[发明专利]车辆用发动机的运转控制方法及车辆系统

说明书

本发明提供一种车辆用发动机的运转控制方法及车辆系统，上述车辆用发动机的运转控制方法与以往相比能够更好地抑制来自TWC的排放。将排气路径具备三元催化器的车辆用发动机在贫燃料运转状态与富燃料运转状态之间进行主动控制的方法中，在排气路径的比三元催化器更靠下游侧配置具有NH₃干扰性且也能够检测周围的氧浓度变化的极限电流型的NOx传感器，在利用NOx传感器最先完成从三元催化器流出的排气中的氧浓度变化的检测或者NOx或NH₃的检测中的任一者的时刻，将车辆用发动机的运转状态在贫燃料运转状态与富燃料运转状态之间进行切换。

技术领域

本发明涉及搭载于车辆的发动机的运转控制，特别涉及基于在排气路径所设置的催化器的下游的气氛对发动机进行控制。

背景技术

在搭载于车辆(典型的为汽车)的汽油发动机运转时，从该汽油发动机中排出含有有害物质、即NOx(氮氧化物)、THC(总烃：TotalHydrocarbon)及CO(一氧化碳)的废气。这些气体种类为限制排放对象，因此，在许多汽油发动机车辆中搭载有将这3种含有物一同除去(净化)的催化器、即三元催化器(TWC：Three Way Catalyst)。

三元催化器具有：包含Pd(钯)、Pt(铂)及Rh(铑)等贵金属且承担主要的催化作用的部分、和包含以CeO₂(二氧化铈)为主的陶瓷且定位为助催化剂的部分。Pd及Pt具有将废气中的HC及CO氧化而使其生成CO₂(二氧化碳)及H₂O(水)的作用。另外，Pd及Rh具有将废气中的NOx还原而使其生成N₂(氮)的作用。二氧化铈具有使O₂(氧)吸附或脱离的作用，在TWC中，HC及CO被氧化时需要的氧从二氧化铈中释放出来，在NOx被还原时所产生的氧吸储(贮藏)于二氧化铈。

对于汽油发动机，空燃比(A/F)等于理论空燃比或为接近理论空燃比的值，虽然以向发动机汽缸内导入的燃料完全燃烧的化学计量(Stoichiometry)状态为中心，但是，根据车辆的状况，也会一边向A/F比化学计量状态高的贫燃料状态或者A/F比化学计量状态低的富燃料状态适当地过渡一边进行运转。并且，在其中的化学计量状态下TWC能够将HC及CO和NOx全部以高净化率进行净化。

更具体而言，TWC中对NOx的净化率在富燃料运转时(还原气氛)及化学计量运转时相对较高，在贫燃料运转时(氧过剩气氛)相对较低。反之，TWC中对HC及CO的净化率在贫燃料运转时及化学计量运转时相对较高，在富燃料运转时相对较低。这是因为：由于富燃料运转时废气的含氧量较低，所以容易使NOx还原，由于在贫燃料运转时废气的含氧量较高，所以容易使HC及CO氧化。

换言之，存在如下趋势，即，从对富燃料运转时的排气进行了净化的TWC中容易排出HC及CO，从对贫燃料运转时的废气进行了净化的TWC中容易排出NOx。应予说明，还从前者排出汽油发动机本身所没有排出的NH₃。

另外，作为搭载有汽油发动机的车辆中的空燃比的反馈控制的方案，在发动机的排气路径中比TWC更靠上游侧设置空燃比(A/F)传感器，在下游侧设置氧传感器(二进制传感器，binary sensor)，在发动机排气的空燃比为富燃料状态时，当二进制传感器检测到富燃料气氛(输出与富燃料气氛相当的氧浓度)，则将发动机变更为贫燃料运转状态，当二进制传感器检测到贫燃料气氛(输出与贫燃料气氛相当的氧浓度)，则将发动机变更为富燃料运转状态(例如参见非专利文献1)。

另一方面，还众所周知以下方案，即，利用采用氧离子传导型的固体电解质而构成的极限电流型的NOx传感器具有NH₃干扰性的事实，在催化器的下游侧设置NOx传感器，当该NOx传感器检测出NH₃时，使发动机的运转状态发生变化，由此抑制发动机排气中的限制物质、即HC和CO的排出(例如参见专利文献1及专利文献2)。

现有技术文献

专利文献