JPH04209957A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［０００１１

【産業上の利用分野］本発明は、ＮＯｘ浄化ゼオライト
触媒を排気系に具備したＥＧＲ付きリーンバーンエンジ
ンの制御に関する。 ［０００２］ 【従来の技術】従来、リーンバーン・エンジンの排気系
にゼオライトからなる触媒を設けることによって、排気
空燃比が酸化雰囲気中のＮＯｘを浄化（還元）すること
が知られている。このゼオライト触媒（所謂、リーンＮ
Ｏｘ触媒）は、酸化雰囲気中でＮＯｘを浄化するために
、炭化水素（ＨＣ）を必要とする。（特開昭６３−２８
３７２７号公報参照）リーンＮＯｘ触媒へ供給するＨＣ
を、内燃機関から排出されるＨＣによって賄う場合、内
燃機関の運転状態によっては、ＨＣ量が不足する場合が
ある。このＨＣが不足する運転状態に排気ガス再循環（
ＥＧＲ）を利用して、ＨＣ不足を解決する技術を既に出
願している。特願平０１−１８６０１５では、ＨＣが直
接酸化するためＨＣが不足する排気温度高温時に、ＥＧ
Ｒを実行するとともに空燃比をリッチ（それでもり一ン
）側にしており、ＥＧＲ率（量）は中負荷、中回転で多
くしている。特願平０２−５１７４１では、ＮＯｘ排出
量が多くＨＣが不足する加速時に、ＥＧＲを実行すると
ともに空燃比をリッチ（それでもリーン）側にしており
、ＥＧＲ率（量）を排気温度が高い程多く設定している
。 ［０００３］

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術は、ＮＯｘ排出量が多いため（後者）或いはＨＣの
直接酸化のため（前者）ＨＣが不足する運転領域に、排
気中のＨＣ濃度を大きくする（或いは酸素濃度を小さく
する）ものであり、排気中のＨＣ濃度（或いは酸素濃度
）のみを考慮してＥＧＲ率（量）を決定していた。した
がって、リーンＮＯｘ触媒の浄化率を向上するために、
ＥＧＲを有効に利用しているとはいえなかった。すなわ
ち、リーンＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率は、触媒に
流入するＨＣ量（或いは酸素濃度）の他に、触媒に流入
するＨＣの成分及び触媒床温（排気温度）にも大きく影
響される。例えば、排気温度が低い時には比較的小さな
ＨＣ成分（Ｃ５以下）がＮＯｘの浄化に有効であり、排
気温度が高い時には比較的大きなＨＣ成分（Ｃ６以上）
がＮＯｘの浄化に有効である。これは、低温時には部分
酸化し易い、小さなＨＣ成分が有効であるからであり、
高温時には直接酸化し難い、大きなＨＣ成分が有効であ
るからである。また、触媒床温が４００〜５００℃の時
にピーク浄化率を示す。これに対して、排気中のＨＣ成
分は、エンジン回転速度（ＮＥ）によって変化し、ＮＥ
が増大するにつれて大きなＨＣ成分が低下する。また、
ＥＧＲ率を増大すると、ＮＥ低回転領域ではＨＣ成分の
変化は殆どないが、ＮＥ高回転領域では大きなＨＣ成分
が多く生成されることがわかった。さらに、リーンバー
ン・エンジンでは、ＥＧＲ率（量）を増大すると、リー
ンリミットが減少するので、空燃比がリッチ側（それで
もリーン域）となり排気温度が高くなる。このため、従
来技術のようにＨＣ濃度（或いは酸素濃度）のみを考慮
してＥＧＲ率（量）を設定しても、ＥＧＲによるＨＣ成
分の変化および排気温度の変化を考慮していないため、
その運転状態においてＮＯｘ浄化に最適な条件とならな
い。すなわち、ＨＣ濃度（或いは酸素濃度）のみを考慮
してＥＧＲ率を設定すると、低ＮＥ領域では（排気温度
は低く、また、ＮＯｘ排出量も少ないため、ＨＣ濃度は
少なくてよいので）小さなＥＧＲ率に設定され空燃比は
リーン側に設定される。しかし、この領域では、触媒床
温をピーク浄化率を示す温度に近づけるために、ＥＧＲ
率を大きくしてＮＯｘ排出量を低減するとともに、空燃
比をリッチ側に設定し排気温度を、上昇した方がリーン
ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化に有効である。 また、中ＮＥ領領域は、ＥＧＲによってＨＣ濃度を増大
（或いは、酸素濃度を低下）しても、ＥＧＲによって大
きなＨＣ成分が増加しないため、ＮＯｘの浄化率がそれ
程向上しないばかりか、ＥＧＲ率を大きくすると却って
ＮＯｘ浄化率が低下する。すなわち、ＥＧＲによって（
空燃比がリーン域のリッチ側になるので）排気温度が上
昇し、比較的排気温度が高温であったのが、ＥＧＲによ
る排気温度上昇が加わり、さらに高温となるため、ＮＯ
ｘを良好に浄化できるＨＣ成分は大きなＨＣ成分となる
。しかし、ＥＧＲによって大きなＨＣ成分が増加しない
ので、ＥＧＲによるＨＣ濃度の増大（或いは酸素濃度の
低下）を用いてＮＯｘ浄化率を向上するより、排気温度
が上昇する弊害の方が大きくなる。　（ＥＧＲの増加に
よりＮＯｘ排出量が低下するが、リーンＮＯｘ触媒の浄
化率低下の方が大きい。）大きなＨＣ成分が少ない高Ｎ
Ｅ類域では、ＥＧＲによって大きなＨＣ成分が発生する
ので、排気温度が高い高ＮＥ領域では、ＥＧＲによるＨ
Ｃ濃度の増大（或いは酸素濃度の低下）を利用して有効
にＮＯｘを浄化できる。　（この時、ＥＧＲ流人によっ
て排気温度も上昇するが、大きなＨＣ成分が少量の状態
より、ＥＧＲによって大きなＨＣ成分が増大することの
方が、ＮＯｘ浄化率を向上することに有効に作用する。 ）以上のように、ＨＣ濃度の観点のみからＥＧＲ率（量
）を決定しても、ＥＧＲによ３ＨＣ成分の変化及び（設
定空燃比が変化するための）排気温度の変化により、り
一ンＮＯｘ触媒にとって最適な条件とならず、ＮＯｘ浄
化率の向上のためにＥＧＲを有効に利用しているとは、
いえなかった。 ［０００４３本発明の目的は、リーンバーンエンジンに
おいて、ＥＧＲによるＨＣ濃度の変化（或いは酸素濃度
の変化）でなく、ＥＧＲによる設定空燃比の変化及びＨ
Ｃ成分の変化を考慮してＥＧＲ率（量）を決定すること
によって、リーンＮＯｘ触媒の浄化率向上のために、Ｅ
ＧＲを有効に利用することである。 ［０００５］

