JP3508192B2 - 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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- JP3508192B2 JP3508192B2 JP00642294A JP642294A JP3508192B2 JP 3508192 B2 JP3508192 B2 JP 3508192B2 JP 00642294 A JP00642294 A JP 00642294A JP 642294 A JP642294 A JP 642294A JP 3508192 B2 JP3508192 B2 JP 3508192B2
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- combustion region
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはＮＯx を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチのときには吸収したＮＯx を放出す
るＮＯ x 吸収剤を機関排気通路内に配置し、リーン混合
気が燃焼せしめられたときにはＮＯx をＮＯx 吸収剤に
吸収し、理論空燃比の混合気又はリッチ混合気が燃焼せ
しめられたときにはＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出する
と共に放出されたＮＯxを還元するようにした内燃機関
が公知である（国際公開ＷＯ９３／０７３６３号参
照）。
きにはＮＯx を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチのときには吸収したＮＯx を放出す
るＮＯ x 吸収剤を機関排気通路内に配置し、リーン混合
気が燃焼せしめられたときにはＮＯx をＮＯx 吸収剤に
吸収し、理論空燃比の混合気又はリッチ混合気が燃焼せ
しめられたときにはＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出する
と共に放出されたＮＯxを還元するようにした内燃機関
が公知である（国際公開ＷＯ９３／０７３６３号参
照）。
【０００３】また、機関の運転状態に応じて混合気の空
燃比をリーン空燃比から理論空燃比に、或いは理論空燃
比からリーン空燃比に切換える際に空燃比を徐々に小さ
く又は徐々に大きくし、それによって空燃比の切換えの
際に機関出力トルクが急変しないようにした内燃機関が
公知である（特開昭５９−７７４１号公報参照）
燃比をリーン空燃比から理論空燃比に、或いは理論空燃
比からリーン空燃比に切換える際に空燃比を徐々に小さ
く又は徐々に大きくし、それによって空燃比の切換えの
際に機関出力トルクが急変しないようにした内燃機関が
公知である（特開昭５９−７７４１号公報参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら機関排気
通路内にＮＯx 吸収剤を配置した内燃機関において混合
気の空燃比を例えばリーン空燃比から理論空燃比に、或
いは理論空燃比からリーン空燃比に切換える際に機関出
力トルクの急変を阻止すべく空燃比を徐々に小さく又は
徐々に大きくすると多量のＮＯx がＮＯx 吸収剤に吸収
されることなく大気に放出されてしまうという問題を生
ずる。
通路内にＮＯx 吸収剤を配置した内燃機関において混合
気の空燃比を例えばリーン空燃比から理論空燃比に、或
いは理論空燃比からリーン空燃比に切換える際に機関出
力トルクの急変を阻止すべく空燃比を徐々に小さく又は
徐々に大きくすると多量のＮＯx がＮＯx 吸収剤に吸収
されることなく大気に放出されてしまうという問題を生
ずる。
【０００５】即ち、図１９において鎖線がリーン空燃比
と理論空燃比との切換え境界線であるとすると車速をわ
ずかばかり増大すべくスロットル開度がわずかばかり増
大せしめられて機関負荷が境界線を越えると混合気の空
燃比はリーン空燃比から理論空燃比に徐々に変化せしめ
られる。ところが混合気の空燃比がリーン空燃比から理
論空燃比に切換えられると機関出力が大巾に増大せしめ
られるために車速は運転者が期待していた以上に増大し
てしまう。その結果、今度は車速を低下させるべくスロ
ットル開度が小さくされる。
と理論空燃比との切換え境界線であるとすると車速をわ
ずかばかり増大すべくスロットル開度がわずかばかり増
大せしめられて機関負荷が境界線を越えると混合気の空
燃比はリーン空燃比から理論空燃比に徐々に変化せしめ
られる。ところが混合気の空燃比がリーン空燃比から理
論空燃比に切換えられると機関出力が大巾に増大せしめ
られるために車速は運転者が期待していた以上に増大し
てしまう。その結果、今度は車速を低下させるべくスロ
ットル開度が小さくされる。
【０００６】スロットル開度が小さくされて機関負荷が
境界線よりも低くなると今度は混合気の空燃比が理論空
燃比からリーン空燃比に徐々に変化せしめられる。とこ
ろが混合気の空燃比が理論空燃比からリーン空燃比に切
換えられると機関出力が大巾に低下せしめられるために
車速は運転者が期待していた以上に低下してしまう。そ
の結果、今度は車速を増大させるべくスロットル開度が
大きくされる。このようにしてスロットル弁の開弁動作
と閉弁動作が交互に繰返され、空燃比がリーン空燃比と
理論空燃比との間を行ったり来たりすることになる。
境界線よりも低くなると今度は混合気の空燃比が理論空
燃比からリーン空燃比に徐々に変化せしめられる。とこ
ろが混合気の空燃比が理論空燃比からリーン空燃比に切
換えられると機関出力が大巾に低下せしめられるために
車速は運転者が期待していた以上に低下してしまう。そ
の結果、今度は車速を増大させるべくスロットル開度が
大きくされる。このようにしてスロットル弁の開弁動作
と閉弁動作が交互に繰返され、空燃比がリーン空燃比と
理論空燃比との間を行ったり来たりすることになる。
【０００７】ところがＮＯx 吸収剤のＮＯx 吸収率は理
論空燃比よりもややリーンの領域では低く、また理論空
燃比よりもややリーンの領域では機関から多量のＮＯx
が放出される。その結果、理論空燃比よりもややリーン
の領域では機関から排出されたＮＯx を良好にＮＯx 吸
収剤に吸収しえず、一部のＮＯx が大気に放出されるこ
とになる。従って図１９に示されるように混合気の空燃
比がリーン空燃比と理論空燃比との間を行ったり来たり
するとその都度空燃比が理論空燃比よりもややリーンの
領域を通るためにその度毎にＮＯx が大気中に排出され
るという問題がある。このような問題は混合気の空燃比
がリーン空燃比とリッチ空燃比との間で往ったり来たり
する場合にも同様に生ずる。
論空燃比よりもややリーンの領域では低く、また理論空
燃比よりもややリーンの領域では機関から多量のＮＯx
が放出される。その結果、理論空燃比よりもややリーン
の領域では機関から排出されたＮＯx を良好にＮＯx 吸
収剤に吸収しえず、一部のＮＯx が大気に放出されるこ
とになる。従って図１９に示されるように混合気の空燃
比がリーン空燃比と理論空燃比との間を行ったり来たり
するとその都度空燃比が理論空燃比よりもややリーンの
領域を通るためにその度毎にＮＯx が大気中に排出され
るという問題がある。このような問題は混合気の空燃比
がリーン空燃比とリッチ空燃比との間で往ったり来たり
する場合にも同様に生ずる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、流入する排気ガスの空燃比がリー
ンのときにはＮＯx を吸収し、流入する排気ガスの空燃
比が理論空燃比又はリッチのときには吸収したＮＯx を
放出するＮＯx 吸収剤を機関排気通路内に配置し、機関
の運転領域を低負荷側のリーン燃焼領域と高負荷側の理
論空燃比又はリッチ燃焼領域とに分割し、リーン燃焼領
域のときにはリーン混合気を燃焼せしめて機関から排出
されたＮＯx をＮＯx 吸収剤に吸収せしめ、理論空燃比
又はリッチ燃焼領域のときには理論空燃比の混合気又は
リッチ混合気を燃焼せしめてＮＯx 吸収剤に吸収されて
いるＮＯx を放出させるようにした内燃機関において、
機関の運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃比燃焼領
域に移行したときに混合気の空燃比を徐々に小さくする
と共に機関の運転領域が理論空燃比燃焼領域からリーン
燃焼領域に移行したときに混合気の空燃比を徐々に大き
くする空燃比徐変手段を具備し、リーン燃焼領域と理論
空燃比燃焼領域との境界線をリーン燃焼領域から理論空
燃比燃焼領域への移行時の境界となる第１の境界線と理
論空燃比燃焼領域からリーン燃焼領域への移行時の境界
となる第２の境界線とにより構成し、第２の境界線を第
１の境界線に対して低負荷側に設定している。
めに本発明によれば、流入する排気ガスの空燃比がリー
ンのときにはＮＯx を吸収し、流入する排気ガスの空燃
比が理論空燃比又はリッチのときには吸収したＮＯx を
放出するＮＯx 吸収剤を機関排気通路内に配置し、機関
の運転領域を低負荷側のリーン燃焼領域と高負荷側の理
論空燃比又はリッチ燃焼領域とに分割し、リーン燃焼領
域のときにはリーン混合気を燃焼せしめて機関から排出
されたＮＯx をＮＯx 吸収剤に吸収せしめ、理論空燃比
又はリッチ燃焼領域のときには理論空燃比の混合気又は
リッチ混合気を燃焼せしめてＮＯx 吸収剤に吸収されて
いるＮＯx を放出させるようにした内燃機関において、
機関の運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃比燃焼領
域に移行したときに混合気の空燃比を徐々に小さくする
と共に機関の運転領域が理論空燃比燃焼領域からリーン
燃焼領域に移行したときに混合気の空燃比を徐々に大き
くする空燃比徐変手段を具備し、リーン燃焼領域と理論
空燃比燃焼領域との境界線をリーン燃焼領域から理論空
燃比燃焼領域への移行時の境界となる第１の境界線と理
論空燃比燃焼領域からリーン燃焼領域への移行時の境界
となる第２の境界線とにより構成し、第２の境界線を第
１の境界線に対して低負荷側に設定している。
【０００９】更に本発明によれば上記問題点を解決する
ために、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには
ＮＯx を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃
比又はリッチのときには吸収したＮＯx を放出するＮＯ
x 吸収剤を機関排気通路内に配置し、機関の運転領域を
低負荷側のリーン燃焼領域と高負荷側の理論空燃比又は
リッチ燃焼領域とに分割し、リーン燃焼領域のときには
リーン混合気を燃焼せしめて機関から排出されたＮＯx
をＮＯx 吸収剤に吸収せしめ、理論空燃比又はリッチ燃
焼領域のときには理論空燃比の混合気又はリッチ混合気
を燃焼せしめてＮＯx 吸収剤に吸収されているＮＯx を
放出させるようにした内燃機関において、機関の運転領
域がリーン燃焼領域から理論空燃比燃焼領域に移行した
ときに混合気の空燃比を徐々に小さくすると共に機関の
運転領域が理論空燃比燃焼領域からリーン燃焼領域に移
行したときに混合気の空燃比を徐々に大きくする空燃比
徐変手段と、機関の運転領域がリーン燃焼領域から理論
空燃比燃焼領域に移行した後に機関の運転領域がリーン
燃焼領域と理論空燃比燃焼領域とを交互に繰返す可能性
があると推定する推定手段と、機関の運転領域がリーン
燃焼領域と理論空燃比燃焼領域とを交互に繰返す可能性
があると推定されたときには混合気の空燃比を一時的に
リーン空燃比又は理論空燃比に固定する空燃比固定手段
とを具備している。
ために、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには
ＮＯx を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃
比又はリッチのときには吸収したＮＯx を放出するＮＯ
