JP2616262B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気系にゼオライト系
ＮＯｘ還元触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置に関
し、とくに、耐久劣化によって触媒のＮＯｘ浄化特性が
変化しても、高いＮＯｘ浄化率が得られるようにした内
燃機関の排気浄化装置に関する。
ＮＯｘ還元触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置に関
し、とくに、耐久劣化によって触媒のＮＯｘ浄化特性が
変化しても、高いＮＯｘ浄化率が得られるようにした内
燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】環境保護のために、自動車用内燃機関の
排気中のＣＯ2 を低減することが望まれており、希薄燃
焼（リーンバーン）はひとつの有効な解決策である。し
かし、リーンバーンでは、従来の三元触媒を用いても排
気中のＮＯｘを還元できないので、ＮＯｘを如何に低減
させるかが問題となる。リーン空燃比の排気中のＮＯｘ
を還元することのできる触媒として、ＨＣ（炭化水素）
の存在のもとでＮＯｘを還元する、遷移金属を担持せし
めたゼオライト系触媒（特開平１−１３０７３５号公
報、特開平１−１３５５４１号公報）と、ＨＣが無くて
もＮＯｘを分解できる貴金属系触媒と、が知られてい
る。
排気中のＣＯ2 を低減することが望まれており、希薄燃
焼（リーンバーン）はひとつの有効な解決策である。し
かし、リーンバーンでは、従来の三元触媒を用いても排
気中のＮＯｘを還元できないので、ＮＯｘを如何に低減
させるかが問題となる。リーン空燃比の排気中のＮＯｘ
を還元することのできる触媒として、ＨＣ（炭化水素）
の存在のもとでＮＯｘを還元する、遷移金属を担持せし
めたゼオライト系触媒（特開平１−１３０７３５号公
報、特開平１−１３５５４１号公報）と、ＨＣが無くて
もＮＯｘを分解できる貴金属系触媒と、が知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ゼオライト系
ＮＯｘ還元触媒は熱劣化を受けやすく、触媒が劣化する
と触媒の浄化性能を有効に利用できなくなるという問題
があった。
ＮＯｘ還元触媒は熱劣化を受けやすく、触媒が劣化する
と触媒の浄化性能を有効に利用できなくなるという問題
があった。
【０００４】本発明は、触媒の劣化が進行してもなお相
当に高い浄化性能を発揮させることができるようにする
ことを目的とする。
当に高い浄化性能を発揮させることができるようにする
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明に係
る内燃機関の排気浄化装置が次の手段を具備することに
よって達成される。希薄燃焼可能な内燃機関、前記内燃
機関の排気系に設けられ、遷移金属あるいは貴金属を担
持せしめたゼオライトからなり、酸化雰囲気中、ＨＣ存
在下で、ＮＯｘを還元する触媒（以下、リーンＮＯｘ触
媒という）、前記触媒の劣化を判断する触媒劣化判断手
段、および前記触媒劣化判断手段が前記触媒が劣化した
と判断したとき触媒床温を高温側に変更する触媒床温変
更手段。
る内燃機関の排気浄化装置が次の手段を具備することに
よって達成される。希薄燃焼可能な内燃機関、前記内燃
機関の排気系に設けられ、遷移金属あるいは貴金属を担
持せしめたゼオライトからなり、酸化雰囲気中、ＨＣ存
在下で、ＮＯｘを還元する触媒（以下、リーンＮＯｘ触
媒という）、前記触媒の劣化を判断する触媒劣化判断手
段、および前記触媒劣化判断手段が前記触媒が劣化した
と判断したとき触媒床温を高温側に変更する触媒床温変
更手段。
【０００６】
【作用】発明者等の試験研究によれば、リーンＮＯｘ触
媒によるＮＯｘ浄化反応には、浄化率がピークとなる温
度領域があり、このＮＯｘ浄化率がピークとなる温度領
域はリーンＮＯｘ触媒の劣化が進行するにつれて徐々に
高温側にずれていく。上記本発明においては、触媒劣化
判断手段がリーンＮＯｘ触媒の劣化の進行度合を判断
し、その劣化に応じて、触媒床温変更手段が使用触媒床
温域を高温側にずらす。したがって、初期に浄化率がピ
ークとなる温度域でリーンＮＯｘ触媒を使用していて、
触媒劣化によって浄化率がピークの温度域が高温側にず
れても、それに対応して使用触媒床温域が高温側にずら
されるので、触媒の耐久劣化後も浄化率がピークとなる
温度域で使用されることになり、ＮＯｘ浄化率の低下が
可能な限り抑制される。これによって、リーンＮＯｘ触
媒のＮＯｘ浄化率が、長期間にわたって、比較的高く維
持される。
媒によるＮＯｘ浄化反応には、浄化率がピークとなる温
度領域があり、このＮＯｘ浄化率がピークとなる温度領