【課題を解決するための手段】本発明に係わる内燃機関
の制御装置は、図１に示すように、酸化雰囲気中でＮ。 Ｘを還元可能なゼオライトからなる触媒６を、排気系４
に設けたリーンバーンエンジン２において、エンジン回
転速度（ＮＥ）検出手段１１、ＥＧＲ制御手段１３、空
燃比制御手段１６を備え、ＥＧＲ制御手段１３は、ＮＥ
が所定回転以下の領域では排気温度が所定温度範囲とな
る空燃比に基づいたＥＧＲ弁開度を演算し、ＮＥが所定
回転以上の領域では排気中の大きなＨＣ成分が設定値以
上となるＥＧＲ弁開度を演算するＥＧＲ弁開度演算手段
１５と、ＥＧＲ弁開度演算手段によって演算されたＥＧ
Ｒ弁開度となるように、ＥＧＲ弁１０を駆動するＥＧＲ
弁駆動手段１４を含み、空燃比制御手段１６は、空燃比
をＥＧＲ弁開度に基づいたリーン空燃比に設定する空燃
比設定手段１８を含むことを特徴とする。 ［０００６］

【作用】リーンバーンエンジンのため排気空燃比は酸化
雰囲気となるが、ゼオライトからなる触媒６によってＮ
Ｏｘが還元・浄化される。ＥＧＲ制御手段１３によって
ＥＧＲ弁開度が演算され、ＥＧＲが供給される。空燃比
制御手段１６によってＥＧＲ弁開度に基づいたリーン空
燃比とされる。ＥＧＲ弁開度は、ＮＥが所定回転以下の
領域では、排気温度が所定温度範囲となる空燃比に基づ
いたＥＧＲ弁開度にされる。これによって、触媒床温を
ＮＯｘ浄化率の高い温度範囲とすることができる。ＮＥ
が所定回転以上の領域では、大きなＨＣ成分が設定値以
上となるＥＧＲ弁開度によってＥＧＲが供給される。こ
れによって、大きなＨＣ成分が少ないＮＥ高回転時には
、ＥＧＲによって大きなＨＣ成分が発生し、ＮＥが高く
排気温度が高温であっても、有効にＮＯｘを浄化できる
。 ［０００７］

