JP4425003B2

JP4425003B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP4425003B2
Application number: JP2004009178A
Authority: JP
Inventors: 勝治和田; 智子森田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2024-01-16
Also published as: JP2005201169A

Description

本発明は、排ガス中のＮＯｘを触媒で浄化するとともに、排気系から吸気系に環流する排ガス環流量を制御する内燃機関の制御装置に関する。

従来のこの種の内燃機関の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この制御装置では、内燃機関の回転数や吸気管内の圧力に応じて、吸気管に環流させる基準排ガス環流量（以下「基準ＥＧＲ量」という）を設定するとともに、触媒が劣化しているときには、基準ＥＧＲ量を増量側に補正する。具体的には、内燃機関を搭載した車両の走行距離が所定値よりも大きく、かつ触媒から排出されるＮＯｘ濃度と基準ＮＯｘ濃度との差が所定値よりも大きいときに、触媒が劣化していると判定される。そして、触媒が劣化していると判定されたときには、基準ＥＧＲ量を増量側に補正し、補正した基準ＥＧＲ量が得られるようにＥＧＲ弁を制御する。これにより、燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの生成量を低減させることによって、大気中に排出されるＮＯｘ量を低減するようにしている。

しかし、従来の内燃機関の制御装置では、上述したように、基準ＥＧＲ量を増量側に補正するときに、ＥＧＲ弁を制御しているにすぎず、所望のＥＧＲ量を得られないおそれがある。すなわち、排ガスの環流動作が、ＥＧＲ弁の上流側と下流側との間の差圧を利用して行われるため、ＥＧＲ弁の弁開度が一定であっても、実際のＥＧＲ量は吸気管内の圧力に応じて変化する。このため、例えばＥＧＲ弁の上流側と下流側との間の差圧が小さく、かつ環流すべき所要のＥＧＲ量が大きい場合には、ＥＧＲ弁の開度を制御するのみでは、ＥＧＲ弁が全開となった時点でＥＧＲ量が上限に達するため、所要のＥＧＲ量を確保することが困難となる。このため、この場合には、ＥＧＲによる燃焼温度の抑制効果を十分に得られず、ＮＯｘの生成量を十分に低減させることができないため、触媒の浄化性能を上回る排ガス中のＮＯｘが触媒に流入し、この結果、触媒で処理しきれなかったＮＯｘが大気中に大量に排出されるおそれがある。

また、この制御装置では、実際のＮＯｘ濃度と基準ＮＯｘ濃度との差と、所定値との比較結果に応じて、触媒の劣化の有無を判定し、触媒が劣化していると判定されたときに、基準ＥＧＲ量を、単純に増大させるにすぎない。このため、触媒が劣化していると判定されている状態および劣化していると判定されていない状態のいずれの状態においても、排出されるＮＯｘ量が規制値を超えないように、ＥＧＲ量を安全側に、すなわち高めに設定せざるをえない。このため、燃焼状態が不安定になりやすく、内燃機関から排出されるパティキュレートが増加してしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、触媒が劣化した場合において、十分な排ガス環流量を確保することができ、それにより、ＮＯｘの排出量を確実に低減することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

特開平５−１１３１５７号公報

この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、排ガス中のＮＯｘを触媒（実施形態における（以下、本項において同じ）ＮＯｘ触媒１４）で浄化するとともに、排気系（排気管１０）から吸気系（吸気管８）に環流する排ガス環流量（目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲ）を制御する内燃機関３の制御装置１であって、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ２０、アクセル開度２８）と、検出された運転状態に応じて、吸気系を流れる吸気量（吸入空気量ＧＴＨ）を制御する吸気量制御手段（ＥＣＵ２、スロットル弁９ａ）と、触媒の劣化状態を検出する劣化状態検出手段（ＥＣＵ２、第１ＬＡＦセンサ２５、第２ＬＡＦセンサ２６、図３のステップ３，４）と、触媒の劣化が検出されたときに、排ガス環流量を増大側に補正する排ガス環流量補正手段（ＥＣＵ２、ＥＧＲ制御弁６ａ、図３のステップ８，９）と、補正された排ガス環流量に応じて、排ガス環流量が大きいほど、吸気量制御手段により制御される吸気量をより減少側に補正する吸気量補正手段（ＥＣＵ２、スロットル弁９ａ、図３のステップ１０）と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、運転状態検出手段によって、内燃機関の運転状態が検出され、この運転状態に応じ、吸気量制御手段によって、吸気系を流れる吸気量が制御される。また、劣化状態検出手段によって、触媒の劣化が検出されたときには、排ガス環流量補正手段によって排ガス環流量が増大側に補正される。さらに、吸気量補正手段により、補正された排ガス環流量に応じて、排ガス環流量が大きいほど、吸気量がより減少側に補正される。したがって、吸気量を排ガス環流量に応じて減少側に補正することによって、吸気系の負圧をより大きくし、排気系と吸気系との間の差圧を大きくすることができ、排ガスを吸気系に十分に環流させることができる。その結果、十分な排ガス環流量を確保でき、それにより、ＮＯｘの排出量を確実に低減することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の制御装置１であって、劣化状態検出手段は、触媒の劣化度合を検出する劣化度合検出手段（ＥＣＵ２、第１ＬＡＦセンサ２５、第２ＬＡＦセンサ２６、図３のステップ３，４）を有し、排ガス環流量補正手段は、検出された触媒の劣化度合に応じて、排ガス環流量を補正する（図３のステップ８，９）ことを特徴とする。