x 吸収剤を機関排気通路内に配置し、機関の運転領域を
低負荷側のリーン燃焼領域と高負荷側の理論空燃比又は
リッチ燃焼領域とに分割し、リーン燃焼領域のときには
リーン混合気を燃焼せしめて機関から排出されたＮＯx
をＮＯx 吸収剤に吸収せしめ、理論空燃比又はリッチ燃
焼領域のときには理論空燃比の混合気又はリッチ混合気
を燃焼せしめてＮＯx 吸収剤に吸収されているＮＯx を
放出させるようにした内燃機関において、機関の運転領
域がリーン燃焼領域から理論空燃比燃焼領域に移行した
ときに混合気の空燃比を徐々に小さくすると共に機関の
運転領域が理論空燃比燃焼領域からリーン燃焼領域に移
行したときに混合気の空燃比を徐々に大きくする空燃比
徐変手段と、機関の運転領域がリーン燃焼領域から理論
空燃比燃焼領域に移行した後に機関の運転領域がリーン
燃焼領域と理論空燃比燃焼領域とを交互に繰返す可能性
があると推定する推定手段と、機関の運転領域がリーン
燃焼領域と理論空燃比燃焼領域とを交互に繰返す可能性
があると推定されたときには混合気の空燃比を一時的に
リーン空燃比又は理論空燃比に固定する空燃比固定手段
とを具備している。
【００１０】更に本発明によれば上記問題点を解決する
ために、上述の推定手段は機関の運転領域がリーン燃焼
領域から理論空燃比燃焼領域に移行した後機関の運転領
域が再びリーン燃焼領域に移行するまでの間における機
関負荷の変動量が予め定められた量よりも小さいときに
は機関の運転領域がリーン燃焼領域と理論空燃比燃焼領
域とを交互に繰返す可能性があると推定している。
ために、上述の推定手段は機関の運転領域がリーン燃焼
領域から理論空燃比燃焼領域に移行した後機関の運転領
域が再びリーン燃焼領域に移行するまでの間における機
関負荷の変動量が予め定められた量よりも小さいときに
は機関の運転領域がリーン燃焼領域と理論空燃比燃焼領
域とを交互に繰返す可能性があると推定している。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【実施例】図１を参照すると、１は機関本体、２はピス
トン、３は燃焼室、４は点火栓、５は吸気弁、６は吸気
ポート、７は排気弁、８は排気ポートを夫々示す。吸気
ポート６は対応する枝管９を介してサージタンク１０に
連結され、各枝管９には夫々吸気ポート６内に向けて燃
料を噴射する燃料噴射弁１１が取付けられる。サージタ
ンク１０は吸気ダクト１２を介してエアクリーナ１３に
連結され、吸気ダクト１２内にはスロットル弁１４が配
置される。一方、排気ポート８は排気マニホルド１５お
よび排気管１６を介してＮＯx 吸収剤１８を内蔵したケ
ーシング１７に接続される。
トン、３は燃焼室、４は点火栓、５は吸気弁、６は吸気
ポート、７は排気弁、８は排気ポートを夫々示す。吸気
ポート６は対応する枝管９を介してサージタンク１０に
連結され、各枝管９には夫々吸気ポート６内に向けて燃
料を噴射する燃料噴射弁１１が取付けられる。サージタ
ンク１０は吸気ダクト１２を介してエアクリーナ１３に
連結され、吸気ダクト１２内にはスロットル弁１４が配
置される。一方、排気ポート８は排気マニホルド１５お
よび排気管１６を介してＮＯx 吸収剤１８を内蔵したケ
ーシング１７に接続される。
【００１４】電子制御ユニット３０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス３１によって相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２，ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）３３，ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具
備する。サージタンク１０内にはサージタンク１０内の
絶対圧に比例した出力電圧を発生する圧力センサ１９が
配置され、この圧力センサ１９の出力電圧は対応するＡ
Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。ス
ロットル弁１４にはスロットル開度に比例した出力電圧
を発生するスロットル開度センサ２０が取付けられ、こ
のスロットル開度センサ２０の出力電圧は対応するＡＤ
変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。排気
マニホルド１５内には空燃比センサ２１が配置され、こ
の空燃比センサ２１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３
７を介して入力ポート３５に入力される。また、入力ポ
ート３５には機関回転数を表わす出力パルスを発生する
回転数センサ２２が接続される。一方、出力ポート３６
は対応する駆動回路３８を介して夫々点火栓４および燃
料噴射弁１１に接続される。
ュータからなり、双方向性バス３１によって相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２，ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）３３，ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具
備する。サージタンク１０内にはサージタンク１０内の
絶対圧に比例した出力電圧を発生する圧力センサ１９が
配置され、この圧力センサ１９の出力電圧は対応するＡ
Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。ス
ロットル弁１４にはスロットル開度に比例した出力電圧
を発生するスロットル開度センサ２０が取付けられ、こ
のスロットル開度センサ２０の出力電圧は対応するＡＤ
変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。排気
マニホルド１５内には空燃比センサ２１が配置され、こ
の空燃比センサ２１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３
７を介して入力ポート３５に入力される。また、入力ポ
ート３５には機関回転数を表わす出力パルスを発生する
回転数センサ２２が接続される。一方、出力ポート３６
は対応する駆動回路３８を介して夫々点火栓４および燃
料噴射弁１１に接続される。
【００１５】図１に示す内燃機関では例えば次式に基い
て燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。 ＴＡＵ＝ｆ・ＴＰ・Ｋ・ＦＡＦ ここでｆは定数、ＴＰは基本燃料噴射時間、Ｋは補正係
数、ＦＡＦはフィードバック補正係数を夫々示す。基本
燃料噴射時間ＴＰは機関シリンダ内に供給される混合気
の空燃比を理論空燃比とするのに必要な燃料噴射時間を
示している。この基本燃料噴射時間ＴＰは予め実験によ
り求められ、サージタンク１０内の絶対圧ＰＭおよび機
関回転数Ｎの関数として図２に示すようなマップの形で
予めＲＯＭ３２内に記憶されている。補正係数Ｋは機関
シリンダ内に供給される混合気の空燃比を制御するため
の係数であってＫ＝１．０であれば機関シリンダ内に供
給される混合気は理論空燃比となる。これに対してＫ＜
１．０になれば機関シリンダ内に供給される混合気の空
燃比は理論空燃比よりも大きくなり、即ちリーンとな
り、Ｋ＞１．０になれば機関シリンダ内に供給される混
合気の空燃比は理論空燃比よりも小さくなる、即ちリッ
チとなる。
て燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。 ＴＡＵ＝ｆ・ＴＰ・Ｋ・ＦＡＦ ここでｆは定数、ＴＰは基本燃料噴射時間、Ｋは補正係
数、ＦＡＦはフィードバック補正係数を夫々示す。基本
燃料噴射時間ＴＰは機関シリンダ内に供給される混合気
の空燃比を理論空燃比とするのに必要な燃料噴射時間を
示している。この基本燃料噴射時間ＴＰは予め実験によ
り求められ、サージタンク１０内の絶対圧ＰＭおよび機
関回転数Ｎの関数として図２に示すようなマップの形で
予めＲＯＭ３２内に記憶されている。補正係数Ｋは機関
シリンダ内に供給される混合気の空燃比を制御するため
の係数であってＫ＝１．０であれば機関シリンダ内に供
給される混合気は理論空燃比となる。これに対してＫ＜
１．０になれば機関シリンダ内に供給される混合気の空
燃比は理論空燃比よりも大きくなり、即ちリーンとな
り、Ｋ＞１．０になれば機関シリンダ内に供給される混
合気の空燃比は理論空燃比よりも小さくなる、即ちリッ
チとなる。
【００１６】フィードバック補正係数ＦＡＦはＫ＝１．
０のとき、即ち機関シリンダ内に供給される混合気の空
燃比を理論空燃比とすべきときに空燃比センサ２１の出
力信号に基いて空燃比を理論空燃比に正確に一致させる
ための係数である。このフィードバック補正係数ＦＡＦ
はほぼ１．０を中心として上下動しており、このＦＡＦ
は混合気がリッチになると減少し、混合気がリーンにな
ると増大する。なお、Ｋ＜１．０又はＫ＞１．０のとき
にはＦＡＦは１．０に固定される。
０のとき、即ち機関シリンダ内に供給される混合気の空
燃比を理論空燃比とすべきときに空燃比センサ２１の出
力信号に基いて空燃比を理論空燃比に正確に一致させる
ための係数である。このフィードバック補正係数ＦＡＦ
はほぼ１．０を中心として上下動しており、このＦＡＦ
は混合気がリッチになると減少し、混合気がリーンにな
ると増大する。なお、Ｋ＜１．０又はＫ＞１．０のとき
にはＦＡＦは１．０に固定される。
【００１７】機関シリンダ内に供給すべき混合気の目標
空燃比、即ち補正係数Ｋの値は機関の運転状態に応じて
変化せしめられ、本発明による実施例では基本的には図
３に示されるようにサージタンク１０内の絶対圧ＰＭお
よび機関回転数Ｎの関数として予め定められている。即
ち、図３に示されるように境界線Ｑよりも低負荷側のア
イドリング運転領域ではＫ＝１．０、即ち混合気の空燃
比が理論空燃比とされ、境界線Ｑと境界線Ｒの間の低負
荷運転領域ではＫ＜１．０、即ち混合気の空燃比がリー
ンとされ、境界線Ｒと境界線Ｓの間の高負荷運転領域で
はＫ＝１．０、即ち混合気の空燃比が理論空燃比とさ
れ、境界線Ｓよりも高負荷側の全負荷運転領域ではＫ＞
１．０、即ち混合気の空燃比がリッチとされる。
空燃比、即ち補正係数Ｋの値は機関の運転状態に応じて
変化せしめられ、本発明による実施例では基本的には図
３に示されるようにサージタンク１０内の絶対圧ＰＭお
よび機関回転数Ｎの関数として予め定められている。即
ち、図３に示されるように境界線Ｑよりも低負荷側のア
イドリング運転領域ではＫ＝１．０、即ち混合気の空燃
比が理論空燃比とされ、境界線Ｑと境界線Ｒの間の低負
荷運転領域ではＫ＜１．０、即ち混合気の空燃比がリー
ンとされ、境界線Ｒと境界線Ｓの間の高負荷運転領域で
はＫ＝１．０、即ち混合気の空燃比が理論空燃比とさ
れ、境界線Ｓよりも高負荷側の全負荷運転領域ではＫ＞
１．０、即ち混合気の空燃比がリッチとされる。
【００１８】図４は燃焼室３から排出される排気ガス中
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図４から
わかるように燃焼室３から排出される排気ガス中の未燃
ＨＣ，ＣＯの濃度は燃焼室３内に供給される混合気の空
燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室３から排出され
る排気ガス中の酸素Ｏ2 の濃度は燃焼室３内に供給され
る混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図４から
わかるように燃焼室３から排出される排気ガス中の未燃
ＨＣ，ＣＯの濃度は燃焼室３内に供給される混合気の空
燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室３から排出され
る排気ガス中の酸素Ｏ2 の濃度は燃焼室３内に供給され
る混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
【００１９】ケーシング１７内に収容されているＮＯx