【実施例】 ［０００８］第１実施例 図２は、本発明に係わる内燃機関の制御装置の一実施例
を示す全体概略図である。図２において、内燃機関２の
吸気通路８には圧力センサ２６が設けられている。圧力
センサ２６は吸入空気圧を直接計測する半導体式のもの
であって、吸入空気圧に比例したアナログ電圧の出力信
号を発生する。この出力信号は制御回路４０のマルチプ
レクサ内蔵ＡＤ変換器５１に提供されている。図示しな
いディストリビュータには、その軸がたとえばクランク
角に換算して７２０°毎に基準位置検出用パルス信号を
発生するクランク角センサ３６とクランク角に換算して
３０°毎に基準位置検出用パルス信号を発生するクラン
ク角センサ３８が設けられている。３０°ＣＡ毎のクラ
ンク角センサ３８は図１のＮＥ検出手段１１を構成する
。これらクランク角センサ３６．３８のパルス信号は制
御回路４０の入出力インターフェイス５２に供給され、
このうちクランク角センサ３８の出力はＣＰＵ　（セン
トラルプロセッサユニット）５３の割込み端子に供給さ
れる。さらに、吸気通路８には各気筒毎に燃料供給系か
ら加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁２
２が設けられている。また、内燃機関２のシリンダブロ
ックのウォータジャケット（図示せず）には、冷却水の
温度を検出するための水温センサ３４が設けられている
。水温センサ３４は冷却水の温度ＴＨＷに応じたアナロ
グ電圧の電気信号を発生する。この出力もＡ／Ｄ変換器
５１に供給されている。ＥＧＲ弁１０のアクチュエータ
は、制御回路４０の入出力インターフェイス５２からの
出力により制御されるステップモータを内蔵している。 内燃機関２の排気系４には、遷移金属或いは貴金属を担
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を還元するリーンＮＯｘ触媒６が設けら
れる。また、リーンＮＯｘ触媒６の下流に、ＨＣｌＣ０
を高率に浄化する酸化触媒２４が設けられている。 なお、酸化触媒２４の代りに三元触媒を用いてもよい。 制御回路４０は、たとえばマイクロコンピュータとして
構成され、Ａ／Ｄ変換器５１、入出力インターフェイス
５２、ＣＰＵ５３の外に、ＲＯＭ　（リードオンメモリ
）５４、ＲＡＭ　（ランダムアクセスメモリ）５５、バ
ックアップＲＡＭ５６、クロック発生回路５７等が設け
られている。また、制御回路４０において、ダウンカウ
ンタ５８、フリップフロップ５９、および駆動回路６０
は燃料噴射弁２２を制御するためのものである。すなわ
ち、後述のルーチンにおいて、燃料噴射量ＴＡＵが演算
されると、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ５８にプ
リセットされると共にフリップフロップ５９もセットさ
れる。この結果、駆動回路６０が燃料噴射弁２２の付勢
を開始する。他方、ダウンカウンタ５８がクロック信号
（図示せず）を計算して最後にそのポローアウト端子が
「１」　レベルとなったときに、フリップフロップ５９
がセットされて駆回路６０は燃料噴射弁２２の付勢を停
止する。つまり、上述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴射
弁２２は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた
量の燃料が内燃機関２の燃焼室に送り込まれることにな
る。なお、ＣＰＵ５３の割込み発生は、Ａ／Ｄ変換器５
１のＡ／Ｄ変換終了後、入出力インターフェイス５２が
クランク角センサ３８のパルス信号を受信した時、クロ
ック発生回路５７からの割込み信号を受信した時、等で
ある。圧力センサ２６の吸入空気圧データＰＭ、冷却水
温データＴＨＷ、及び排気ガス温度ＴＥＸは所定時間も
しくは所定クランク角毎に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチ
ンによって、取込まれ、ＲＡＭ５５におけるデータＰＭ
、　ＴＨＷ、及びＴＥＸは所定時間毎に更新されている
。また、回転速度データＮＥはクランク角センサ３８の
３０°ＣＡ毎の割込みによって演算されてＲＡＭ５５の
所定領域に格納される。図３、図４、図５、図６を参照
して図２の制御回路の動作を説明する。 ［０００９１図３は、ＥＧＲ制御ルーチンであり、所定
