JP2000120483A - Lean-burn internal combustion engine - Google Patents

Lean-burn internal combustion engine

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JP2000120483A
JP2000120483A JP10289499A JP28949998A JP2000120483A JP 2000120483 A JP2000120483 A JP 2000120483A JP 10289499 A JP10289499 A JP 10289499A JP 28949998 A JP28949998 A JP 28949998A JP 2000120483 A JP2000120483 A JP 2000120483A
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lean
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain the thermal degradation of an exhaust emission control catalyst by setting a reducing atmosphere while preventing output from increasing more than output of an engine operation state causing an oxidizing atmosphere when detecting an engine state where a catalyst temperature is higher than a prescribed temperature and the periphery of the exhaust emission control catalyst becomes the oxidizing atmosphere. SOLUTION: When a mode becomes a lean operation mode of a fuel cut, a low load and a low rotation area from a rich operation mode of stoichiometric or a high load and a high rotation area (S10), a judgment is made on whether or not a catalyst temperature is above a lean heat resistant temperature (S20). When the catalyst temperature is not less than the lean heat resistant temperature, a fuel injection valve is actuated on and after the middle period of an expansion stroke to perform additional fuel injection control as reducing atmosphere forming control by a reducing atmosphere forming control means separately from main fuel injection (S30). Next, a judgment is made on whether or not the catalyst temperature is not less than a rich heat resistant temperature in additional fuel injection (S40), and when the catalyst temperature is not less than a rich catalyst temperature, the additional fuel injection is stopped, and a throttle valve is controlled to the valve closing side to increase an exhaust gas flow rate (S50, S60).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中の有害成
分、特に、NOX を浄化する排ガス浄化用触媒を備え
る、希薄燃焼内燃機関に関する。
The present invention relates to the harmful components in the exhaust gas, in particular, comprises an exhaust gas purifying catalyst for purifying NO X, relates lean burn internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、自動車用内燃機関の排気通路
には排ガス中の有害成分(HC,CONOX 等)を浄化
するための触媒が設けられている。この触媒としては、
ストイキオ運転又はリッチ運転のみを行なう内燃機関で
は従来の三元触媒が適用され、ストイキオ運転又はリッ
チ運転のほかにリーン運転も行なう内燃機関では従来の
三元触媒ではその浄化特性により排ガス中のNOXを十
分に浄化することができないため、空燃比がリーンの時
にも排ガス中のNO X を浄化しうるNOX 触媒が適用さ
れる。
2. Description of the Related Art Generally, an exhaust passage of an internal combustion engine for a vehicle is used.
Harmful components (HC, CONO)XEtc.)
A catalyst is provided. As this catalyst,
Internal combustion engine that performs only stoichiometric operation or rich operation
The conventional three-way catalyst is applied for stoichiometric operation or
For internal combustion engines that perform lean operation in addition to
In a three-way catalyst, the NOXTen
Because the air-fuel ratio is lean
NO in exhaust gas XCan purify NOXCatalyst applied
It is.

【0003】ここで、NOX 触媒は、大別するとリーン
雰囲気でNOX を選択的に還元する選択還元型と、リー
ン雰囲気でNOX を触媒上に吸着し、ストイキオ又はリ
ッチ雰囲気で触媒上に吸着されたNOX を放出,還元す
る吸蔵型とに分類できる。
[0003] Here, NO X catalyst, a selective reduction to selectively reduce NO X in the lean atmosphere roughly divided into the NO X adsorbed on the catalyst in a lean atmosphere, on the catalyst in stoichiometric ratio or rich atmosphere the adsorbed NO X emission can be classified into the occlusion-type reducing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、三元触媒や
NOX 触媒の耐熱温度は、一般に触媒周辺が還元雰囲気
の場合(排ガス空燃比がリッチの場合)よりも酸化雰囲
気の場合(排ガス空燃比がリーンの場合)の方が低くな
る。このため、触媒周辺が還元雰囲気の場合は還元雰囲
気の場合の耐熱温度(リッチ耐熱温度)以下になるよう
に触媒温度を調整する一方、触媒周辺が酸化雰囲気の場
合は酸化雰囲気の場合の耐熱温度(リーン耐熱温度)以
下になるように触媒温度を調整しなくてはならない。
[SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, the heat resistance temperature of the three-way catalyst and NO X catalyst is generally the case when the catalyst around a reducing atmosphere (exhaust gas air-fuel ratio is for rich) in an oxidizing atmosphere than (exhaust gas air-fuel ratio Is leaner). Therefore, when the surroundings of the catalyst are in a reducing atmosphere, the catalyst temperature is adjusted so as to be lower than or equal to the heat resistance temperature (rich heat resistant temperature) in the case of the reducing atmosphere. (Lean heat resistance temperature) The catalyst temperature must be adjusted to be below.

【0005】しかしながら、例えば、三元触媒やNOX
触媒を備えた希薄燃焼内燃機関において、還元雰囲気の
場合のリッチ耐熱温度以下になるように触媒温度を調整
していたとしても、触媒が所定温度、即ち、酸化雰囲気
の場合のリーン耐熱温度以上となる高温リッチ運転時
(高負荷・高回転域での運転時)に、例えば燃料カット
運転状態に移行したり、リーン運転(低負荷・低回転域
での運転)に切り替えられたりすると、排気系はO2
剰の酸化雰囲気となる。この場合、触媒温度は直ぐに低
下しないため、酸化雰囲気下でリーン耐熱温度以上の状
態が起こり、触媒が熱劣化してしまうことになる。
However, for example, a three-way catalyst and NO X
In a lean-burn internal combustion engine equipped with a catalyst, even if the catalyst temperature is adjusted so as to be lower than the rich heat resistance temperature in the case of a reducing atmosphere, the temperature of the catalyst is equal to or higher than a predetermined temperature, that is, the lean heat resistance temperature in the case of an oxidizing atmosphere. During high-temperature rich operation (during high-load / high-speed operation), for example, when the fuel system shifts to a fuel-cut operation state or is switched to lean operation (operation at low-load / low-speed operation), the exhaust system Becomes an oxidizing atmosphere in which O 2 is excessive. In this case, since the temperature of the catalyst does not immediately decrease, a state in which the temperature exceeds the lean heat-resistant temperature occurs in an oxidizing atmosphere, and the catalyst is thermally degraded.