この構成によれば、劣化度合検出手段によって、触媒の劣化度合を検出し、この劣化度合に応じて、排ガス環流量を増大側に補正するので、排ガス環流量を触媒の実際の劣化度合に応じた過不足のない適切な量に設定できる。これにより、ＮＯｘの排出量だけでなく、パティキュレートの排出量をも抑制することができる。

本発明の実施形態による制御装置を適用した内燃機関の概略構成を示す図である。図１の制御装置を概略的に示す図である。ＥＧＲ量などを制御する処理を示すフローチャートである。図３の処理で用いられるマップの一例である。図３の処理で用いられるマップの一例である。

以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態の内燃機関の概略構成を示しており、図２は、制御装置１の概略構成を示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、図示しない車両に搭載された、例えば直列４気筒（１つのみ図示）のディーゼルエンジンである。

同図に示すように、エンジン３は、気筒ごとにピストン３ａとシリンダヘッド３ｂを備えており、ピストン３ａとシリンダヘッド３ｂによって燃焼室３ｃが形成されている。シリンダヘッド３ｂには、吸気管８（吸気系）および排気管１０（排気系）がそれぞれ接続されるとともに、燃焼室３ｃに臨むように燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）４が取り付けられている。

インジェクタ４は、燃焼室３ｃの天壁中央部に配置されており、燃料パイプ４ｂを介して高圧ポンプ４ａに接続されている。燃料は、燃料タンク（図示せず）からこの高圧ポンプ４ａで高圧に昇圧された後、レギュレータ（図示せず）で調圧された状態でインジェクタ４に供給されるとともに、インジェクタ４を介して噴射される。また、インジェクタ４は、後述するＥＣＵ２からの駆動信号により、その開弁時間である燃料噴射時間および燃料噴射時期（開弁タイミングおよび閉弁タイミング）が制御される。

また、エンジン３のクランクシャフト３ｄには、マグネットロータ２０ａが取り付けられている。このマグネットロータ２０ａは、ＭＲＥピックアップ２０ｂとともに、クランク角センサ２０を構成している。クランク角センサ２０（運転状態検出手段）は、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号を出力する。

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０゜）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。ＴＤＣ信号は、各気筒のピストン３ａが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、４気筒タイプの本例では、クランク角１８０゜ごとに出力される。

吸気管８には、上流側から順に、エアフローセンサ２１およびスロットル弁機構９などが設けられている。エアフローセンサ２１は、スロットル弁機構９のスロットル弁９ａを通過する吸入空気量ＧＴＨ（吸気量）を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

吸気管８のエアフローセンサ２１よりも下流側には、過給圧制御機構５が配置されている。この過給圧制御機構５は、吸気管８および排気管１０に取り付けられた過給機５ａと、過給機５ａに連結されたアクチュエータ５ｂと、アクチュエータ５ｂに接続されたベーン開度制御弁５ｃなどで構成されている。過給機５ａは、いわゆるターボチャージャであり、タービンロータ５ｄおよびハウジング５ｅを有している。タービンロータ５ｄは、コンプレッサブレードおよびタービンブレード（ともに図示せず）などを一体に組み立てたものであり、吸気管８および排気管１０を構成するハウジング５ｅに内蔵され、これに回動自在に取り付けられている。過給機５ａは、排気管１０内の排ガスによってタービンロータ５ｄのタービンブレードが回転駆動された際に、これと一体のコンプレッサブレードも回転駆動されることにより、吸気管８内の吸入空気を加圧する過給動作を行う。

