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公開番号2025115255
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-06
出願番号2024009713
出願日2024-01-25
発明の名称エンジン
出願人株式会社SUBARU
代理人弁理士法人筒井国際特許事務所
主分類F01N 3/00 20060101AFI20250730BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】リーン燃焼を行うとともに窒素酸化物を浄化する。
【解決手段】エンジンは、第1燃焼室に第1上流排気管を介して接続される第1三元触媒コンバータと、第2燃焼室に第2上流排気管を介して接続される第2三元触媒コンバータと、を有する。前記エンジンは、前記第1三元触媒コンバータおよび前記第2三元触媒コンバータに、下流排気管を介して接続される選択触媒還元コンバータを有する。前記エンジンが備える制御システムは、前記第1燃焼室内の空燃比を、前記第1三元触媒コンバータの浄化ウインドウからリーン側に外れた目標空燃比に制御する場合に、前記第2燃焼室内の空燃比を、理論空燃比以下の目標空燃比に制御する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
第１燃焼室および第２燃焼室を備えるエンジンであって、
前記第１燃焼室に設けられ、燃料を噴射する第１インジェクタと、
前記第２燃焼室に設けられ、燃料を噴射する第２インジェクタと、
前記第１燃焼室に連通する排気ポートに、第１上流排気管を介して接続される第１三元触媒コンバータと、
前記第２燃焼室に連通する排気ポートに、第２上流排気管を介して接続される第２三元触媒コンバータと、
前記第１三元触媒コンバータおよび前記第２三元触媒コンバータに、下流排気管を介して接続される選択触媒還元コンバータと、
互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリを備え、前記第１インジェクタおよび前記第２インジェクタを制御する制御システムと、
を有し、
前記制御システムは、
前記第１燃焼室内の空燃比を、前記第１三元触媒コンバータの浄化ウインドウからリーン側に外れた目標空燃比に制御する場合に、
前記第２燃焼室内の空燃比を、理論空燃比以下の目標空燃比に制御する、
エンジン。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
請求項１に記載のエンジンにおいて、
前記制御システムは、
前記第１燃焼室内の空燃比を、前記第１三元触媒コンバータの浄化ウインドウからリーン側に外れた目標空燃比に制御する場合に、
前記第２燃焼室内の空燃比を、前記第２三元触媒コンバータの浄化ウインドウ内であり、かつ前記理論空燃比以下の目標空燃比に制御する、
エンジン。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジンにおいて、
前記制御システムは、
前記第１燃焼室内の空燃比を、前記第１三元触媒コンバータの浄化ウインドウ内の目標空燃比に制御する場合に、
前記第２燃焼室内の空燃比を、前記第２三元触媒コンバータの浄化ウインドウ内の目標空燃比に制御する、
エンジン。
【請求項４】
請求項１に記載のエンジンにおいて、
前記制御システムは、
前記第１燃焼室内の空燃比を、前記第１三元触媒コンバータの浄化ウインドウからリーン側に外れた目標空燃比に制御する場合に、
前記第２燃焼室内の目標空燃比を、前記第２三元触媒コンバータの温度に基づいて設定する、
エンジン。
【請求項５】
請求項１に記載のエンジンにおいて、
クランク軸を挟んで互いに対向する第１シリンダバンクおよび第２シリンダバンクを備えており、
前記第１燃焼室は、前記第１シリンダバンクと前記第２シリンダバンクとの双方に設けられており、
前記第２燃焼室は、前記第１シリンダバンクと前記第２シリンダバンクとの双方に設けられている、
エンジン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジンに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
エンジンの排出ガスを浄化するため、エンジンの排気系には三元触媒コンバータが設けられている（特許文献１および２参照）。また、三元触媒コンバータを適切に機能させるためには、理論空燃比を含む所定の浄化ウインドウ内に空燃比を制御することが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－２６４３４１号公報
特開２０１７－２２３１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンの燃費性能を高めるためには混合気の希薄化が必要であるが、希薄な混合気を燃焼させるリーン燃焼は、排出ガス中の窒素酸化物（ＮＯ
ｘ
）を増加させる要因である。つまり、リーン燃焼においては、三元触媒コンバータの浄化ウインドウからリーン側に空燃比が外れるため、三元触媒コンバータによって窒素酸化物を浄化することが困難となっていた。このため、リーン燃焼を行うとともに窒素酸化物を浄化することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示によれば、エンジンは、第１燃焼室および第２燃焼室を備えるエンジンである。前記エンジンは、前記第１燃焼室に設けられて燃料を噴射する第１インジェクタと、前記第２燃焼室に設けられて燃料を噴射する第２インジェクタと、を有する。前記エンジンは、前記第１燃焼室に連通する排気ポートに、第１上流排気管を介して接続される第１三元触媒コンバータを有する。前記エンジンは、前記第２燃焼室に連通する排気ポートに、第２上流排気管を介して接続される第２三元触媒コンバータを有する。前記エンジンは、前記第１三元触媒コンバータおよび前記第２三元触媒コンバータに、下流排気管を介して接続される選択触媒還元コンバータを有する。前記エンジンは、互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリを備え、前記第１インジェクタおよび前記第２インジェクタを制御する制御システムを有する。前記制御システムは、前記第１燃焼室内の空燃比を、前記第１三元触媒コンバータの浄化ウインドウからリーン側に外れた目標空燃比に制御する場合に、前記第２燃焼室内の空燃比を、理論空燃比以下の目標空燃比に制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、リーン燃焼を行うとともに窒素酸化物を浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本開示の一実施形態であるエンジンを備えた車両の一例を示す図である。
図２は、図１のＡ－Ａ線に沿ってエンジンを示す図である。
図３は、電子制御ユニットの基本構造の一例を示す図である。
図４は、三元触媒コンバータの浄化率特性の一例を示す図である。
図５Ａは、三元触媒コンバータにおける触媒温度およびアンモニア生成率の関係の一例を示す図である。
図５Ｂは、三元触媒コンバータにおける触媒温度、空気過剰率およびアンモニア生成量との関係の一例を示す図である。
図６は、ストイキ燃焼を実行した時の排出ガスの浄化状況を示す図である。
図７は、リーン燃焼とストイキ燃焼とを組み合わせて実行した時の排出ガスの浄化状況を示す図である。
図８は、目標空燃比設定制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一または実質的に同一の構成や要素については、同一の符号を付して繰り返しの説明を省略する。
【０００９】
＜パワーユニット＞
図１は本開示の一実施形態であるエンジン１０を備えた車両１１の一例を示す図である。図１に示すように、車両１１は、エンジン１０およびトランスミッション１２からなるパワーユニット１３を有している。パワーユニット１３の出力軸１４は、プロペラ軸１５およびデファレンシャル機構１６を介して車輪１７に連結されている。なお、図示するパワーユニット１３は、後輪駆動用のパワーユニットであるが、これに限られることはなく、全輪駆動用または前輪駆動用のパワーユニットであっても良い。
【００１０】
＜エンジン＞
図２は図１のＡ－Ａ線に沿ってエンジン１０を示す図である。図２に示すように、エンジン１０は、シリンダブロック２１およびシリンダヘッド２２からなる第１シリンダバンク２０と、シリンダブロック３１およびシリンダヘッド３２からなる第２シリンダバンク３０と、を有している。また、エンジン１０は、一対のシリンダブロック２１，３１によって支持されるクランク軸１８を有している。つまり、エンジン１０は、クランク軸１８を挟んで互いに対向する第１シリンダバンク２０および第２シリンダバンク３０を有している。
（【００１１】以降は省略されています）

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