【0006】また、一般に、NOX 触媒の耐熱温度は、
三元触媒の耐熱温度と比較して低いため、NOX 触媒で
は熱劣化の問題は特に顕著となる。また、吸蔵型NOX
触媒を備えた希薄燃焼内燃機関の場合、排ガス中に含ま
れるイオウ成分が吸蔵型NOX 触媒に吸着されてしま
い、吸蔵型NOX 触媒によるNOX の浄化能力が低下す
ることになるため(これを、S被毒という)、例えば、
特開平7−217474号公報に開示されているよう
に、触媒を還元雰囲気とし、且つ、吸蔵型NOX 触媒を
所定高温状態(触媒再生温度;例えば約600℃)とす
る触媒再生制御が必要である。
[0006] Generally, the heat resistance temperature of the NO X catalyst,
Since lower than the heat resistant temperature of the three-way catalyst, problems of thermal degradation in the NO X catalyst is particularly remarkable. In addition, storage type NO X
For lean-burn internal combustion engine having a catalyst, this means that the sulfur component contained in the exhaust gas will be trapped by the occluding type NO X catalyst, purifying ability of the NO X by the occlusion-type NO X catalyst is reduced (which Is called S poisoning), for example,
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-217474, a catalyst and a reducing atmosphere, and, the occlusion-type NO X catalyst predetermined high temperature; requires catalyst regeneration control according to (catalyst regeneration temperature, for example about 600 ° C.) is there.

【0007】しかし、触媒再生制御が行なわれている場
合に、減速時等の所定運転状態となり、燃料供給が停止
(燃料カット)されるか又はドライバビリティを悪化さ
せない程度に抑制されると、吸蔵型NOX 触媒が熱劣化
してしまう場合があり、また触媒再生制御を行なうのが
難しくなる場合もある。つまり、触媒再生制御が行なわ
れて触媒温度がリーン耐熱温度以上になっている場合
に、減速時等の所定運転状態となり、燃料供給が停止
(燃料カット)されるか又はドライバビリティを悪化さ
せない程度に抑制されると、触媒周辺がリーン耐熱温度
以上で酸化雰囲気の状態となるため、この場合には吸蔵
型NOX 触媒が熱劣化してしまうことになる。
However, when the catalyst regeneration control is being performed, if a predetermined operation state such as deceleration is performed and the fuel supply is stopped (fuel cut) or suppressed so as not to deteriorate drivability, the occlusion is performed. it may type NO X catalyst resulting in thermal degradation, also sometimes to perform the catalyst regeneration control becomes difficult. In other words, when the catalyst regeneration control is performed and the catalyst temperature is equal to or higher than the lean heat-resistant temperature, a predetermined operation state such as deceleration is performed, and the fuel supply is stopped (fuel cut) or the drivability is not deteriorated. Once suppressed, since the catalyst around the state of oxidizing atmosphere at a lean heat-resistant temperature higher, so that the occlusion-type NO X catalyst resulting in thermally deteriorated in this case.

【0008】また、触媒再生制御が行なわれて触媒温度
が触媒再生温度以上になっているがリーン耐熱温度以下
である場合に、減速時等の所定運転状態となり、燃料供
給が停止(燃料カット)されるか又はドライバビリティ
を悪化させない程度に抑制されると、触媒周辺が酸化雰
囲気となり、触媒温度も低下してしまうことになるた
め、吸蔵型NOX 触媒から確実にSOX を放出させるこ
とができる触媒再生温度以上の温度に触媒温度を維持す
ることが困難であり、実際上、触媒再生制御の実行が難
しくなる。
When the catalyst regeneration control is performed and the catalyst temperature is equal to or higher than the catalyst regeneration temperature but is equal to or lower than the lean heat-resistant temperature, a predetermined operation state such as deceleration is performed, and the fuel supply is stopped (fuel cut). Or the drivability is suppressed to such an extent that the drivability is not deteriorated, the surroundings of the catalyst become an oxidizing atmosphere and the catalyst temperature also decreases, so that it is possible to reliably release SO X from the storage NO X catalyst. It is difficult to maintain the catalyst temperature at a temperature equal to or higher than the possible catalyst regeneration temperature, and in practice, it becomes difficult to execute the catalyst regeneration control.

【0009】そこで、燃料カット時の触媒の熱劣化対策
として、例えば特開平8−144814号公報に、触媒
温度が所定温度以上の場合には燃料カット運転を禁止す
ることが提案されている。しかしながら、この技術で
は、確かに触媒周辺を酸化雰囲気にしないことで、燃料
カット運転時に触媒が耐熱温度を超えることを防止する
ことはできるが、燃料カット運転を要求しているにもか
かわらず、燃料カットが禁止されてしまうので、ドライ
バビリティが悪化することになる。
Therefore, as a measure against thermal degradation of the catalyst at the time of fuel cut, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-144814 proposes prohibiting the fuel cut operation when the catalyst temperature is higher than a predetermined temperature. However, in this technology, it is possible to prevent the catalyst from exceeding the allowable temperature limit during the fuel cut operation by certainly not setting the surroundings of the catalyst to an oxidizing atmosphere, but despite the fact that the fuel cut operation is required, Since the fuel cut is prohibited, the drivability deteriorates.

【0010】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、触媒温度が所定温度以上で酸化雰囲気になる
ような場合であっても、ドライバビリティや燃費等が悪
化しないようにしながら、排ガス浄化用触媒の熱劣化を
確実に抑制できるようにした、希薄燃焼内燃機関を提供
することを第1の目的とし、また、吸蔵型NOX 触媒を
用いた場合において、触媒に吸蔵されたイオウ成分の脱
離を効率的に行なえるようにした、希薄燃焼内燃機関を
提供することを第2の目的とする。
[0010] The present invention has been made in view of the above problems, and even if the catalyst temperature is higher than a predetermined temperature and becomes an oxidizing atmosphere, drivability and fuel efficiency are not deteriorated. sulfur and to reliably suppress thermal deterioration of the catalyst for exhaust gas purification, a first object to provide a lean-burn internal combustion engine, also in the case of using the occlusion-type NO X catalyst, which is stored in the catalyst It is a second object of the present invention to provide a lean-burn internal combustion engine capable of efficiently removing components.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の本発明の希薄燃焼内燃機関では、還元雰囲気化制御手
段が、温度検知手段によって検出又は推定された触媒温
度が所定温度以上で、且つ運転状態検知手段により排ガ
ス浄化用触媒周辺が酸化雰囲気となる機関運転状態が検
出又は推定された場合、酸化雰囲気となる機関運転状態
における出力よりも出力が増大しないようにしながら排
ガス浄化用触媒の周辺を還元雰囲気とする。
Therefore, in the lean-burn internal combustion engine according to the present invention, the reducing atmosphere control means determines that the catalyst temperature detected or estimated by the temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined temperature. When the operating state detecting means detects or estimates an engine operating state in which the surroundings of the exhaust gas purifying catalyst are in an oxidizing atmosphere, the output of the exhaust gas purifying catalyst is prevented from increasing more than the output in the engine operating state in an oxidizing atmosphere. The surrounding area is set as a reducing atmosphere.

