排気浄化装置の排気浄化用フローチャートである。
【符号の説明】
２ 内燃機関
４ 吸気通路
６ 吸気ポート
８ 吸気弁
１０ 燃焼室
１２ ピストン
１４ 排気通路
１６ 排気ポート
１８ 排気弁
２０ 燃料噴射弁
２２ 点火プラグ
２４ 三元触媒
２６ ＨＣ処理触媒
２８ 空燃比（「Ａ／Ｆ」ともいう）センサ
３０ 制御手段（「ＥＣＵ」ともいう）
３２ エアフローセンサ
３４ 水温センサ
３６ 排気温度センサ
Claims (3)
- 内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、この三元触媒の下流側に設けられたＨＣ処理触媒と、排気通路に設けられたＨＣ処理触媒の温度を検出可能な排気温度検出手段とから構成された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気温度検出手段により検出された排気温度が、第１の設定温度を超えたときから、第１の設定温度より高い第２の設定温度になるまでの間、目標空燃比をリーン側に制御する空燃比制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 前記空燃比制御手段は、目標空燃比をリーン側に制御する際の制御量を吸入空気量に依存した値とすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記空燃比制御手段は、目標空燃比をリーン側に制御する際の制御量を決められた時間内において制限された値とすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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|---|---|---|---|---|
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2002
- 2002-08-30 JP JP2002253549A patent/JP2004092486A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009270446A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-19 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム |
| US8671661B2 (en) | 2008-04-30 | 2014-03-18 | Isuzu Motors Limited | Exhaust gas purification method and exhaust gas purification system |
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