特許ウォッチ

公開番号2025012041
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114570
出願日2023-07-12
発明の名称内燃機関の制御装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類F02D 41/14 20060101AFI20250117BHJP(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】三元触媒の劣化度合いにかかわらず、三元触媒に高い排気浄化能を発揮させる。
【解決手段】制御装置80は、第1触媒32に対して下流側の排気の空燃比及び理論空燃比を一致させるためのフィードバック値を算出する処理と、吸入空気量が多くなるほど気筒12内の目標空燃比がリッチ側に補正されるように触媒補正値を算出する処理と、フィードバック値及び触媒補正値に基づいて目標空燃比を算出する処理と、第1触媒32に対して上流側の排気の空燃比が目標空燃比に一致するようにインジェクタ22の燃料噴射量を制御する処理と、第1触媒32の劣化度合いを算出する処理とを実行可能であり、吸入空気量が同一であると仮定したときに、触媒補正値を算出する処理では、第1触媒32の劣化度合いが第1劣化度である場合、第1触媒32が第1劣化度よりも低い第2劣化度の場合に比べて、リッチ側への補正量が多くなるように触媒補正値を算出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
排気通路に配置されている三元触媒と、前記排気通路における前記三元触媒に対して上流側の排気の空燃比である上流空燃比を検出する上流センサと、前記排気通路における前記三元触媒に対して下流側の排気の空燃比である下流空燃比を検出する下流センサと、吸入空気量を検出するエアフロメータと、気筒内に供給するための燃料を噴射するインジェクタと、を備えた内燃機関に適用され、
前記下流空燃比と理論空燃比との差に基づいて、前記下流空燃比及び理論空燃比を一致させるためのフィードバック値を算出する処理と、
吸入空気量が多くなるほど前記気筒内の目標空燃比がリッチ側に補正されるように触媒補正値を算出する処理と、
前記フィードバック値及び前記触媒補正値に基づいて前記目標空燃比を算出する処理と、
前記上流空燃比が前記目標空燃比に一致するように前記インジェクタの燃料噴射量を制御する処理と、
前記三元触媒の劣化度合いを算出する処理と、を実行可能であり、
吸入空気量が同一であると仮定したときに、前記触媒補正値を算出する処理では、前記三元触媒の劣化度合いが第１劣化度である場合、前記三元触媒が前記第１劣化度よりも低い第２劣化度の場合に比べて、リッチ側への補正量が多くなるように前記触媒補正値を算出する
内燃機関の制御装置。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
予め定められた学習条件が成立したときに、前記フィードバック値をゼロに近づけるための学習値を、前記フィードバック値に応じて更新する処理、をさらに実行可能であり、
前記目標空燃比を算出する処理では、前記フィードバック値及び前記触媒補正値に加えて前記学習値に基づいて前記目標空燃比を算出する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記学習条件は、吸入空気量が予め定められた判定値以下であることを含み、
前記三元触媒の劣化度合いが前記第１劣化度である場合、前記第２劣化度である場合に比べて、前記判定値を小さい値に設定する
請求項２に記載の内燃機関の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている内燃機関は、排気通路に配置された三元触媒と、排気通路における三元触媒に対して上流側に位置する上流空燃比センサと、排気通路における三元触媒に対して下流側に位置する下流空燃比センサと、インジェクタと、を備えている。この内燃機関の制御装置は、インジェクタの燃料噴射量を制御する。その際、制御装置は、上流空燃比センサの検出値に基づくフィードバック制御と、下流空燃比センサの検出値に基づくフィードバック制御とを通じて、三元触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍になるようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平７－１９７８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