【0012】これにより、ドライバビリティの悪化を招
くことなく、触媒温度が所定温度以上の場合、排ガス浄
化用触媒の周辺が還元雰囲気とされるため、排ガス浄化
用触媒の熱劣化を抑制することができる。請求項2記載
の本発明の希薄燃焼内燃機関では、排ガス浄化用触媒
が、酸素過剰雰囲気下で排ガス中のNOx を吸蔵し、酸
素濃度低下雰囲気で吸蔵されたNO x を放出する吸蔵型
NOx 触媒である。そして、被毒検知手段により排ガス
中のイオウ成分による排ガス浄化用触媒の被毒が検出又
は推定されて再生手段による再生制御中に燃料供給抑制
手段により主燃焼のための燃料供給を停止するか又はド
ライバビリティが悪化しない程度に抑制しようとする場
合に、還元雰囲気化制御手段により排ガス浄化用触媒の
周辺を還元雰囲気とする。
As a result, the drivability is deteriorated.
If the catalyst temperature is higher than the predetermined temperature,
Exhaust gas purification because the surrounding area of the catalyst
Thermal degradation of the catalyst for use can be suppressed. Claim 2
In the lean burn internal combustion engine of the present invention, the exhaust gas purifying catalyst
But NO in exhaust gas under oxygen-excess atmospherexOccludes and acid
NO occluded in an atmosphere with reduced elemental concentration xRelease type
NOxIt is a catalyst. And the exhaust gas is detected by the poison detection means.
Poisoning of exhaust gas purifying catalyst by sulfur component in
Is estimated and fuel supply is suppressed during regeneration control by the regeneration means.
The fuel supply for main combustion is stopped or
A place where you want to curb your livelihood
In this case, the reducing atmosphere control means
The surrounding area is set as a reducing atmosphere.

【0013】これにより、スロットル弁は全閉又は略全
閉とされ、主燃焼のための燃料供給が停止されるか又は
ドライバビリティが悪化しない程度に抑制された場合で
も、還元雰囲気化制御手段により排ガス浄化用触媒の周
辺が還元雰囲気とされ、触媒温度の低下を抑制でき、効
率良く排ガス浄化用触媒からイオウ成分を脱離させるこ
とができる。
Thus, even if the throttle valve is fully or substantially fully closed and the fuel supply for main combustion is stopped or suppressed to such an extent that drivability is not deteriorated, the reducing atmosphere control means is used. The area around the exhaust gas purifying catalyst is a reducing atmosphere, so that a decrease in catalyst temperature can be suppressed, and sulfur components can be efficiently desorbed from the exhaust gas purifying catalyst.

【0014】請求項3記載の本発明の希薄燃焼内燃機関
では、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備え
る。そして、還元雰囲気化制御手段が、主燃焼のための
燃料噴射とは別に膨張行程又は排気行程に燃料噴射弁を
作動させて追加燃料を噴射させる。これにより、減速時
等の所定運転状態において運転者の要求に応じた運転が
行なわれるようにしながら、ドライバビリティを悪化さ
せないで排ガス浄化用触媒の周辺を還元雰囲気とするこ
とができる。
According to a third aspect of the present invention, the lean burn internal combustion engine includes a fuel injection valve for directly injecting fuel into the combustion chamber. Then, the reducing atmosphere control means operates the fuel injection valve during the expansion stroke or the exhaust stroke separately from the fuel injection for the main combustion to inject additional fuel. This allows the surroundings of the exhaust gas purifying catalyst to be in a reducing atmosphere without deteriorating the drivability while performing the operation according to the driver's request in a predetermined operation state such as at the time of deceleration.

【0015】請求項4記載の本発明の希薄燃焼内燃機関
では、燃焼室又は吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁
と、燃焼室内に臨むように配設された点火栓とを備え
る。そして、還元雰囲気化制御手段が、スロットル弁が
全閉又は略全閉となる所定運転状態において燃料供給抑
制手段の作動及び点火栓の作動の禁止を実行する。これ
により、減速時等の所定運転状態において運転者の要求
に応じた運転が行なわれるとともに、主燃焼のための燃
料供給が出力に寄与しないようにしながら確実に排ガス
浄化用触媒の周辺を還元雰囲気とすることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a lean-burn internal combustion engine including a fuel injection valve for injecting fuel into a combustion chamber or an intake passage, and an ignition plug disposed to face the combustion chamber. Then, the reducing atmosphere control means executes the operation of the fuel supply suppressing means and the inhibition of the operation of the ignition plug in a predetermined operation state in which the throttle valve is fully or substantially fully closed. As a result, in accordance with the driver's request in a predetermined operation state such as deceleration, the fuel supply for main combustion does not contribute to the output, and the area around the exhaust gas purifying catalyst is reliably reduced. It can be.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明する。まず、第1実施形態にかかる
希薄燃焼内燃機関について、図1〜図4を参照しながら
説明する。本実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関は、図
1に示すように構成されており、吸気,圧縮,膨張,排
気の各行程を一作動サイクル中にそなえる4サイクルエ
ンジンの希薄燃焼内燃機関であって、火花点火式で、且
つ、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射型内燃機関
(筒内噴射エンジン)として構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a lean-burn internal combustion engine according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. The lean-burn internal combustion engine according to the present embodiment is configured as shown in FIG. 1, and is a four-stroke engine lean-burn internal combustion engine that performs each of the intake, compression, expansion, and exhaust strokes in one operation cycle. The engine is configured as a direct injection type internal combustion engine (direct injection engine) which is of a spark ignition type and directly injects fuel into a combustion chamber.

