JPH0658185A - 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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- JPH0658185A JPH0658185A JP21127392A JP21127392A JPH0658185A JP H0658185 A JPH0658185 A JP H0658185A JP 21127392 A JP21127392 A JP 21127392A JP 21127392 A JP21127392 A JP 21127392A JP H0658185 A JPH0658185 A JP H0658185A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Cエミッション悪化を伴わない加速フィーリングの向
上。 【構成】 加速時に燃料噴射量が増量制御される内燃機
関の排気浄化装置において、所定加速時にかつNOx吸
収分解触媒に吸収されたNOx量の範囲内で、空燃比を
出力空燃比に近づけるように、さらに燃料噴射量を増量
する手段を具備させた。これによって、加速フィーリン
グが向上する。増えたHCはNOxの分解に消費される
ので、HCエミッションは悪化しない。
Description
NOx吸収分解触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置で
あって、HCエミッションの悪化を伴なうことなく、加
速フィーリングを向上させた排気浄化装置に関する。
向上させ、加速フィーリングを良好にするようにした内
燃機関は、たとえば特開昭53−41642号公報によ
り知られている。
り空燃比をリッチ側に振るとトルクは向上するが、HC
エミッションも増え、三元触媒による浄化には限界があ
るので、実際には、空燃比が出力空燃比よりも浅い側の
リッチになる程度にしか、燃料噴射量を増大できず、加
速フィーリングの向上には制限があった。
を招くことなく加速フィーリングをさらに向上できる内
燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
明の内燃機関の排気浄化装置は次から成る。すなわち、
希薄燃焼可能な内燃機関およびその排気通路と、前記排
気通路に設けられた、酸化雰囲気中でNOxを吸収し還
元雰囲気中で吸収したNOxを分解するNOx吸収分解
触媒と、現在の機関運転状態が所定加速状態か否かを判
定する加速判定手段と、前記加速判定手段が現在の機関
運転状態が所定加速状態であると判定したときに、NO
x吸収分解触媒に吸収されているNOx量に応じて、空
燃比が出力空燃比に近づくように燃料噴射量を通常の加
速増量よりさらに増量する所定加速時燃料噴射量増量手
段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置。
速時には、所定加速時燃料噴射量増量手段によって、N
Ox吸収分解触媒に吸収されたNOx量に応じて通常の
加速増量よりも燃料噴射量が増量されるので、加速フィ
ーリングが向上する。噴射増量によって、燃料の未燃分
も増え排気中のHCが増えるが、この時は排気は還元雰
囲気にあるからNOx吸収分解触媒に吸収されていたN
Oxが触媒から放出され、排気中のHCはこのNOxの
還元、分解に消費される。この場合、増量後の燃料によ
る排気中のHC量がNOx吸収分解触媒に吸収されてい
たNOxの還元、分解に消費されるHC量の範囲内とな
るように燃料が増量されるので、燃料増量にかかわら
ず、大気中に放出されるHCの増加は少量に抑えられ、
HCエミッションの悪化が生じることはない。
面を参照して説明する。図1において、希薄燃焼可能な
内燃機関2(ディーゼルエンジンであってもよい)の排
気通路4には、酸化雰囲気中でNOxを吸収し還元雰囲
気中で吸収したNOxを分解するNOx吸収分解触媒6
が配設されている。
に、担体(たとえば、Al2 O3 )6cに、酸化および
還元能力を有する貴金属(たとえば白金Pt、または白
金PtとロジウムRh)6aと、アルカリ土類(たとえ
ば、Ba)、ランタン、アルカリ金属(たとえば、K)
から成る類から選ばれた1種以上の元素6bとを担持し
た触媒から成る。さらに、必要に応じて遷移金属(たと
えば、Cu)を担持してもよい。
囲気中で、NOとO2 とがPt表面で酸化してNO2 と
なり、これがBa(Ba(OH)2 、BaO)層にNO
3 -の形で固体拡散することにより、NOxがBa層中
に吸収される。また、還元雰囲気中で、吸収されていた
NO3 - が放出されてNO2 になり、排気中のHC、C
O等の還元剤によりPt表面で還元されてN2 になる。
すように、NOx吸収材6Aとその下流の三元触媒6B
との組合せであってもよい。NOx吸収材6Aとして
は、酸化能力を有する貴金属あるいは遷移金属と、NO
xを吸収できるアルカリ土類、ランタン、アルカリ金属
等を複合したもので、たとえばBa−Cu−O系があ
る。
排気中(酸化雰囲気中)でNOxを吸収し、空燃比リッ
チの排気中(還元雰囲気中)でNOxを放出して再生さ
れる。空燃比リーンの状態が長期間続くとNOx吸収分
