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公開番号2024111757
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-19
出願番号2023016451
出願日2023-02-06
発明の名称内燃機関
出願人ダイハツ工業株式会社
代理人個人,個人
主分類F02D 45/00 20060101AFI20240809BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】内燃機関の排気通路に装着した排気浄化装置の正常/異常の判定の精度の一層の向上を図る。
【解決手段】排気通路上に配され排気通路を流れる排ガス中の有害物質をより無害な物質に変化させる浄化装置と、前記排気通路における浄化装置の下流の箇所を吸気通路に連通させるEGR通路及びEGR通路を開閉するEGRバルブを有する排気ガス再循環装置と、前記EGR通路上に配されEGR通路を流れるEGRガス中の有害物質をより可燃性の高い物質に変化させる改質装置、またはEGR通路を流れるEGRガス中の有害物質をより無害な物質に変化させる副浄化装置と、前記EGR通路における改質装置または副浄化装置の下流のEGRガスの温度を検出する温度センサと、前記温度センサの出力信号を参照して知得されるEGRガスの温度に基づいて前記排気通路上の浄化装置が劣化しているか否かを判定する制御装置とを具備する内燃機関を構成した。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
排気通路上に配され排気通路を流れる排ガス中の有害物質をより無害な物質に変化させる浄化装置と、
前記排気通路における浄化装置の下流の箇所を吸気通路に連通させるＥＧＲ通路及びＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブを有する排気ガス再循環装置と、
前記ＥＧＲ通路上に配されＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス中の有害物質をより可燃性の高い物質に変化させる改質装置、またはＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス中の有害物質をより無害な物質に変化させる副浄化装置と、
前記ＥＧＲ通路における改質装置または副浄化装置の下流のＥＧＲガスの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの出力信号を参照して知得されるＥＧＲガスの温度に基づいて前記排気通路上の浄化装置が劣化しているか否かを判定する制御装置と
を具備する内燃機関。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
排気通路上に配され排気通路を流れる排ガス中の有害物質をより無害な物質に変化させる浄化装置と、
前記排気通路における浄化装置の下流の箇所を吸気通路に連通させるＥＧＲ通路及びＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブを有する排気ガス再循環装置と、
前記ＥＧＲ通路上に配されＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス中の有害物質をより可燃性の高い物質に変化させる改質装置と、
前記排気通路における浄化装置に流入する排ガスの空燃比を検出する空燃比センサと、
前記空燃比センサの出力信号を参照して知得される排ガスの空燃比を目標値に追従させるべく気筒に供給する燃料の噴射量を増減補正するフィードバック制御を実施するとともに、その空燃比フィードバック制御による燃料噴射量の補正量に基づいて前記排気通路上の浄化装置が劣化しているか否かを判定する制御装置と
を具備する内燃機関。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載される内燃機関に関する。特に、排気通路に排気浄化装置として装着している触媒の劣化診断に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関の排気通路には、排ガス中の有害物質である炭化水素ＨＣ、一酸化炭素ＣＯ、窒素酸化物ＮＯ
x
を浄化する装置として三元触媒を装着する。三元触媒は、白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈ等の貴金属を担体に担持させてなるものである。排気が三元触媒を通過するとき、ＨＣ及びＣＯが酸化反応するとともにＮＯ