域はリーンＮＯｘ触媒の劣化が進行するにつれて徐々に
高温側にずれていく。上記本発明においては、触媒劣化
判断手段がリーンＮＯｘ触媒の劣化の進行度合を判断
し、その劣化に応じて、触媒床温変更手段が使用触媒床
温域を高温側にずらす。したがって、初期に浄化率がピ
ークとなる温度域でリーンＮＯｘ触媒を使用していて、
触媒劣化によって浄化率がピークの温度域が高温側にず
れても、それに対応して使用触媒床温域が高温側にずら
されるので、触媒の耐久劣化後も浄化率がピークとなる
温度域で使用されることになり、ＮＯｘ浄化率の低下が
可能な限り抑制される。これによって、リーンＮＯｘ触
媒のＮＯｘ浄化率が、長期間にわたって、比較的高く維
持される。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を３つ説明する。実施例１
は、積算走行距離から触媒劣化度合を判断し、エンジン
冷却水等により排気温、したがって触媒床温を制御する
場合で、図１−図７に示してある。実施例２は、積算走
行距離から触媒劣化を判断するとともに、点火時期制御
で触媒床温を学習制御する場合で、図８−図１２に示し
てある。実施例３は冷却風により触媒床温を制御する場
合で、図１３−図１４に示してある。
は、積算走行距離から触媒劣化度合を判断し、エンジン
冷却水等により排気温、したがって触媒床温を制御する
場合で、図１−図７に示してある。実施例２は、積算走
行距離から触媒劣化を判断するとともに、点火時期制御
で触媒床温を学習制御する場合で、図８−図１２に示し
てある。実施例３は冷却風により触媒床温を制御する場
合で、図１３−図１４に示してある。
【０００８】まず、実施例１を説明する。図６におい
て、２は希薄燃焼（ストイキよりリーン側の空燃比での
燃焼）可能な内燃機関で、その排気系４には、リーンＮ
Ｏｘ触媒６が設けられている。リーンＮＯｘ触媒６の上
流側の排気系４には、排気温度制御装置８が設けられて
いる。排気温度が変化すればそれに対応してリーンＮＯ
ｘ触媒６の触媒床温が変化する。排気温度制御装置８は
エンジン冷却水の一部を排気系に循環させ、制御弁でそ
の循環量を制御するようにしてある。排気温度制御装置
８は、上記のような水冷の他に、２次エアの導入（２次
エアを導入すると排気温はさがる）、空燃比制御（空燃
比をストイキよりリーン側でリッチ側に変えると排気温
は上がる）、点火時期制御（進角側にするとあるところ
迄は排気温はさがり、それを越えると上昇する）であっ
てもよく、またディーゼルの場合は、過給圧制御（過給
圧を増大すると排気温が上がる）、吸気絞り弁制御（絞
り弁の開度を大にすると排気温は上がる）であってもよ
い。排気温度制御装置８は電子制御装置（ＥＣＵ）１０
によって作動を制御される。
て、２は希薄燃焼（ストイキよりリーン側の空燃比での
燃焼）可能な内燃機関で、その排気系４には、リーンＮ
Ｏｘ触媒６が設けられている。リーンＮＯｘ触媒６の上
流側の排気系４には、排気温度制御装置８が設けられて
いる。排気温度が変化すればそれに対応してリーンＮＯ
ｘ触媒６の触媒床温が変化する。排気温度制御装置８は
エンジン冷却水の一部を排気系に循環させ、制御弁でそ
の循環量を制御するようにしてある。排気温度制御装置
８は、上記のような水冷の他に、２次エアの導入（２次
エアを導入すると排気温はさがる）、空燃比制御（空燃
比をストイキよりリーン側でリッチ側に変えると排気温
は上がる）、点火時期制御（進角側にするとあるところ
迄は排気温はさがり、それを越えると上昇する）であっ
てもよく、またディーゼルの場合は、過給圧制御（過給
圧を増大すると排気温が上がる）、吸気絞り弁制御（絞
り弁の開度を大にすると排気温は上がる）であってもよ
い。排気温度制御装置８は電子制御装置（ＥＣＵ）１０
によって作動を制御される。
【０００９】リーンＮＯｘ触媒６の上流側には、ＨＣ源
１２からのＨＣの導入部１４が設けられており、ＨＣ源
１２と導入部１４を接続する配管の途中に設けた制御弁
１６をバルブ駆動装置１８で開閉制御することにより、
ＨＣの導入量を制御できるようになっている。バルブ駆
動装置１８はＥＣＵ１０によって制御される。ＥＣＵ１
０には、リーンＮＯｘ触媒６の下流に設けられた排気温
センサ２０からの出力が入力されるとともに、走行距離
信号Ｓが入力される。
１２からのＨＣの導入部１４が設けられており、ＨＣ源
１２と導入部１４を接続する配管の途中に設けた制御弁
１６をバルブ駆動装置１８で開閉制御することにより、
ＨＣの導入量を制御できるようになっている。バルブ駆
動装置１８はＥＣＵ１０によって制御される。ＥＣＵ１
０には、リーンＮＯｘ触媒６の下流に設けられた排気温
センサ２０からの出力が入力されるとともに、走行距離
信号Ｓが入力される。
【００１０】ＥＣＵ１０はマイクロコンピュータから成
り、インプットインターフェイス、アウトプットインタ