また、過給機５ａは、複数の可変ベーン５ｆ（２つのみ図示）を備えている。これらの可変ベーン５ｆは、過給機５ａが発生する過給圧を変化させるためのものであり、ハウジング５ｅのタービンブレードを収容する部分の壁に回動自在に取り付けられている。各可変ベーン５ｆは、アクチュエータ５ｂに機械的に連結されており、アクチュエータ５ｂで駆動されることによって、その開度（以下「ベーン開度」という）が変化する。

一方、アクチュエータ５ｂは、負圧によって作動するダイアフラム式のものであり、負圧管１１を介して負圧ポンプ１２に接続されている。この負圧管１１の途中に、前記ベーン開度制御弁５ｃが設けられている。負圧ポンプ１２は、エンジン３のドライブシャフト（図示せず）に連結されており、エンジン３の運転中、エンジン３で駆動されることにより負圧を発生し、ベーン開度制御弁５ｃに供給する。ベーン開度制御弁５ｃは、電磁弁で構成されており、その弁開度ＶＬがＥＣＵ２からの駆動信号に応じて変化することにより、アクチュエータ５ｂに供給される負圧が変化する。この負圧の変化に伴い、アクチュエータ５ｂを介して可変ベーン５ｆのベーン開度を変化させることにより、過給圧が制御される。より具体的には、可変ベーン５ｆのベーン開度を閉じ側に変化させると、タービンブレードに流入する排ガスの流速が大きくなることにより、コンプレッサブレードから下流に流れる吸入空気量ＧＴＨが増大することによって、過給圧が上昇する。また、吸気管８の過給圧制御機構５よりも下流側には、過給圧センサ２２が取り付けられており、この過給圧センサ２２は、吸気管８内の過給圧ＰＡＣＴを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

スロットル弁機構９は、スロットル弁９ａ、およびこれを開閉駆動するアクチュエータ９ｂなどを備えている。スロットル弁９ａ（吸気量制御手段および吸気量補正手段）は、吸気管８の途中に回動自在に設けられており、その開度に応じて吸入空気量ＧＴＨが制御される。アクチュエータ９ｂは、ＥＣＵ２に接続されたモータにギヤ機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、ＥＣＵ２からの駆動信号によって駆動されることにより、スロットル弁９ａの開度（以下「スロットル弁開度」という）ＴＨが制御される。

また、吸気管８のスロットル弁９ａよりも下流側の部分は、１つの集合部と、そこから分岐した４つの分岐部とからなるインテークマニホールド８ａになっている。また、インテークマニホールド８ａの管路は、集合部から各分岐部にわたって、スワール管路８ｂおよびバイパス管路８ｃに分かれており、これらの管路８ｂ，８ｃは、それぞれ２つの吸気ポートを介して燃焼室３ｃに連通している。

バイパス管路８ｃには、スワール制御機構７が設けられている。スワール制御機構７は、スワール弁７ａと、これを開閉駆動するアクチュエータ７ｂおよびスワール制御弁７ｃなどを備えている。スワール制御機構７は、スワール弁７ａの開度を変化させることにより燃焼室３ｃ内にスワールを発生させるものであり、このスワールにより、燃焼室３ｃ内の混合気が攪拌される。アクチュエータ７ｂおよびスワール制御弁７ｃは、負圧管１１の途中に設けられており、これらはそれぞれ、過給圧制御機構５のアクチュエータ５ｂおよびベーン開度制御弁５ｃと同様に構成されている。すなわち、スワール制御弁７ｃは、電磁弁で構成されており、その弁開度ＶＬＳがＥＣＵ２からの駆動信号に応じて変化し、それに応じて、ダイアフラム式のアクチュエータ７ｂに供給される負圧が変化することによって、スワール弁７ａの開度が制御される。