時間毎に割り込み処理される。ステップ１０１では、Ｅ
ＧＲ条件が成立しているか否かを判断する。例えば、暖
機完了（冷却水温（ＴＨＷ＞８０℃）およびスロットル
全閉でない（ＬＬ、ＯＮでない）ことが成立していると
、ＥＧＲ条件が成立する。ステップ１０１でＥＧＲ条件
が成立していないと判断されると、ステップ１０２に進
み基本ＥＧＲ率：ＢＥＧＲをＯとする（Ｔ　Ｇ　Ｅ　Ｒ
←０）。ステップ１０１でＥＧＲ条件が成立していると
判断されると、ステップ１０３に進み、負荷（吸気圧：
ＰＭ）とＮＥとからマツプＡ（図７）により基本ＥＧＲ
率：ＢＥＧＲを補間演算する。マツプＡのＥＧＲ率は、
燃費、ドラビリ（エンジンのトルク変動を含む）、及び
ＮＯｘ排出量が両立するように設定されるものであり、
一般的には、中負荷、中回転時に大きなＥＧＲ率となる
。ステップ１０４では、リーン補正係数ＫＬＥＡＮが１
．０未満か否かが判断される。すなわち、現在リーン領
域で運転されているか否かが判断される。（ＫＬＥＡＮ
に後述の噴射量算出ルーチンを参照）。ＫＬＥＡＮ＜１
．０と判断されると、ステップ１０５に進み、ＫＬＥＡ
Ｎ≧１．０であると判断されると、ステップ１０６に進
む。ステップ１０５では、現在リーン領域で運転されて
おり、リーンＮＯｘ触媒６にとって最適な状態とする。 具体的には、ＮＥからマツプＢ（図８）により補正係数
ＫＥＧＲを補間演算する。補正係数ＫＥＧＲは、基本Ｅ
ＧＲ率を、ＮＥ高回転領域では排気中のＨＣ成分のうち
大きな成分が設定値以上となるＥＧＲ率に、低回転領域
では、リーンＮＯｘ触媒６が高浄化率を示す排気温度と
なる空燃比に基づいたＥＧＲ率に補正するものである。 ステップ１０５は、図１のＥＧＲ弁開度演算手段１５を
構成する。この実施例では、マツプＢに示すように、高
回転側（３２００ｒｐｍ以下）では１．０より大きく、
中回転領域で１．０より小さくなっている。ＮＥ高回転
領域で、ＥＧＲ率を大きくして、排気中のＨＣ成分のう
ち大きなＨＣ（Ｃ６以上：トルエン、イソオクタン、キ
シレン等）が　８００　ｐ　ｐｍ以上となるようなＥＧ
Ｒ率にするための係数である。なお、４３００ｒｐｍ以
上の高ＮＥでＫＥＧＲを１．０としているのは、排気温
度が上昇し過ぎて、リーンＮＯｘ触媒６の劣化が進行す
ることを防止するためである。低回転領域では、排気温
度が低いため、　（触媒直上流の排気温度が）３８０℃
以上となるような空燃比（リーン域のリッチ側）に設定
し、その時にトルク変動とＮＯｘ排出量が両立するＥＧ
Ｒ率となるよう、ＥＧＲ率を増大する係数である。また
、中回転領域では、排気温度が高温であり、ＥＧＲ率が
大きく空燃比がリッチ目（り一ン域）であると、ピーク
浄化率を示す温度から高温側に遠ざかるため、空燃比を
リーン側に設定しＥＧＲ率を減少して、　（触媒直上流
の排気温度が）５２０℃以下となるような空燃比に設定
し、その空燃比に基づ＜ＥＧＲ率にするための係数であ
る。このように作用する補正係数ＫＥＧＲのマツプＢは
、実験によって予め求められる。ステップ１０６では、
補正係数ＫＥＧＲが１．０とされる。ステップ１０７で
は、基本ＥＧＲ率ＢＥＧＲと補正係数ＫＥＧＲを乗算し
て目標ＥＧＲ率ＴＥＧＲを演算する。ステップ１０８で
は、目標ＥＧＲ率ＴＥＧＲから、目標ＥＧＲ率を達成す
るためのＥＧＲ弁開度（ステップ数）を求める。 （その時のＰＭ、ＮＥにおいて、ＴＥＧＲを達成するた
めのＥＧＲ弁ステップ数を演算する。）ステップ１０９
では、ステップ１０８で求めたステップ数にＥＧＲ弁を
駆動処理する。ステップ１０９は、図１のＥＧＲ弁駆動
手段１４を構成する。 ［００１０１図４は、噴射量制御ルーチンであり、所定
クランク角毎（３６０°ＣＡ毎）に割り込み処理される
。この噴射量制御ルーチンで空燃比が変更される。ステ
ップ２０１では、ＰＭ、ＮＥ及びＴＥＧＲから基本噴射
量ＴＰを算出する。すなわち、ＰＭ、ＮＥの２次元マツ
プから求めたＴＰＢをＴＥＧＲを用いて補正する。 （ＥＧＲ作動によるＰＭ上昇分を補正する）ＴＰ＝ＴＰ
ＢＸ（１−ｋｌＸＴＥＧＲ）　　　ｋｌ：定数これによ
って、基本噴射量ＴＰは、ＥＧＲ作動による新気量低下
が補正されて、理論空燃比相当値になる。ステップ２０
２では、リーン運転条件か否かが判断される。 例えば、冷却水温ＴＨＷが所定値であれば、リーン運転
条件であると判断する。リーン運転条件でなければ、ス
テップ２０°３に進み、リーン運転条件と判断されると