ーフェイス、アナログ信号をディジタル信号に変換して
インプットインターフェイスに入力するアナログ／ディ
ジタル変換器、読出し専用記憶部のリードオンリメモリ
（ＲＯＭ）、一時記憶用のランダムアクセスメモリ（Ｒ
ＡＭ）、演算を実行するセントラルプロセッサユニット
（ＣＰＵ）からなる。ＲＯＭは図１−図５のルーチンお
よびマップを格納しており、ＣＰＵはそれらを読出して
演算を実行する。
り、インプットインターフェイス、アウトプットインタ
ーフェイス、アナログ信号をディジタル信号に変換して
インプットインターフェイスに入力するアナログ／ディ
ジタル変換器、読出し専用記憶部のリードオンリメモリ
（ＲＯＭ）、一時記憶用のランダムアクセスメモリ（Ｒ
ＡＭ）、演算を実行するセントラルプロセッサユニット
（ＣＰＵ）からなる。ＲＯＭは図１−図５のルーチンお
よびマップを格納しており、ＣＰＵはそれらを読出して
演算を実行する。
【００１１】図１はリーンＮＯｘ触媒の劣化を判断する
触媒劣化判断手段を構成するルーチンである。このルー
チンは一定時間毎、たとえば５０ミリｓｅｃ毎に割込ま
れる。ステップ１０２でイグニッションスイッチがＯＮ
されたかを判定し、ＯＦＦであれば劣化判断をする必要
がないからそのままリターンし、ＯＮされていればステ
ップ１０４に進んで、積算走行距離Ｓを読込む。次いで
ステップ１０６にて、図２のマップ１から積算走行距離
Ｓに対応するリーンＮＯｘ触媒の浄化率ピークの温度範
囲の下限値Ｔ1 および上限値Ｔ2 （図７に初期の場合の
Ｔ1 、Ｔ2 を例示してある）を演算する。この場合、図
２に示すように、触媒劣化が進むにつれて、すなわち積
算走行距離Ｓが増大するにつれて、Ｔ1 、Ｔ2 は増え
る。これを図７で示すと、リーンＮＯｘ触媒６のＮＯｘ
浄化率のピーク温度領域が、ａからｂへｂからｃへと高
温側にずれていく。次いで、ステップ１０８に進み、使
用排気温度の下限値ＴＣをＴ１とおき、上限値ＴＨをＴ
２とおく。
触媒劣化判断手段を構成するルーチンである。このルー
チンは一定時間毎、たとえば５０ミリｓｅｃ毎に割込ま
れる。ステップ１０２でイグニッションスイッチがＯＮ
されたかを判定し、ＯＦＦであれば劣化判断をする必要
がないからそのままリターンし、ＯＮされていればステ
ップ１０４に進んで、積算走行距離Ｓを読込む。次いで
ステップ１０６にて、図２のマップ１から積算走行距離
Ｓに対応するリーンＮＯｘ触媒の浄化率ピークの温度範
囲の下限値Ｔ1 および上限値Ｔ2 （図７に初期の場合の
Ｔ1 、Ｔ2 を例示してある）を演算する。この場合、図
２に示すように、触媒劣化が進むにつれて、すなわち積
算走行距離Ｓが増大するにつれて、Ｔ1 、Ｔ2 は増え
る。これを図７で示すと、リーンＮＯｘ触媒６のＮＯｘ
浄化率のピーク温度領域が、ａからｂへｂからｃへと高
温側にずれていく。次いで、ステップ１０８に進み、使
用排気温度の下限値ＴＣをＴ１とおき、上限値ＴＨをＴ
２とおく。
【００１２】 次いで、ステップ１１０に進み、図３に
示したマップ２から積算走行距離Ｓに対して目標ＨＣ濃
度Ｈ１を読み出し、ステップ１１２で、ＨＣ濃度ＨＴに
Ｈ１の値を代入し、そしてリターンする。ステップ１１
０は、積算走行距離Ｓの増大につれて排気温度が上昇さ
れるので、ＨＣのＨ2 Ｏ、ＣＯ2 への直接酸化が進みそ
れだけＨＣの部分酸化による活性種の生成量が少なくな
ってＮＯｘ還元反応が低下するであろうから、ＨＣ量を
補填するためにＨＣ供給量を増やすためのステップであ
る。
示したマップ２から積算走行距離Ｓに対して目標ＨＣ濃
度Ｈ１を読み出し、ステップ１１２で、ＨＣ濃度ＨＴに
Ｈ１の値を代入し、そしてリターンする。ステップ１１
０は、積算走行距離Ｓの増大につれて排気温度が上昇さ
れるので、ＨＣのＨ2 Ｏ、ＣＯ2 への直接酸化が進みそ
れだけＨＣの部分酸化による活性種の生成量が少なくな
ってＮＯｘ還元反応が低下するであろうから、ＨＣ量を
補填するためにＨＣ供給量を増やすためのステップであ
る。
【００１３】 図１のルーチンで触媒劣化が積算走行距
離ベースで判断されて各種の値ＴＣ、ＴＨ、ＨＴが決定
されると、図４のルーチンで排気温、したがって触媒床
温の制御及び図５でＨＣ量制御を行う。図４のルーチン
では、ステップ２０２で、現在の排気温度ＴＥ（排気温
度センサ２０の出力）を読込む。次いで、ステップ２０
４で、排気温度ＴＥが図１で求めた使用温度範囲の下限
値ＴＣより低いか否かを判定し、低い時は排気温を上げ
る必要があるから、ステップ２０６に進んで冷却水の排
気温度制御装置８への循環を停止する。ステップ２０４
で排気温度ＴＥが下限値ＴＣ以上だとステップ２０８に
進み、排気温度ＴＥが図１で求めた使用温度範囲の上限
値ＴＨより高いか否かを判定し、高い時は排気温をさげ
る必要があるから、ステップ２１０に進んで冷却水を排