また、吸気管８と排気管１０の間には、ＥＧＲ管６が接続されている。ＥＧＲ管６の一端は、排気管１０の過給機５ａよりも上流側に接続され、他端は、インテークマニホールド８ａのスワール管路８ｂに接続されている。ＥＧＲ管６には、ＥＧＲ制御弁６ａが取り付けられている。ＥＧＲ制御弁６ａ（排ガス環流量補正手段）は、リニア電磁弁で構成され、そのバルブリフト量がＥＣＵ２からの駆動信号に応じてリニアに変化する。ＥＣＵ２は、エンジン３の運転状態に応じてＥＧＲ制御弁６ａのバルブリフト量を制御することにより、ＥＧＲ管６の開度、すなわちＥＧＲ量を制御する。また、このＥＧＲ制御弁６ａには、バルブリフト量センサ２４が取り付けられており、このバルブリフト量センサ２４は、ＥＧＲ制御弁６ａのバルブリフト量ＬＡＣＴを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

また、排気管１０には、過給圧制御機構５よりも下流側に、触媒装置１３が設けられている。この触媒装置１３は、ＮＯｘ触媒１４と三元触媒（図示せず）を組み合わせたものであり、このＮＯｘ触媒１４（触媒）は、エンジン３に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンの場合には、排ガス中のＮＯｘを吸着することによって浄化するとともに、空燃比が理論空燃比よりもリッチの場合には、吸着したＮＯｘを還元するという特性を有する。また、三元触媒は、酸化還元作用により、排ガス中のＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘを浄化する。

さらに、排気管１０には、ＮＯｘ触媒１４よりも上流側に第１ＬＡＦセンサ２５が、下流側に第２ＬＡＦセンサ２６が、それぞれ設けられている。第１および第２ＬＡＦセンサ２５，２６（劣化状態検出手段および劣化度合検出手段）は、理論空燃比よりもリッチなリッチ領域から極リーン領域までの広範囲な空燃比の領域において、排ガス中の酸素濃度をリニアに検出し、それらを表す検出信号ＯＡＣＴ１，ＯＡＣＴ２を、ＥＣＵ２にそれぞれ出力する。

ＥＣＵ２には、スロットル弁開度センサ２３、吸気管内絶対圧センサ２７およびアクセル開度センサ２８が接続されている。スロットル弁開度センサ２３は、スロットル弁開度ＴＨを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。吸気管内絶対圧センサ２７は、吸気管８内の絶対圧である吸気管内絶対圧ＰＢＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。アクセル開度センサ２８（運転状態検出手段）は、図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＡＰを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

ＥＣＵ２は、本実施形態において、運転状態検出手段、吸気量制御手段、劣化状態検出手段、劣化度合検出手段、排ガス環流量補正手段および吸気量補正手段を構成するものであり、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。上記の各種センサ２０〜２８の検出信号は、Ｉ／Ｏインターフェースを介してＣＰＵに入力される。

ＣＰＵは、これらの検出信号に基づき、ＲＯＭに記憶されたプログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に基づいて、エンジン３に供給される吸入空気量ＧＴＨを制御する。具体的には、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰなどに応じ、スロットル弁開度ＴＨを設定することによって、吸入空気量ＧＴＨを制御する。また、ＮＯｘ触媒１４の劣化状態を検出し、検出された劣化状態に応じて、ＥＧＲ量を制御する。

図３は、ＮＯｘ触媒１４の劣化状態を検出するとともに、検出された劣化状態に応じてＥＧＲ量などを制御する処理を示すフローチャートである。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。本処理では、まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同様）において、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて、図４に示すマップを検索することによって、ＥＧＲ量の非劣化時用マップ値ＥＧＲＭＡＰを求め、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲとして設定する（ステップ２）。このマップは、ＮＯｘ触媒１４が劣化していないときに環流すべきＥＧＲ量を定めたものであり、非劣化時用マップ値ＥＧＲＭＡＰは、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、および吸気管内絶対圧ＰＢＡが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、および吸気管内絶対圧ＰＢＡが大きいほど、燃焼温度が上昇することによって、ＮＯｘの生成量が増大する傾向にあるので、これを抑制するためである。

図３に戻り、前記ステップ２に続くステップ３では、劣化度合パラメータＮＯＸＣを算出する。この劣化度合パラメータＮＯＸＣは、空燃比を理論空燃比よりもリーン側からリッチ側に変化させたときの、ＮＯｘ触媒１４の上流側に配置した第１ＬＡＦセンサ２５で検出された酸素濃度ＯＡＣＴ１に対する、下流側に配置した第２ＬＡＦセンサ２６で検出された酸素濃度ＯＡＣＴ２の応答遅れとして算出される。すなわち、ＮＯｘ触媒１４の劣化度合が大きいほど、ＮＯｘがＮＯｘ触媒１４に吸着されにくくなり、リッチ化による還元時間が短くなることによって、下流側の酸素濃度ＯＡＣＴ２の応答時間が早くなるので、劣化度合パラメータＮＯＸＣは、その値が小さいほど、ＮＯｘ触媒１４の劣化度合が大きいことを表す。