【0017】燃焼室1には、吸気通路2および排気通路
3が連通しうるように接続されており、吸気通路2と燃
焼室1とは吸気弁4によって開閉制御されるとともに、
排気通路3と燃焼室1とは排気弁5によって開閉制御さ
れるようになっている。また、吸気通路2には、図示し
ないエアクリーナ及びスロットル弁12が設けられてお
り、排気通路3には、排ガス浄化用触媒6および図示し
ないマフラ (消音器)が設けられている。
An intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected to the combustion chamber 1 so that the intake passage 2 and the exhaust passage 3 can communicate with each other.
The opening and closing of the exhaust passage 3 and the combustion chamber 1 is controlled by an exhaust valve 5. The intake passage 2 is provided with an air cleaner and a throttle valve 12 (not shown), and the exhaust passage 3 is provided with an exhaust gas purifying catalyst 6 and a muffler (muffler) (not shown).

【0018】ここで、排ガス浄化用触媒6は、図1に示
すように、リーンNOx 触媒(以下、NOx 触媒とい
う)6Fと三元触媒6Bとを備えて構成される。つま
り、理論空燃比下で排ガス中のCO,HC及びNOx
浄化可能な三元機能を有する三元触媒6Bが設けられて
おり、さらに、本エンジンが空燃比をリーンにしながら
節約運転を行なえるエンジンであるため、リーン運転時
に発生する排ガス中のNOx を十分に浄化できるよう
に、三元触媒6Bの上流側にNOx 触媒6Fが設けられ
ている。
Here, as shown in FIG. 1, the exhaust gas purifying catalyst 6 includes a lean NO x catalyst (hereinafter, referred to as NO x catalyst) 6F and a three-way catalyst 6B. Done That, CO in the exhaust gas under the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst 6B having a can purify ternary function HC and NO x is provided with further savings operating the engine while the air-fuel ratio to the lean that because of the engine, so that it can fully purify NO x in the exhaust gas generated during lean operation, NO x catalyst 6F upstream of the three-way catalyst 6B is provided.

【0019】ここで、本実施形態のNOx 触媒6Fは、
リーン雰囲気下でNOX を選択的に還元することにより
排ガス中のNOX を浄化するタイプのもの(選択還元型
リーンNOX 触媒)で、例えばアルミナAl23 を担
体とし、この担体上に、イリジウム等が担持されて構成
される。また、スロットル弁12は、図示しないアクセ
ルペダルの踏込み量の信号に基づいてモータ13により
電気的に駆動されて開度が変わり、これにより燃焼室1
内に導入される空気量が調整されるようになっている。
Here, the NO x catalyst 6F of the present embodiment is
In a type which purifies NO X in the exhaust gas by selectively reducing NO X in lean atmosphere (selective reduction type lean NO X catalyst), for example, alumina Al 2 O 3 as a carrier, on the carrier , Iridium and the like are supported. Further, the throttle valve 12 is electrically driven by a motor 13 based on a signal of the depression amount of an accelerator pedal (not shown) to change its opening degree.
The amount of air introduced into the inside is adjusted.

【0020】また、インジェクタ(燃料噴射弁)8は、
気筒内の燃焼室1へ向けて燃料を直接噴射すべく、その
開口を燃焼室1に臨ませるように配置されている。ま
た、当然ながら、このインジェクタ8は各気筒毎に設け
られており、例えば本実施形態のエンジンが直列4気筒
エンジンであるとすると、インジェクタ8は4個設けら
れることになる。
The injector (fuel injection valve) 8
In order to inject fuel directly into the combustion chamber 1 in the cylinder, the opening is arranged to face the combustion chamber 1. Naturally, the injectors 8 are provided for each cylinder. For example, if the engine of the present embodiment is an in-line four-cylinder engine, four injectors 8 are provided.

【0021】このような構成により、電気的に制御され
るスロットル弁12の開度に応じ図示しないエアクリー
ナを通じて吸入された空気が吸気弁4の開放により燃焼
室1内に吸入され、この燃焼室1内で、吸入された空気
と制御手段としての電子制御ユニット(ECU)20か
らの信号に基づいてインジェクタ8から直接噴射された
燃料とが混合され、燃焼室1内で点火プラグ(点火栓)
7を適宜のタイミングで点火させることにより燃焼せし
められて、エンジントルクを発生させたのち、排ガスが
燃焼室1内から排気通路3へ排出され、排気浄化装置6
で排ガス中のCO,HC,NOx の3つの有害成分を浄
化されてから、マフラで消音されて大気側へ放出される
ようになっている。
With such a configuration, the air sucked through the air cleaner (not shown) in accordance with the opening of the throttle valve 12 which is electrically controlled is drawn into the combustion chamber 1 by opening the intake valve 4, and the combustion chamber 1 Inside, the intake air and fuel directly injected from the injector 8 based on a signal from an electronic control unit (ECU) 20 as a control means are mixed, and an ignition plug (ignition plug) is formed in the combustion chamber 1.
After the engine 7 is ignited at an appropriate timing and burned to generate engine torque, exhaust gas is discharged from the combustion chamber 1 to the exhaust passage 3 and the exhaust gas purification device 6
In CO in the exhaust gas, HC, since the purifying three harmful components NO x, are muted in the muffler so as to be discharged to the atmosphere side.

【0022】また、このエンジンには種々のセンサが設
けられており、センサからの検出信号がECU20へ送
られるようになっている。例えば、排気通路3の上流側
部分にはO2 センサ11が設けられており、O2センサ
11は排ガス浄化用触媒6の周辺の雰囲気を検出し、こ
の検出信号がECU20へ送られるようになっている。
The engine is provided with various sensors, and detection signals from the sensors are sent to the ECU 20. For example, the upstream portion of the exhaust passage 3 and O 2 sensor 11 is provided, the O 2 sensor 11 detects the atmosphere around the exhaust gas purifying catalyst 6, the detection signal is adapted to be sent to the ECU20 ing.

