JP2008038788A

JP2008038788A - 車両用内燃機関の制御方法及び車両用内燃機関

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Publication number: JP2008038788A
Application number: JP2006215180A
Authority: JP
Inventors: Koichi Mori; 浩一森; Takao Inoue; 尊雄井上; Senki Ri; 先基李
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2008-02-21
Also published as: EP1890017A1; CN101122250A; KR20080013769A; US20080034735A1

Abstract

【課題】触媒コンバータの被毒からの再生を容易に行う。
【解決手段】
流路切換弁５によりメイン通路３が閉じられていない時に、バイパス触媒コンバータ８の被毒量に相関した被毒量所定条件が成立すると、排気がバイパス通路７へ流れるように流路切換弁５を一時的に閉じる。これによって、バイパス触媒コンバータ８の被毒に応じて、排気がバイパス通路７側へ流れるようになるので、被毒されたバイパス触媒コンバータ８の再生を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用内燃機関の制御方法及び車両用内燃機関に関する。

従来から知られているように、車両の床下などの排気系の比較的下流側にメイン触媒コンバータを配置した構成では、内燃機関の冷間始動後、触媒コンバータの温度が上昇して活性化するまでの間、十分な排気浄化作用を期待することができない。また一方、触媒コンバータを排気系の上流側つまり内燃機関側に近付けるほど、触媒の熱劣化による耐久性低下が問題となる。

そのため、特許文献１に開示されているように、メイン触媒コンバータを備えたメイン流路の上流側部分と並列にバイパス流路を設けるとともに、このバイパス流路に、別のバイパス触媒コンバータを介装し、両者を切り換える切換弁によって、冷間始動直後は、バイパス流路側に排気を案内するようにした排気装置が、従来から提案されている。この構成では、バイパス触媒コンバータは排気系の中でメイン触媒コンバータよりも相対的に上流側に位置しており、相対的に早期に活性化するので、より早い段階から排気浄化を開始することができる
一方、触媒コンバータは、その使用中に被毒する可能性があり、適宜再生することで本来の触媒反応の維持する必要がある。

特許文献２には、ＳＯｘ吸収機能を備えた三元触媒の下流側にメインＮＯｘ触媒を設けると共に、このメインＮＯｘ触媒よりも上流側の排気通路から分岐したバイパス通路にサブＮＯｘ触媒を設け、メインＮＯｘ触媒及びサブＮＯｘ触媒の少なくとも一方のＳＯｘ吸収量が基準値に達したときに、そのときのメインＮＯｘ触媒のＳＯｘ吸収量とサブＮＯｘ触媒のＳＯｘ吸収量に応じて、メインＮＯｘ触媒を流れる排気ガスとサブＮＯｘ触媒を流れる排気ガスとの流量比を制御し、メインＮＯｘ触媒及びサブＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を効率よく再生させる内燃機関の排気浄化装置が開示されている。
特開２００５−３５１０８８号公報特開２００１−８２１３１号公報

しかしながら、このような特許文献２においては、メインＮＯｘ触媒及びサブＮＯｘ触媒を被毒から再生するために、メインＮＯｘ触媒の上流側及びサブＮＯｘ触媒の上流側にそれぞれ排気切換弁を設けられており、相対的に部品点数が増加してしまいコストの上昇や生産性の悪化を招く虞がある。

そこで、本発明は、排気浄化性能に優れ、かつ簡単な構成の排気装置を前提として、触媒コンバータの被毒からの再生を容易に行える車両用内燃機関の制御方法と、排気浄化性能に優れ、かつ簡単な構成で触媒コンバータの被毒からの再生を容易に行える車両用内燃機関の制御方法を提供するものである。

そこで、本発明の車両用内燃機関の制御方法は、気筒に接続されて気筒から排出された排気を流すメイン通路と、メイン通路に介装されたメイン触媒コンバータと、前記メイン触媒コンバータの上流側で前記メイン通路から分岐すると共に、該メイン通路よりも通路断面積の小さなバイパス通路と、前記バイパス通路に介装されたバイパス触媒コンバータと、気筒から排出された排気が前記バイパス通路へ流れるように前記メイン通路を閉じるメイン通路閉塞手段と、を備えた車両用内燃機関において、前記メイン通路閉塞手段により前記メイン通路が閉じられていないときに、前記バイパス触媒コンバータの被毒量に相関した被毒量所定条件が成立すると、排気が前記バイパス通路へ流れるように前記メイン通路閉塞手段を一時的に閉じることを特徴としている。

本発明によれば、バイパス触媒コンバータの被毒に応じて、排気がバイパス通路側へ流れるようになるので、被毒されたバイパス触媒コンバータの再生を行うことができる。

以下、この発明を直列４気筒内燃機関に適用した一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この内燃機関の排気装置の配管レイアウトならびに制御システムを模式的に示した説明図であり、始めに、この図１に基づいて、排気装置の構成を説明する。