気温度制御装置８に循環させる。ステップ２０８でＴＥ
がＴＨ以下と判断されると、排気温ＴＥはＴＣとＴＨと
の間にあって制御される必要がないからステップ２１２
を通ってそのままリターンする。図４のルーチンは、触
媒が劣化したとき（積算走行距離Ｓが大になってきたと
き）、触媒床温（排気温ＴＥに相関）を高温側に変更す
る、実施例１における、触媒床温変更手段を構成する。
離ベースで判断されて各種の値ＴＣ、ＴＨ、ＨＴが決定
されると、図４のルーチンで排気温、したがって触媒床
温の制御及び図５でＨＣ量制御を行う。図４のルーチン
では、ステップ２０２で、現在の排気温度ＴＥ（排気温
度センサ２０の出力）を読込む。次いで、ステップ２０
４で、排気温度ＴＥが図１で求めた使用温度範囲の下限
値ＴＣより低いか否かを判定し、低い時は排気温を上げ
る必要があるから、ステップ２０６に進んで冷却水の排
気温度制御装置８への循環を停止する。ステップ２０４
で排気温度ＴＥが下限値ＴＣ以上だとステップ２０８に
進み、排気温度ＴＥが図１で求めた使用温度範囲の上限
値ＴＨより高いか否かを判定し、高い時は排気温をさげ
る必要があるから、ステップ２１０に進んで冷却水を排
気温度制御装置８に循環させる。ステップ２０８でＴＥ
がＴＨ以下と判断されると、排気温ＴＥはＴＣとＴＨと
の間にあって制御される必要がないからステップ２１２
を通ってそのままリターンする。図４のルーチンは、触
媒が劣化したとき（積算走行距離Ｓが大になってきたと
き）、触媒床温（排気温ＴＥに相関）を高温側に変更す
る、実施例１における、触媒床温変更手段を構成する。
【００１４】 図５はＨＣ量制御ルーチンを示してい
る。このルーチンには、一定時間毎、たとえば５０ミリ
ｓｅｃ毎に割込まれる。ステップ３０２で吸入空気量Ｑ
を読込む。次いでステップ３０４で吸入空気量ＱとＨＣ
濃度ＨＴとからＨＣ量制御弁１６の目標開度ＶＡを、予
じめ定めたマップ等を用いて演算し、ステップ３０６で
このＶＡを出力して制御弁開度を目標開度ＶＡにするこ
とによって、ＨＣ量を制御する。このＨＣ制御において
は、リーンＮＯｘ触媒６が劣化すると、ＨＣを増やして
リーンＮＯｘ触媒６のＮＯｘ浄化率が低下するのを防止
するようにする。すなわち、劣化によってＨＣとＮＯｘ
との反応率が低下しても、ＨＣ量を多くすることによっ
てＮＯｘ浄化率を上げるように制御する。
る。このルーチンには、一定時間毎、たとえば５０ミリ
ｓｅｃ毎に割込まれる。ステップ３０２で吸入空気量Ｑ
を読込む。次いでステップ３０４で吸入空気量ＱとＨＣ
濃度ＨＴとからＨＣ量制御弁１６の目標開度ＶＡを、予
じめ定めたマップ等を用いて演算し、ステップ３０６で
このＶＡを出力して制御弁開度を目標開度ＶＡにするこ
とによって、ＨＣ量を制御する。このＨＣ制御において
は、リーンＮＯｘ触媒６が劣化すると、ＨＣを増やして
リーンＮＯｘ触媒６のＮＯｘ浄化率が低下するのを防止
するようにする。すなわち、劣化によってＨＣとＮＯｘ
との反応率が低下しても、ＨＣ量を多くすることによっ
てＮＯｘ浄化率を上げるように制御する。
【００１５】つぎに、実施例２を説明する。図６の機器
構成は実施例２にも適用される。ただし、リーンＮＯｘ
触媒６の下流に、排気中のＮＯｘ量を検出するＮＯｘセ
ンサ２２が設けられ、その出力はＥＣＵ１０に送られ
る。
構成は実施例２にも適用される。ただし、リーンＮＯｘ
触媒６の下流に、排気中のＮＯｘ量を検出するＮＯｘセ
ンサ２２が設けられ、その出力はＥＣＵ１０に送られ
る。
【００１６】図８は実施例２における触媒劣化判断手段
を構成する、ＮＯｘセンサ２２による学習制御を含む、
触媒劣化判断ルーチンを示している。このルーチンに
は、一定時間毎、たとえば５０ミリｓｅｃ毎に割込まれ
る。ステップ４０２で積算走行距離Ｓが一定距離、たと
えば２０００ｋｍを越えたか否かを判定する。一定走行
距離以下の場合は触媒が劣化していないとみなしてステ
ップ４０４に進んで、ＮＯｘセンサ２２の出力を用いて
劣化系数Ｇｉを学習していき、一定走行距離を越えた場
合は触媒の劣化が進行していると判断してステップ４１
４に進み、劣化度合に基づいて排気温を制御するための
温度補正系数Ｋを求める。
を構成する、ＮＯｘセンサ２２による学習制御を含む、
触媒劣化判断ルーチンを示している。このルーチンに
は、一定時間毎、たとえば５０ミリｓｅｃ毎に割込まれ
る。ステップ４０２で積算走行距離Ｓが一定距離、たと
えば２０００ｋｍを越えたか否かを判定する。一定走行
距離以下の場合は触媒が劣化していないとみなしてステ
ップ４０４に進んで、ＮＯｘセンサ２２の出力を用いて
劣化系数Ｇｉを学習していき、一定走行距離を越えた場
合は触媒の劣化が進行していると判断してステップ４１
４に進み、劣化度合に基づいて排気温を制御するための
温度補正系数Ｋを求める。
【００１７】さらに詳しくは、ステップ４０４にて、学