ステップ２０４に進む。ステップ２０３では、リーン補
正係数ＫＬＥＡＮを１．０とする。ステップ２０４では
、ＰＭに基づきマツプＣ（図９）から係数ＫＬＥＡＮ　
　ＰＭを求め、ステップ２０５に進んで、ＮＥに基づき
マツプＤ（図１０）から係数ＫＬＥＡＮ　　ＮＥを演算
する。 ステップ２０６では、リーン補正係数ＫＬＥＡＮをＫＬ
ＥＡＮ＝ＫＬＥＡＮ　　ＰＭ　　Ｘ　　ＫＬＥＡＮ　　
ＮＥとして演算する。この、ＫＬＥＡＮは、設定空燃比
を燃費とドラビリを両立する空燃比とするものであり、
運転状態によって変化し、一般的に中回転、中負荷時に
最も小さく（空燃比が最もリーン）なる。ステップ２０
７では、ＫＬＥＡＮ　＋−ＫＬＥＡＮＸ　（１−に２Ｘ
ＴＥＧＲ）　、ｋ２：定数として、ＫＬＥＡＮをＴＥＧ
Ｒで補正する。これは、ＥＧＲを流入することによって
、リーンリミット（トルク変動が発生する空燃比）が減
少（リッチ側にずれる）するため、ＥＧＲ率が大きい程
、空燃比をリッチ側（リーン域）に変更する必要がある
からである。ステップ２０８では、最終燃料噴射量ＴＡ
ＵをＴＡＵ＝ＴＰＸＫＬＥＡＮＸα＋β により演算する。　（α、βは、暖機補正、加速増量等
の補正係数）ステップ２０９で、噴射量ＴＡＵをダウン
カウンタ５８にセットするとともに、°フリップフロッ
プ５９をセットして、燃料噴射を開始させる。噴射量Ｔ
ＡＵに相当する時間が経過すると、ダウンカウンタ５８
のボローアウト信号によってフリップフロップ５９がリ
セットされて燃料噴射は終了する。 ［００１１］以上の第１実施例の作用は、次の通りであ
る。リーンバーン＋ＥＧＲ制御では、各運転状態におい
て燃費、ドラビリ　（トルク変動も含む）、ＮＯＸ排出
量が両立する（最適化する）よう、リーン領域の設定空
燃比とＥＧＲ率を決定する。（ＮＯｘを低減するために
は、ＥＧＲ率を大きくしたいが、ＥＧＲ率を大きくする
とトルク変動が発生し、トルク変動を防止するため空燃
比をリッチ側（リーン域）にすると燃費が悪化する。）
このような観点から決定（実験から求める）された設定
空燃比を実現するのが、マツプＣ（図９）、マツプＤ（
図１０）から演算されるＫＬＥＡＮ　（図４ニステップ
２０６）であり、ＥＧＲ率を実現するのが基本ＥＧＲ率
ＢＥＧＲのマツプＡである。そして、ＥＧＲ率の変化に
よる設定空燃比の変更を行うのが、図４のステップ２０
７のＫＬＥＡＮの補正である。本実施例では、リーン領
域で運転されティる時（ＫＬＥＡＮ＜１．０）　、図３
ステップ１０５〜１０７で基本ＥＧＲ率ＢＥＧＲを補正
係数ＫＥＧＲで補正し、ＥＧＲ率と空燃比（による排気
温度）をリーンＮＯｘ触媒の浄化率が最適となるように
している。すなわち、大きなＨＣ成分の少ないＮＥ高回
転領域では、ＥＧＲ率を増大することによって、大きな
ＨＣ成分を増大している。このため、排気温度が高い高
ＮＥ領域で、排気温度が高い時にＮＯｘ浄化に有効に作
用する大きなＨＣ成分が増大し、ＮＯｘ浄化率が向上す
る。なお、４３００ｒｐｍ以上の高ＮＥでは、排気温度
が上昇し過ぎて、リーンＮＯｘ触媒６の劣化が進行する
ことを防止するため、ＥＧＲ率（すなわち、空燃比）の
補正を実施していない。また、ＮＥ低回転領域では、Ｅ
ＧＲ率を増大して空燃比をリッチ側（リーン域）に設定
し、排気温度を上昇させるので、触媒床温か上昇してピ
ーク浄化率に近づき、ＮＯｘ浄化率が向上する。また、
ＥＧＲ率が大きいのでＮＯｘ排出量も低下する。さらに
、ＮＥ中回転領域では、ＥＧＲ率を減少し、空燃比をリ
ーン側にするので、排気温度が低下し、ピーク浄化率を
示す触媒床温に近づき、ＮＯｘ浄化率が向上する。 （ＨＣ濃度が低下し、ＮＯｘ排出量も増大するが、排気
温度低下によるリーンＮＯｘ触媒での浄化率向上の方が
大きく、大気に排出されるＮＯｘ量は低下する。）なお
、本実施例では、リーン運転条件であっても、ＫＬＥＡ
Ｎが１６０未満であって空燃比がリーン側に制御されて
いる時のみ、上記ＥＧＲ率の補正を行っている。したが
って、リーン運転条件であっても、リーン域で制御され
ない運転状態には、燃費とドラビリを両立した（り一ン
ＮＯｘ触媒での浄化率向上を目的としない）ＥＧＲ率及
び空燃比の制御がなされるので、燃費、ドラビリの悪化
が防止される。 ［００１２］第２実施例 第２実施例は、第１実施例のマツプＢのみをマツプＥ（
図１１）に変更したものであるので、マツプＥのみを説
明する。マツプＥのマツプＢと異なる点は、低ＮＥ頗域
