JP2884798B2 - 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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- Y02T10/24—
-
- Y02T10/47—
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
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）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）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、ゼオライト系ＮＯx 還元触媒を
排気系に具備した内燃機関において、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。
排気系に具備した内燃機関において、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。
【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、還元
剤存在下で、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前記触媒への還元
剤量を増大する還元剤量増大手段と、から成る内燃機関
の排気浄化装置。
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、還元
剤存在下で、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前記触媒への還元
剤量を増大する還元剤量増大手段と、から成る内燃機関
の排気浄化装置。
【０００６】
【作用】リーンＮＯx 触媒によるＮＯx 還元メカニズム
は、還元剤の部分酸化によって生成される活性種とＮＯ
x との反応であると推定される。リーンＮＯx 触媒を流
れる排気中の還元剤量が増大すれば、それだけ活性種の
量も増えるので、リーンＮＯx 触媒のＮＯx 浄化率は高
くなる。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、還元剤量増大手段が還元剤供給量を増大する。した
がって、リーンＮＯx 触媒が使用によって徐々に劣化し
ていってＮＯx と活性種との反応率が低下しても、劣化
の度合に応じて還元剤供給量が増大されるので、活性種
量が増え、ＮＯx 浄化率の低下が抑制されるか、或いは
ＮＯx 浄化率が増大される。この場合、還元剤量は触媒
の劣化度合に応じて増大されるので、還元剤消費量の節
約と浄化率の向上とが互いに両立する。なお、触媒劣化
につれて、ＮＯx 浄化率がピークを示す温度が高温側に
ずれていくので、還元剤供給量の増大と同時に触媒床温
を高温側にシフトするとさらに良好なＮＯx 浄化率の向
上が得られる。
は、還元剤の部分酸化によって生成される活性種とＮＯ
x との反応であると推定される。リーンＮＯx 触媒を流
れる排気中の還元剤量が増大すれば、それだけ活性種の
量も増えるので、リーンＮＯx 触媒のＮＯx 浄化率は高
くなる。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、還元剤量増大手段が還元剤供給量を増大する。した
がって、リーンＮＯx 触媒が使用によって徐々に劣化し
ていってＮＯx と活性種との反応率が低下しても、劣化
の度合に応じて還元剤供給量が増大されるので、活性種
量が増え、ＮＯx 浄化率の低下が抑制されるか、或いは
ＮＯx 浄化率が増大される。この場合、還元剤量は触媒
の劣化度合に応じて増大されるので、還元剤消費量の節
約と浄化率の向上とが互いに両立する。なお、触媒劣化
につれて、ＮＯx 浄化率がピークを示す温度が高温側に
ずれていくので、還元剤供給量の増大と同時に触媒床温
を高温側にシフトするとさらに良好なＮＯx 浄化率の向
上が得られる。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を３例説明する。実施例１
は、積算走行距離から触媒劣化度合を判断し、ＨＣ量供
給装置からＨＣを供給する場合で、図１−図７に示して
ある。実施例２は、積算走行距離に基づいて触媒劣化度
合を学習制御する場合で、図８−図１３に示してある。
実施例３は、触媒入口−出口温度差から触媒劣化度合を
判断する場合で、図１４−図１８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、ＨＣ量供
給装置からＨＣを供給する場合で、図１−図７に示して
ある。実施例２は、積算走行距離に基づいて触媒劣化度
合を学習制御する場合で、図８−図１３に示してある。
実施例３は、触媒入口−出口温度差から触媒劣化度合を
判断する場合で、図１４−図１８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は希薄燃焼可能な内燃機関で、その排気系４に
は、リーンＮＯx 触媒６が設けられている。リーンＮＯ
x 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ＮＯx 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度はさがる）、
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下がる）、吸
気絞り弁制御（絞り弁の開度を大にすると排気温は下が
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は希薄燃焼可能な内燃機関で、その排気系４に
は、リーンＮＯx 触媒６が設けられている。リーンＮＯ
x 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ＮＯx 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度はさがる）、