習条件が整っているか否か、たとえば暖機後の定常走行
状態にあるか否か、を判断し、整っていなければそのま
まリターンし、整っていればステップ４０６に進む。ス
テップ４０６で機関負荷Ｑ／Ｎ、機関回転速度ＮＥから
運転領域を判断し、ステップ４０８で、図９のＱ／Ｎ対
ＮＥマップを用いて、対応する運転領域から学習値Ｇｉ
を読出す。次いでステップ４１０でＮＯｘセンサ２２の
出力Ｎにより、（Ｎ＋９Ｇｉ）／１０を演算（１回のル
ーチン割込み毎に１／１０づつ平均化する）してこれを
新たにＧｉとおき、徐々にＧｉを補正し学習していく。
次いでステップ４１２で、後述の図１１のルーチンで用
いる温度補正係数Ｋを０としておく。
習条件が整っているか否か、たとえば暖機後の定常走行
状態にあるか否か、を判断し、整っていなければそのま
まリターンし、整っていればステップ４０６に進む。ス
テップ４０６で機関負荷Ｑ／Ｎ、機関回転速度ＮＥから
運転領域を判断し、ステップ４０８で、図９のＱ／Ｎ対
ＮＥマップを用いて、対応する運転領域から学習値Ｇｉ
を読出す。次いでステップ４１０でＮＯｘセンサ２２の
出力Ｎにより、（Ｎ＋９Ｇｉ）／１０を演算（１回のル
ーチン割込み毎に１／１０づつ平均化する）してこれを
新たにＧｉとおき、徐々にＧｉを補正し学習していく。
次いでステップ４１２で、後述の図１１のルーチンで用
いる温度補正係数Ｋを０としておく。
【００１８】ステップ４０２からステップ４１４に進ん
だ場合は、ステップ４１４で劣化判定条件が整っている
か否か、たとえば暖機後の定常走行時か否かを判定し、
整っていなければそのままリターンし、整っていればス
テップ４１６に進む。ステップ４１６では、機関負荷Ｑ
／Ｎ、機関回転速度ＮＥから現在の運転領域を判断し、
ステップ４１８で、対応する運転領域から、０−２００
０ｋｍの場合において時々刻々学習制御しておいた学習
値Ｇｉを読出す。次いでステップ４２０で、ＮＯｘセン
サ２２の出力Ｎと読出した学習値ＧｉとからＮＯｘ浄化
率低下度合Ｄを、Ｄ＝Ｎ−Ｇｉとして算出し、さらにス
テップ４２２で、図１０のＫ対Ｄマップに基づいて、浄
化率低下度合Ｄから温度補正係数Ｋを求めて、リターン
する。
だ場合は、ステップ４１４で劣化判定条件が整っている
か否か、たとえば暖機後の定常走行時か否かを判定し、
整っていなければそのままリターンし、整っていればス
テップ４１６に進む。ステップ４１６では、機関負荷Ｑ
／Ｎ、機関回転速度ＮＥから現在の運転領域を判断し、
ステップ４１８で、対応する運転領域から、０−２００
０ｋｍの場合において時々刻々学習制御しておいた学習
値Ｇｉを読出す。次いでステップ４２０で、ＮＯｘセン
サ２２の出力Ｎと読出した学習値ＧｉとからＮＯｘ浄化
率低下度合Ｄを、Ｄ＝Ｎ−Ｇｉとして算出し、さらにス
テップ４２２で、図１０のＫ対Ｄマップに基づいて、浄
化率低下度合Ｄから温度補正係数Ｋを求めて、リターン
する。
【００１９】図１１は実施例２の触媒床温変更手段を構
成する点火時期算出ルーチンを示す。触媒床温を制御す
る手段にはいろいろあるが、実施例２では、点火時期と
排気温度との間には図１２のような関係があることに鑑
み、点火時期を制御することにより排気温、したがって
触媒床温を制御するようにしてある。
成する点火時期算出ルーチンを示す。触媒床温を制御す
る手段にはいろいろあるが、実施例２では、点火時期と
排気温度との間には図１２のような関係があることに鑑
み、点火時期を制御することにより排気温、したがって
触媒床温を制御するようにしてある。
【００２０】 図１１のルーチンは一定クランク角毎、
たとえば３０°クランク角毎に、割込まれる。ステップ
５０２で、機関負荷Ｑ／Ｎ、機関回転速度ＮＥから基本
点火時期θＢＡＳＥを算出する。次いで、ステップ５０
４で、図８のルーチンにて求めた温度補正係数Ｋから、
進角補正量θＡを、θＡ＝Ｋ×ＭN から求める。ただ
し、ＭN は触媒温度の変化と点火時期の変化を関連付け
る係数である。次いでθＡが一定値αより大きくならな
いようにステップ５０６、５０８にてαのガードをか
け、ステップ５１０に進んで、基本点火時期θＢＡＳＥ
と進角補正量θＡとから、点火時期θを、θ＝θＢＡＳ
Ｅ−θＡとして求める。ただし、点火時期が予め、最も
温度が低くなる点ＭＢＴかそれより遅角側に設定されて
いる場合のことである。次いでステップ５１２に進み、
θを出力して点火時期をθにする処理を実行し、リター
ンする。
たとえば３０°クランク角毎に、割込まれる。ステップ
５０２で、機関負荷Ｑ／Ｎ、機関回転速度ＮＥから基本
点火時期θＢＡＳＥを算出する。次いで、ステップ５０
４で、図８のルーチンにて求めた温度補正係数Ｋから、
進角補正量θＡを、θＡ＝Ｋ×ＭN から求める。ただ
し、ＭN は触媒温度の変化と点火時期の変化を関連付け
る係数である。次いでθＡが一定値αより大きくならな