内燃機関１のシリンダヘッド１ａには、直列に配置された♯１気筒〜♯４気筒の各気筒の排気ポート２がそれぞれ側面に向かって開口するように形成されており、この排気ポート２のそれぞれに、メイン通路３が接続されている。♯１気筒〜♯４気筒の４本のメイン通路３は、１本の流路に合流しており、その下流側に、メイン触媒コンバータ４が配置されている。このメイン触媒コンバータ４は、車両の床下に配置される容量の大きなものであって、触媒としては、例えば、三元触媒とＨＣトラップ触媒とを含んでいる。上記のメイン通路３およびメイン触媒コンバータ４によって、通常の運転時に排気が通流するメイン流路が構成される。また、各気筒からの４本のメイン通路３の合流点には、メイン通路閉塞手段として各メイン通路３を一斉に開閉する流路切換弁５が設けられている。この流路切換弁５は、適宜なアクチュエータ５ａによって開閉駆動される。

一方、バイパス流路として、各気筒のメイン通路３の各々から、該メイン通路３よりも通路断面積の小さなバイパス通路７がそれぞれ分岐している。各バイパス通路７の上流端となる分岐点６は、メイン通路３のできるだけ上流側の位置に設定されている。４本のバイパス通路７は、下流側で１本の流路に合流しており、その合流点の直後に、三元触媒を用いたバイパス触媒コンバータ８が介装されている。このバイパス触媒コンバータ８は、メイン触媒コンバータ４に比べて容量が小さな小型のものであり、望ましくは、低温活性に優れた触媒が用いられる。バイパス触媒コンバータ８の出口側から延びるバイパス通路７の下流端は、メイン通路３におけるメイン触媒コンバータ４上流側でかつ流路切換弁５よりも下流側の合流点１２において該メイン通路３に接続されている。

なお、メイン触媒コンバータ４の入口部ならびに出口部、およびバイパス触媒コンバータ８の入口部には、それぞれ空燃比センサ１０，１１，１３が配置されている。

内燃機関１は、点火プラグ２１を備え、その吸気通路２２には、燃料噴射弁２３が配置されている。さらに、吸気通路２２の上流側に、モータ等のアクチュエータによって開閉駆動される所謂電子制御型スロットル弁２４が配置されているとともに、吸入空気量を検出するエアフロメータ２５がエアクリーナ２６下流に設けられている。

内燃機関１の種々の制御パラメータ、例えば、燃料噴射弁２３による燃料噴射量、点火プラグ２１による点火時期、スロットル弁２４の開度、流路切換弁５の開閉状態、などは、エンジンコントロールユニット２７によって制御される。このエンジンコントロールユニット２７には、上述したセンサ類のほか、冷却水温センサ２８、運転者により操作されるアクセルペダルの開度（踏込量）を検出するアクセル開度センサ２９、などの種々のセンサ類の検出信号が入力されている。

このような構成においては、冷間始動後の機関温度ないしは排気温度が低い段階では、アクチュエータ５ａを介して流路切換弁５が閉じられ、メイン通路３が遮断される。そのため、各気筒から吐出された排気は、その全量が分岐点６からバイパス通路７を通してバイパス触媒コンバータ８へと流れる。バイパス触媒コンバータ８は、排気系の上流側つまり排気ポート２に近い位置にあり、かつ小型のものであるので、速やかに活性化し、早期に排気浄化が開始される。

一方、機関の暖機が進行して、機関温度ないしは排気温度が十分に高くなったら、トリガー条件の一つとして、メイン触媒コンバータ４の触媒が活性したとみなし、流路切換弁５が開放される。これにより、各気筒から吐出された排気は、主に、メイン通路３からメイン触媒コンバータ４を通過する。このときバイパス通路７側は特に遮断されていないが、バイパス通路７側の方がメイン通路３側よりも通路断面積が小さく、かつバイパス触媒コンバータ８が介在しているので、両者の通路抵抗の差により、排気流の大部分はメイン通路３側を通り、バイパス通路７側には殆ど流れない。

これによって、排気の流れを切り換えるメイン通路閉塞手段は、複雑な切換バルブを必要とせず、メイン通路３を閉じたり開いたりするだけの流路切換弁５で構成することができる。また、バイパス触媒コンバータ８の熱劣化は十分に抑制することができる。

尚、流路切換弁５が閉じていて排気流がバイパス通路７側を流れる状態では、排気流量が大となる高速域ないしは高負荷域に対応できないため、流路切換弁５が閉状態に制御されるのは、基本的には、機関運転条件（負荷および機関回転数）が低速低負荷側の所定の領域内にある場合に限定され、これ以外の領域では、原則として、メイン触媒コンバータ４が未活性であっても、流路切換弁５は開状態となる。