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下がる）、吸
気絞り弁制御（絞り弁の開度を大にすると排気温は下が
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
度センサ２０および上流に設けられた排気温度センサ２
４からの出力が入力されるとともに、走行距離信号が入
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
度センサ２０および上流に設けられた排気温度センサ２
４からの出力が入力されるとともに、走行距離信号が入
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Ｔ
1 、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、目標排
気温度の下限値ＴＣをＴ１とおき、上限値ＴＨをＴ２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Ｔ
1 、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、目標排
気温度の下限値ＴＣをＴ１とおき、上限値ＴＨをＴ２と
おく。
【００１２】次いで、ステップ１１０に進み、図３に示
したマップから積算走行距離Ｓに対して目標ＨＣ濃度Ｈ
１を演算し、ステップ１１２で、ＨＣ濃度ＨＴをＨ１と
おき、そしてリターンする。ステップ１１０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、Ｈ
Ｃ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供給量を増やすときの目標ＨＣ量を求めるステッ
プである。
したマップから積算走行距離Ｓに対して目標ＨＣ濃度Ｈ
１を演算し、ステップ１１２で、ＨＣ濃度ＨＴをＨ１と
おき、そしてリターンする。ステップ１１０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、Ｈ
Ｃ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供給量を増やすときの目標ＨＣ量を求めるステッ
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制御値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２０４で、排気温度ＴＥが
図１で求めた目標温度範囲の下限値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で求めた目標温度範囲の上限値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以下だと判断さ
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触媒床温変更
手段を構成する。
ベースで判断されて各種制御値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２０４で、排気温度ＴＥが
図１で求めた目標温度範囲の下限値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で求めた目標温度範囲の上限値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以下だと判断さ
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触媒床温変更
手段を構成する。
【００１４】図５はＨＣ量増大手段を構成するルーチン
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と排気温上限値ＨＴとからＨＣ量制御弁１６の目標
開度ＶＡを、予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量を増大する。このＨＣ
制御においては、リーンＮＯx 触媒６が劣化すると、図
１のステップ１１２でＨＴを大にし、図５のルーチンで
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か或いはＮＯx 浄化率を向上するよ
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、図
７の破線のように、ＮＯx 浄化率を上げるように制御す
る。
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と排気温上限値ＨＴとからＨＣ量制御弁１６の目標
開度ＶＡを、予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量を増大する。このＨＣ
制御においては、リーンＮＯx 触媒６が劣化すると、図
１のステップ１１２でＨＴを大にし、図５のルーチンで
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か或いはＮＯx 浄化率を向上するよ
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、図
７の破線のように、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定手段
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、後述の点火時期の進角／遅角によ
り、ＮＯx センサ２２の出力であるＮＯx が低くなるよ
うに学習値を補正していき、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４１４
に進み、排気温を制御するための温度補正係数Ｋ、およ