三元触媒で高い排気浄化能が得られるように空燃比を制御する特許文献１のような技術において、三元触媒が劣化することがある。三元触媒が劣化すると、三元触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比に近くても三元触媒が高い排気浄化能を発揮できないことがある。特許文献１では、三元触媒が劣化したときに如何にして三元触媒に高い排気浄化能を発揮させるかについて検討されていない。そのため、この点について検討の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、排気通路に配置されている三元触媒と、前記排気通路における前記三元触媒に対して上流側の排気の空燃比である上流空燃比を検出する上流センサと、前記排気通路における前記三元触媒に対して下流側の排気の空燃比である下流空燃比を検出する下流センサと、吸入空気量を検出するエアフロメータと、気筒内に供給するための燃料を噴射するインジェクタと、を備えた内燃機関に適用され、前記下流空燃比と理論空燃比との差に基づいて、前記下流空燃比及び理論空燃比を一致させるためのフィードバック値を算出する処理と、吸入空気量が多くなるほど前記気筒内の目標空燃比がリッチ側に補正されるように触媒補正値を算出する処理と、前記フィードバック値及び前記触媒補正値に基づいて前記目標空燃比を算出する処理と、前記上流空燃比が前記目標空燃比に一致するように前記インジェクタの燃料噴射量を制御する処理と、前記三元触媒の劣化度合いを算出する処理と、を実行可能であり、吸入空気量が同一であると仮定したときに、前記触媒補正値を算出する処理では、前記三元触媒の劣化度合いが第１劣化度である場合、前記三元触媒が前記第１劣化度よりも低い第２劣化度の場合に比べて、リッチ側への補正量が多くなるように前記触媒補正値を算出する。
【発明の効果】
【０００６】
上記の技術思想では、三元触媒の劣化度合いにかかわらず、三元触媒に高い排気浄化能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、内燃機関の概略構成図である。
図２は、インジェクタの制御に係る各処理を表したブロック図である。
図３は、第１マップを表したグラフである。
図４は、第２マップを表したグラフである。
図５は、第１触媒における酸素の吸脱の様子を模式的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜内燃機関の全体構成＞
以下、内燃機関の制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に示すように、車両１００は、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、複数の気筒１２を備えている。気筒１２は、機関本体１０Ａに区画された、燃料と吸入空気との混合気を燃焼させるための空間である。気筒１２内での混合気の燃焼に応じて図示しないクランクシャフトが回転する。
【０００９】
内燃機関１０は、複数の点火プラグ１９を有する。点火プラグ１９は、気筒１２毎に設けられている。点火プラグ１９は、気筒１２内の混合気に点火を行う。
内燃機関１０は、吸気通路２０と、スロットルバルブ２１と、複数のインジェクタ２２と、を備えている。吸気通路２０は、各気筒１２に吸入空気を導入するための通路である。吸気通路２０は、各気筒１２に接続している。スロットルバルブ２１は、吸気通路２０の途中に位置している。スロットルバルブ２１は、吸入空気量ＧＡを調節する。インジェクタ２２は、気筒１２毎に設けられている。インジェクタ２２は、吸気通路２０における、スロットルバルブ２１に対して下流側に位置している。インジェクタ２２は、燃料を噴射する。インジェクタ２２が噴射した燃料は、吸気通路２０を介して気筒１２内に至る。すなわち、インジェクタ２２は、気筒１２内に供給するための燃料を噴射する。
【００１０】
内燃機関１０は、排気通路３０と、第１触媒３２と、第２触媒３４と、を備えている。排気通路３０は、各気筒１２から排気を排出するための通路である。排気通路３０は、各気筒１２に接続している。第１触媒３２は、排気通路３０の途中に位置している。第１触媒３２は、三元触媒である。すなわち、第１触媒３２は、排気の空燃比が理論空燃比近傍である状態において、排気中のＨＣ及びＣＯを酸化するとともに排気中のＮＯｘを還元することで排気を浄化する。また、第１触媒３２は、当該第１触媒３２を通過する排気の空燃比が理論空燃比よりもリーンの時には排気中の酸素を吸蔵し、当該空燃比が理論空燃比よりもリッチのときには吸蔵した酸素を放出するといった酸素ストレージ作用を有する。第２触媒３４は、排気通路３０における、第１触媒３２に対して下流側に位置している。第２触媒３４は、第１触媒３２と同様、三元触媒である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許