流路切換弁５を開いた状態では、バイパス通路７側には殆ど排気は流れないものの、常に通過する一部の排気によってバイパス触媒コンバータ８の温度はある程度の高温（例えば５００℃程度）に維持することができる。触媒コンバータはその温度が低いほど被毒し易くなるが、上記のようにバイパス触媒コンバータ８はある程度の高温に保たれるため被毒が抑制されるている。また、一旦開いた流路切換弁５を再び閉じた場合に、その直後からバイパス触媒コンバータ８の排気浄化作用を期待することができる。

しかしながら、バイパス触媒コンバータ８には、上述したように、常に一部の排気が流れているため、徐々にではあるがその被毒量が増加している。つまり、バイパス触媒コンバータ８において所期の触媒反応を維持するためには、被毒したバイパス触媒コンバータ８を適宜再生する必要がある。そこで、バイパス触媒コンバータ８の被毒量に相関した所定条件の成立時に、流路切換弁５を閉じてバイパス通路７に排気を導入して、高温の排気で被毒したバイパス触媒コンバータ８の再生を実施する。

尚、本実施形態における被毒としては、バイパス触媒コンバータ８に硫黄酸化物（ＳＯｘ）が蓄積されることで触媒本来の触媒反応が阻害されるいわゆる硫黄被毒を想定している。燃料が燃焼すると、燃料中の硫黄分が酸化して、ＳＯ₂やＳＯ₃といった硫黄酸化物（ＳＯｘ）が発生する。この硫黄酸化物（ＳＯｘ）は触媒に吸収されて時間が経過すると安定な硫酸塩を形成し、触媒内に蓄積され易い傾向がある。そして、触媒内に蓄積される硫黄酸化物（ＳＯｘ）の蓄積量の増大に伴って、触媒本来の触媒反応が阻害される硫黄被毒が進行する。

図２は、被毒したバイパス触媒コンバータ８の再生を行う際の制御の流れを示すフローチャートである。

ステップ（以下、単にＳと表記する）１では、運転者によるキー（例えば、エンジンキー）操作によってスタータスイッチがＯＮにされたか否かを判定し、ＯＮにされた場合にはＳ２へ進み、そうでない場合には後述するＳ５へ進む。

Ｓ２では、工場出荷後の初回電源投入時であるか否かを判定し、工場出荷後の初回電源投入時であればＳ３へ進み、そうでない場合にはＳ５へ進む。

Ｓ３では、バイパス触媒コンバータ８の被毒に相関するパラメータであるＳＴＩＭＥＲ１及びＳＴＩＭＥＲ２をそれぞれクリアーして「０」とすると共に、バイパス触媒コンバータ８の被毒に相関するフラグであるＦＲＥＬＥＡＳＥ１及びＦＲＥＬＥＡＳＥ２をそれぞれ「０」としてＳ５へ進む。

ここで、ＦＲＥＬＥＡＳＥ１は、バイパス触媒コンバータ８の再生要求の有無を表すフラグであり、バイパス触媒コンバータ８の再生条件が整うとＦＲＥＬＥＡＳＥ１＝１となり、バイパス触媒コンバータ８の再生が一旦完了するとＦＲＥＬＥＡＳＥ１＝０となる。ＦＲＥＬＥＡＳＥ２は、バイパス触媒コンバータ８を再生するために流路切換弁５を閉弁状態にしているときに成立するフラグであり、ＦＲＥＬＥＡＳＥ２＝１のときバイパス触媒コンバータ８再生のために流路切換弁５が閉弁状態となっており、ＦＲＥＬＥＡＳＥ２＝０のとき流路切換弁５が開弁状態となっている。ＳＴＩＭＥＲ１は、流路切換弁５が開弁状態となってからの内燃機関１運転中の経過時間をみるタイマーである。バイパス触媒コンバータ８の被毒量は、流路切換弁５が開弁状態になってからの経過時間に応じて増大するので、ＳＴＩＭＥＲ１はバイパス触媒コンバータ８の被毒量に相関するパラメータである。ＳＴＩＭＥＲ２は、ＦＲＥＬＥＡＳＥ２が「１」になり流路切換弁５が閉弁状態になってからの経過時間をみるタイマーである。バイパス触媒コンバータ８の被毒量は、再生時間に反比例するため、ＳＴＩＭＥＲ２もバイパス触媒コンバータ８の被毒量に相関するパラメータである。