いようにステップ５０６、５０８にてαのガードをか
け、ステップ５１０に進んで、基本点火時期θＢＡＳＥ
と進角補正量θＡとから、点火時期θを、θ＝θＢＡＳ
Ｅ−θＡとして求める。ただし、点火時期が予め、最も
温度が低くなる点ＭＢＴかそれより遅角側に設定されて
いる場合のことである。次いでステップ５１２に進み、
θを出力して点火時期をθにする処理を実行し、リター
ンする。
【００２１】実施例３では、図１４に示すように、冷却
風（エアポンプによる冷却風、車輌走行風等）を制御す
ることによって、触媒床温を制御する。図１４には、機
関クランクシャフトに連動して回転されるエアポンプ２
４が設けられ、エアポンプ２４からの冷却風はエアノズ
ル２６からリーンＮＯｘ触媒６に吹きつけられる。エア
ノズル２６から噴出されるエア量は、制御弁２８をＥＣ
Ｕ１０によって制御することにより制御する。３０はマ
フラを示し、３２は冷却水温センサ、３４は入りガス温
センサ、３６は出ガス温センサを示す。
風（エアポンプによる冷却風、車輌走行風等）を制御す
ることによって、触媒床温を制御する。図１４には、機
関クランクシャフトに連動して回転されるエアポンプ２
４が設けられ、エアポンプ２４からの冷却風はエアノズ
ル２６からリーンＮＯｘ触媒６に吹きつけられる。エア
ノズル２６から噴出されるエア量は、制御弁２８をＥＣ
Ｕ１０によって制御することにより制御する。３０はマ
フラを示し、３２は冷却水温センサ、３４は入りガス温
センサ、３６は出ガス温センサを示す。
【００２２】実施例３では、触媒劣化判断手段および触
媒床温変更手段は、図１３の冷却風制御ルーチンから成
る。図１３のルーチンは、一定時間毎、たとえば５０ミ
リｓｅｃ毎に割込まれる。ステップ６０２で、冷却水温
センサ３２の出力から、冷却水温により暖機中か否かを
判定する。たとえば冷却水温が９０℃以下だと暖機中と
判断する。ステップ６０２で暖機中と判定された場合、
リーンＮＯｘ触媒６を早く暖機して活性化させた方がよ
いから冷却風の噴出を停止させるために、ステップ６１
０に進んで制御弁２８を閉とする。
媒床温変更手段は、図１３の冷却風制御ルーチンから成
る。図１３のルーチンは、一定時間毎、たとえば５０ミ
リｓｅｃ毎に割込まれる。ステップ６０２で、冷却水温
センサ３２の出力から、冷却水温により暖機中か否かを
判定する。たとえば冷却水温が９０℃以下だと暖機中と
判断する。ステップ６０２で暖機中と判定された場合、
リーンＮＯｘ触媒６を早く暖機して活性化させた方がよ
いから冷却風の噴出を停止させるために、ステップ６１
０に進んで制御弁２８を閉とする。
【００２３】ステップ６０２で暖機中でないと判定され
ると、ステップ６０４に進み、現在の機関運転状態が触
媒を冷却すべき領域にあるか否かを判断し、アイドル時
等の冷却すべきでない領域にある場合は、ステップ６１
０に進んで制御弁２８を閉じる。ステップ６０４で、冷
却領域にあると判断されると、ステップ６０６に進む。
ステップ６０６で入りガス温センサ３４の出力ＴＩと出
ガス温センサ３６の出力ＴＥの温度差ＴＩ−ＴＥが一定
温度ＴＡを越えるか否かを判断し、ＴＡ以下の場合はリ
ーンＮＯｘ触媒６が劣化しているとみなす。ここでステ
ップ６０６は実施例３における触媒劣化判断手段を構成
する。ステップ６０６で触媒が劣化していると判定され
た場合は、ステップ６１０に進んで制御弁２８を閉じ、
冷却を禁止して触媒床温を高温側にする。したがって、
ステップ６１０は実施例３における触媒床温を高温側に
する触媒床温変更手段を構成する。ステップ６０６で触
媒劣化が進んでいないと判定されたときは、ステップ６
０８に進んで、制御弁２８を開側にし、リーンＮＯｘ触
媒６を冷却する。
ると、ステップ６０４に進み、現在の機関運転状態が触
媒を冷却すべき領域にあるか否かを判断し、アイドル時
等の冷却すべきでない領域にある場合は、ステップ６１
０に進んで制御弁２８を閉じる。ステップ６０４で、冷
却領域にあると判断されると、ステップ６０６に進む。
ステップ６０６で入りガス温センサ３４の出力ＴＩと出
ガス温センサ３６の出力ＴＥの温度差ＴＩ−ＴＥが一定
温度ＴＡを越えるか否かを判断し、ＴＡ以下の場合はリ
ーンＮＯｘ触媒６が劣化しているとみなす。ここでステ
ップ６０６は実施例３における触媒劣化判断手段を構成
する。ステップ６０６で触媒が劣化していると判定され
た場合は、ステップ６１０に進んで制御弁２８を閉じ、
冷却を禁止して触媒床温を高温側にする。したがって、
ステップ６１０は実施例３における触媒床温を高温側に
する触媒床温変更手段を構成する。ステップ６０６で触
媒劣化が進んでいないと判定されたときは、ステップ６
０８に進んで、制御弁２８を開側にし、リーンＮＯｘ触
媒６を冷却する。
【００２４】 次に各実施例に共通の、本発明の作用を