【0023】また、O2 センサ11の下流側であって、
排気通路3の排ガス浄化用触媒6の上流側部分には高温
センサ(排気温センサ,温度検知手段)9が設けられて
おり、高温センサ9からの検出信号がECU20へ送ら
れて、ECU20で、後述するように、高温センサ9か
らの検出情報等に基づいて触媒温度を推定するようにな
っている。なお、排ガス浄化用触媒6の温度を直接検出
できるセンサを設けることができれば、高温センサ9に
代えて、このセンサを温度検知手段にしても良い。
Further, on the downstream side of the O 2 sensor 11,
A high temperature sensor (exhaust gas temperature sensor, temperature detecting means) 9 is provided at an upstream portion of the exhaust gas purifying catalyst 6 in the exhaust passage 3, and a detection signal from the high temperature sensor 9 is sent to the ECU 20. As described later, the catalyst temperature is estimated based on detection information from the high temperature sensor 9 and the like. If a sensor capable of directly detecting the temperature of the exhaust gas purifying catalyst 6 can be provided, this sensor may be used as a temperature detecting means instead of the high temperature sensor 9.

【0024】ここで、本エンジンの運転モードについて
説明すると、このエンジンは、吸気通路2から燃焼室1
内に流入した吸気流が縦渦(逆タンブル流)を形成する
ように構成され、燃焼室1内で、吸気流がこのような縦
渦流を形成するので、この縦渦流を利用しながら例えば
燃焼室1の頂部中央に配設された点火プラグ7の近傍の
みに少量の燃料を集めて、点火プラグ7から離隔した部
分では極めてリーンな空燃比状態とすることができ、点
火プラグ7の近傍のみを理論空燃比又はリッチな空燃比
とすることで、安定した層状燃焼(層状超リーン燃焼)
を実現しながら、燃料消費を抑制することができるもの
である。この場合の最適な燃料噴射のタイミングとして
は、空気流動が弱く点火時までに燃料が拡散し過ぎない
圧縮行程後期である。
Here, the operation mode of the present engine will be described.
The intake air flow flowing into the inside is formed so as to form a vertical vortex (reverse tumble flow), and in the combustion chamber 1, the intake air flow forms such a vertical vortex. A small amount of fuel can be collected only in the vicinity of the spark plug 7 disposed in the center of the top of the chamber 1 and an extremely lean air-fuel ratio can be obtained in a portion separated from the spark plug 7. To a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio to achieve stable stratified combustion (stratified super-lean combustion)
While suppressing fuel consumption. The optimum fuel injection timing in this case is the latter stage of the compression stroke in which the air flow is weak and fuel is not excessively diffused by the time of ignition.

【0025】また、このエンジンから高出力を得る場合
には、インジェクタ8からの燃料が燃焼室1全体に均質
化され、全燃焼室1内を理論空燃比やリーン空燃比の混
合気状態にさせて予混合燃焼を行なえばよく、もちろ
ん、理論空燃比による方がリーン空燃比によるよりも高
出力が得られるが、これらの際にも、燃料の霧化及び気
化が十分に行なわれるようなタイミングで燃料噴射を行
なうことで、効率よく高出力を得ることができる。この
ような場合の最適な燃料噴射のタイミングとしては、吸
気流を利用して燃料の霧化及び気化を促進できるよう
に、吸気行程中には燃料噴射を終えるように設定する。
When a high output is obtained from the engine, the fuel from the injector 8 is homogenized in the entire combustion chamber 1 to bring the entire combustion chamber 1 into a mixture state of a stoichiometric air-fuel ratio or a lean air-fuel ratio. The stoichiometric air-fuel ratio can provide a higher output than the lean air-fuel ratio. Of course, the timing at which the fuel is sufficiently atomized and vaporized is also used. By performing the fuel injection, a high output can be obtained efficiently. In such a case, the optimal fuel injection timing is set so as to end the fuel injection during the intake stroke so that atomization and vaporization of the fuel can be promoted using the intake air flow.

【0026】このため、本エンジンでは、燃料噴射の態
様として、圧縮行程燃料噴射による層状燃焼によって燃
料の極めて希薄な状態(即ち、空燃比が理論空燃比より
も極めて大)での運転(超リーン燃焼運転)を行なう圧
縮リーン運転モードと、圧縮リーン運転モードほどでは
ないが燃料の希薄な状態(即ち、空燃比が理論空燃比よ
りも大)で運転を行なう吸気リーン運転モードと、空燃
比が理論空燃比となるようにO2 センサ情報等に基づい
てフィードバック制御を行なうストイキオ運転モード
(ストイキオフィードバック運転モード)と、燃料の過
濃な状態(即ち、空燃比が理論空燃比よりも小)での運
転を行なうエンリッチ運転モード(オープンループモー
ド)とが設けられている。
For this reason, in the present engine, as a mode of fuel injection, operation (super lean) in a very lean state of the fuel (that is, the air-fuel ratio is much larger than the stoichiometric air-fuel ratio) due to the stratified combustion by the compression stroke fuel injection. (Combustion operation), a compression lean operation mode, an intake lean operation mode in which the operation is performed in a fuel-lean state (that is, the air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio) although not as much as the compression lean operation mode, and an air-fuel ratio A stoichiometric operation mode (stoichiometric feedback operation mode) in which feedback control is performed based on O 2 sensor information or the like so as to achieve a stoichiometric air-fuel ratio, and a state in which fuel is rich (that is, the air-fuel ratio is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio) And an enriched operation mode (open loop mode) for performing the operation in the above.

【0027】そして、エンジンの回転数Ne及び負荷状
態を示す有効圧力Peに基づいて、エンジンの回転数N
eが低く負荷Peも小さい場合には、圧縮リーン運転モ
ードが選択され、エンジンの回転数Neや負荷Peがこ
れよりも大きくなるのにしたがって、吸気リーン運転モ
ード,ストイキオフィードバック運転モード,オープン
ループモードが選択される。
Then, based on the engine speed Ne and the effective pressure Pe indicating the load state, the engine speed N
When e is low and the load Pe is small, the compression lean operation mode is selected, and as the engine speed Ne and the load Pe become larger, the intake lean operation mode, the stoichiometric feedback operation mode, and the open loop Mode is selected.