解触媒6は飽和しNOxを吸収しなくなるので、NOx
吸収量が触媒のNOx吸収容量に近づくと空燃比リッチ
状態を作り、触媒にNOxを放出させて触媒を浄化、再
生する必要がある。
らわれ、加速時は空燃比がリッチとされることで、排気
は還元雰囲気になるので、触媒6は浄化される。すなわ
ち、加速リッチがNOx吸収分解触媒6の再生に利用で
きる。また、この加速リッチをうまく制御することによ
り、NOx吸収分解触媒6の再生のみならず、HCエミ
ッションの悪化を伴なわない加速フィーリングの向上が
可能になる。
設けられている。たとえば、触媒温度あるいは排気温T
eを測定するために、排気通路4には、触媒上流に排気
温センサ10が設けられている。また、エンジン運転条
件を検出するために、負荷センサ(たとえば、吸気負圧
センサ)12、およびエンジン回転速度センサ(ディス
トリビュータに内蔵されたクランク角度センサから演算
によりエンジン回転速度Neを求めるようにしてもよ
い)14が設けられている。これらのセンサ10、1
2、14の出力は、電子制御装置(エレクトロニックコ
ントロールユニット、ECUと略記)8に供給される。
り、通常のマイクロコンピュータと同様に、入出力イン
タフェース、読出し専用メモリのリードオンリメモリ
(ROM)、一時記憶用メモリのランダムアクセスメモ
リ(RAM)、演算を実行するセントラルプロセッサユ
ニット(CPU)を有している。また、センサ10、1
2、14からの信号がアナログ信号である場合には、ア
ナログ/ディジタル変換器でディジタル信号に変換して
入力インタフェースに入力するようにしてある。CPU
での演算結果の指令信号は出力インタフェースから電子
制御式燃料噴射弁16に送られ、燃料噴射量を制御する
ことによって空燃比、ひいては排気雰囲気を制御できる
ようにしてある。
OMに記憶されており、CPUに読出されて演算が実行
される。図5のルーチンは、一定時間毎に、または一定
クランク角毎に割込まれる。このルーチンは、ステップ
56、58において、通常の加速増量の他に所定加速時
にさらに増量する所定加速時増量Ka が付加されている
点以外は公知である。
機関負荷P、機関回転速度Neが読込まれ、ステップ5
4で、P、Neに基づいて、マップ等を利用して基本燃
料噴射量TP が決定される。続いて、ステップ56で、
各種の補正係数K1 、K2 、…、Kn がそれぞれのマッ
プを利用して決定される。たとえば、加速時に燃料噴射
量を増量する通常の加速増量K1 、発進時に増量する発
進増量K2 、低温始動時を水温で検知してその時に燃料
噴射量を増量する水温増量K3 、等がある。この他に、
本発明で特有の、所定の加速時(たとえば、所定値以上
の急加速時に)、所定値以上の所定加速時に、K1 の増
量に加えて、さらに燃料噴射量を増量する急加速時増量
Ka が読込まれる。このKa は、後で説明する図8のル
ーチンで予じめ求められている。
Kを、たとえばK=1+K1 +K2+…+Kn +Ka の
ようにして、決定する。ステップ60では、基本燃料噴
射量Tp と補正係数Kとから現在噴射すべき燃料噴射量
K・Tp を求め、それに基づいて燃料噴射時間TAUを
決定する。続いて、ステップ62でTAUをセットし、
TAU時間だけ燃料を噴射し、ステップ64でリターン
する。
補正は、NOx吸収分解触媒6に吸収されているNOx
量に応じてかつ所定加速時(たとえば、所定値以上の加
速時)にのみ実行されるべきである。何となれば所定加
速時の燃料噴射量増量は、加速フィーリングの向上と、
NOx吸収分解触媒6の浄化、再生のために行うもので
あるから、所定加速以下の加速時のようにトルクショッ
クを伴わないときに燃料増量する必要がないからであ
り、かつNOxがたまっていない時に行うとか吸収NO
x量以上の噴射増量を行うと、後の説明から分るように
HCエミッションが悪化するからである。
が吸収されてたまったかを知るために、図6のルーチン
を用いる。図6のルーチンはROMに記憶されておりC
PUに読出されて演算が実行される。図6のルーチンは
一定時間毎に割込まれる。まず、ステップ100で割込
まれ、ステップ102で現在の機関運転状態、すなわ
ち、機関負荷P、機関回転速度Ne、排気温(触媒温に
相関)Te等が読込まれる。続いて、ステップ104
で、予じめ試験で求めておいた、P、Neと、単位時間
当りのNOx吸収量(吸収速度)Nijのマップから、現
在の運転状態のNijを求める。続いて、ステップ106
で、前回のNOx吸収積算量ΣNOxに、Nijと△t
(ルーチンへの割込み時間間隔)を乗じたものを加算し
て今回のNOx吸収積算量ΣNOxを求め、これをNO
x吸収分解触媒6にたまっているNOx量とみなし、ス
テップ108に進んでリターンする。
(たとえば所定加速度以上の加速状態)にあるか否かを
判定するために、図7の加速判定手段としてのルーチン
に割込む。このルーチンは、ROMに記憶されており、
CPUに読出されて演算が実行される。このルーチンは
一定時間毎に割込まれる。
2で、機関負荷P、機関回転速度Neを読込む。Pは吸
気圧で絶対圧として測定した値を用いる。続いて、ステ
ップ154で機関負荷Pの単位時間あたりの変化量(P