Ｓ５では、ＦＲＥＬＥＡＳＥ２＝１であるか否かを判定し、ＦＲＥＬＥＡＳＥ２＝１であれば後述するＳ１４へ進み、そうでない場合にはＳ７へ進む。

Ｓ７では、ＦＲＥＬＥＡＳＥ１＝１であるか否かを判定し、ＦＲＥＬＥＡＳＥ１＝１であれば後述するＳ１１へ進み、そうでない場合にはＳ８へ進む。

Ｓ８では、流路切換弁５が開条件であるか否かを判定し、開条件であればＳ９へ進む。Ｓ８で、流路切換弁５が開条件でなければ現在冷機状態で、メイン触媒コンバータ４が活性化されていないために流路切換弁５が閉弁状態になっているので今回のルーチンを終了する。

Ｓ９では、ＳＴＩＭＥＲ１がＳＭＡＸ１よりも大きいか否かを判定し、ＳＴＩＭＥＲ１がＳＭＡＸ１よりも大きい場合にはＳ１０へ進み、そうでない場合には後述するＳ１７へ進む。ここでＳＭＡＸ１は、内燃機関１運転中に流路切換弁５を連続して開弁状態とした場合に、バイパス触媒コンバータ８の被毒量がバイパス触媒コンバータ８を再生させる必要がある量まで増加するまでの時間、換言すればバイパス触媒コンバータ８が所期の触媒反応を行えなくなるまで被毒量が増加するまでの時間に相当するものであり、実験適合等により求めて予め設定されたものである。つまり、このＳＭＡＸ１は、バイパス触媒コンバータ８の被毒量に相関した被毒量所定条件の閾値に相当するものである。

Ｓ１０では、ＦＲＥＬＥＡＳＥ１＝１としてＳ１１へ進む。

Ｓ１１では、現在車両が減速中であり、かつ燃料カットを実施しているか否かを判定し、車両減速中で燃料カットを実施している場合にはＳ１２へ進んで流路切換弁５を閉弁し、そうでない場合には今回のルーチンを終了する。

一方、Ｓ１７では、ＳＴＩＭＥＲ１に所定の増分であるＩＮＣＲＥＭＥＮＴを加算して、ＳＴＩＭＥＲ１の値を更新して今回のルーチンを終了する。尚、この第１実施形態においては、上述したようにＳＴＩＭＥＲ１は、流路切換弁５が開弁状態となってからの内燃機関１運転中の経過時間をみるタイマーであり、上記ＩＮＣＲＥＭＥＮＴは実質的には前回のルーチンからの経過時間である。

Ｓ１２で流路切換弁５を閉とすると、Ｓ１３へ進みＦＲＥＬＥＡＳＥ２＝１とする。ここでは、被毒したバイパス触媒コンバータ８を再生させるため、高温のリーン排気が発生する様、公知の手段を用いて内燃機関１が制御される。

Ｓ１４では、ＳＴＩＭＥＲ２がＳＭＡＸ２よりも大きいか否かを判定し、ＳＴＩＭＥＲ２がＳＭＡＸ２よりも大きい場合にはＳ１５へ進み、そうでない場合にはＳ１８へ進む。

ここでＳＭＡＸ２は、内燃機関１運転中に流路切換弁５を連続して閉弁状態とした場合に、バイパス触媒コンバータ８の被毒量が再生により除去されるまでの時間に相当する値であり、実験適合等により求めて予め設定されている。

Ｓ１８では、ＳＴＩＭＥＲ２に所定の増分であるＩＮＣＲＥＭＥＮＴを加算して、ＳＴＩＭＥＲ２の値を更新して今回のルーチンを終了する。尚、この第１実施形態においては、上述したようにＳＴＩＭＥＲ２は、流路切換弁５が閉弁状態となってからの内燃機関１運転中の経過時間をみるタイマーであり、上記ＩＮＣＲＥＭＥＮＴは実質的には前回のルーチンからの経過時間である。

Ｓ１５では、流路切換弁５を開弁し、Ｓ１６へ進む。Ｓ１６では、ＳＴＩＭＥＲ１及びＳＴＩＭＥＲ２をそれぞれクリアーして「０」とすると共に、バイパス触媒コンバータ８の被毒に相関するフラグであるＦＲＥＬＥＡＳＥ１及びＦＲＥＬＥＡＳＥ２をそれぞれ「０」として、今回のルーチンを終了する。

上述したような第１実施形態においては、バイパス触媒コンバータ８の被毒量に応じて、排気が強制的にバイパス通路側へ流れるようになり、バイパス触媒コンバータ８の温度が上昇して、バイパス触媒コンバータ８の被毒を解除することができる。