x
が還元反応して、無害な水Ｈ
2
Ｏ、二酸化炭素ＣＯ
2
及び窒素Ｎ
2
へと変化する。三元触媒は、セリウムＣｅやジルコニアＺｒ等の酸素Ｏ
2
を吸着できる材料を含むことがあり、酸素吸蔵能力（Ｏ
2
ＳｔｏｒａｇｅＣａｐａｃｉｔｙ）を有している。
【０００３】
ＨＣ、ＣＯ、ＮＯ
x
の全てを効率よく浄化するには、三元触媒に流入する排ガスの空燃比をウィンドウと称する理論空燃比近傍の一定範囲内に収める必要がある。そのために、内燃機関の排気通路に空燃比センサを設置し、空燃比センサの出力信号を参照するフィードバックループを構築して、排ガスの空燃比をフィードバック制御することが行われる。内燃機関の運転制御を司る電子制御装置（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）は、気筒に吸入される空気（新気）の量に応じた基本噴射量に、排気通路を流れるガスの空燃比とその目標値との偏差を縮小するフィードバック補正係数を乗じて、気筒に臨むインジェクタから噴射する燃料の量を決定する。
【０００４】
また、内燃機関には、排気ガス再循環（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置が付帯している。ＥＧＲ装置は、内燃機関の排気通路と吸気通路とをＥＧＲ通路を介して接続し、排ガスの一部をＥＧＲ通路経由で吸気通路に還流させ吸入空気に混交するものである。ＥＧＲ通路上には、これを開閉するＥＧＲバルブを設け、ＥＧＲバルブの開度操作を通じてＥＧＲガスの還流量を調節する。ＥＧＲにより、気筒の燃焼室内での混合気の燃焼温度が低下してＮＯ
x
の生成量が減少、ポンピングロスも軽減される。
【０００５】
排気浄化装置たる触媒は、経年劣化として有害物質の浄化性能が少しずつ低下してゆく。劣化が大きく進行すると、外部に放出される有害物質の量が増加する。一方で、触媒の劣化は、車両の動力性能には殆ど影響を与えない。それ故、異常な排出ガス車が無意識に使用され続けるおそれがある。
【０００６】
そのような事象に対処するべく、排気浄化装置を自己診断するダイアグノーシス機能を実装することが通例となっている。触媒の劣化の度合いは、現在の触媒のＯＳＣに基づいて判定する。例えば、内燃機関の気筒に空燃比リッチの混合気を供給して触媒に酸素を全く吸蔵していない状態で、気筒に供給する混合気を意図的に空燃比リーンに操作する。すると、触媒の上流の空燃比センサの出力信号は即座に空燃比リーンを示す。これに対し、触媒の下流の空燃比センサの出力信号は、上流の空燃比センサの出力信号に遅れて空燃比リーンを示す。触媒の上流の空燃比センサの出力信号が空燃比リーンを示してから（または、混合気を空燃比リーンに操作してから）下流の空燃比センサの出力信号が空燃比リーンを示すまでの経過時間の長さが、触媒のＯＳＣの大きさを示唆する。
【０００７】
あるいは、内燃機関の気筒に空燃比リーンの混合気を供給して触媒のＯＳＣ一杯まで酸素を吸蔵した状態で、気筒に供給する混合気を意図的に空燃比リッチに操作する。すると、触媒の上流の空燃比センサの出力信号は即座に空燃比リッチを示す。これに対し、触媒の下流の空燃比センサの出力信号は、上流の空燃比センサの出力信号に遅れて空燃比リッチを示す。触媒の上流の空燃比センサの出力信号が空燃比リッチを示してから（または、混合気を空燃比リッチに操作してから）下流の空燃比センサの出力信号が空燃比リッチを示すまでの経過時間の長さが、触媒のＯＳＣの大きさを示唆する。
【０００８】
そして、触媒のＯＳＣが低減しているほど、触媒の経年劣化が進行していると推測される。ＥＣＵは、ＯＳＣの推定値を判定閾値と比較し、前者が後者を下回ったならば排気浄化装置が異常であると判定する。そして、排気浄化装置の異常の旨を車両の運転者に報知して、改修（交換）を促す（以上、例えば下記特許文献を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０２１－０５５９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した触媒の劣化診断手法では、触媒のＯＳＣを求め、その大きさに基づいて間接的に現在の排気浄化装置の性能を推し量る。触媒により浄化しきれず下流に流出する有害物質の量は考慮しない。
（【００１１】以降は省略されています）

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