次に、劣化度合パラメータＮＯＸＣが所定の判定値ＮＯＪＵＤよりも大きいか否かを判別する（ステップ４）。この判別結果がＹＥＳで、ＮＯＸＣ＞ＮＯＪＵＤのときには、ＮＯｘ触媒１４によるＮＯｘの吸着動作が十分に行われており、ＮＯｘ触媒１４が劣化していないとして、前記ステップ２で求めた目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲに応じて、ＥＧＲ制御弁６ａのバルブリフト量を決定し（ステップ５）、本処理を終了する。

前記ステップ４の判別結果がＮＯで、ＮＯＸＣ≦ＮＯＪＵＤのときには、ＮＯｘ触媒１４が劣化しているとして、図５に示すマップを検索することによって、ＥＧＲ量の劣化時用マップ値ＺＥＧＲを求め（ステップ６）、劣化時用ＥＧＲ量ＭＺＥＧＲとして設定する（ステップ７）。

このマップは、ＮＯｘ触媒１４が非常に高い所定の劣化度合で劣化しているときに環流すべきＥＧＲ量を定めたものである。劣化時用マップ値ＺＥＧＲは、図４と同様に、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡが大きいほど、より大きな値に設定されている。また、劣化時用マップ値ＺＥＧＲは、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡの全領域において、図４の非劣化時用マップ値ＥＧＲＭＡＰよりも大きな値に設定されている。これは、ＮＯｘ触媒１４の劣化に伴う浄化性能の低下に応じてＥＧＲ量を増大させることにより、ＮＯｘの排出量を抑制するためである。

次に、前記ステップ３で算出した劣化度合パラメータＮＯＸＣに応じて、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲを設定する（ステップ８）。この目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲは、前記ステップ２で求めた目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲと、前記ステップ７で求めた劣化時用ＥＧＲ量ＭＺＥＧＲを用い、劣化度合パラメータＮＯＸＣに応じて補間演算することによって求められる。

次いで、ステップ９〜１１において、前記ステップ８で求めた目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲに応じて、以下のような制御を実行する。まず、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲに応じて、ＥＧＲ制御弁６ａのバルブリフト量を決定する（ステップ９）。次いで、図示しないテーブルを検索することによって、スロットル弁開度ＴＨを決定する（ステップ１０）。このテーブルでは、スロットル弁開度ＴＨは、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲが大きいほど、より小さな値に設定されている。このように、ＮＯｘ触媒１４が劣化しているときに、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲに応じて、スロットル弁開度ＴＨを減少側に制御し、吸気管８内の負圧を大きくすることによって、排気管１０と吸気管８の間の差圧をより大きくすることができ、それにより、十分なＥＧＲ量を確保することができる。

次いで、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲに応じて、目標過給圧およびスワール制御機構７のスワール制御弁７ｃの弁開度ＶＬＳを決定する（ステップ１１）。具体的には、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲが大きいほど、目標過給圧はより大きな値に設定され、スワール制御弁７ｃの弁開度ＶＬＳは、より小さな値に設定される。これは、次の理由による。前記ステップ１０でスロットル弁開度ＴＨを減少側に制御するのに伴い、充填効率が低下し、吸入空気量ＧＴＨが不足する傾向にあり、そのような場合には、燃焼状態が不安定になる。また、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲが増大すると、過給機５ａに流入する排ガスが不足し、過給圧が低下してしまう。このため、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲに応じて、目標過給圧を増大側に設定することによって、燃焼に必要な最低限の吸入空気量ＧＴＨを確保でき、それにより、安定した燃焼状態を維持することができる。また、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲが増大すると、ＮＯｘの排出量は減少する一方、パティキュレートの排出量が増大する傾向にある。このため、スワール制御弁７ｃの弁開度ＶＬＳを減少側に設定することにより、スワール弁７ａを閉じ側に制御し、燃焼室３ｃ内に発生するスワールを強めることによって、混合気の均質化を図り、それにより、パティキュレートの排出量を低減させることができる。