特に、流路切換弁５を閉じることで行う被毒したバイパス触媒コンバータ８の再生を減速時に実施することで、排気がバイパス通路へ流れることにより通気抵抗が増大して、車両の減速がアシストされる。また、流路切換弁５を閉じることで行う被毒したバイパス触媒コンバータ８の再生を燃料カット時に実施することで、排気空燃比を容易にリーンとすることができ、被毒したバイパス触媒コンバータ８の再生を一層効果的に行うことができる。

次に本発明の第２実施形態について説明する。図３は、本発明の第２実施形態において、被毒したバイパス触媒コンバータ８の再生を行う際の制御の流れを示すフローチャートである。

ステップ２１では、運転者によるキー（例えば、エンジンキー）操作によってスタータスイッチがＯＮにされたか否かを判定し、ＯＮにされた場合にはＳ２２へ進み、そうでない場合には後述するＳ２５へ進む。

Ｓ２２では、工場出荷後の初回電源投入時であるか否かを判定し、工場出荷後の初回電源投入時であればＳ２３へ進み、そうでない場合にはＳ２５へ進む。

Ｓ２３では、バイパス触媒コンバータ８の被毒に相関するパラメータであるＳＴＩＭＥＲ２をクリアーして「０」とすると共に、バイパス触媒コンバータ８の被毒に相関するフラグであるＦＲＥＬＥＡＳＥ１及びＦＲＥＬＥＡＳＥ２をそれぞれ「０」としてＳ２５へ進む。

ここで、ＦＲＥＬＥＡＳＥ１、ＦＲＥＬＥＡＳＥ２及びＳＴＩＭＥＲ２は上述した第１実施形態と同様に定義されるものである。

Ｓ２５では、ＦＲＥＬＥＡＳＥ２＝１であるか否かを判定し、ＦＲＥＬＥＡＳＥ２＝１であれば後述するＳ３５へ進み、そうでない場合にはＳ２７へ進む。

Ｓ２７では、ＦＲＥＬＥＡＳＥ１＝１であるか否かを判定し、ＦＲＥＬＥＡＳＥ１＝１であれば後述するＳ３２へ進み、そうでない場合にはＳ２８へ進む。

Ｓ２８では、流路切換弁５が開条件であるか否かを判定し、開条件であればＳ２９へ進む。Ｓ２８で、流路切換弁５が開条件でなければ現在冷機状態で、メイン触媒コンバータ４が活性化されていないために流路切換弁５が閉弁状態になっているので今回のルーチンを終了する。

Ｓ２９では、現在までの車両の通算走行距離ＤＩＳＴを読み込み、Ｓ３０へ進む。

Ｓ３０では、Ｓ２９で読み込んだ通算走行距離ＤＩＳＴが、走行距離指定値ＤＤＩＳＴとなったか否かを判定し、通算走行距離ＤＩＳＴが走行距離指定値ＤＤＩＳＴとなった場合にはＳ３１へ進み、そうでない場合には今回のルーチンを終了する。

ここで、走行距離指定値ＤＤＩＳＴは、予め設定された複数の所定値であり、車両がある程度走行する毎に、被毒したバイパス触媒コンバータの再生が実施されるように設定されている。また、上述のＳ３０は、厳密に言えば、通算走行距離ＤＩＳＴが指定走行距離ＤＤＩＳＴ±所定量Ａの範囲内に入ったとき（ＤＤＩＳＴ−Ａ＜ＤＩＳＴ＜ＤＤＩＳＴ＋Ａ）にＤＩＳＴ＝ＤＤＩＳＴと判定するものである。

Ｓ３１では、ＦＲＥＬＥＡＳＥ１＝１としてＳ３２へ進む。

Ｓ３２では、現在車両が減速中であり、かつ燃料カットを実施しているか否かを判定し、車両減速中で燃料カットを実施している場合にはＳ３３へ進んで流路切換弁５を閉弁し、そうでない場合には今回のルーチンを終了する。

Ｓ３３で流路切換弁５を閉とすると、Ｓ３４へ進みＦＲＥＬＥＡＳＥ２＝１とする。ここでは、被毒したバイパス触媒コンバータ８を再生させるため、高温のリーン排気が発生する様、公知の手段を用いて内燃機関１が制御される。

Ｓ３５では、ＳＴＩＭＥＲ２がＳＭＡＸ２よりも大きいか否かを判定し、ＳＴＩＭＥＲ２がＳＭＡＸ２よりも大きい場合にはＳ３６へ進み、そうでない場合にはＳ３８へ進む。

Ｓ３８では、ＳＴＩＭＥＲ２に所定の増分であるＩＮＣＲＥＭＥＮＴを加算して、ＳＴＩＭＥＲ２の値を更新して今回のルーチンを終了する。尚、この第２実施形態においても、上述したようにＳＴＩＭＥＲ２は、流路切換弁５が閉弁状態となってからの内燃機関１運転中の経過時間をみるタイマーであり、上記ＩＮＣＲＥＭＥＮＴは実質的には前回のルーチンからの経過時間である。