（１６００ｒ　ｐｍ以下）で、補正係数ＫＥＧＲが１゜
０となっている点である。これは、低ＮＥ領域は、Ｎ。 Ｘ排出量が少ないため、排気温度を上昇してリーンＮＯ
ｘ触媒６におけるＮＯｘ浄化率を向上しなくとも、大気
へのＮＯｘ排出量は充分低いことによる。したがって、
燃費悪化を伴う空燃比のリッチ側への補正を低ＮＥ領域
では実施しないので、第１実施例に比べて低ＮＥ領域の
燃費が向上する。他の構成・作用は、第１実施例と同一
である。 ［００１３］第３実施例 第３実施例は、補正係数ＫＥＧＲをＮＥとＰＭから演算
するものであり、リーンＮＯｘ触媒６の浄化率を各運転
状態毎により向上でき、かつ、ドラビリ、燃費を両立で
きるものである。第１実施例と異なるのは、ステップ１
０５（図３）におけるマーツブＢからの補正係数ＫＥＧ
Ｒの演算方法のみであるので、補正係数ＫＥＧＲの算出
方法のみを説明する。補正係数ＫＥＧＲは、ＮＥとＰＭ
からマツプＦ（図１２）より補間・演算される。マツプ
Ｆは、ＰＭが大きい高負荷では、ＫＥＧＲを１．０とし
ている。これは、高負荷領域では大きな出力が要求され
るので、リーンＮＯｘ触媒６の浄化率よりも出力を優先
し、ドラビリを向上するため、及び、特に高負荷、高回
転時にＥＧＲ率を大きくし空燃比をリッチ側とすると、
リーンＮＯｘ触媒６の耐熱温度を越える排気温度となり
、触媒が劣化するのを防止するためである。ＰＭが中の
中負荷領域では、低ＮＥ側でＫＥＧＲを１．０より大き
くする所定回転数を１２０Ｏｒｐｍとし、ＰＭが小さい
低負荷領域での１６０Ｏｒｐｍより低回転側に設定して
いる。中負荷領域は低負荷領域に比較して排気温度が高
いので、リーンＮＯｘ触媒６の浄化率を向上するために
は、より低回転側で（空燃比をリッチ側として）排気温
度を上昇すればよい。これによって、中負荷時における
空燃比のリッチ側（リーン域）への設定をより低回転側
にでき、中負荷時のリーンＮＯｘ触媒６の浄化率の向上
と燃費が両立できる。また、中負荷領域と低負荷領域で
は、高ＮＥ側のＫＥＧＲの値が異なる。すなわち、中負
荷領域の方が（同−ＮＥに対して）ＫＥＧＲが大きく設
定しである。これは、中負荷の方が排気温度が高く、大
きなＨＣ成分の不足する度合いが低負荷側に比較して大
きいからである。しかし、リーンＮＯｘ触媒６の耐熱温
度を越える排気温度となるＮＥは、中負荷側の方が低回
転側であるので、ＫＥＧＲを１．０に戻すＮＥは、中負
荷領域の方が低回転側となる。これによって、低負荷、
中負荷領域の浄化率をより向上できる。他の構成・作用
は、第１実施例と同一である。 ［００１４］第４実施例 第４実施例は、ＥＧＲ率を算出することなく、直接ＥＧ
Ｒ弁開度（ステップ数）を演算するとともに、補正係数
ＫＥＧＲの演算を省くため、予めリーンＮＯｘ触媒６の
浄化率を向上できるＥＧＲ率に対応したＥＧＲ弁開度マ
ツプとしておくものである。図５はＥＧＲ制御ルーチン
であり、第１実施例と同様に所定時間毎に割り込み処理
される。ステップ３０１は、第１実施例のステップ１０
１と同一で、ＥＧＲ条件か否かを判断するステップであ
る。ＥＧＲ条件が成立していないと判断されると、ステ
ップ３０２へ進んで、ＥＧＲ弁開度（ステップ数）　５
ＥＧＲを０（全閉）とする。ステップ３０３では、後述
の噴射量制御ルーチン（図６）で更新されるフラグＸＬ
ＥＡＮが１か否かが判断される。ＸＬＥＡＮ＝１である
とリーン運転を行っているので、ステップ３０３に進み
、ＸＬＥＡＮ＝Ｏであるとリーン運転を行っていないの
で、ステップ３０２へ進んで５ＥＧＲをＯ（全開）とす
る。ステップ３０４では、ＰＭとＮＥからマツプＧ（図
１３）よりＥＧＲ弁開度５ＥＧＲを求める。このマツプ
Ｇは、リーンＮＯｘ触媒６の浄化率が最適となるＥＧＲ
率を実現するＥＧＲ弁開度を、実験から求めマツプ化し
たものである。したがって、低回転領域では（触媒直上
流の排気温度が）３８０℃以上となるような空燃比（リ
ーン域のリッチ側）に設定した場合、その時のトルク変
動とＮＯｘ排出量が両立するＥＧＲ率となるＥＧＲ弁開
度、中回転領域では（触媒上流の排気温度が）５２０゜
Ｃ以下となるような空燃比（リーン域）に設定した場合
に、その空燃比でトルク変動とＮＯｘ排出量が両立する
ＥＧＲ率となるＥＧＲ弁開度、高回転領域では、排気中
の大きなＨＣ成分（Ｃ６以上）が８００ｐｐｍ以上とな
り、かつ、燃費、ドラビリが両立するＥＧＲ弁開度とな