以上のように、本実施形態によれば、第１および第２ＬＡＦセンサ２５，２６で検出された酸素濃度ＯＡＣＴ１，ＯＡＣＴ２によって、劣化度合パラメータＮＯＸＣを算出し、この値が判定値ＮＯＪＵＤよりも小さいとき（ＮＯＸＣ≦ＮＯＪＵＤ）には、ＮＯｘ触媒１４が劣化しているとして、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲをＮＯｘ触媒１４の非劣化時よりも大きな値に設定する（ステップ２，７，８）。また、この目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲに応じて、スロットル弁開度ＴＨを決定し（ステップ１０）、吸入空気量ＧＴＨを減少側に補正する。したがって、ＮＯｘ触媒１４が劣化しているときに、吸入空気量ＧＴＨを目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲに応じて減少側に補正することによって、吸気管８内の負圧をより大きくし、排気管１０と吸気管８との間の差圧を大きくすることができ、排ガスを吸気管８に十分に環流させることができる。その結果、十分なＥＧＲ量を確保でき、それにより、ＮＯｘの排出量を確実に低減することができる。

さらに、算出された劣化度合パラメータＮＯＸＣに応じて、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲを算出するので、目標ＥＧＲ量ＭＥＧＲをＮＯｘ触媒１４の実際の劣化度合に応じた過不足のない適切な量に設定できる。これにより、ＮＯｘの排出量だけでなく、パティキュレートの排出量をも抑制することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく種々の態様で実施することができる。例えば、説明した実施形態では、劣化度合パラメータＮＯＸＣを、ＮＯｘ触媒１４の上下流に配置した第１および第２ＬＡＦセンサ２５，２６で検出された酸素濃度ＯＡＣＴ１，ＯＡＣＴ２を用いて算出しているが、他の適当な手法によって求めてもよい。例えば、ＮＯｘ触媒１４の下流側にＬＡＦセンサまたはＯ２センサを設け、空燃比を理論空燃比よりもリーン側に設定したときのセンサの応答時間に応じて、ＮＯｘ触媒１４の劣化度合を算出してもよい。あるいは、ＮＯｘ触媒１４の下流側にＮＯｘセンサを設け、下流側のＮＯｘ濃度を直接、検出し、その検出結果に応じて、ＮＯｘ触媒１４の劣化度合を算出してもよい。

また、本実施形態は、本発明をディーゼルエンジンに適用した例であるが、これに限らずガソリンエンジンに適用してもよい。また、過給機は、ターボチャージャに限らず、スーパーチャージャなどの機械式過給機でもよい。また、本発明は、車両に搭載した内燃機関に限らず、クランクシャフトを鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンなどを含む、様々な産業用の内燃機関に適用することが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することができる。

符号の説明

１制御装置
２ＥＣＵ（運転状態検出手段、吸気量制御手段、劣化状態検出手段、
劣化度合検出手段、排ガス環流量補正手段および吸気量補正手段）
３エンジン
６ａＥＧＲ制御弁
８吸気管
９ａスロットル弁
１０排気管
１４ＮＯｘ触媒
２０クランク角センサ
２５第１ＬＡＦセンサ
２６第２ＬＡＦセンサ
２８アクセル開度センサ
ＮＥエンジン回転数
ＡＰアクセル開度
ＧＴＨ吸入空気量
ＴＨスロットル弁開度
ＯＡＣＴ１酸素濃度
ＯＡＣＴ２酸素濃度
ＮＯＸＣ劣化度合パラメータ
ＭＥＧＲ目標ＥＧＲ量

Claims

排ガス中のＮＯｘを触媒で浄化するとともに、排気系から吸気系に環流する排ガス環流量を制御する内燃機関の制御装置であって、
当該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された運転状態に応じて、前記吸気系を流れる吸気量を制御する吸気量制御手段と、
前記触媒の劣化状態を検出する劣化状態検出手段と、
前記触媒の劣化が検出されたときに、前記排ガス環流量を増大側に補正する排ガス環流量補正手段と、
当該補正された排ガス環流量に応じて、当該排ガス環流量が大きいほど、前記吸気量制御手段により制御される吸気量をより減少側に補正する吸気量補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記劣化状態検出手段は、前記触媒の劣化度合を検出する劣化度合検出手段を有し、
前記排ガス環流量補正手段は、前記検出された触媒の劣化度合に応じて、前記排ガス環流量を補正することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。