の微分)を求める。たとえば、アクセルペダルを急に踏
込んでアクセル開度を急に大にしたときはPの微分値は
大である。続いてステップ156に進み、Pの微分値が
所定値以上か否かを判定し、所定値より大であれば、所
定加速時とみなして、ステップ158に進み加速フラグ
ACCFLAGを1とおくとともに、加速時タイマをO
Nとする。ステップ156でPの微分値が所定値より小
であれば所定加速時でないとみなして、ステップ160
に進み、加速フラグACCFLAGを0にクリアする。
ステップ158、160からステップ162に進み、リ
ターンする。
は、加速判定手段(図7のルーチン)が現在の機関運転
状態が所定加速時であると判定したときに、NOx吸収
分解触媒に吸収されているNOx量が所定値を超えてい
る間、NOx吸収分解触媒に吸収されているNOx量に
応じて、空燃比が出力空燃比に近づくように燃料噴射量
を、通常の加速増量よりさらに増量する所定加速時燃料
噴射増量手段であり、ROMに記憶されており、CPU
に読出されて、演算が実行される。
プ270で割込まれる。続いて、ステップ272で、N
Ox吸収分解触媒6にたまっているNOx量ΣNOxが
所定値(たとえば、NOx吸収分解触媒6のNOx吸収
容量の30%)より大か否かを判定し、大なら所定加速
時リッチ制御を実行してもよいと判定してステップ27
4に進み、ステップ274で加速フラグACCFLAG
が1になっているか(所定加速時か)否かを判定し、所
定加速時なら所定加速時リッチ制御を実行すべきである
と判定して、ステップ276に進み、所定加速時燃料噴
射増量補正係数Ka を決定する。ステップ272でΣN
Oxが十分な量たまっていないと判定されたり、ステッ
プ274で所定加速時でないと判定されたときは、所定
加速時燃料噴射増量を行わないようにするために、ステ
ップ278に進んで、Ka を0とおく。ステップ27
6、278からステップ279に進んでリターンする。
所定加速時に、NOx吸収分解触媒に吸収されているN
Ox量に応じた範囲内で、空燃比が出力空燃比に近づく
ように、燃料噴射量が増量されるように決定される。た
とえば、出力空燃比がA/F=11であるとし、通常の
加速増量(K1 による増量)によってA/Fが13まで
リッチにされる場合、所定加速時増量(Ka による増
量)によってA/Fが11に近づくように、Ka が決定
される。このようにして決定されたKa を用いて前述の
図5のステップ56、58の演算が実行される。
て、機関の排気雰囲気は還元雰囲気になり、NOx吸収
分解触媒6はNOxを放出して、比較的短時間で再生さ
れる。触媒再生後にも所定加速時リッチ制御が続行され
ると、HCが放出NOxの還元に消費されることなく、
そのまま大気中に放出されるようになって、HCエミッ
ションの悪化が生じるので、NOx吸収分解触媒6の再
生が完了すると、所定加速時リッチ制御を停止して、再
びNOxが、十分な量、触媒6にたまるのを待つべきで
ある。このための制御を行うのが図9のルーチンであ
る。
りCPUに読出されて演算が実行される。図9のルーチ
ンは一定時間毎に割込まれる。ステップ280で割込ま
れ、ステップ282で所定加速リッチ制御が完了したか
否かを判定する。これは、たとえば、図7のルーチンの
ステップ158で、所定加速時になったときに加速時タ
イマをONにし、ステップ282でこのタイマのカウン
トが所定値以上になったか否かをみることによって、判
定される。ステップ282で所定加速リッチ制御が完了
していなければ、ステップ286に進んでリターンし、
ステップ282で所定加速リッチ制御が完了したと判定
されれば、ステップ284に進んで、NOx吸収分解触
媒6のNOx吸収量ΣNOxを0にクリアし、さらに加
速タイマをOFFにして、リターンする。ΣNOxを0
とした後は、図6のルーチンで演算されるΣNOxが、
図8のルーチンのステップ272で再び所定値を超える
迄は、所定加速リッチ制御は実行されない。
い時は、Ka =0であるから、図5のルーチンでKa =
0とおいて、通常の燃料噴射制御が実行される。所定加
速時になると、図8のルーチンで、NOx吸収分解触媒
6に吸収されたNOx吸収量ΣNOxが所定値以上にな
っている時はKa が0でない値をとって増量され、従来
の加速増量(図5のK1 による増量)に加えて、さらに
所定加速時増量(図5のKa による増量)も実行され、
空燃比が出力空燃比に近づけられる。
設けられている場合は、Ka による燃料増量によって排
気中のHC(未燃のHCが排気中に流れてくる)が増
え、三元触媒でもこのHCを浄化しきれないため、大気
に放出されるHC濃度が、図4に示す如く許容値を超え
る。このため、従来は、空燃比を出力空燃比迄リッチに
することはできなかった。その結果、急加速時のトルク
が十分に得られず、加速フィーリングが余りよくなかっ
た。
とKa の両方の増量が実施されて、空燃比は出力空燃比
に近づくので、加速フィーリングが向上される。この場
合、機関2から排気通路4に流れ出た直後(触媒6より
上流)の排気中のHCは増えるが、NOx吸収分解触媒
6に流れてきたときに、図3の右半分に示した、触媒6
から放出されたNOxとHCとの反応が生じてNOxの