【0028】このほか、燃料カットモードが設けられて
いる。この燃料カットモードは、減速時等にスロットル
弁12が全閉又は略全閉にされた際は、運転者が出力を
要求していないため、無駄な燃料消費を防止すること等
を目的として燃料供給を停止するか又はドライバビリテ
ィを悪化させない程度に抑制するモードである。ところ
で、排ガス浄化用触媒6の耐熱温度は、一般に、図2に
示すように、触媒周辺が還元雰囲気の場合(排ガス空燃
比がリッチの場合)よりも酸化雰囲気の場合(排ガス空
燃比がリーンの場合)の方が低くなる。このため、触媒
周辺が還元雰囲気の場合は還元雰囲気の場合の耐熱温度
(リッチ耐熱温度;例えば800℃)以下になるように
触媒温度を調整する一方、触媒周辺が酸化雰囲気の場合
は酸化雰囲気の場合の耐熱温度(リーン耐熱温度;例え
ば700℃)以下になるように触媒温度を調整してい
る。
In addition, a fuel cut mode is provided. In the fuel cut mode, when the throttle valve 12 is fully closed or substantially fully closed during deceleration or the like, since the driver does not request an output, the fuel is cut for the purpose of preventing wasteful fuel consumption and the like. This is a mode in which the supply is stopped or suppressed to such an extent that the drivability is not deteriorated. By the way, as shown in FIG. 2, the heat-resistant temperature of the exhaust gas purifying catalyst 6 is generally lower in the oxidizing atmosphere (in the case where the exhaust gas air-fuel ratio is rich) than in the case where the atmosphere around the catalyst is the reducing atmosphere (when the exhaust gas air-fuel ratio is rich). Case) is lower. For this reason, when the surroundings of the catalyst are in a reducing atmosphere, the catalyst temperature is adjusted so as to be lower than the heat resistance temperature (rich heat resistant temperature; for example, 800 ° C.) of the reducing atmosphere. The catalyst temperature is adjusted so as to be lower than the heat-resistant temperature (lean heat-resistant temperature; for example, 700 ° C.) in this case.

【0029】しかし、例えば通常運転中に燃料カットが
行なわれると、排気系ではO2 過剰の酸化雰囲気(排ガ
ス空燃比がリーンとなるリーン雰囲気)になるが、この
燃料カットが触媒温度が高い状態で行なわれると、触媒
周辺が高温で、かつリーン雰囲気となり、触媒温度がそ
の耐熱温度を超えてしまう場合も生じ、排ガス浄化用触
媒6が熱劣化してしまうことになる。
However, for example, if the fuel cut is performed during normal operation, the exhaust system becomes an oxidizing atmosphere with an excess of O 2 (lean atmosphere in which the exhaust gas air-fuel ratio is lean). In this case, the temperature around the catalyst becomes high and the atmosphere becomes lean, and the temperature of the catalyst may exceed its heat-resistant temperature, which may cause the exhaust gas purifying catalyst 6 to be thermally degraded.

【0030】例えば、リッチ運転の場合に定常的に触媒
温度がリッチ耐熱温度以下になるように調整されている
状態で、燃費の向上,エンジンの破損防止等のために、
所定の運転状態のときに内燃機関への燃料供給を停止す
る(これを、燃料カットという)制御が行なわれ、図2
に示すように、運転モードがリッチから燃料カット(排
ガス空燃比はリーンとなる)に切り替わると、切り替え
後例えば数秒〜数百秒間、図2中、実線Aで示すよう
に、触媒温度はリーン耐熱温度以上になってしまう場合
があるため、この場合には排ガス浄化用触媒6の熱劣化
が進行することになる。
For example, in a state where the catalyst temperature is constantly adjusted to be equal to or lower than the rich heat resistance temperature in the case of the rich operation, in order to improve fuel efficiency and prevent damage to the engine, etc.
In a predetermined operation state, control for stopping the fuel supply to the internal combustion engine (this is called fuel cut) is performed, and FIG.
As shown in Fig. 2, when the operation mode is switched from rich to fuel cut (the exhaust gas air-fuel ratio becomes lean), the catalyst temperature becomes lean heat resistant, for example, for several seconds to several hundred seconds after switching, as shown by the solid line A in Fig. 2. In some cases, the temperature of the exhaust gas purifying catalyst 6 is deteriorated by heat.

【0031】また、ストイキオ運転モードやエンリッチ
運転モード(高負荷・高回転域における運転モード)か
らリーン運転モード(低負荷・低回転域における運転モ
ード)へ運転モードが切り替えられる場合も、上述の燃
料カットの場合と同様に、触媒温度がその耐熱温度を超
えた状態で、触媒周辺が酸化雰囲気になってしまう場合
があり、排ガス浄化用触媒6の熱劣化が進行することに
なる。
Also, when the operation mode is switched from the stoichiometric operation mode or the enrichment operation mode (operation mode in a high load / high rotation range) to the lean operation mode (operation mode in a low load / low rotation range), the fuel As in the case of cutting, when the catalyst temperature exceeds its heat-resistant temperature, the surroundings of the catalyst may become an oxidizing atmosphere, and the exhaust gas purifying catalyst 6 is thermally degraded.

【0032】このため、ECU20では、触媒温度がリ
ーン耐熱温度を超えた状態で、例えば運転モードが燃料
カットモードやリーン運転モードへ切り替えられ、触媒
周辺が酸化雰囲気となってしまうような場合に、触媒周
辺を還元雰囲気とする還元雰囲気化制御を行なうように
なっている。つまり、ECU20では、運転モードがリ
ーン運転モードや燃料カットモードとなる状態、即ち触
媒周辺が酸化雰囲気となる機関運転状態となるか否か
を、スロットル弁位置,車速,運転モード,エンジン負
荷,エンジン回転数等に基づいて検出又は推定するよう
になっている。そして、高温センサ9からの検出情報に
基づいて検知された触媒温度がリーン耐熱温度(所定温
度)以上で、且つ運転状態検知手段によって触媒周辺が
酸化雰囲気となる機関運転状態が検出又は推定された場
合、機関運転状態における出力よりも出力が増大しない
ようにしながら触媒周辺を還元雰囲気とするようになっ
ている。
For this reason, in the case where the operating mode is switched to the fuel cut mode or the lean operating mode in a state where the catalyst temperature exceeds the lean heat-resistant temperature, for example, when the catalyst periphery becomes an oxidizing atmosphere, A reduction atmosphere control is performed so that the atmosphere around the catalyst is a reduction atmosphere. That is, the ECU 20 determines whether the operation mode is the lean operation mode or the fuel cut mode, that is, whether the engine is in the engine operation state in which the surroundings of the catalyst are in an oxidizing atmosphere, by determining the throttle valve position, the vehicle speed, the operation mode, the engine load, the engine load, and the like. Detection or estimation is performed based on the rotation speed or the like. Then, the engine operating state in which the catalyst temperature detected based on the detection information from the high temperature sensor 9 is equal to or higher than the lean heat-resistant temperature (predetermined temperature) and the surroundings of the catalyst become an oxidizing atmosphere is detected or estimated by the operating state detecting means. In this case, the periphery of the catalyst is set to a reducing atmosphere while the output is not increased more than the output in the engine operating state.