吸収剤１８は例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セ
シウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カル
シウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イッ
トリウムＹのような希土類から選ばれた少くとも一つ
と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されている。機関
吸気通路およびＮＯx 吸収剤１８上流の排気通路内に供
給された空気および燃料（炭化水素）の比をＮＯ x 吸収
剤１８への流入排気ガスの空燃比と称するとこのＮＯx
吸収剤１８は流入排気ガスの空燃比がリーンのときには
ＮＯx を吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下する
と吸収したＮＯx を放出するＮＯx の吸放出作用を行
う。なお、ＮＯx 吸収剤１８上流の排気通路内に燃料
（炭化水素）或いは空気が供給されない場合には流入排
気ガスの空燃比は燃焼室３内に供給される混合気の空燃
比に一致し、従ってこの場合にはＮＯx 吸収剤１８は燃
焼室３内に供給される混合気の空燃比がリーンのときに
はＮＯx を吸収し、燃焼室３内に供給される混合気中の
酸素濃度が低下すると吸収したＮＯx を放出することに
なる。
吸収剤１８は例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セ
シウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カル
シウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イッ
トリウムＹのような希土類から選ばれた少くとも一つ
と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されている。機関
吸気通路およびＮＯx 吸収剤１８上流の排気通路内に供
給された空気および燃料（炭化水素）の比をＮＯ x 吸収
剤１８への流入排気ガスの空燃比と称するとこのＮＯx
吸収剤１８は流入排気ガスの空燃比がリーンのときには
ＮＯx を吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下する
と吸収したＮＯx を放出するＮＯx の吸放出作用を行
う。なお、ＮＯx 吸収剤１８上流の排気通路内に燃料
（炭化水素）或いは空気が供給されない場合には流入排
気ガスの空燃比は燃焼室３内に供給される混合気の空燃
比に一致し、従ってこの場合にはＮＯx 吸収剤１８は燃
焼室３内に供給される混合気の空燃比がリーンのときに
はＮＯx を吸収し、燃焼室３内に供給される混合気中の
酸素濃度が低下すると吸収したＮＯx を放出することに
なる。
【００２０】上述のＮＯx 吸収剤１８を機関排気通路内
に配置すればこのＮＯx 吸収剤１８は実際にＮＯx の吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図５に示すようなメカニズムで行われている
ものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上
に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例に
とって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ
土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
に配置すればこのＮＯx 吸収剤１８は実際にＮＯx の吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図５に示すようなメカニズムで行われている
ものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上
に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例に
とって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ
土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
【００２１】即ち、燃焼室３内に供給される混合気の空
燃比がリーンにされて流入排気ガスがリーンになると流
入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図５（Ａ）に
示されるようにこれら酸素Ｏ2 がＯ2 - 又はＯ2-の形で
白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガス中のＮ
Ｏは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - 又はＯ2-と反応し、ＮＯ
2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。次いで生成され
たＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収剤内に
吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら図５
（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸収
剤内に拡散する。このようにしてＮＯx がＮＯx 吸収剤
１８内に吸収される。
燃比がリーンにされて流入排気ガスがリーンになると流
入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図５（Ａ）に
示されるようにこれら酸素Ｏ2 がＯ2 - 又はＯ2-の形で
白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガス中のＮ
Ｏは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - 又はＯ2-と反応し、ＮＯ
2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。次いで生成され
たＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収剤内に
吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら図５
（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸収
剤内に拡散する。このようにしてＮＯx がＮＯx 吸収剤
１８内に吸収される。
【００２２】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ｐｔの表面でＮＯ2 が生成され、吸収剤のＮＯx 吸収能
力が飽和しない限りＮＯ2 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ3 - が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してＮＯ2 の生成量が低下すると
反応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2 ）に進み、斯くして吸
収剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収剤から
放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
るとＮＯx 吸収剤１８からＮＯx が放出されることにな
る。図４に示されるように流入排気ガスのリーンの度合
が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、従っ
て流入排気ガスのリーンの度合を低くすればたとえ流入
排気ガスの空燃比がリーンであってもＮＯx 吸収剤１８
からＮＯ x が放出されることになる。
Ｐｔの表面でＮＯ2 が生成され、吸収剤のＮＯx 吸収能
力が飽和しない限りＮＯ2 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ3 - が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してＮＯ2 の生成量が低下すると
反応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2 ）に進み、斯くして吸
収剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収剤から
放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
るとＮＯx 吸収剤１８からＮＯx が放出されることにな
る。図４に示されるように流入排気ガスのリーンの度合
が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、従っ
て流入排気ガスのリーンの度合を低くすればたとえ流入
排気ガスの空燃比がリーンであってもＮＯx 吸収剤１８
からＮＯ x が放出されることになる。
【００２３】一方、このとき燃焼室３内に供給される混
合気がリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリッチに
なると図４に示されるように機関からは多量の未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白金Ｐｔ
上の酸素Ｏ2 - 又はＯ2-と反応して酸化せしめられる。
また、流入排気ガスの空燃比がリッチになると流入排気
ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤からＮ
Ｏ2 が放出され、このＮＯ2 は図５（Ｂ）に示されるよ
うに未燃ＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられる。この
ようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ2 が存在しなくなる
と吸収剤から次から次へとＮＯ2 が放出される。従って
流入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時間のうちに
ＮＯx 吸収剤１８からＮＯx が放出されることになる。
合気がリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリッチに
なると図４に示されるように機関からは多量の未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白金Ｐｔ
上の酸素Ｏ2 - 又はＯ2-と反応して酸化せしめられる。
また、流入排気ガスの空燃比がリッチになると流入排気
ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤からＮ
Ｏ2 が放出され、このＮＯ2 は図５（Ｂ）に示されるよ
うに未燃ＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられる。この
ようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ2 が存在しなくなる
と吸収剤から次から次へとＮＯ2 が放出される。従って
流入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時間のうちに
ＮＯx 吸収剤１８からＮＯx が放出されることになる。
【００２４】即ち、流入排気ガスの空燃比をリッチにす