びＨＣ量を制御するための目標ＨＣ量ＨＴ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、後述の点火時期の進角／遅角によ
り、ＮＯx センサ２２の出力であるＮＯx が低くなるよ
うに学習値を補正していき、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４１４
に進み、排気温を制御するための温度補正係数Ｋ、およ
びＨＣ量を制御するための目標ＨＣ量ＨＴ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今までの学
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を演算し
てこれを新たにＧｉとおき、徐々にＧｉを補正してい
く。このＧｉは劣化していない時の各運転領域のＮＯx
センサの出力をあらわす。次いでステップ４１２で、後
述の図１２のルーチンで用いる温度補正係数Ｋを０と
し、かつ図５のルーチンで用いるＨＣ濃度ＨＴを図１１
で求まる基本ＨＣ濃度Ｈ１０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今までの学
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を演算し
てこれを新たにＧｉとおき、徐々にＧｉを補正してい
く。このＧｉは劣化していない時の各運転領域のＮＯx
センサの出力をあらわす。次いでステップ４１２で、後
述の図１２のルーチンで用いる温度補正係数Ｋを０と
し、かつ図５のルーチンで用いるＨＣ濃度ＨＴを図１１
で求まる基本ＨＣ濃度Ｈ１０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とし、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、対応する運転領域の学習制御してお
いた触媒劣化がない場合の学習値Ｇｉを読出す。次いで
ステップ４２０で、ＮＯx センサ２２の出力Ｎ（触媒劣
化後）と読出した学習値Ｇｉ（触媒劣化前）とからＮＯ
x 浄化率低下度合Ｄを、Ｄ＝Ｎ−Ｇｉとして算出する。
次いでステップ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、ス
テップ４２４で、図１１のＨ１対Ｄマップに基づいて目
標ＨＣ濃度を算出し、ステップ４２６でＨＴをＨ１とお
いて、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とし、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、対応する運転領域の学習制御してお
いた触媒劣化がない場合の学習値Ｇｉを読出す。次いで
ステップ４２０で、ＮＯx センサ２２の出力Ｎ（触媒劣
化後）と読出した学習値Ｇｉ（触媒劣化前）とからＮＯ
x 浄化率低下度合Ｄを、Ｄ＝Ｎ−Ｇｉとして算出する。
次いでステップ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、ス
テップ４２４で、図１１のＨ１対Ｄマップに基づいて目
標ＨＣ濃度を算出し、ステップ４２６でＨＴをＨ１とお
いて、リターンする。
【００１９】図１２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１３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１３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１２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５
０２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５０４
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。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５０
６、５０８にてαにガードをかけ、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＝θＢＡＳＥ＋θＡとして求め
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。実施例２に
おけるＨＣ増大手段は、実施例１と同様で、図５のルー
チンに従う。
とえば３０°クランク角毎に、割込まれる。ステップ５
０２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５０４
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。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５０
６、５０８にてαにガードをかけ、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＝θＢＡＳＥ＋θＡとして求め
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。実施例２に
おけるＨＣ増大手段は、実施例１と同様で、図５のルー
チンに従う。
【００２１】図１４は、実施例３の触媒劣化判断手段を
構成するルーチンを示す。このルーチンは、一定時間毎
に、たとえば５０ミリｓｅｃ毎に割込まれる。ステップ
６０２で、機関運転条件が触媒劣化を判定しても意味が
ある運転条件にあるか否かを判断し、意味のない運転条
件（暖機前等）であればそのままリターンし、意味のあ
る運転条件のときにステップ６０４に進む。ステップ６
０４で、機関負荷Ｑ／Ｎ、機関回転速度ＮＥを読込み、
現在の機関運転領域を演算し、次いでステップ６０６
で、図１５のマップを利用して、予め定めた、対応する