るように、マツプＧは設定されている。なお、４３００
ｒｐｍ以上の高ＮＥでは、排気温度が上昇し過ぎて、リ
ーンＮＯｘ触媒６の劣化が進行することを防止するため
、排気中の大きなＨＣ成分（Ｃ６以上）が８００ｐｐｍ
以上となるＥＧＲ弁開度でなく、燃費、ドラビリ（及び
ＮＯｘ排出量）を両立するＥＧＲ弁開度である。ステッ
プ３０５では、ＥＧＲ弁開度（ステップ数）が５ＥＧＲ
となるように駆動処理する。図６は、噴射量制御ルーチ
ンであり、所定クランク角毎（３６０°ＣＡ毎）に割り
込み処理される。ステップ４０１では、ＰＭ、ＮＥ及び
５ＥＧＲに基づいて基本噴射量ＴＰを算出する。すなわ
ち、ＰＭ、ＮＥの２次元マツプから求めたＴＰＢと、５
ＥＧＲから求めたＥＧＲによる基本噴射量の補正係数Ｔ
ＰＥＧＲから、 ＴＰ＝ＴＰＢＸ　（１−ＴＰＥＧＲ） として、基本噴射量ＴＰを求める。ＴＰＥＧＲは、ＥＧ
Ｒ弁開度５ＥＧＲとＮＥに依存し、例えば５ＥＧＲに比
例しＮＥに反比例する。このＴＰＥＧＲは、予めマツプ
としてＲＯＭに格納しておき、補間演算して算出する。 これによって、基本噴射量ＴＰは、ＥＧＲ作動による新
気量低下（ＰＭ上昇）が補正されて、理論空燃比相当値
になる。ステップ４０２では、リーン運転条件か否かが
判断される。例えば、冷却水温ＴＨＷが所定値以上であ
れば、リーン運転条件であると判断する。リーン運転条
件でなければ、ステップ４０３に進み、リーン運転条件
と判断されるとステップ４０４に進む。ステップ４０３
では、リーン補正係数ＫＬＥＡＮを１．０とするととも
に、ＸＬＥＡＮをＯとする。ステップ４０４では、ＸＬ
ＥＡＮｔ−１としステップ４０５に進む。ステップ４０
５では、ＰＭに基づきマツプＨから係数ＫＬＥＡＮ　　
ＰＭを求め、ステップ４０６に進んで、ＮＥに基づきマ
ツプＬから係数ＫＬＥＡＮ　　ＮＥを演算する。ステッ
プ４０７では、リーン補正係数ＫＬＥＡＮをＫＬＥＡＮ
＝ＫＬＥＡＮ　　ＰＭ　　ＸＫＬＥＡＮ　　ＮＥとして
演算する。このＫＬＥＡＮは、ＥＧＲ供給を行わない（
ＥＧＲ弁全閉）時に燃費とドラビリを両立できる基本的
なリーン空燃比に対して、マツプＧのＥＧＲを行った場
合のリーンリミットの低下によるトルク変動の発生を防
止できるリーン空燃比を実験で求め、マツプ化したもの
である。したがって、　（同一運転状態では）ＥＧＲ率
が大きい程、空燃比をリッチ側（リーン域）に変更する
必要があるため、上記基本的なリーン空燃比に対して、
低回転領域では、　（触媒直上流の排気温度力９３８０
℃以上となるような空燃比（リーン域のリッチ側）、中
回転領域では、（触媒直上流の排気温度が）５２０℃以
下となるような空燃比（リーン側）、高回転領域では、
排気中の大きなＨＣ成分（Ｃ６以上）が８００ｐｐｍ以
上となるＥＧＲ弁開度に基づいてトルク変動が発生しな
い最もリーン側の空燃比とされる。ステップ４０８では
、最終燃料噴射量ＴＡＵを ＴＡＵ＝ＴＰｘＫＬＥＡＮ×α＋β により演算する。（α、βは、暖機補正、加速増量等の
補正係数）ステップ４０９では、ＴＡＵをセットする。 この後は、第１実施例と同様である。 ［００１５］第４実施例の作用について説明する。この
第４実施例においても、第１実施例と同様に、大きなＨ
Ｃ成分の少ないＮＥ高回転領域では、ＥＧＲ率を増大す
ることによって、大きなＨＣ成分が増大するので、排気
温度が高い高ＮＥ領域で、排気温度が高い時にＮＯｘ浄
化に有効に作用する大きなＨＣ成分によってＮＯｘ浄化
率が向上する。また、ＮＥ低回転領域では、ＥＧＲ率を
増大し、空燃比がり２ツチ側（リーン域）に設定され排
気温度が上昇し、触媒床温か上昇してピーク浄化率に近
づいて、ＮＯｘ浄化率が向上する。また、ＥＧＲ率が大
きいのでＮＯｘ排出量も低下する。さらに、ＮＥ中回転
領域では、ＥＧＲ率を減少し、空燃比をリーン側にする
ので、排気温度が低下し、ピーク浄化率を示す触媒床温
に近づきＮＯｘ浄化率が向上する。（ＨＣ濃度が低下し
、ＮＯｘ排出量も増大するが、排気温度低下にょろり一
ンＮＯｘ触媒での浄化率向上の方が大きく、大気に排出
されるＮＯｘ量は低下する。）なお、第４実施例では、
リーン運転領域のみＥＧＲを供給しているが、リーン運
転領域以外にもＥＧＲを供給しても良い。具体的には、
図５のステップ３０３でＸＬＥＡＮ＝０であると判断さ
れた後、リーン運転領域以外に適合させたＥＧＲ弁開度
５ＥＧＲを演算し、ＥＧＲを実行するようにしても良い
。 ［００１６］