Ｓ３６では、流路切換弁５を開弁しＳ３７へ進む。Ｓ３７では、ＳＴＩＭＥＲ２をクリアーして「０」とすると共に、バイパス触媒コンバータ８の被毒に相関するフラグであるＦＲＥＬＥＡＳＥ１及びＦＲＥＬＥＡＳＥ２をそれぞれ「０」として、今回のルーチンを終了する。

この第２実施形態のように、車両が予め設定された所定距離を走行する毎に、被毒したバイパス触媒コンバータ８の再生を実施するようにしてもよい。

また、上述した第１実施形態においては、内燃機関１運転中に流路切換弁５が開弁状態となってから被毒したバイパス触媒コンバータ８の再生を実施するまでの時間を、流路切換弁５が開弁状態となってからの内燃機関１運転中の経過時間ではなく、流路切換弁５が開弁状態となってからの内燃機関１の運転条件に応じて決定するようにしてもよい。

詳述すると、上述した図２に示すフローチャートのＳ１７におけるＩＮＣＲＥＭＥＮＴを、予めエンジンコントロールユニットに内に記憶させてあるＩＮＣＲＥＭＥＮＴ算出マップから算出することも可能である。

ＩＮＣＲＥＭＥＮＴ算出マップの一例を図４及び図５に示す。図４は、エンジン回転数と負荷からＩＮＣＲＥＭＥＮＴを算出するものであり、高回転、高負荷運転であるほど、算出されるＩＮＣＲＥＭＥＮＴの値が大きくなり、バイパス触媒コンバータ８の再生条件が整いＦＲＥＬＥＡＳＥ１＝１となるまでの時間が相対的に短くなる。図５は、エンジン回転数と吸入空気量ＱａからＩＮＣＲＥＭＥＮＴを算出するものであり、高回転、吸入空気量Ｑａが多くなるほど、算出されるＩＮＣＲＥＭＥＮＴの値が大きくなり、バイパス触媒コンバータ８の再生条件が整いＦＲＥＬＥＡＳＥ１＝１となるまでの時間が相対的に短くなる。

そして、上述した第２実施形態においては、バイパス触媒コンバータ８の再生を実施するまでの走行距離が予め設定されているが、流路切換弁５が開弁状態となってからの内燃機関１の運転状態に応じてバイパス触媒コンバータ８の再生を実施するまでの走行距離を決定するようにしてもよい。この場合には、高回転、高負荷運転であるほど、バイパス触媒コンバータ８の再生を実施するまでの走行距離が相対的に短くなる。

尚、流路切換弁５は、その弁開度を全閉と全開との間となる中間開度で使用する場合がある。詳述すると、低負荷時にバイパス触媒コンバータ８の上流側に位置する空燃比センサ１３を検出値を用いて内燃機関１の空燃比制御の精度向上を図る場合に、流路切換弁５の弁開度を積極的に閉弁側に制御可能とし、流路切換弁５が上述の中間開度で使用される場合がある。そして、内燃機関１が運転条件に合わせて排気の一部を吸気系に還流とするＥＧＲシステムを備え、要求ＥＧＲが多い場合に、流路切換弁５の弁開度を積極的に閉弁側に制御可能とし、流路切換弁５が上記中間開度で使用される場合がある。車両減速時の減速効果を高めるため場合に、流路切換弁５の弁開度を積極的に閉弁側に制御可能とし、流路切換弁５が上記中間開度で使用される場合がある。また、メイン触媒コンバータ４が未暖機のときに、流路切換弁５の弁開度を上記中間開度とし、出力の犠牲を最小限としつつ、バイパス触媒コンバータ８での排気浄化でエミッションを低下させ、メイン触媒コンバータ４の暖機を促進させる場合がある。

そこで、流路切換弁５の弁開度が上記の中間開度で使用される場合を考慮して、内燃機関１運転中に流路切換弁５が開弁状態となってから被毒したバイパス触媒コンバータ８の再生を実施するまでの時間を算出することも可能である。この場合には、流路切換弁５の弁開度に応じて開度補正係数Ｋを算出し、この開度補正係数Ｋを、上述した第１実施形態のＳ１７のＩＮＣＲＥＭＥＮＴや、上述した図４及び図５のＩＮＣＲＥＭＥＮＴ算出マップから算出されるＩＮＣＲＥＭＥＮＴに乗じることで、ＳＴＩＭＥＲ１を補正すれば、一層効率よくバイパス触媒コンバータ８の再生を実施することができる。尚、開度補正係数Ｋは、流路切換弁５の弁開度に反比例するような特性の係数である。つまり、流路切換弁５の弁開度が大きくなるほど、バイパス触媒コンバータ８の再生を実施するまでの時間が相対的に長くなる。