るとまず始めに未燃ＨＣ，ＣＯが白金Ｐｔ上のＯ2 - 又
はＯ2-とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金
Ｐｔ上のＯ2 - 又はＯ2-が消費されてもまだ未燃ＨＣ，
ＣＯが残っていればこの未燃ＨＣ，ＣＯによって吸収剤
から放出されたＮＯx および機関から排出されたＮＯ x
が還元せしめられる。従って流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすれば短時間のうちにＮＯx 吸収剤１８に吸収さ
れているＮＯx が放出され、しかもこの放出されたＮＯ
x が還元されるために大気中にＮＯx が排出されるのを
阻止することができることになる。また、ＮＯx 吸収剤
１８は還元触媒の機能を有しているので流入排気ガスの
空燃比を理論空燃比にしてもＮＯx 吸収剤１８から放出
されたＮＯx が還元せしめられる。しかしながら流入排
気ガスの空燃比を理論空燃比にした場合にはＮＯx 吸収
剤１８からＮＯx が徐々にしか放出されないためにＮＯ
x吸収剤１８に吸収されている全ＮＯx を放出させるに
は若干長い時間を要する。
るとまず始めに未燃ＨＣ，ＣＯが白金Ｐｔ上のＯ2 - 又
はＯ2-とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金
Ｐｔ上のＯ2 - 又はＯ2-が消費されてもまだ未燃ＨＣ，
ＣＯが残っていればこの未燃ＨＣ，ＣＯによって吸収剤
から放出されたＮＯx および機関から排出されたＮＯ x
が還元せしめられる。従って流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすれば短時間のうちにＮＯx 吸収剤１８に吸収さ
れているＮＯx が放出され、しかもこの放出されたＮＯ
x が還元されるために大気中にＮＯx が排出されるのを
阻止することができることになる。また、ＮＯx 吸収剤
１８は還元触媒の機能を有しているので流入排気ガスの
空燃比を理論空燃比にしてもＮＯx 吸収剤１８から放出
されたＮＯx が還元せしめられる。しかしながら流入排
気ガスの空燃比を理論空燃比にした場合にはＮＯx 吸収
剤１８からＮＯx が徐々にしか放出されないためにＮＯ
x吸収剤１８に吸収されている全ＮＯx を放出させるに
は若干長い時間を要する。
【００２５】前述したように本発明による実施例では基
本的には図３において境界線Ｑ，Ｒ，Ｓにより区別けさ
れた補正係数Ｋの値に従って混合気の空燃比が制御され
る。従って境界線Ｑと境界線Ｒとの間のリーン燃焼領域
（Ｋ＜１．０）ではＮＯx がＮＯx 吸収剤１８に吸収さ
れ、境界線Ｒよりも高負荷側の理論空燃比又はリッチ燃
焼領域（Ｋ＝１．０又はＫ＞１．０）ではＮＯx 吸収剤
１８からＮＯx が放出され、境界線Ｑよりも低負荷側の
理論空燃比燃焼領域（Ｋ＝１．０）でもＮＯx吸収剤１
８からＮＯx が放出される。
本的には図３において境界線Ｑ，Ｒ，Ｓにより区別けさ
れた補正係数Ｋの値に従って混合気の空燃比が制御され
る。従って境界線Ｑと境界線Ｒとの間のリーン燃焼領域
（Ｋ＜１．０）ではＮＯx がＮＯx 吸収剤１８に吸収さ
れ、境界線Ｒよりも高負荷側の理論空燃比又はリッチ燃
焼領域（Ｋ＝１．０又はＫ＞１．０）ではＮＯx 吸収剤
１８からＮＯx が放出され、境界線Ｑよりも低負荷側の
理論空燃比燃焼領域（Ｋ＝１．０）でもＮＯx吸収剤１
８からＮＯx が放出される。
【００２６】また本発明による実施例ではＮＯx 吸収剤
１８からのＮＯx の放出の機会を増大するために減速運
転時にＮＯx 吸収剤１８からのＮＯx の放出作用が行わ
れる。即ち、図６に示されるようにスロットル弁１４が
閉弁せしめられ、減速運転が開始されて燃料の供給が停
止（燃料カット）された後、燃料の供給が再開（復帰処
理）されるときに混合気の空燃比が一時的にリッチ（Ｋ
t ＞１．０）にされてこのときＮＯx 吸収剤１８からＮ
Ｏx が放出される。
１８からのＮＯx の放出の機会を増大するために減速運
転時にＮＯx 吸収剤１８からのＮＯx の放出作用が行わ
れる。即ち、図６に示されるようにスロットル弁１４が
閉弁せしめられ、減速運転が開始されて燃料の供給が停
止（燃料カット）された後、燃料の供給が再開（復帰処
理）されるときに混合気の空燃比が一時的にリッチ（Ｋ
t ＞１．０）にされてこのときＮＯx 吸収剤１８からＮ
Ｏx が放出される。
【００２７】図７は或る一定回転数Ｎ下における図３に
示す補正係数Ｋの変化を示している。図７からわかるよ
うに境界線Ｑと境界線Ｒとの間のリーン燃焼領域では混
合気の空燃比がかなりリーンとされており、特に境界線
Ｒにおいてはその低負荷側と高負荷側では空燃比の大き
さにかなりの段差があることがわかる。従ってリーン燃
焼領域から境界線Ｒを越えて理論空燃比燃焼領域に移行
すると機関の出力トルクが急激に増大するためにショッ
クが発生し、同様に理論空燃比燃焼領域から境界線Ｒを
越えてリーン燃焼領域に移行すると機関の出力トルクが
急激に減少するためにショックが発生する。そこで本発
明による実施例ではリーン燃焼領域から境界線Ｒを越え
て理論空燃比燃焼領域に移行するとき、および理論空燃
比燃焼領域から境界線Ｒを越えてリーン燃焼領域に移行
するときには空燃比を徐々に変化させるようにしてい
る。
示す補正係数Ｋの変化を示している。図７からわかるよ
うに境界線Ｑと境界線Ｒとの間のリーン燃焼領域では混
合気の空燃比がかなりリーンとされており、特に境界線
Ｒにおいてはその低負荷側と高負荷側では空燃比の大き
さにかなりの段差があることがわかる。従ってリーン燃
焼領域から境界線Ｒを越えて理論空燃比燃焼領域に移行
すると機関の出力トルクが急激に増大するためにショッ
クが発生し、同様に理論空燃比燃焼領域から境界線Ｒを
越えてリーン燃焼領域に移行すると機関の出力トルクが
急激に減少するためにショックが発生する。そこで本発
明による実施例ではリーン燃焼領域から境界線Ｒを越え
て理論空燃比燃焼領域に移行するとき、および理論空燃
比燃焼領域から境界線Ｒを越えてリーン燃焼領域に移行
するときには空燃比を徐々に変化させるようにしてい
る。
【００２８】ところがこのように空燃比に段差があると
図１９を参照して説明したようにリーン混合気の燃焼と
理論空燃比の混合気の燃焼とが交互に繰返され、このと
き上述したように空燃比が徐々に変化せしめられると多
量のＮＯx が大気中に排出されることになる。即ち、前
述したようにＮＯx をＮＯx 吸収剤１８に吸収するため
には酸素が必要であるが図４に示されるようにリーンの
度合が小さくなるほど排気ガス中に含まれる酸素濃度が
低下する。従ってＮＯx 吸収剤１８によるＮＯ x 吸収率
は図８の実線で示されるようにリーンの度合が小さくな
るほど低くなる。一方、機関から排出されるＮＯx 量は
図８の破線で示すように空燃比が理論空燃比よりもやや
リーンのときに最も高くなる。従って空燃比が理論空燃
比よりもややリーンのときにＮＯx 吸収剤１８によりＮ
Ｏx を良好に吸収しえなくなり、斯くしてＮＯx が大気
中に排出されることになる。
図１９を参照して説明したようにリーン混合気の燃焼と
理論空燃比の混合気の燃焼とが交互に繰返され、このと
き上述したように空燃比が徐々に変化せしめられると多
量のＮＯx が大気中に排出されることになる。即ち、前
述したようにＮＯx をＮＯx 吸収剤１８に吸収するため
には酸素が必要であるが図４に示されるようにリーンの
度合が小さくなるほど排気ガス中に含まれる酸素濃度が
低下する。従ってＮＯx 吸収剤１８によるＮＯ x 吸収率
は図８の実線で示されるようにリーンの度合が小さくな
るほど低くなる。一方、機関から排出されるＮＯx 量は
図８の破線で示すように空燃比が理論空燃比よりもやや
リーンのときに最も高くなる。従って空燃比が理論空燃
比よりもややリーンのときにＮＯx 吸収剤１８によりＮ
Ｏx を良好に吸収しえなくなり、斯くしてＮＯx が大気
中に排出されることになる。
【００２９】従ってリーン燃焼領域から境界線Ｒを越え
て理論空燃比燃焼領域に移行するとき、および理論空燃
比燃焼領域から境界線Ｒを越えてリーン燃焼領域に移行
するときに空燃比を徐々に変化させると空燃比が理論空
燃比よりもややリーンの領域を通過することになり、斯
くしてこのときにＮＯx が大気中に排出されることにな
る。従ってＮＯx の大気中への排出量を低減させるため
には空燃比が理論空燃比よりもややリーンとなる機会を
少なくしてやればよいことになる。
て理論空燃比燃焼領域に移行するとき、および理論空燃
比燃焼領域から境界線Ｒを越えてリーン燃焼領域に移行
するときに空燃比を徐々に変化させると空燃比が理論空
燃比よりもややリーンの領域を通過することになり、斯
くしてこのときにＮＯx が大気中に排出されることにな
る。従ってＮＯx の大気中への排出量を低減させるため
には空燃比が理論空燃比よりもややリーンとなる機会を
少なくしてやればよいことになる。
【００３０】そこで本発明による第１実施例では図９
（Ａ）および図１０（Ａ）に示されるように境界線Ｒを
第１の境界線Ｒと、この第１の境界線Ｒよりも低負荷側
の第２の境界線Ｒ′とにより構成し、リーン混合気の燃
焼が行われたときには図９（Ａ）の実線Ｑ，Ｒ，Ｓによ
り区分けされた補正係数Ｋに基いて空燃比を制御し、機
関の運転領域が図９（Ａ）に示すリーン燃焼領域（Ｋ＜
１．０）から境界線Ｒを越えて理論空燃比燃焼領域（Ｋ
＝１．０）に移行したときには図１０（Ａ）の実線Ｑ，
Ｒ′，Ｓにより区分けされた補正係数Ｋに基いて空燃比
を制御し、図１０（Ａ）に示す理論空燃比燃焼領域（Ｋ
＝１．０）から境界線Ｒ′を越えてリーン燃焼領域（Ｋ
＜１．０）に移行したときには再び図９（Ａ）の実線
Ｑ，Ｒ，Ｓにより区分けされた補正係数Ｋに基いて空燃
比を制御するようにしている。
（Ａ）および図１０（Ａ）に示されるように境界線Ｒを
第１の境界線Ｒと、この第１の境界線Ｒよりも低負荷側
の第２の境界線Ｒ′とにより構成し、リーン混合気の燃
焼が行われたときには図９（Ａ）の実線Ｑ，Ｒ，Ｓによ
り区分けされた補正係数Ｋに基いて空燃比を制御し、機
関の運転領域が図９（Ａ）に示すリーン燃焼領域（Ｋ＜
１．０）から境界線Ｒを越えて理論空燃比燃焼領域（Ｋ
＝１．０）に移行したときには図１０（Ａ）の実線Ｑ，
Ｒ′，Ｓにより区分けされた補正係数Ｋに基いて空燃比
を制御し、図１０（Ａ）に示す理論空燃比燃焼領域（Ｋ
＝１．０）から境界線Ｒ′を越えてリーン燃焼領域（Ｋ
＜１．０）に移行したときには再び図９（Ａ）の実線
Ｑ，Ｒ，Ｓにより区分けされた補正係数Ｋに基いて空燃
比を制御するようにしている。
【００３１】なお、図９（Ａ）において実線Ｓ，Ｒ，Ｑ
により区分けされた補正係数Ｋは図９（Ｂ）に示すマッ
プＩの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、図１０
（Ａ）において実線Ｓ，Ｒ′，Ｑにより区分けされた補
正係数Ｋは図１０（Ｂ）に示すマップIIの形で予めＲＯ
Ｍ３２内に記憶されている。このようにマップＩおよび
マップIIを使い分けると空燃比がリーンと理論空燃比と
の間で繰返しを生じなくなり、斯くして大気中に放出さ
れるＮＯx 量を大巾に低減できることになる。即ち、図
１１に示されるようにマップＩに基いてリーン混合気が
燃焼せしめられているときに車速をわずかばかり増大す
べくスロットル開度がわずかばかり増大せしめられ、こ
のとき機関の運転領域が境界線Ｒを越えて理論空燃比燃
焼領域に移行したとすると補正係数ＫはマップIIに基い
て算出されるようになり、実際の燃料噴射時間を決定す
るための最終的な補正係数Ｋtは徐々に増大せしめられ
る。
により区分けされた補正係数Ｋは図９（Ｂ）に示すマッ
プＩの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、図１０
（Ａ）において実線Ｓ，Ｒ′，Ｑにより区分けされた補
正係数Ｋは図１０（Ｂ）に示すマップIIの形で予めＲＯ
Ｍ３２内に記憶されている。このようにマップＩおよび
マップIIを使い分けると空燃比がリーンと理論空燃比と
の間で繰返しを生じなくなり、斯くして大気中に放出さ