【0033】なお、ECU20内の機能のうち、触媒周
辺が酸化雰囲気となる機関運転状態であるかを検出又は
推定する機能を運転状態検知手段といい、触媒周辺が還
元雰囲気となるように制御する機能を還元雰囲気化制御
手段という。そこで、本発明の第1実施形態としての希
薄燃焼内燃機関では、触媒周辺を還元雰囲気とする還元
雰囲気化制御が、以下のようにして行なわれる。
Among the functions in the ECU 20, a function of detecting or estimating whether or not the engine is in an oxidizing atmosphere around the catalyst is called an operating state detecting means, and is controlled so that the area around the catalyst becomes a reducing atmosphere. The function is called a reducing atmosphere control means. Therefore, in the lean burn internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, the control for reducing the atmosphere around the catalyst to the reducing atmosphere is performed as follows.

【0034】つまり、図3のフローチャートに示すよう
に、まず、ステップS10で、ストイキオ運転モード又
はリッチ運転モードから燃料カットモードやリーン運転
モードになったか否かを判定する。この判定の結果、ス
トイキオ運転モード又はリッチ運転モードから燃料カッ
トモードやリーン運転モードになっていない場合はリタ
ーンする。一方、ストイキオ運転モード又はリッチ運転
モードから燃料カットモードやリーン運転モードになっ
た場合はステップS20に進み、触媒温度(高温センサ
9の出力)がリーン耐熱温度(例えば700℃)以上で
あるか否かを判定する。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 3, first, in step S10, it is determined whether or not the fuel cut mode or the lean operation mode has been switched from the stoichiometric operation mode or the rich operation mode. If the result of this determination is that the fuel cut mode or the lean operation mode has not been switched from the stoichiometric operation mode or the rich operation mode, the routine returns. On the other hand, when the mode is changed from the stoichiometric operation mode or the rich operation mode to the fuel cut mode or the lean operation mode, the process proceeds to step S20, and whether or not the catalyst temperature (the output of the high temperature sensor 9) is equal to or higher than the lean heat resistance temperature (for example, 700 ° C.). Is determined.

【0035】この判定の結果、触媒温度がリーン耐熱温
度以上である場合はステップS30に進み、膨張行程中
期以降に燃料噴射弁8を作動させて、出力トルクを得る
ための主燃料噴射とは別に追加燃料噴射を行なう還元雰
囲気化制御手段による還元雰囲気化制御としての追加燃
料噴射制御を行なう。一方、ステップS20で、触媒温
度がリーン耐熱温度よりも低いと判定された場合はリタ
ーンする。
If the result of this determination is that the catalyst temperature is equal to or higher than the lean heat-resistant temperature, the routine proceeds to step S30, in which the fuel injection valve 8 is operated after the middle stage of the expansion stroke to separate the main fuel injection for obtaining the output torque. Additional fuel injection control is performed as reducing atmosphere control by reducing atmosphere control means for performing additional fuel injection. On the other hand, if it is determined in step S20 that the catalyst temperature is lower than the lean heat-resistant temperature, the process returns.

【0036】次いで、ステップS40に進み、追加燃料
噴射制御によって、触媒温度がリッチ耐熱温度(例えば
800℃)以上になるか否かを判定する。この判定の結
果、触媒温度がリッチ耐熱温度以上になる場合は、触媒
温度が過昇温となり、触媒の熱劣化が生じるため、ステ
ップS50に進んで、追加燃料噴射制御を中止し、さら
に、ステップS60に進んで、触媒温度を低下させるた
め、スロットル弁12を開弁側に制御して排ガス流量を
増大させて、リターンする。
Then, the process proceeds to a step S40, wherein it is determined whether or not the catalyst temperature becomes equal to or higher than the rich heat-resistant temperature (for example, 800 ° C.) by the additional fuel injection control. If the result of this determination is that the catalyst temperature is equal to or higher than the rich heat-resistant temperature, the catalyst temperature becomes excessively high, and thermal deterioration of the catalyst occurs. Therefore, the process proceeds to step S50, and the additional fuel injection control is stopped. Proceeding to S60, in order to lower the catalyst temperature, the throttle valve 12 is controlled to the valve opening side to increase the exhaust gas flow rate, and the routine returns.

【0037】したがって、本実施形態にかかる希薄燃焼
内燃機関によれば、触媒温度がリーン耐熱温度以上で、
スロットル全閉又は略全閉による減速時等の燃料カット
モードや、ストイキオ又はエンリッチ運転モードからリ
ーン運転モードとなる所定運転状態に、還元雰囲気化制
御として追加燃料噴射を膨張行程中期以降において行な
うため、出力トルクに影響を与えることなく(即ち、ド
ライバビリティを悪化させることなく)、NOX 触媒6
Fの周辺を還元雰囲気とすることができ、耐熱温度がリ
ーン耐熱温度よりも高いリッチ耐熱温度となる。これに
より、触媒温度が耐熱温度を超えることによる排ガス浄
化用触媒6の熱劣化を確実に抑制できるという利点があ
る。
Therefore, according to the lean burn internal combustion engine of this embodiment, when the catalyst temperature is higher than the lean heat-resistant temperature,
In order to perform additional fuel injection after the middle stage of the expansion stroke as reduction atmosphere control, in the fuel cut mode such as at the time of deceleration due to the throttle fully closed or substantially fully closed, or in the predetermined operation state where the stoichiometric or enriched operation mode becomes the lean operation mode, without affecting the output torque (i.e., without deteriorating the drivability), NO X catalyst 6
The periphery of F can be a reducing atmosphere, and the heat resistant temperature becomes a rich heat resistant temperature higher than the lean heat resistant temperature. Thereby, there is an advantage that thermal deterioration of the exhaust gas purifying catalyst 6 due to the catalyst temperature exceeding the heat resistant temperature can be reliably suppressed.