また、上述した第２実施形態においては、内燃機関１運転中に流路切換弁５が開弁状態となってからの流路切換弁５の弁開度に応じて、バイパス触媒コンバータ８の再生を実施するまでの走行距離を決定するようにしてもよく、この場合には、流路切換弁５の弁開度が大きくなるほど、バイパス触媒コンバータ８の再生を実施するまでの走行距離が相対的に長くなる。

上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。

（１）車両用内燃機関の制御方法は、気筒に接続されて気筒から排出された排気を流すメイン通路と、メイン通路に介装されたメイン触媒コンバータと、前記メイン触媒コンバータの上流側で前記メイン通路から分岐すると共に、該メイン通路よりも通路断面積の小さなバイパス通路と、前記バイパス通路に介装されたバイパス触媒コンバータと、気筒から排出された排気が前記バイパス通路へ流れるように前記メイン通路を閉じるメイン通路閉塞手段と、を備えた車両用内燃機関において、前記メイン通路閉塞手段により前記メイン通路が閉じられていないときに、前記バイパス触媒コンバータの被毒量に相関した被毒量所定条件が成立すると、排気が前記バイパス通路へ流れるように前記メイン通路閉塞手段を一時的に閉じる。これによって、バイパス触媒コンバータの被毒に応じて、排気がバイパス通路側へ流れるようになるので、被毒されたバイパス触媒コンバータの再生を行うことができる。

（２）上記（１）に記載の車両用内燃機関の制御方法は、前記車両内燃機関は車両が減速する際に燃料カットを実施するものであって、前記被毒量所定条件が成立し、かつ車両減速時もしくは車両減速時の燃料カット実施時に、前記メイン通路閉塞手段を一時的に閉じる。これによって、流路切換弁を閉じることで行う被毒したバイパス触媒コンバータの再生が車両減速時に実施されると、排気がバイパス通路へ流れることにより通気抵抗が増大して、車両の減速がアシストされる。また、流路切換弁を閉じることで行う被毒したバイパス触媒コンバータの再生を燃料カット時に実施すると、排気空燃比を容易にリーンとすることができ、被毒したバイパス触媒コンバータの再生を一層効果的に行うことができる。

（３）上記（１）または（２）に記載の車両用内燃機関の制御方法において、前記被毒量所定条件は、具体的には、前回前記メイン通路閉塞手段が開いて排気が前記メイン通路へ流れ初めてから所定時間経過後に成立する。

（４）上記（１）または（２）に記載の車両用内燃機関の制御方法において、前記被毒量所定条件は、具体的には、車両が所定の走行距離を走行する毎に成立する。

（５）上記（３）または（４）に記載の車両用内燃機関の制御方法において、前記被毒量所定条件における前記所定時間又は前記所定の走行距離は、具体的には、前記メイン通路閉塞手段が開いてからの前記車両用内燃機関の運転状態に応じて決定されている。

（６）上記（３）〜（５）のいずれかに記載の車両用内燃機関の制御方法において、前記メイン通路閉塞手段は、具体的には、前記メイン通路を開閉する流路切換弁であって、前記被毒量所定条件における前記所定時間又は前記所定の走行距離は、前記流路切換弁の弁開度に応じて決定されている。

（７）上記（６）に記載の車両用内燃機関の制御方法は、具体的には、前記流路切換弁の弁開度が大きくなるほど、前記被毒量所定条件における前記所定時間又は前記所定の走行距離は長く設定される。

（８）上記（５）〜（７）のいずれかに記載の車両用内燃機関の制御方法は、具体的には、前記車両用内燃機関の運転状態が高回転、高負荷運転であるほど、前記被毒量所定条件における前記所定時間又は前記所定の走行距離は短く設定される。

（９）気筒に接続されて気筒から排出された排気を流すメイン通路と、メイン通路に介装されたメイン触媒コンバータと、前記メイン触媒コンバータの上流側で前記メイン通路から分岐すると共に、該メイン通路よりも通路断面積の小さなバイパス通路と、前記バイパス通路に介装されたバイパス触媒コンバータと、気筒から排出された排気が前記バイパス通路へ流れるように前記メイン通路を閉じるメイン通路閉塞手段と、を備えた車両用内燃機関において、前記メイン通路閉塞手段により前記メイン通路が閉じられていないときに、前記バイパス触媒コンバータの被毒量に相関した所定条件が成立した場合に、排気が前記バイパス通路へ流れるように前記メイン通路閉塞手段を一時的に閉じるメイン通路開閉切換手段を有する。