れるＮＯx 量を大巾に低減できることになる。即ち、図
１１に示されるようにマップＩに基いてリーン混合気が
燃焼せしめられているときに車速をわずかばかり増大す
べくスロットル開度がわずかばかり増大せしめられ、こ
のとき機関の運転領域が境界線Ｒを越えて理論空燃比燃
焼領域に移行したとすると補正係数ＫはマップIIに基い
て算出されるようになり、実際の燃料噴射時間を決定す
るための最終的な補正係数Ｋtは徐々に増大せしめられ
る。
【００３２】空燃比がリーン空燃比から理論空燃比に切
換わると機関出力が大巾に増大して運転者が期待してい
たよりも車速が上昇するためにスロットル開度が減少せ
しめられる。しかしながらこのとき補正係数Ｋはマップ
IIに基いて算出されているので空燃比は理論空燃比に維
持される。次いで減速すべくスロットル開度が小さくさ
れ、機関の運転領域が境界線Ｒ′を越えてリーン燃焼領
域に移行すると最終的な補正係数Ｋt は徐々に減少せし
められ、補正係数Ｋは再びマップＩに基いて算出され
る。
換わると機関出力が大巾に増大して運転者が期待してい
たよりも車速が上昇するためにスロットル開度が減少せ
しめられる。しかしながらこのとき補正係数Ｋはマップ
IIに基いて算出されているので空燃比は理論空燃比に維
持される。次いで減速すべくスロットル開度が小さくさ
れ、機関の運転領域が境界線Ｒ′を越えてリーン燃焼領
域に移行すると最終的な補正係数Ｋt は徐々に減少せし
められ、補正係数Ｋは再びマップＩに基いて算出され
る。
【００３３】図１２および図１３は第１実施例を実行す
るための空燃比制御ルーチンを示しており、このルーチ
ンは例えば一定時間毎の割込みによって実行される。図
１２および図１３を参照するとまず初めにステップ１０
０において図２に示すマップから基本燃料噴射時間ＴＰ
が算出される。次いでステップ１０１では減速運転時に
おいて燃料の供給が停止されているか否か、即ち燃料カ
ット中であるか否かが判別される。燃料カット中でない
ときにはステップ１０２に進んで燃料の供給を再開させ
る処理、即ち復帰処理中であるか否かが判別される。復
帰処理中でないときにはステップ１０３に進んでマップ
IIを選択すべきことを示す選択フラグがセットされてい
るか否かが判別される。機関始動後初めてこのステップ
１０３に進んだときには選択フラグはリセットされてい
るのでステップ１０４に進む。
るための空燃比制御ルーチンを示しており、このルーチ
ンは例えば一定時間毎の割込みによって実行される。図
１２および図１３を参照するとまず初めにステップ１０
０において図２に示すマップから基本燃料噴射時間ＴＰ
が算出される。次いでステップ１０１では減速運転時に
おいて燃料の供給が停止されているか否か、即ち燃料カ
ット中であるか否かが判別される。燃料カット中でない
ときにはステップ１０２に進んで燃料の供給を再開させ
る処理、即ち復帰処理中であるか否かが判別される。復
帰処理中でないときにはステップ１０３に進んでマップ
IIを選択すべきことを示す選択フラグがセットされてい
るか否かが判別される。機関始動後初めてこのステップ
１０３に進んだときには選択フラグはリセットされてい
るのでステップ１０４に進む。
【００３４】ステップ１０４では図９（Ｂ）に示すマッ
プＩから補正係数Ｋが算出される。次いでステップ１０
６では補正係数ＫがＫ＜１．０からＫ≧１．０に変化し
たか否かが判別される。変化していないときにはステッ
プ１０７に進んで補正係数ＫがＫ≧１．０からＫ＜１．
０に変化したか否かが判別される。変化していないとき
にはステップ１１９に進んで制御フラグがセットされて
いるか否かが判別される。このとき制御フラグはセット
されていないのでステップ１０８にジャンプして補正係
数Ｋが最終的な補正係数Ｋt とされる。次いでステップ
１０９では最終的な補正係数Ｋt が１．０であるか否か
が判別される。Ｋt ＜１．０又はＫt ＞１．０のときに
はステップ１１０に進んでフィードバック補正係数ＦＡ
Ｆが１．０に固定され、次いでステップ１１２では次式
に基いて燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。
プＩから補正係数Ｋが算出される。次いでステップ１０
６では補正係数ＫがＫ＜１．０からＫ≧１．０に変化し
たか否かが判別される。変化していないときにはステッ
プ１０７に進んで補正係数ＫがＫ≧１．０からＫ＜１．
０に変化したか否かが判別される。変化していないとき
にはステップ１１９に進んで制御フラグがセットされて
いるか否かが判別される。このとき制御フラグはセット
されていないのでステップ１０８にジャンプして補正係
数Ｋが最終的な補正係数Ｋt とされる。次いでステップ
１０９では最終的な補正係数Ｋt が１．０であるか否か
が判別される。Ｋt ＜１．０又はＫt ＞１．０のときに
はステップ１１０に進んでフィードバック補正係数ＦＡ
Ｆが１．０に固定され、次いでステップ１１２では次式
に基いて燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。
【００３５】ＴＡＵ＝ｆ・ＴＰ・Ｋt ・ＦＡＦ
このとき空燃比は補正係数Ｋに応じたリーン空燃比又は
リッチ空燃比となる。一方、ステップ１０９においてＫ
t ＝１．０であると判断されたとき、即ち理論空燃比の
混合気を燃焼すべきときにはステップ１１１に進んで空
燃比センサ２１の出力信号に基きフィードバック補正係
数ＦＡＦが算出され、次いでステップ１１２に進む。ス
テップ１１１では空燃比センサ２１によって空燃比がリ
ッチになったことが検出されるとＦＡＦは減少せしめら
れ、空燃比がリーンになったことが検出されるとＦＡＦ
は増大せしめられるので空燃比は理論空燃比に維持され
ることになる。次いでステップ１１３では補正係数Ｋが
Ｋ0 とされる。
リッチ空燃比となる。一方、ステップ１０９においてＫ
t ＝１．０であると判断されたとき、即ち理論空燃比の
混合気を燃焼すべきときにはステップ１１１に進んで空
燃比センサ２１の出力信号に基きフィードバック補正係
数ＦＡＦが算出され、次いでステップ１１２に進む。ス
テップ１１１では空燃比センサ２１によって空燃比がリ
ッチになったことが検出されるとＦＡＦは減少せしめら
れ、空燃比がリーンになったことが検出されるとＦＡＦ
は増大せしめられるので空燃比は理論空燃比に維持され
ることになる。次いでステップ１１３では補正係数Ｋが
Ｋ0 とされる。
【００３６】一方、ステップ１０６において補正係数Ｋ
がＫ＜１．０からＫ≧１．０に変化したと判断されたと
き、即ち機関の運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃
比又はリッチ燃焼領域に移行したと判断されたときには
ステップ１１４に進んで選択フラグがセットされる。次
いでステップ１１６では前回の処理サイクルにおける補
正係数Ｋ0 と今回算出された補正係数Ｋとの差（Ｋ0 −
Ｋ）を一定の整数ｎで割算した値がΔＫ（＝（Ｋ0 −
Ｋ）／ｎ）とされる。このときＫ0 ＜ＫであるのでΔＫ
の値は負となる。次いでステップ１１７ではＫ0 からΔ
Ｋを減算することによって最終的な補正係数Ｋt が算出
される。次いでステップ１１８に進んで制御フラグがセ
ットされ、次いでステップ１０９に進む。
がＫ＜１．０からＫ≧１．０に変化したと判断されたと
き、即ち機関の運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃
比又はリッチ燃焼領域に移行したと判断されたときには
ステップ１１４に進んで選択フラグがセットされる。次
いでステップ１１６では前回の処理サイクルにおける補
正係数Ｋ0 と今回算出された補正係数Ｋとの差（Ｋ0 −
Ｋ）を一定の整数ｎで割算した値がΔＫ（＝（Ｋ0 −
Ｋ）／ｎ）とされる。このときＫ0 ＜ＫであるのでΔＫ
の値は負となる。次いでステップ１１７ではＫ0 からΔ
Ｋを減算することによって最終的な補正係数Ｋt が算出
される。次いでステップ１１８に進んで制御フラグがセ
ットされ、次いでステップ１０９に進む。
【００３７】次の処理サイクルではステップ１０３から
ステップ１０５に進んで図１０（Ｂ）に示すマップIIか
ら補正係数Ｋが算出される。次いでステップ１０６，１
０７を経てステップ１１９に進む。このときに制御フラ
グはセットされているのでステップ１２０に進んでＫt
とＫとの差の絶対値｜Ｋt −Ｋ｜が｜ΔＫ｜よりも小さ
くなったか否かが判別される。｜Ｋt −Ｋ｜＞｜ΔＫ｜
のときにはステップ１２１に進んでＫt からΔＫが減算
される。このときΔＫは負であるのでＫt の値はΔＫだ
け増大せしめられる。次いでステップ１０９に進む。
ステップ１０５に進んで図１０（Ｂ）に示すマップIIか
ら補正係数Ｋが算出される。次いでステップ１０６，１
０７を経てステップ１１９に進む。このときに制御フラ
グはセットされているのでステップ１２０に進んでＫt
とＫとの差の絶対値｜Ｋt −Ｋ｜が｜ΔＫ｜よりも小さ
くなったか否かが判別される。｜Ｋt −Ｋ｜＞｜ΔＫ｜
のときにはステップ１２１に進んでＫt からΔＫが減算
される。このときΔＫは負であるのでＫt の値はΔＫだ
け増大せしめられる。次いでステップ１０９に進む。
【００３８】次いでステップ１２０において｜Ｋt −Ｋ
｜≦｜ΔＫ｜になったと判断されたときにはステップ１
２２に進んで制御フラグがリセットされる。次いでステ
ップ１０８に進んでマップIIから算出された補正係数Ｋ
がＫt とされる。従って補正係数ＫがＫ＜１．０からＫ
≧１．０に変化したとき、即ち機関の運転領域がリーン
燃焼領域から理論空燃比又はリッチ燃焼領域に移行した
ときには補正係数Ｋを算出するためのマップがマップＩ
からマップIIに切換えられ、最終的な補正係数Ｋt がＫ
（＜１．０）からＫ（≧１．０）まで｜ΔＫ｜ずつ徐々
に増大せしめられる。斯くして混合気の空燃比は徐々に
小さくされることになる。
｜≦｜ΔＫ｜になったと判断されたときにはステップ１
２２に進んで制御フラグがリセットされる。次いでステ
ップ１０８に進んでマップIIから算出された補正係数Ｋ
がＫt とされる。従って補正係数ＫがＫ＜１．０からＫ
≧１．０に変化したとき、即ち機関の運転領域がリーン
燃焼領域から理論空燃比又はリッチ燃焼領域に移行した
ときには補正係数Ｋを算出するためのマップがマップＩ
からマップIIに切換えられ、最終的な補正係数Ｋt がＫ
（＜１．０）からＫ（≧１．０）まで｜ΔＫ｜ずつ徐々
に増大せしめられる。斯くして混合気の空燃比は徐々に
小さくされることになる。
【００３９】次いでステップ１０７において補正係数Ｋ
がＫ≧１．０からＫ＜１．０に変化したと判断される
と、即ち機関の運転領域が理論空燃比又はリッチ燃焼領
域からリーン燃焼領域に移行したと判断されるとステッ
プ１１５に進んで選択フラグがリセットされる。次いで
ステップ１１６では前回の処理サイクルにおける補正係
数Ｋ0 と今回算出された補正係数Ｋとの差（Ｋ0 −Ｋ）
を一定の整数ｎで割算した値がΔＫ（＝（Ｋ0 −Ｋ）／
ｎ）とされる。このときＫ0 ＞ＫであるのでΔＫの値は
正となる。次いでステップ１１７ではＫ0 からΔＫを減
算することによって最終的な補正係数Ｋt が算出され
る。次いでステップ１１８に進んで制御フラグがセット
され、次いでステップ１０９に進む。
がＫ≧１．０からＫ＜１．０に変化したと判断される
と、即ち機関の運転領域が理論空燃比又はリッチ燃焼領
域からリーン燃焼領域に移行したと判断されるとステッ
プ１１５に進んで選択フラグがリセットされる。次いで
ステップ１１６では前回の処理サイクルにおける補正係
数Ｋ0 と今回算出された補正係数Ｋとの差（Ｋ0 −Ｋ）
を一定の整数ｎで割算した値がΔＫ（＝（Ｋ0 −Ｋ）／
ｎ）とされる。このときＫ0 ＞ＫであるのでΔＫの値は
正となる。次いでステップ１１７ではＫ0 からΔＫを減
算することによって最終的な補正係数Ｋt が算出され
る。次いでステップ１１８に進んで制御フラグがセット
され、次いでステップ１０９に進む。
【００４０】次の処理サイクルではステップ１０３から
ステップ１０４に進んで図９（Ｂ）に示すマップＩから
補正係数Ｋが算出される。次いでステップ１０６，１０