説明する。積算走行距離、または触媒入口−出口温度
差、またはＮＯｘセンサによる学習制御によって、リー
ンＮＯｘ触媒６が劣化したと判断されたときには、冷却
の停止または点火時期制御によって、触媒床温が高温側
にシフトされる。一方、リーンＮＯｘ触媒６が実際に劣
化していくと、ＮＯｘ浄化率がピークを示す温度域が図
７のａからｂ、ｃへと高温側にずれていく。このずれに
対応して、上記の如く、触媒床温が高温側にシフトされ
ていくので、リーンＮＯｘ触媒６は常に、高いＮＯｘ浄
化率を示すことのできる温度領域で使用され、長期間に
わたって、触媒の浄化性能が有効に利用される。
説明する。積算走行距離、または触媒入口−出口温度
差、またはＮＯｘセンサによる学習制御によって、リー
ンＮＯｘ触媒６が劣化したと判断されたときには、冷却
の停止または点火時期制御によって、触媒床温が高温側
にシフトされる。一方、リーンＮＯｘ触媒６が実際に劣
化していくと、ＮＯｘ浄化率がピークを示す温度域が図
７のａからｂ、ｃへと高温側にずれていく。このずれに
対応して、上記の如く、触媒床温が高温側にシフトされ
ていくので、リーンＮＯｘ触媒６は常に、高いＮＯｘ浄
化率を示すことのできる温度領域で使用され、長期間に
わたって、触媒の浄化性能が有効に利用される。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、触媒劣化判断手段と触
媒床温変更手段を設けたので、触媒劣化判断手段がリー
ンＮＯｘ触媒の劣化が進行したと判定したときには、触
媒床温変更手段がリーンＮＯｘ触媒の触媒床温を高温側
にずらすことができる。したがって、リーンＮＯｘ触媒
が劣化してピーク浄化率を示す温度が高温側にずれて
も、それに伴なって触媒床温も高温側にシフトされるの
で、触媒の高いＮＯｘ浄化率領域を常に利用することが
でき、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率を長期間にわた
って高く維持することができる。
媒床温変更手段を設けたので、触媒劣化判断手段がリー
ンＮＯｘ触媒の劣化が進行したと判定したときには、触
媒床温変更手段がリーンＮＯｘ触媒の触媒床温を高温側
にずらすことができる。したがって、リーンＮＯｘ触媒
が劣化してピーク浄化率を示す温度が高温側にずれて
も、それに伴なって触媒床温も高温側にシフトされるの
で、触媒の高いＮＯｘ浄化率領域を常に利用することが
でき、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率を長期間にわた
って高く維持することができる。
【図１】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例１の
触媒劣化判断手段を構成するルーチンのフローチャート
である。
触媒劣化判断手段を構成するルーチンのフローチャート
である。
【図２】図１のルーチンで用いられる排気温度対積算走
行距離マップである。
行距離マップである。
【図３】図１のルーチンで用いられる目標ＨＣ濃度対積
算走行距離マップである。
算走行距離マップである。
【図４】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例１の
触媒床温変更手段を構成するルーチンのフローチャート
である。
触媒床温変更手段を構成するルーチンのフローチャート
である。
【図５】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例１で
用いられるＨＣ量制御ルーチンのフローチャートであ
る。
用いられるＨＣ量制御ルーチンのフローチャートであ
る。
【図６】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例１の
機器系統図である。
機器系統図である。
【図７】本発明におけるＮＯｘ浄化率対リーンＮＯｘ触
媒床温特性図である。
媒床温特性図である。
【図８】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例２の
触媒劣化判断手段を構成するルーチンのフローチャート
である。
触媒劣化判断手段を構成するルーチンのフローチャート
である。
【図９】図８のルーチンで用いられる機関負荷Ｑ／Ｎ対
機関回転速度ＮＥマップである。
機関回転速度ＮＥマップである。
【図１０】図８のルーチンで用いられる温度補正係数Ｋ
対浄化率低下度合Ｄマップである。
対浄化率低下度合Ｄマップである。
【図１１】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例２
の触媒床温変更手段を構成するルーチンのフローチャー
トである。
の触媒床温変更手段を構成するルーチンのフローチャー
トである。
【図１２】図１１のルーチンによる制御に係る排気温度