（１０）上記（９）に記載の車両用内燃機関において、この車両用内燃機関は車両が減速する際に燃料カットを実施するものであって、前記メイン通路開閉切換手段は、前記バイパス触媒コンバータの被毒量に相関した所定条件が成立し、かつ車両減速時もしくは車両減速時に燃料カットを実施時に、前記メイン通路閉塞手段を一時的に閉じる。

内燃機関の排気装置の配管レイアウトならびに制御システムを模式的に示した説明図。本発明の第１実施形態における、被毒したバイパス触媒コンバータの再生を行う際の制御の流れを示すフローチャート。本発明の第２実施形態における、被毒したバイパス触媒コンバータの再生を行う際の制御の流れを示すフローチャート。エンジン回転数と負荷からＩＮＣＲＥＭＥＮＴを算出するＩＮＣＲＥＭＥＮＴ算出マップ。エンジン回転数と吸入空気量からＩＮＣＲＥＭＥＮＴを算出するもＩＮＣＲＥＭＥＮＴ算出マップ。

符号の説明

３…メイン通路
４…メイン触媒コンバータ
５…流路切換弁
７…バイパス通路
８…バイパス触媒コンバータ

Claims

気筒に接続されて気筒から排出された排気を流すメイン通路と、
メイン通路に介装されたメイン触媒コンバータと、
前記メイン触媒コンバータの上流側で前記メイン通路から分岐すると共に、該メイン通路よりも通路断面積の小さなバイパス通路と、
前記バイパス通路に介装されたバイパス触媒コンバータと、
気筒から排出された排気が前記バイパス通路へ流れるように前記メイン通路を閉じるメイン通路閉塞手段と、を備えた車両用内燃機関において、
前記メイン通路閉塞手段により前記メイン通路が閉じられていないときに、前記バイパス触媒コンバータの被毒量に相関した被毒量所定条件が成立すると、排気が前記バイパス通路へ流れるように前記メイン通路閉塞手段を一時的に閉じることを特徴とする車両用内燃機関の制御方法。
前記車両内燃機関は車両が減速する際に燃料カットを実施するものであって、前記被毒量所定条件が成立し、かつ車両減速時もしくは車両減速時の燃料カット実施時に、前記メイン通路閉塞手段を一時的に閉じることを特徴とする請求項１に記載の車両用内燃機関の制御方法。
前記被毒量所定条件は、前回前記メイン通路閉塞手段が開いて排気が前記メイン通路へ流れ初めてから所定時間経過後に成立することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用内燃機関の制御方法。
前記被毒量所定条件は、車両が所定の走行距離を走行する毎に成立することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用内燃機関の制御方法。
前記被毒量所定条件における前記所定時間又は前記所定の走行距離は、前記メイン通路閉塞手段が開いてからの前記車両用内燃機関の運転状態に応じて決定されていることを特徴とする請求項３または４に記載の車両用内燃機関の制御方法。
前記メイン通路閉塞手段は、前記メイン通路を開閉する流路切換弁であって、
前記被毒量所定条件における前記所定時間又は前記所定の走行距離は、前記流路切換弁の弁開度に応じて決定されていることを特徴とする請求項３〜５に記載の車両用内燃機関の制御方法。
前記流路切換弁の弁開度が大きくなるほど、前記被毒量所定条件における前記所定時間又は前記所定の走行距離は長く設定されることを特徴とする請求項６に記載の車両用内燃機関の制御方法。
前記車両用内燃機関の運転状態が高回転、高負荷運転であるほど、前記被毒量所定条件における前記所定時間または前記所定の走行距離は短く設定されることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の車両用内燃機関の制御方法。
気筒に接続されて気筒から排出された排気を流すメイン通路と、
メイン通路に介装されたメイン触媒コンバータと、
前記メイン触媒コンバータの上流側で前記メイン通路から分岐すると共に、該メイン通路よりも通路断面積の小さなバイパス通路と、
前記バイパス通路に介装されたバイパス触媒コンバータと、
気筒から排出された排気が前記バイパス通路へ流れるように前記メイン通路を閉じるメイン通路閉塞手段と、を備えた車両用内燃機関において、
前記メイン通路閉塞手段により前記メイン通路が閉じられていないときに、前記バイパス触媒コンバータの被毒量に相関した所定条件が成立した場合に、排気が前記バイパス通路へ流れるように前記メイン通路閉塞手段を一時的に閉じるメイン通路開閉切換手段を有することを特徴とする車両用内燃機関。
前記車両用内燃機関は車両が減速する際に燃料カットを実施するものであって、
前記メイン通路開閉切換手段は、前記バイパス触媒コンバータの被毒量に相関した所定条件が成立し、かつ車両減速時もしくは車両減速時に燃料カットを実施時に、前記メイン通路閉塞手段を一時的に閉じることを特徴とする請求項９に記載の車両用内燃機関。