７を経てステップ１１９に進む。このときに制御フラグ
はセットされているのでステップ１２０に進んでＫt と
Ｋとの差の絶対値｜Ｋt −Ｋ｜が｜ΔＫ｜よりも小さく
なったか否かが判別される。｜Ｋt −Ｋ｜＞｜ΔＫ｜の
ときにはステップ１２１に進んでＫt からΔＫを減算す
る。このときΔＫは正であるのでＫt の値はΔＫだけ減
少せしめられる。次いでステップ１０９に進む。
ステップ１０４に進んで図９（Ｂ）に示すマップＩから
補正係数Ｋが算出される。次いでステップ１０６，１０
７を経てステップ１１９に進む。このときに制御フラグ
はセットされているのでステップ１２０に進んでＫt と
Ｋとの差の絶対値｜Ｋt −Ｋ｜が｜ΔＫ｜よりも小さく
なったか否かが判別される。｜Ｋt −Ｋ｜＞｜ΔＫ｜の
ときにはステップ１２１に進んでＫt からΔＫを減算す
る。このときΔＫは正であるのでＫt の値はΔＫだけ減
少せしめられる。次いでステップ１０９に進む。
【００４１】次いでステップ１２０において｜Ｋt −Ｋ
｜≦｜ΔＫ｜になったと判断されたときにはステップ１
２２に進んで制御フラグがリセットされる。次いでステ
ップ１０８に進んでマップＩから算出された補正係数Ｋ
がＫt とされる。従って補正係数ＫがＫ≧１．０からＫ
＜１．０に変化したとき、即ち機関の運転領域が理論空
燃比又はリッチ燃焼領域からリーン燃焼領域に移行した
ときには補正係数Ｋを算出するためのマップがマップII
からマップＩに切換えられ、最終的な補正係数Ｋt がＫ
（≧１．０）からＫ（＜１．０）まで｜ΔＫ｜ずつ徐々
に減少せしめられる。斯くして混合気の空燃比は徐々に
大きくされることになる。
｜≦｜ΔＫ｜になったと判断されたときにはステップ１
２２に進んで制御フラグがリセットされる。次いでステ
ップ１０８に進んでマップＩから算出された補正係数Ｋ
がＫt とされる。従って補正係数ＫがＫ≧１．０からＫ
＜１．０に変化したとき、即ち機関の運転領域が理論空
燃比又はリッチ燃焼領域からリーン燃焼領域に移行した
ときには補正係数Ｋを算出するためのマップがマップII
からマップＩに切換えられ、最終的な補正係数Ｋt がＫ
（≧１．０）からＫ（＜１．０）まで｜ΔＫ｜ずつ徐々
に減少せしめられる。斯くして混合気の空燃比は徐々に
大きくされることになる。
【００４２】一方、ステップ１０１において燃料の供給
を停止すべき減速運転状態であると判断されると処理サ
イクルを完了し、斯くして燃料の噴射が停止せしめられ
る。次いでステップ１０２において燃料の供給を再開す
べき運転状態になったと判断されたときにはステップ１
２３に進んで復帰処理が行われ、次いでステップ１１２
に進む。この復帰処理は図６に示されるように最終的な
補正係数Ｋt の値を一時的に１．０よりも大きな値にす
る処理であり、従って燃料の供給が再開されたときに混
合気の空燃比が一時的にリッチにされる。復帰処理が完
了するとアイドリング運転状態となるので混合気の空燃
比は理論空燃比となる。
を停止すべき減速運転状態であると判断されると処理サ
イクルを完了し、斯くして燃料の噴射が停止せしめられ
る。次いでステップ１０２において燃料の供給を再開す
べき運転状態になったと判断されたときにはステップ１
２３に進んで復帰処理が行われ、次いでステップ１１２
に進む。この復帰処理は図６に示されるように最終的な
補正係数Ｋt の値を一時的に１．０よりも大きな値にす
る処理であり、従って燃料の供給が再開されたときに混
合気の空燃比が一時的にリッチにされる。復帰処理が完
了するとアイドリング運転状態となるので混合気の空燃
比は理論空燃比となる。
【００４３】次に図１４から図１８を参照しつつ本発明
による第２実施例について説明する。この第２実施例に
おいては常に図１４（Ａ）に示す補正係数Ｋが使用さ
れ、この補正係数Ｋは図１４（Ｂ）に示すマップの形で
予めＲＯＭ３２内に記憶されている。前述したように多
量のＮＯx が大気中に放出されるのを阻止するためには
リーン混合気の燃焼と理論空燃比の混合気の燃焼とが交
互に繰返されるのを阻止するようにする必要がある。そ
のためには機関の運転領域がリーン燃焼領域と理論空燃
比又はリッチ燃焼領域とを交互に繰返す可能性があると
きには機関の運転領域とは無関係に混合気の空燃比をリ
ーン空燃比、理論空燃比又はリッチ空燃比に一時的に固
定してやればよいことになる、即ち、混合気の空燃比を
固定してやれば混合気の空燃比が理論空燃比よりもやや
リーンの領域を通過することがなくなるのでＮＯx が大
気中に排出されるのを阻止できることになる。
による第２実施例について説明する。この第２実施例に
おいては常に図１４（Ａ）に示す補正係数Ｋが使用さ
れ、この補正係数Ｋは図１４（Ｂ）に示すマップの形で
予めＲＯＭ３２内に記憶されている。前述したように多
量のＮＯx が大気中に放出されるのを阻止するためには
リーン混合気の燃焼と理論空燃比の混合気の燃焼とが交
互に繰返されるのを阻止するようにする必要がある。そ
のためには機関の運転領域がリーン燃焼領域と理論空燃
比又はリッチ燃焼領域とを交互に繰返す可能性があると
きには機関の運転領域とは無関係に混合気の空燃比をリ
ーン空燃比、理論空燃比又はリッチ空燃比に一時的に固
定してやればよいことになる、即ち、混合気の空燃比を
固定してやれば混合気の空燃比が理論空燃比よりもやや
リーンの領域を通過することがなくなるのでＮＯx が大
気中に排出されるのを阻止できることになる。
【００４４】そこでこの第２実施例では機関の運転領域
がリーン燃焼領域から理論空燃比又はリッチ燃焼領域に
移行した後に機関の運転領域がリーン燃焼領域と理論空
燃比又はリッチ燃焼領域とを交互に繰返す可能性がある
と推定する推定手段を設け、機関の運転領域がリーン燃
焼領域と理論空燃比又はリッチ燃焼領域とを交互に繰返
す可能性があると推定されたときには混合気の空燃比を
一時的に固定するようにしている。
がリーン燃焼領域から理論空燃比又はリッチ燃焼領域に
移行した後に機関の運転領域がリーン燃焼領域と理論空
燃比又はリッチ燃焼領域とを交互に繰返す可能性がある
と推定する推定手段を設け、機関の運転領域がリーン燃
焼領域と理論空燃比又はリッチ燃焼領域とを交互に繰返
す可能性があると推定されたときには混合気の空燃比を
一時的に固定するようにしている。
【００４５】ところでこのように機関の運転領域がリー
ン燃焼領域と理論空燃比又はリッチ燃焼領域とを交互に
繰返す可能性があると推定する方法は種々の方法が考え
られるが次に図１５を参照しつつその一例について説明
する。即ち、図１５に示されるようにリーン混合気が燃
焼せしめられているときに車速をわずかばかり増大すべ
くスロットル開度がわずかばかり増大せしめられ、この
とき機関の運転領域が境界線Ｒを越えて理論空燃比燃焼
領域に移行したとするとこのとき機関出力が大巾に増大
して運転者が期待していたよりも車速が上昇する。従っ
てスロットル開度が減少せしめられるために再び機関の
運転領域が境界線Ｒを越えてリーン燃焼領域に移行す
る。このような場合には機関の運転領域が理論空燃比燃
焼領域に移行してから再びリーン燃焼領域に移行するま
での間における機関負荷の変動量が小さく、従ってこの
間における機関負荷の変動量が小さいときには機関の運
転領域がリーン燃焼領域と理論空燃比又はリッチ燃焼領
域とを交互に繰返す可能性があると推定することができ
ることになる。
ン燃焼領域と理論空燃比又はリッチ燃焼領域とを交互に
繰返す可能性があると推定する方法は種々の方法が考え
られるが次に図１５を参照しつつその一例について説明
する。即ち、図１５に示されるようにリーン混合気が燃
焼せしめられているときに車速をわずかばかり増大すべ
くスロットル開度がわずかばかり増大せしめられ、この
とき機関の運転領域が境界線Ｒを越えて理論空燃比燃焼
領域に移行したとするとこのとき機関出力が大巾に増大
して運転者が期待していたよりも車速が上昇する。従っ
てスロットル開度が減少せしめられるために再び機関の
運転領域が境界線Ｒを越えてリーン燃焼領域に移行す
る。このような場合には機関の運転領域が理論空燃比燃
焼領域に移行してから再びリーン燃焼領域に移行するま
での間における機関負荷の変動量が小さく、従ってこの
間における機関負荷の変動量が小さいときには機関の運
転領域がリーン燃焼領域と理論空燃比又はリッチ燃焼領
域とを交互に繰返す可能性があると推定することができ
ることになる。
【００４６】なお、機関の運転領域がリーン燃焼領域と
理論空燃比又はリッチ燃焼領域とを交互に繰返す可能性
がある場合には機関の運転領域が理論空燃比燃焼領域に
移行してから短時間のうちに再びリーン燃焼領域に移行
する。従って本発明による第２実施例では機関の運転領
域が理論空燃比燃焼領域に移行してから再びリーン燃焼
領域に移行するまでの期間が予め定められた期間Ｃt よ
りも短かく、かつこの間における機関負荷の変動量が少
ないときに機関の運転領域がリーン燃焼領域と理論空燃
比又はリッチ燃焼領域とを交互に繰返す可能性があると
推定するようにしている。
理論空燃比又はリッチ燃焼領域とを交互に繰返す可能性
がある場合には機関の運転領域が理論空燃比燃焼領域に
移行してから短時間のうちに再びリーン燃焼領域に移行
する。従って本発明による第２実施例では機関の運転領
域が理論空燃比燃焼領域に移行してから再びリーン燃焼
領域に移行するまでの期間が予め定められた期間Ｃt よ
りも短かく、かつこの間における機関負荷の変動量が少
ないときに機関の運転領域がリーン燃焼領域と理論空燃
比又はリッチ燃焼領域とを交互に繰返す可能性があると
推定するようにしている。
【００４７】また、この実施例においては機関負荷の変
動量をスロットル開度の変化から算出するようにしてお
り、機関の運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃比又
はリッチ燃焼領域に移ったときのスロットル開度をＴＡ
0 としてこのスロットル開度ＴＡ0 を基準とした最大変
動量ΔＴＡを機関負荷の変動量としている。そしてこの
最大変動量ΔＴＡが予め定められた量を越えたときには
図１５に示すように予め定められた一定期間Ｃ0 の間、
混合気の空燃比を理論空燃比（Ｋt ＝１．０）に維持す
るようにしている。
動量をスロットル開度の変化から算出するようにしてお
り、機関の運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃比又
はリッチ燃焼領域に移ったときのスロットル開度をＴＡ
0 としてこのスロットル開度ＴＡ0 を基準とした最大変
動量ΔＴＡを機関負荷の変動量としている。そしてこの
最大変動量ΔＴＡが予め定められた量を越えたときには
図１５に示すように予め定められた一定期間Ｃ0 の間、
混合気の空燃比を理論空燃比（Ｋt ＝１．０）に維持す
るようにしている。
【００４８】図１６から図１８は第２実施例を実行する
ための空燃比制御ルーチンを示しており、このルーチン
は例えば一定時間毎の割込みによって実行される。図１
６から図１８を参照するとまず初めにステップ２００に
おいて図２に示すマップから基本燃料噴射時間ＴＰが算
出される。次いでステップ２０１では減速運転時におい
て燃料の供給が停止されているか否か、即ち燃料カット
中であるか否かが判別される。燃料カット中でないとき
にはステップ２０２に進んで燃料の供給を再開させる処
理、即ち復帰処理中であるか否かが判別される。復帰処
理中でないときにはステップ２０３に進んで図１４
（Ｂ）に示すマップから補正係数Ｋが算出され、次いで
ステップ２０４においてカウント値Ｃが１だけインクリ
メントされる。次いでステップ２０５では混合気の空燃
比を理論空燃比にすべきことを示すストイキフラグがセ
ットされているか否かが判別される。通常ストイキフラ
グはリセットされているのでステップ２０６に進む。
ための空燃比制御ルーチンを示しており、このルーチン
は例えば一定時間毎の割込みによって実行される。図１
６から図１８を参照するとまず初めにステップ２００に
おいて図２に示すマップから基本燃料噴射時間ＴＰが算
出される。次いでステップ２０１では減速運転時におい
て燃料の供給が停止されているか否か、即ち燃料カット