対点火時期特性図である。
対点火時期特性図である。
【図１３】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例３
の冷却風制御ルーチンのフローチャートである。
の冷却風制御ルーチンのフローチャートである。
【図１４】本発明の実施例３の機器系統図である。
２ 内燃機関 ４ 排気系 ６ リーンＮＯｘ触媒 ８ 排気温度制御装置 １０ ＥＣＵ １２ ＨＣ源 １４ ＨＣ導入部 １６ 制御弁 １８ バルブ駆動装置 ２０ 排気温度センサ ２２ ＮＯｘセンサ ２４ エアポンプ ２８ 制御弁 ３４ 入りガス温センサ ３６ 出ガス温センサ
Claims (1)
- 【請求項１】 希薄燃焼可能な内燃機関と、前記内燃機
関の排気系に設けられ、遷移金属あるいは貴金属を担持
せしめたゼオライトからなり、酸化雰囲気中、ＨＣ存在
下で、ＮＯｘを還元する触媒と、前記触媒の劣化を判断
する触媒劣化判断手段と、前記触媒劣化判断手段が前記
触媒が劣化したと判断したとき触媒床温を高温側に変更
する触媒床温変更手段と、から成る内燃機関の排気浄化
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3045662A JP2616262B2 (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US07/829,212 US5201802A (en) | 1991-02-04 | 1992-01-31 | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine |
| EP92300896A EP0498598B1 (en) | 1991-02-04 | 1992-02-03 | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine |
| DE69202163T DE69202163T2 (de) | 1991-02-04 | 1992-02-03 | Abgasentgiftungsanlage für eine Brennkraftmaschine. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3045662A JP2616262B2 (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04265414A JPH04265414A (ja) | 1992-09-21 |
| JP2616262B2 true JP2616262B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=12725591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3045662A Expired - Lifetime JP2616262B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-20 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616262B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3266699B2 (ja) * | 1993-06-22 | 2002-03-18 | 株式会社日立製作所 | 触媒の評価方法及び触媒効率制御方法ならびにＮＯｘ浄化触媒評価装置 |
| JP3509426B2 (ja) * | 1996-05-24 | 2004-03-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
| JP5888497B2 (ja) * | 2012-01-19 | 2016-03-22 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP6551322B2 (ja) * | 2016-06-17 | 2019-07-31 | 株式会社デンソー | 浄化制御装置 |
| JP6943808B2 (ja) * | 2018-04-24 | 2021-10-06 | 株式会社クボタ | ディーゼルエンジンの排気処理装置 |
-
1991
- 1991-02-20 JP JP3045662A patent/JP2616262B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04265414A (ja) | 1992-09-21 |
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