運転領域の、触媒劣化前の触媒入口−出口温度差ΔＴｉ
を読出す。
構成するルーチンを示す。このルーチンは、一定時間毎
に、たとえば５０ミリｓｅｃ毎に割込まれる。ステップ
６０２で、機関運転条件が触媒劣化を判定しても意味が
ある運転条件にあるか否かを判断し、意味のない運転条
件（暖機前等）であればそのままリターンし、意味のあ
る運転条件のときにステップ６０４に進む。ステップ６
０４で、機関負荷Ｑ／Ｎ、機関回転速度ＮＥを読込み、
現在の機関運転領域を演算し、次いでステップ６０６
で、図１５のマップを利用して、予め定めた、対応する
運転領域の、触媒劣化前の触媒入口−出口温度差ΔＴｉ
を読出す。
【００２２】次いで、ステップ６０８にて、リーンＮＯ
x 触媒６の入口、出口に設けた温度センサ２４、２０
（図６参照）の出力ｔ1 、ｔ2 から、現在の触媒入口−
出口温度差Δｔ＝ｔ2 −ｔ1 を算出する。次いでステッ
プ６１０で、現在の温度差Δｔと劣化前の温度差ΔＴｉ
との比較から触媒劣化関数Ｄ（Ｄ＝ΔＴｉ−Δｔ）を算
出する。そして、ステップ６１２で、図１６のマップを
利用して触媒劣化関数Ｄから触媒劣化度ＤＲを算出す
る。
x 触媒６の入口、出口に設けた温度センサ２４、２０
（図６参照）の出力ｔ1 、ｔ2 から、現在の触媒入口−
出口温度差Δｔ＝ｔ2 −ｔ1 を算出する。次いでステッ
プ６１０で、現在の温度差Δｔと劣化前の温度差ΔＴｉ
との比較から触媒劣化関数Ｄ（Ｄ＝ΔＴｉ−Δｔ）を算
出する。そして、ステップ６１２で、図１６のマップを
利用して触媒劣化関数Ｄから触媒劣化度ＤＲを算出す
る。
【００２３】次いでステップ６１４にて、図１７のマッ
プを利用して、触媒劣化度ＤＲに対応する温度範囲Ｔ
１、Ｔ２を求め、ステップ６１６にてＴＣをＴ１とおく
とともにＴＨをＴ２と置く、ＴＣ、ＴＨは実施例１と同
様、図４に従う触媒床温制御に用いるパラメータであ
る。次いでステップ６１８に進み、図１８のマップを利
用して、触媒劣化度ＤＲに対応する目標ＨＣ濃度Ｈ１を
演算し、ステップ６２０で、ＨＴをＨ１とおく。このＨ
Ｔは、実施例１と同様、図５に従うＨＣ濃度制御に用い
るパラメータである。実施例３においても、触媒床温制
御は図４のルーチンに従って実施され、ＨＣ量制御は図
５のルーチンに実施される。そして、図４、図５のルー
チンは実施例１にて説明したので、説明を省略する。
プを利用して、触媒劣化度ＤＲに対応する温度範囲Ｔ
１、Ｔ２を求め、ステップ６１６にてＴＣをＴ１とおく
とともにＴＨをＴ２と置く、ＴＣ、ＴＨは実施例１と同
様、図４に従う触媒床温制御に用いるパラメータであ
る。次いでステップ６１８に進み、図１８のマップを利
用して、触媒劣化度ＤＲに対応する目標ＨＣ濃度Ｈ１を
演算し、ステップ６２０で、ＨＴをＨ１とおく。このＨ
Ｔは、実施例１と同様、図５に従うＨＣ濃度制御に用い
るパラメータである。実施例３においても、触媒床温制
御は図４のルーチンに従って実施され、ＨＣ量制御は図
５のルーチンに実施される。そして、図４、図５のルー
チンは実施例１にて説明したので、説明を省略する。
【００２４】次に、各実施例に共通な、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等によって、リ
ーンＮＯx 触媒６が劣化したと判断されたときには、図
５のＨＣ量増大手段を構成するルーチンによって、劣化
の度合に応じて、ＨＣ量が増大される。リーンＮＯx 触
媒６のＮＯx 浄化率は、触媒が劣化する程低下し、ＨＣ
量が多い程増加する。したがって、リーンＮＯx 触媒６
の劣化が進んでＮＯx浄化率が図７のａからｂへ、ｂか
らｃへと低下しても、ＨＣ量が増大されることによっ
て、図７の破線のようにＮＯx 浄化率が向上される。
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等によって、リ
ーンＮＯx 触媒６が劣化したと判断されたときには、図
５のＨＣ量増大手段を構成するルーチンによって、劣化
の度合に応じて、ＨＣ量が増大される。リーンＮＯx 触
媒６のＮＯx 浄化率は、触媒が劣化する程低下し、ＨＣ
量が多い程増加する。したがって、リーンＮＯx 触媒６
の劣化が進んでＮＯx浄化率が図７のａからｂへ、ｂか
らｃへと低下しても、ＨＣ量が増大されることによっ
て、図７の破線のようにＮＯx 浄化率が向上される。
【００２５】上記において、ＨＣ量の増加とともに、図
４のルーチンによって、触媒床温が高温側にシフトされ
ると、リーンＮＯx 触媒６のＮＯx 浄化率はさらに向上
される。すなわち、リーンＮＯx 触媒６が劣化して、図
７のａからｂ、ｃへとＮＯx浄化率がピークとなる温度
域が高温側にずれても、それに応じて触媒床温も、冷却
の停止或いは点火時期制御等によって高温側にシフトさ
れるので、リーンＮＯx 触媒６は常に高いＮＯx 浄化率
を示す温度域で使用され、長期間にわたって触媒の浄化
性能が有効に利用される。
４のルーチンによって、触媒床温が高温側にシフトされ
ると、リーンＮＯx 触媒６のＮＯx 浄化率はさらに向上
される。すなわち、リーンＮＯx 触媒６が劣化して、図
７のａからｂ、ｃへとＮＯx浄化率がピークとなる温度
域が高温側にずれても、それに応じて触媒床温も、冷却
の停止或いは点火時期制御等によって高温側にシフトさ
れるので、リーンＮＯx 触媒６は常に高いＮＯx 浄化率
を示す温度域で使用され、長期間にわたって触媒の浄化
性能が有効に利用される。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、触媒劣化判断手段と還
元剤量増大手段を設けたので、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断したときには、還
元剤量増大手段が還元剤量を増し、リーンＮＯx 触媒の
ＮＯx 浄化率の低下を最小限にするか、または、ＮＯx
浄化率を向上させることができる。この場合、還元剤量
増大手段は触媒劣化が進行したときにのみ還元剤を増大
するので、還元剤経済とＮＯx 浄化率向上との両立をは
かることができる。