N2 への分解にHCが消費されるので、NOx吸収分解
触媒6を出た後の排気中のHCは少量であり、図4の実
線で示すように、大気中に放出される排気中のHC濃度
は、十分に許容値以内にある。したがって、HCエミッ
ションの悪化を伴なわずに加速フィーリングの向上が達
成される。すなわち、NOx吸収分解触媒に吸収された
NOx量に応じた燃料量以内なら増量してもさしつかえ
なく、燃料増量を実行して加速フィーリングを向上して
いる。
の燃料増量によって生じたHCは、NOx吸収分解触媒
6の浄化、再生にも利用されており、触媒の飽和による
NOxの大気中への排出を阻止している。
排気通路に備えた内燃機関の排気浄化装置に、加速判定
手段と、所定加速時燃料噴射量増量手段を具備したの
で、HCエミッションの悪化を伴わずに加速フィーリン
グを向上でき、しかもNOx吸収分解触媒の効率よい再
生もはかることができる。
置の系統図である。
気浄化装置の系統図である。
x吸収、分解作動原理図である。
浄化装置の、所定加速時のHC濃度比較図である。
燃料噴射制御ルーチンのフローチャートである。
NOx吸収分解触媒にたまるNOx量を求める演算ルー
チンのフローチャートである。
加速判定手段のフローチャートである。
所定加速時燃料噴射量増量手段のフローチャートであ
る。
所定加速リッチ制御完了時のリセット用ルーチンのフロ
ーチャートである。
Claims (1)
- 【請求項1】 希薄燃焼可能な内燃機関およびその排気
通路と、 前記排気通路に設けられた、酸化雰囲気中でNOxを吸
収し還元雰囲気中で吸収したNOxを分解するNOx吸
収分解触媒と、 現在の機関運転状態が所定加速状態か否かを判定する加
速判定手段と、 前記加速判定手段が現在の機関運転状態が所定加速状態
であると判定したときに、NOx吸収分解触媒に吸収さ
れているNOx量に応じて、空燃比が出力空燃比に近づ
くように燃料噴射量を通常の加速増量よりさらに増量す
る所定加速時燃料噴射量増量手段と、を備えたことを特
徴とする内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21127392A JP2757698B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21127392A JP2757698B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0658185A true JPH0658185A (ja) | 1994-03-01 |
JP2757698B2 JP2757698B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=16603195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21127392A Expired - Lifetime JP2757698B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2757698B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6662795B2 (en) * | 2001-08-20 | 2003-12-16 | Caterpillar Inc | Method and apparatus configured to maintain a desired engine emissions level |
JP2010265771A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Denso Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005042662A (ja) | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP4858728B2 (ja) * | 2009-09-11 | 2012-01-18 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1992
- 1992-08-07 JP JP21127392A patent/JP2757698B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6662795B2 (en) * | 2001-08-20 | 2003-12-16 | Caterpillar Inc | Method and apparatus configured to maintain a desired engine emissions level |
JP2010265771A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Denso Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2757698B2 (ja) | 1998-05-25 |
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