【発明の効果】以上のように、本発明では、リーンバー
ンエンジンにおいてはＥＧＲ率の変化に伴い設定空燃比
も変化するという特性と、ＥＧＲ率を増大すると大きな
ＨＣ成分が増大する特性を利用して、ＮＥが所定回転以
下の領域では、排気温度がリーンＮＯｘ触媒のピーク浄
化率を示す温度に近づく空燃比及びＥＧＲ率とし、ＮＥ
が所定回転数以上の領域では、大きなＨＣ成分が多くな
るＥＧＲ率としたので、リーンＮＯｘ触媒の浄化率の向
上のために、ＥＧＲを有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置の基本ブロッ
ク図である。

【図２】本発明に係る内燃機関の制御装置の系統図であ
る。

【図３】本発明の第１実施例に係るＥＧＲ制御フローチ
ャートである。

【図４】本発明の第１実施例に係る噴射量制御フローチ
ャートである。

【図５】本発明の第４実施例に係るＥＧＲ制御フローチ
ャートである。

【図６】本発明の第４実施例に係る噴射量制御フローチ
ャートである。

【図７】負荷（吸気圧ＰＭ）とエンジン回転速度ＮＥと
から基本ＥＧＲ率ＢＥＧＲを求めるマツプＡである。

【図８１　ＮＥから補正係数ＫＥＧＲを求めるマツプＢ
である。 【図９１　ＰＭからリーン補正係数ＫＬＥＡＮ　　ＰＭ
を求めるマツプＣである。 【図１０１ＮＥからリーン補正係数ＫＬＥＡＮ　　ＮＥ
を求めるマツプＤである。 【図１１１　ＮＥから補正係数ＫＥＧＲを求めるマツプ
Ｅである。 【図１２］ＮＥとＰＭとから補正係数ＫＥＧＲを求める
マツプＦである。　　　・・ 【図１３１ＮＥとＰＭとからＥＧＲ弁開度５ＥＧＲを求
めるマツプＧである。 【図１４１ＰＭから補正係数ＫＬＥＡＮ　　ＰＭを求め
るマツプＨである。 【図１５３　ＮＥから補正係数ＫＬＥＡＮ　　ＮＥを求
めるマツプＩである。 【符号の説明】 ２　内燃機関 ４　排気系 ６　ゼオライト触媒（リーンＮＯｘ触媒）１０　　ＥＧ
Ｒ弁 １３　　ＥＧＲ制御手段 １４　　ＥＧＲ弁駆動手段 １６　空燃比制御手段 １８　空燃比設定手段

【図１】

【図５】

【図１３】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】酸化雰囲気中でＮＯ＿ｘを還元可能なゼオ
   ライトからなる触媒を、排気系に設けたリーンバーンエ
   ンジンにおいて、エンジン回転速度検出手段、ＥＧＲ制
   御手段、空燃比制御手段を備え、前記ＥＧＲ制御手段は
   、エンジン回転速度が所定回転以下の領域では排気温度
   が所定温度範囲となる空燃比に基づいたＥＧＲ弁開度を
   演算し、エンジン回転速度が所定回転以上の領域では排
   気中の大きなＨＣ成分が設定値以上となるＥＧＲ弁開度
   を演算するＥＧＲ弁開度演算手段と、該ＥＧＲ弁開度演
   算手段によって演算されたＥＧＲ弁開度となるように、
   ＥＧＲ弁を駆動するＥＧＲ弁駆動手段を含み、前記空燃
   比制御手段は、空燃比をＥＧＲ弁開度に基づいたリーン
   空燃比に設定する空燃比設定手段を含むことを特徴とす
   る内燃機関の制御装置。