中であるか否かが判別される。燃料カット中でないとき
にはステップ２０２に進んで燃料の供給を再開させる処
理、即ち復帰処理中であるか否かが判別される。復帰処
理中でないときにはステップ２０３に進んで図１４
（Ｂ）に示すマップから補正係数Ｋが算出され、次いで
ステップ２０４においてカウント値Ｃが１だけインクリ
メントされる。次いでステップ２０５では混合気の空燃
比を理論空燃比にすべきことを示すストイキフラグがセ
ットされているか否かが判別される。通常ストイキフラ
グはリセットされているのでステップ２０６に進む。
【００４９】ステップ２０６では補正係数ＫがＫ＜１．
０からＫ≧１．０に変化したか否かが判別される。変化
していないときにはステップ２０７に進んで補正係数Ｋ
がＫ≧１．０からＫ＜１．０に変化したか否かが判別さ
れる。変化していないときにはステップ２０８，２０９
に進んで機関負荷の最大変動量ΔＴＡmax が算出される
がこのときにはこの最大変動量ΔＴＡmax は単に算出し
ているだけであって何ら使用されない。
０からＫ≧１．０に変化したか否かが判別される。変化
していないときにはステップ２０７に進んで補正係数Ｋ
がＫ≧１．０からＫ＜１．０に変化したか否かが判別さ
れる。変化していないときにはステップ２０８，２０９
に進んで機関負荷の最大変動量ΔＴＡmax が算出される
がこのときにはこの最大変動量ΔＴＡmax は単に算出し
ているだけであって何ら使用されない。
【００５０】次いでステップ２１０に進んで制御フラグ
がセットされているか否かが判別される。このとき制御
フラグはセットされていないのでステップ２１１にジャ
ンプして補正係数Ｋが最終的な補正係数Ｋt とされる。
次いでステップ２１２では最終的な補正係数Ｋt が１．
０であるか否かが判別される。Ｋt ＜１．０又はＫt＞
１．０のときにはステップ２１３に進んでフィードバッ
ク補正係数ＦＡＦが１．０に固定され、次いでステップ
２１５では次式に基いて燃料噴射時間ＴＡＵが算出され
る。
がセットされているか否かが判別される。このとき制御
フラグはセットされていないのでステップ２１１にジャ
ンプして補正係数Ｋが最終的な補正係数Ｋt とされる。
次いでステップ２１２では最終的な補正係数Ｋt が１．
０であるか否かが判別される。Ｋt ＜１．０又はＫt＞
１．０のときにはステップ２１３に進んでフィードバッ
ク補正係数ＦＡＦが１．０に固定され、次いでステップ
２１５では次式に基いて燃料噴射時間ＴＡＵが算出され
る。
【００５１】ＴＡＵ＝ｆ・ＴＰ・Ｋt ・ＦＡＦ
このとき空燃比は補正係数Ｋに応じたリーン空燃比又は
リッチ空燃比となる。一方、ステップ２１２においてＫ
t ＝１．０であると判断されたとき、即ち理論空燃比の
混合気を燃焼すべきときにはステップ２１４に進んで空
燃比センサ２１の出力信号に基きフィードバック補正係
数ＦＡＦが算出され、次いでステップ２１５に進む。ス
テップ２１４では空燃比センサ２１によって空燃比がリ
ッチになったことが検出されるとＦＡＦは減少せしめら
れ、空燃比がリーンになったことが検出されるとＦＡＦ
は増大せしめられるので空燃比は理論空燃比に維持され
ることになる。次いでステップ２１６では補正係数Ｋt
がＫ0 とされる。
リッチ空燃比となる。一方、ステップ２１２においてＫ
t ＝１．０であると判断されたとき、即ち理論空燃比の
混合気を燃焼すべきときにはステップ２１４に進んで空
燃比センサ２１の出力信号に基きフィードバック補正係
数ＦＡＦが算出され、次いでステップ２１５に進む。ス
テップ２１４では空燃比センサ２１によって空燃比がリ
ッチになったことが検出されるとＦＡＦは減少せしめら
れ、空燃比がリーンになったことが検出されるとＦＡＦ
は増大せしめられるので空燃比は理論空燃比に維持され
ることになる。次いでステップ２１６では補正係数Ｋt
がＫ0 とされる。
【００５２】一方、ステップ２０６において補正係数Ｋ
がＫ＜１．０からＫ≧１．０に変化したと判断されたと
き、即ち機関の運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃
比又はリッチ燃焼領域に移行したと判断されたときには
ステップ２１７に進んでスロットル開度センサ２０によ
り検出されたスロットル開度ＴＡがＴＡ0 （図１５）と
される。次いでステップ２１８ではカウント値Ｃおよび
機関負荷の最大変動量ΔＴＡmax が零とされる。
がＫ＜１．０からＫ≧１．０に変化したと判断されたと
き、即ち機関の運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃
比又はリッチ燃焼領域に移行したと判断されたときには
ステップ２１７に進んでスロットル開度センサ２０によ
り検出されたスロットル開度ＴＡがＴＡ0 （図１５）と
される。次いでステップ２１８ではカウント値Ｃおよび
機関負荷の最大変動量ΔＴＡmax が零とされる。
【００５３】次いでステップ２１９では前回の処理サイ
クルにおける補正係数Ｋ0 と今回算出された補正係数Ｋ
との差（Ｋ0 −Ｋ）を一定の整数ｎで割算した値がΔＫ
（＝（Ｋ0 −Ｋ）／ｎ）とされる。このときＫ0 ＜Ｋで
あるのでΔＫの値は負となる。次いでステップ２２０で
はＫ0 からΔＫを減算することによって最終的な補正係
数Ｋt が算出される。次いでステップ２２１に進んで制
御フラグがセットされ、次いでステップ２１２に進む。
クルにおける補正係数Ｋ0 と今回算出された補正係数Ｋ
との差（Ｋ0 −Ｋ）を一定の整数ｎで割算した値がΔＫ
（＝（Ｋ0 −Ｋ）／ｎ）とされる。このときＫ0 ＜Ｋで
あるのでΔＫの値は負となる。次いでステップ２２０で
はＫ0 からΔＫを減算することによって最終的な補正係
数Ｋt が算出される。次いでステップ２２１に進んで制
御フラグがセットされ、次いでステップ２１２に進む。
【００５４】次の処理サイクルではステップ２０６，２
０７を経てステップ２０８に進み、現在のスロットル開
度ＴＡからＴＡ0 （図１５）を減算した結果（ＴＡ−Ｔ
Ａ0）が最大変動量ΔＴＡmax よりも大きいか否かが判
別される。ＴＡ−ＴＡ0 ＞ΔＴＡmax のときにはステッ
プ２０９に進んでΔＴＡmax ＝ＴＡ−ＴＡ0 とされる。
従ってΔＴＡmax はＴＡ＝ＴＡ0 となった後のスロット
ル開度の最大変動量、即ち機関負荷の最大変動量を表し
ていることがわかる。
０７を経てステップ２０８に進み、現在のスロットル開
度ＴＡからＴＡ0 （図１５）を減算した結果（ＴＡ−Ｔ
Ａ0）が最大変動量ΔＴＡmax よりも大きいか否かが判
別される。ＴＡ−ＴＡ0 ＞ΔＴＡmax のときにはステッ
プ２０９に進んでΔＴＡmax ＝ＴＡ−ＴＡ0 とされる。
従ってΔＴＡmax はＴＡ＝ＴＡ0 となった後のスロット
ル開度の最大変動量、即ち機関負荷の最大変動量を表し
ていることがわかる。
【００５５】次いでステップ２１０に進むがこのとき制
御フラグはセットされているのでステップ２２２に進ん
でＫt とＫとの差の絶対値｜Ｋt −Ｋ｜が｜ΔＫ｜より
も小さくなったか否かが判別される。｜Ｋt −Ｋ｜＞｜
ΔＫ｜のときにはステップ２２３に進んでＫt からΔＫ
を減算する。このときΔＫは負であるのでＫt の値はΔ
Ｋだけ増大せしめられる。次いでステップ２１２に進
む。
御フラグはセットされているのでステップ２２２に進ん
でＫt とＫとの差の絶対値｜Ｋt −Ｋ｜が｜ΔＫ｜より
も小さくなったか否かが判別される。｜Ｋt −Ｋ｜＞｜
ΔＫ｜のときにはステップ２２３に進んでＫt からΔＫ
を減算する。このときΔＫは負であるのでＫt の値はΔ
Ｋだけ増大せしめられる。次いでステップ２１２に進
む。
【００５６】次いでステップ２２２において｜Ｋt −Ｋ
｜≦｜ΔＫ｜になったと判断されたときにはステップ２
２４に進んで制御フラグがリセットされる。次いでステ
ップ２２４に進んで図１４（Ｂ）に示されるマップから
算出された補正係数ＫがＫtとされる。従って補正係数
ＫがＫ＜１．０からＫ≧１．０に変化したとき、即ち機
関の運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃比又はリッ
チ燃焼領域に移行したときには最終的な補正係数Ｋt が
Ｋ（＜１．０）からＫ（≧１．０）まで｜ΔＫ｜ずつ徐
々に増大せしめられ、斯くして混合気の空燃比は徐々に
小さくされる。
｜≦｜ΔＫ｜になったと判断されたときにはステップ２
２４に進んで制御フラグがリセットされる。次いでステ
ップ２２４に進んで図１４（Ｂ）に示されるマップから
算出された補正係数ＫがＫtとされる。従って補正係数
ＫがＫ＜１．０からＫ≧１．０に変化したとき、即ち機
関の運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃比又はリッ
チ燃焼領域に移行したときには最終的な補正係数Ｋt が
Ｋ（＜１．０）からＫ（≧１．０）まで｜ΔＫ｜ずつ徐
々に増大せしめられ、斯くして混合気の空燃比は徐々に
小さくされる。
【００５７】次いでステップ２０７において補正係数Ｋ
がＫ≧１．０からＫ＜１．０に変化したと判断される
と、即ち機関の運転領域が理論空燃比又はリッチ燃焼領
域からリーン燃焼領域に移行したと判断されるとステッ
プ２２５に進んでカウント値Ｃが予め定められた一定値
Ｃt よりも小さいか否かが判別される。Ｃ≦Ｃt のとき
にはステップ２２６に進んで最大変動量ΔＴＡmax が予
め定められた一定量αよりも小さいか否かが判別され
る。Ｃ＞Ｃt であるか、又はΔＴＡmax ≧αのときには
ステップ２１９に進む。
がＫ≧１．０からＫ＜１．０に変化したと判断される
と、即ち機関の運転領域が理論空燃比又はリッチ燃焼領
域からリーン燃焼領域に移行したと判断されるとステッ
プ２２５に進んでカウント値Ｃが予め定められた一定値
Ｃt よりも小さいか否かが判別される。Ｃ≦Ｃt のとき
にはステップ２２６に進んで最大変動量ΔＴＡmax が予
め定められた一定量αよりも小さいか否かが判別され
る。Ｃ＞Ｃt であるか、又はΔＴＡmax ≧αのときには
ステップ２１９に進む。
【００５８】ステップ２１９では前回の処理サイクルに
おける補正係数Ｋ0 と今回算出された補正係数Ｋとの差
（Ｋ0 −Ｋ）を一定の整数ｎで割算した値がΔＫ（＝
（Ｋ0−Ｋ）／ｎ）とされる。このときＫ0 ＞Ｋである
のでΔＫの値は正となる。次いでステップ２２０ではＫ
0 からΔＫを減算することによって最終的な補正係数Ｋ
t が算出される。次いでステップ２２１に進んで制御フ
ラグがセットされ、次いでステップ２１２に進む。
おける補正係数Ｋ0 と今回算出された補正係数Ｋとの差
（Ｋ0 −Ｋ）を一定の整数ｎで割算した値がΔＫ（＝
（Ｋ0−Ｋ）／ｎ）とされる。このときＫ0 ＞Ｋである
のでΔＫの値は正となる。次いでステップ２２０ではＫ
0 からΔＫを減算することによって最終的な補正係数Ｋ
t が算出される。次いでステップ２２１に進んで制御フ
ラグがセットされ、次いでステップ２１２に進む。
【００５９】次の処理サイクルではステップ２０６，２
０７を経て、次いでステップ２０８，２０９を経てステ
ップ２１０に進む。このときに制御フラグはセットされ
ているのでステップ２２２に進んでＫt とＫとの差の絶
対値｜Ｋt −Ｋ｜が｜ΔＫ｜よりも小さくなったか否か
が判別される。｜Ｋt −Ｋ｜＞｜ΔＫ｜のときにはステ
ップ２２３に進んでＫt からΔＫを減算する。このとき
ΔＫは正であるのでＫ t の値はΔＫだけ減少せしめられ
る。次いでステップ２１２に進む。
０７を経て、次いでステップ２０８，２０９を経てステ
ップ２１０に進む。このときに制御フラグはセットされ
ているのでステップ２２２に進んでＫt とＫとの差の絶
対値｜Ｋt −Ｋ｜が｜ΔＫ｜よりも小さくなったか否か
が判別される。｜Ｋt −Ｋ｜＞｜ΔＫ｜のときにはステ
ップ２２３に進んでＫt からΔＫを減算する。このとき
ΔＫは正であるのでＫ t の値はΔＫだけ減少せしめられ
る。次いでステップ２１２に進む。
【００６０】次いでステップ２２２において｜Ｋt −Ｋ
｜≦｜ΔＫ｜になったと判断されたときにはステップ２
２４に進んで制御フラグがリセットされる。次いでステ
ップ２１１に進んで図１４（Ｂ）に示すマップから算出