元剤量増大手段を設けたので、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断したときには、還
元剤量増大手段が還元剤量を増し、リーンＮＯx 触媒の
ＮＯx 浄化率の低下を最小限にするか、または、ＮＯx
浄化率を向上させることができる。この場合、還元剤量
増大手段は触媒劣化が進行したときにのみ還元剤を増大
するので、還元剤経済とＮＯx 浄化率向上との両立をは
かることができる。
【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ＨＣ量増大
手段を構成するルーチンのフローチャートである。
手段を構成する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機器系統図
である。
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】図８のルーチンで用いられるＨＣ濃度Ｈ１対
浄化率低下度合Ｄマップである。
浄化率低下度合Ｄマップである。
【図１２】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１３】図１２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１４】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例３
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。
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。
【図１５】図１４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。
Ｎ対機関回転速度ＮＥマップである。
【図１６】図１４のルーチンで用いられる触媒劣化度Ｄ
Ｒ対触媒劣化関数Ｄマップである。
Ｒ対触媒劣化関数Ｄマップである。
【図１７】図１４のルーチンで用いられる排気温度対触
媒劣化度マップである。
媒劣化度マップである。
【図１８】図１４のルーチンで用いられる目標ＨＣ濃度
対触媒劣化度マップである。
対触媒劣化度マップである。
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 排気温度センサ
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、還元剤存在下で、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
とき前記触媒への還元剤量を増大する還元剤量増大手段
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 |
|---|---|---|---|
| JP3336691A JP2884798B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP3336691A JP2884798B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04255521A JPH04255521A (ja) | 1992-09-10 |
| JP2884798B2 true JP2884798B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=12384586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3336691A Expired - Lifetime JP2884798B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2884798B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007107465A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化診断装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10301602A1 (de) * | 2003-01-17 | 2004-07-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Dosiereinheit eines Katalysators |
| DE10323247A1 (de) * | 2003-05-22 | 2004-12-09 | Umicore Ag & Co.Kg | Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems aus einem Dieselmotor mit einem Dieseloxidationskatalysator zur Abgasreinigung |
| 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 |
| JP6459908B2 (ja) * | 2015-11-03 | 2019-01-30 | 株式会社デンソー | 排気浄化システム及び浄化制御装置 |
-
1991
- 1991-02-04 JP JP3336691A patent/JP2884798B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007107465A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化診断装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04255521A (ja) | 1992-09-10 |
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