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公開番号2025132513
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024030141
出願日2024-02-29
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F01N 3/20 20060101AFI20250903BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】水素を燃料とする内燃機関において、NOxを浄化する触媒の劣化検出の精度を高める。
【解決手段】内燃機関10は、排気管90に設けられて排気に含まれるNOxを浄化するSCR触媒41を備えており、水素を燃料として理論空燃比よりも空燃比が大きいリーン混合気を燃焼させるリーン燃焼を実施する。制御装置100は、SCR触媒41の劣化を検出する劣化診断を実施する。この制御装置100は、NOx増大処理を実行しているときのSCR触媒41の浄化能力に基づいて劣化診断を実行する。NOx増大処理は、NOx増大処理の実行前よりも、内燃機関10の燃焼室17で発生するNOxの量を増大させる処理である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
排気通路と、前記排気通路に設けられて排気に含まれるＮＯｘを浄化する触媒と、を備えており、水素を燃料として理論空燃比よりも空燃比が大きいリーン混合気を燃焼させるリーン燃焼を実施する内燃機関に適用されて、前記触媒の劣化を検出する劣化診断を実施する制御装置であって、
ＮＯｘ増大処理を実行しているときの前記触媒の浄化能力に基づいて前記劣化診断を実行し、
前記ＮＯｘ増大処理は、当該ＮＯｘ増大処理の実行前よりも、前記内燃機関の燃焼室で発生するＮＯｘの量を増大させる処理である
内燃機関の制御装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記ＮＯｘ増大処理として、当該ＮＯｘ増大処理の実行前よりも、前記内燃機関の吸入空気量を減量する処理を実行する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ＮＯｘ増大処理の実行に伴う前記内燃機関のトルクの低下を補う補償処理を実行し、
前記補償処理として、当該補償処理の実行前よりも、混合気の点火時期を遅角する処理を実行する
請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記ＮＯｘ増大処理は、当該ＮＯｘ増大処理の実行前よりも、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を小さくする処理であり、
前記ＮＯｘ増大処理の実行に伴う前記内燃機関のトルクの低下を補う補償処理を実行し、
前記補償処理として、当該補償処理の実行前よりも、前記燃焼室に供給する燃料を増量する処理を実行する
請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、圧縮行程中において前記内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えており、
前記ＮＯｘ増大処理として、当該ＮＯｘ増大処理の実行前よりも、前記燃料噴射弁から燃料の噴射を開始する噴射開始時期を遅角する処理を実行する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関の出力を調整するアクセルペダルが踏まれていないアクセルオフの状態であるときに前記ＮＯｘ増大処理及び前記劣化診断を実行し、
前記アクセルオフにより前記内燃機関がアイドル運転を実施しているときには、前記ＮＯｘ増大処理として、当該ＮＯｘ増大処理の実行前よりも前記燃焼室に供給する燃料の量を増量する処理を実行する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関の出力を調整するアクセルペダルが踏まれていないアクセルオフの状態であるときに前記ＮＯｘ増大処理及び前記劣化診断を実行し、
前記アクセルオフにより前記内燃機関での燃料噴射を中止する燃料カットの実行条件が成立しているときには、前記ＮＯｘ増大処理として、前記燃料カットの実行を禁止して前記リーン混合気よりも空燃比が小さい混合気を燃焼させる処理を実行する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記ＮＯｘ増大処理を実行する場合には、前記ＮＯｘ増大処理の実行前よりも、前記内燃機関を搭載する車両の車輪の制動力を増大させる処理を実行する
請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記ＮＯｘ増大処理の実行中には、前記ＮＯｘ増大処理の実行前よりも、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を小さくする処理を実行する
請求項６または請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記内燃機関の出力軸は発電機に接続されており、
前記ＮＯｘ増大処理の実行中には、前記ＮＯｘ増大処理の実行前よりも、前記発電機の発電量を増大させる処理を実行する
請求項６または請求項７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】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、内燃機関の排気通路に設けられたＮＯｘ浄化触媒の異常を診断する装置が記載されている。この装置は、ＮＯｘ浄化触媒の上流のＮＯｘ濃度及びＮＯｘ浄化触媒の下流のＮＯｘ濃度に基づいてＮＯｘ浄化触媒の浄化能力を示すＮＯｘ浄化率を算出する。そして、ＮＯｘ浄化率に基づいてＮＯｘ浄化触媒の異常診断を行う。なお、この異常診断としては、例えばＮＯｘ浄化触媒の劣化検出などが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１２７９９０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、水素を燃料とする内燃機関では、理論空燃比よりも空燃比が大きいリーン混合気を燃焼させるリーン燃焼を実施することによりＮＯｘの排出を抑えることができる。しかし、排気のＮＯｘ濃度が低いと、ＮＯｘを浄化する触媒の劣化検出の精度が低下するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する内燃機関の制御装置は、排気通路と、前記排気通路に設けられて排気に含まれるＮＯｘを浄化する触媒と、を備えており、水素を燃料として理論空燃比よりも空燃比が大きいリーン混合気を燃焼させるリーン燃焼を実施する内燃機関に適用されて、前記触媒の劣化を検出する劣化診断を実施する制御装置である。この制御装置は、ＮＯｘ増大処理を実行しているときの前記触媒の浄化能力に基づいて前記劣化診断を実行し、前記ＮＯｘ増大処理は、当該ＮＯｘ増大処理の実行前よりも、前記内燃機関の燃焼室で発生するＮＯｘの量を増大させる処理である。
【発明の効果】
【０００６】
この内燃機関の制御装置は、水素を燃料とする内燃機関においてＮＯｘを浄化する触媒の劣化検出の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１実施形態における内燃機関及び駆動系の構成を示す模式図である。
図２は、同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
図３は、第２実施形態の制御装置が実行する処理の手順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】
（第１実施形態）
以下、車両に搭載される内燃機関の制御装置を具体化した第１実施形態について説明する。
【０００９】
＜内燃機関及び駆動系の構成＞
図１に示すように、車両７００は内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、ヘッドカバー１３、及びオイルパン１４を備えている。
【００１０】
シリンダブロック１１内には、シリンダ１６が設けられている。シリンダ１６内にはピストン１５が配設されている。
シリンダヘッド１２には、内燃機関１０の燃焼室１７に吸気を導入する吸気ポート３０や燃焼室１７から排気を排出する排気ポート７０が設けられている。吸気ポート３０には吸気バルブ８１が設けられている。この吸気バルブ８１の駆動系には、吸気バルブ８１のバルブタイミングを変更する可変動弁機構である吸気側バルブタイミング可変機構８５が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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