された補正係数ＫがＫt とされる。従って補正係数Ｋが
Ｋ≧１．０からＫ＜１．０に変化したとき、即ち機関の
運転領域が理論空燃比又はリッチ燃焼領域からリーン燃
焼領域に移行したときにＣ＞Ｃt 又はΔＴＡmax ≧αで
あれば最終的な補正係数Ｋt がＫ（≧１．０）からＫ
（＜１．０）まで｜ΔＫ｜ずつ徐々に減少せしめられて
混合気の空燃比が徐々に大きくされる。
｜≦｜ΔＫ｜になったと判断されたときにはステップ２
２４に進んで制御フラグがリセットされる。次いでステ
ップ２１１に進んで図１４（Ｂ）に示すマップから算出
された補正係数ＫがＫt とされる。従って補正係数Ｋが
Ｋ≧１．０からＫ＜１．０に変化したとき、即ち機関の
運転領域が理論空燃比又はリッチ燃焼領域からリーン燃
焼領域に移行したときにＣ＞Ｃt 又はΔＴＡmax ≧αで
あれば最終的な補正係数Ｋt がＫ（≧１．０）からＫ
（＜１．０）まで｜ΔＫ｜ずつ徐々に減少せしめられて
混合気の空燃比が徐々に大きくされる。
【００６１】これに対して機関の運転領域が理論空燃比
又はリッチ燃焼領域からリーン燃焼領域に移行したとき
にＣ≦Ｃt でありかつΔＴＡmax ＜αであれば、即ち機
関の運転領域がリーン燃焼領域と理論空燃比又はリッチ
燃焼領域とを交互に繰返す可能性があると推定されたと
きにはステップ２２７に進んで最終的な補正係数Ｋtが
１．０に固定され、次いでステップ２２８に進んでスト
イキフラグがセットされる。次いでステップ２１２に進
む。
又はリッチ燃焼領域からリーン燃焼領域に移行したとき
にＣ≦Ｃt でありかつΔＴＡmax ＜αであれば、即ち機
関の運転領域がリーン燃焼領域と理論空燃比又はリッチ
燃焼領域とを交互に繰返す可能性があると推定されたと
きにはステップ２２７に進んで最終的な補正係数Ｋtが
１．０に固定され、次いでステップ２２８に進んでスト
イキフラグがセットされる。次いでステップ２１２に進
む。
【００６２】次の処理サイクルではステップ２０５から
ステップ２２９に進んでカウント値Ｃが予め定められた
一定時間Ｃ0 を越えたか否かが判別される。Ｃ＜Ｃ0 の
ときにはステップ２１２にジャンプし、Ｃ≧Ｃ0 になる
とステップ２３０に進んでストイキフラグをリセットし
た後にステップ２１２に進む。従って図１５に示される
ように機関の運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃比
又はリッチ燃焼領域に移行した後一定期間Ｃ0 を経過す
るまで最終的な補正係数Ｋt は１．０に維持され、斯く
してこの期間Ｃ0 中は混合気が理論空燃比に維持される
ことになる。
ステップ２２９に進んでカウント値Ｃが予め定められた
一定時間Ｃ0 を越えたか否かが判別される。Ｃ＜Ｃ0 の
ときにはステップ２１２にジャンプし、Ｃ≧Ｃ0 になる
とステップ２３０に進んでストイキフラグをリセットし
た後にステップ２１２に進む。従って図１５に示される
ように機関の運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃比
又はリッチ燃焼領域に移行した後一定期間Ｃ0 を経過す
るまで最終的な補正係数Ｋt は１．０に維持され、斯く
してこの期間Ｃ0 中は混合気が理論空燃比に維持される
ことになる。
【００６３】一方、ステップ２０１において燃料の供給
を停止すべき減速運転状態であると判断されると処理サ
イクルを完了し、斯くして燃料の噴射が停止せしめられ
る。次いでステップ２０２において燃料の供給を再開す
べき運転状態になったと判断されたときにはステップ２
３１に進んで復帰処理が行われ、次いでステップ２１５
に進む。この復帰処理は図６に示されるように最終的な
補正係数Ｋt の値を一時的に１．０よりも大きな値にす
る処理であり、従って燃料の供給が再開されたときに混
合気の空燃比が一時的にリッチにされる。復帰処理が完
了するとアイドリング運転状態となるので混合気の空燃
比は理論空燃比となる。
を停止すべき減速運転状態であると判断されると処理サ
イクルを完了し、斯くして燃料の噴射が停止せしめられ
る。次いでステップ２０２において燃料の供給を再開す
べき運転状態になったと判断されたときにはステップ２
３１に進んで復帰処理が行われ、次いでステップ２１５
に進む。この復帰処理は図６に示されるように最終的な
補正係数Ｋt の値を一時的に１．０よりも大きな値にす
る処理であり、従って燃料の供給が再開されたときに混
合気の空燃比が一時的にリッチにされる。復帰処理が完
了するとアイドリング運転状態となるので混合気の空燃
比は理論空燃比となる。
【００６４】
【発明の効果】ＮＯx がＮＯx 吸収剤に吸収されずに大
気中に排出されるのを阻止することができる。
気中に排出されるのを阻止することができる。
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】基本燃料噴射時間のマップを示す図である。
【図３】補正係数Ｋを示す図である。
【図４】機関から排出される排気ガス中の未燃ＨＣ，Ｃ
Ｏおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。
Ｏおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。
【図５】ＮＯx の吸放出作用を説明するための図であ
る。
る。
【図６】減速運転時の復帰処理を説明するための線図で
ある。
ある。
【図７】補正係数Ｋを示す図である。
【図８】ＮＯx 吸収率とＮＯx 排出量を示す図である。
【図９】補正係数Ｋを示す図である。
【図１０】補正係数を示す図である。
【図１１】空燃比制御のタイムチャートである。
【図１２】空燃比制御を示すフローチャートである。
【図１３】空燃比制御を示すフローチャートである。
【図１４】補正係数Ｋを示す図である。
【図１５】空燃比制御のタイムチャートである。
【図１６】空燃比制御を示すフローチャートである。
【図１７】空燃比制御を示すフローチャートである。
【図１８】空燃比制御を示すフローチャートである。
【図１９】従来の問題点を説明するためのタイムチャー
トである。
トである。
１６…排気管
１８…ＮＯx 吸収剤
フロントページの続き
(72)発明者 井口 哲
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(56)参考文献 特開 昭57−7741（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−214648（ＪＰ，Ａ)
国際公開93／025806（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 41/04 305
F01N 3/08
F02D 41/14 310
Claims (3)
- 【請求項１】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはＮＯx を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチのときには吸収したＮＯx を放出す
るＮＯx 吸収剤を機関排気通路内に配置し、機関の運転
領域を低負荷側のリーン燃焼領域と高負荷側の理論空燃
比又はリッチ燃焼領域とに分割し、リーン燃焼領域のと
きにはリーン混合気を燃焼せしめて機関から排出された
ＮＯxをＮＯx 吸収剤に吸収せしめ、理論空燃比又はリ
ッチ燃焼領域のときには理論空燃比の混合気又はリッチ
混合気を燃焼せしめてＮＯx 吸収剤に吸収されているＮ
Ｏx を放出させるようにした内燃機関において、機関の
運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃比燃焼領域に移
行したときに混合気の空燃比を徐々に小さくすると共に
機関の運転領域が理論空燃比燃焼領域からリーン燃焼領
域に移行したときに混合気の空燃比を徐々に大きくする
空燃比徐変手段を具備し、リーン燃焼領域と理論空燃比
燃焼領域との境界線をリーン燃焼領域から理論空燃比燃
焼領域への移行時の境界となる第１の境界線と理論空燃
比燃焼領域からリーン燃焼領域への移行時の境界となる
第２の境界線とにより構成し、第２の境界線を第１の境
界線に対して低負荷側に設定した内燃機関の排気浄化装
置。 - 【請求項２】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはＮＯx を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチのときには吸収したＮＯx を放出す
るＮＯx 吸収剤を機関排気通路内に配置し、機関の運転
領域を低負荷側のリーン燃焼領域と高負荷側の理論空燃
比又はリッチ燃焼領域とに分割し、リーン燃焼領域のと
きにはリーン混合気を燃焼せしめて機関から排出された
ＮＯxをＮＯx 吸収剤に吸収せしめ、理論空燃比又はリ
ッチ燃焼領域のときには理論空燃比の混合気又はリッチ
混合気を燃焼せしめてＮＯx 吸収剤に吸収されているＮ
Ｏx を放出させるようにした内燃機関において、機関の
運転領域がリーン燃焼領域から理論空燃比燃焼領域に移
行したときに混合気の空燃比を徐々に小さくすると共に
機関の運転領域が理論空燃比燃焼領域からリーン燃焼領
域に移行したときに混合気の空燃比を徐々に大きくする
空燃比徐変手段と、機関の運転領域がリーン燃焼領域か
ら理論空燃比燃焼領域に移行した後に機関の運転領域が
リーン燃焼領域と理論空燃比燃焼領域とを交互に繰返す
可能性があると推定する推定手段と、機関の運転領域が
リーン燃焼領域と理論空燃比燃焼領域とを交互に繰返す
可能性があると推定されたときには混合気の空燃比を一
時的にリーン空燃比又は理論空燃比に固定する空燃比固
定手段とを具備した内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 上記推定手段は機関の運転領域がリーン
燃焼領域から理論空燃比燃焼領域に移行した後機関の運
転領域が再びリーン燃焼領域に移行するまでの間におけ
る機関負荷の変動量が予め定められた量よりも小さいと
きには機関の運転領域がリーン燃焼領域と理論空燃比燃
焼領域とを交互に繰返す可能性があると推定する請求項
２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00642294A JP3508192B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00642294A JP3508192B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07208232A JPH07208232A (ja) | 1995-08-08 |
| JP3508192B2 true JP3508192B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=11637944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00642294A Expired - Lifetime JP3508192B2 (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3508192B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2318310A (en) * | 1996-10-17 | 1998-04-22 | Ford Motor Co | Reducing NOx emission from an engine |
-
1994
- 1994-01-25 JP JP00642294A patent/JP3508192B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07208232A (ja) | 1995-08-08 |
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