【0038】なお、本実施形態の還元雰囲気化制御では
燃焼室内に追加燃料を噴射することで触媒周辺を還元雰
囲気としているが、例えば燃料カットモードの所定運転
状態においては追加燃料を噴射させず、燃料噴射弁8を
停止しないで作動させて主燃料噴射を行なうとともに、
点火プラグ7の作動を禁止するようにして、触媒周辺の
雰囲気を還元雰囲気とするようにしても良い。
In the reducing atmosphere control according to the present embodiment, the additional fuel is injected into the combustion chamber to reduce the atmosphere around the catalyst. However, for example, in the predetermined operation state of the fuel cut mode, the additional fuel is not injected. The main fuel injection is performed by operating the fuel injection valve 8 without stopping, and
The operation of the ignition plug 7 may be prohibited, and the atmosphere around the catalyst may be set as a reducing atmosphere.

【0039】この手法でも、所定運転状態において運転
者の要求に応じた運転を行なえ、出力トルクに影響を与
えず、NOX 触媒6Fの周辺を還元雰囲気とすることが
できるという利点がある。この手法は、特に吸気管噴射
型内燃機関において有効である。また、本実施形態で
は、NOX 触媒6Fを選択還元型NOX 触媒としている
が、NOX 触媒はこれに限られるものではなく、吸蔵型
NOX 触媒であっても良く、その場合でも同様の効果を
得ることができる。
[0039] In this technique, performed operation in response to a request of the driver in the predetermined operating condition, without affecting the output torque, there is an advantage that the periphery of the NO X catalyst 6F may be a reducing atmosphere. This method is particularly effective in an intake pipe injection type internal combustion engine. In the present embodiment, the NO X catalyst 6F is a selective reduction type NO X catalyst. However, the NO X catalyst is not limited to this, and may be a storage type NO X catalyst. The effect can be obtained.

【0040】また、本実施形態では、希薄燃焼内燃機関
について説明しているが、リッチ運転又はストイキオ運
転のみを行なう従来の内燃機関であっても良く、この場
合、三元触媒が設けられるので、還元雰囲気化制御は三
元触媒の耐熱温度に基づいて触媒の熱劣化の抑制制御を
行なえば良い。また、本実施形態では、排ガス浄化用触
媒6へ流入する排気流量を増大するためにスロットル弁
12の開度を調整しているが、スロットル弁12をバイ
パスするバイパス通路を備えた内燃機関の場合にはバイ
パス通路に設けられるABV(エアバイパスバルブ)や
ISC(アイドルスピードコントロール)バルブを全開
にして吸入吸気量を増大させて排ガス浄化用触媒6へ流
入する排気流量を増大させても良い。また、別途空気ポ
ンプを備えさせ、大気中の空気を排気通路3へ二次エア
として導入することにより、排ガス浄化用触媒6へ流入
する排気流量を増大させても良い。
In this embodiment, a lean-burn internal combustion engine is described. However, a conventional internal combustion engine that performs only a rich operation or a stoichiometric operation may be used. In this case, a three-way catalyst is provided. The reduction atmosphere control may be performed based on the heat resistance temperature of the three-way catalyst to control the thermal degradation of the catalyst. In this embodiment, the opening of the throttle valve 12 is adjusted to increase the flow rate of exhaust gas flowing into the exhaust gas purifying catalyst 6. However, in the case of an internal combustion engine having a bypass passage that bypasses the throttle valve 12, Alternatively, an ABV (air bypass valve) or an ISC (idle speed control) valve provided in the bypass passage may be fully opened to increase the amount of intake air and increase the flow rate of exhaust gas flowing into the exhaust gas purifying catalyst 6. Alternatively, a separate air pump may be provided to introduce the air in the atmosphere into the exhaust passage 3 as secondary air, thereby increasing the flow rate of exhaust gas flowing into the exhaust gas purifying catalyst 6.

【0041】次に、第2実施形態にかかる希薄燃焼内燃
機関について、図4,図5を参照しながら説明する。本
実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関では、図4に示すよ
うに、三元触媒6Bの上流にNOX 触媒6Aが設けられ
ているが、このNOX 触媒6Aは第1実施形態と異な
り、NOX を触媒上に吸蔵することにより排ガス中のN
X を浄化するタイプのもの(吸蔵型リーンNOX
媒,トラップ型リーンNOX 触媒)であって、このNO
X 触媒6Aの上流にはフロント触媒(ライトオフ触媒)
6Cが付加されている。
Next, a lean-burn internal combustion engine according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. The lean-burn internal combustion engine according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, although NO X catalyst 6A is provided upstream of the three-way catalyst 6B, the NO X catalyst 6A is different from the first embodiment, NO By storing X on the catalyst, N
Of the type which purifies O X (occlusion-type lean NO X catalyst, trap type lean NO X catalyst) A, the NO
Front catalyst (light-off catalyst) upstream of X catalyst 6A
6C is added.

【0042】このフロント触媒6Cは、排ガス中のC
O,HC及びNOx を浄化する機能を有する三元触媒に
より構成される。このライトオフ触媒6Dは、エンジン
の冷態始動時から高温の排ガスによって直ちに活性化温
度になるように、エンジンの燃焼室1の直下流側の排気
通路3に配設されており、特に、エンジンの冷態始動時
に排ガス中のHCを低減するようになっている。
The front catalyst 6C is used to remove C from the exhaust gas.
O, composed of a three-way catalyst that functions to purify HC and NO x. The light-off catalyst 6D is disposed in the exhaust passage 3 immediately downstream of the combustion chamber 1 of the engine such that the light-off catalyst 6D is immediately activated by the high-temperature exhaust gas from a cold start of the engine. During the cold start, HC in the exhaust gas is reduced.

【0043】また、排ガス浄化用触媒6を構成するNO
X 触媒6Aの下流側部分には、NO X センサ10が設け
られており、NOX 触媒6Aの浄化効率低下を検出して
いる。また、NOX センサ10による検出情報はECU
20へ送られ、ECU20では、NOX センサ10の検
出情報等に基づいて、触媒周辺が還元雰囲気となるよう
機関の空燃比をストイキオ又はリッチに制御する復活制
御(リッチスパイク)を行なうようになっている。
The NO constituting the exhaust gas purifying catalyst 6
XNO at the downstream side of the catalyst 6A XSensor 10 is provided
NOXDetecting decrease in purification efficiency of catalyst 6A
I have. NOXThe information detected by the sensor 10 is ECU
20 and the ECU 20 determines NOXDetection of sensor 10
Based on the output information etc., reduce the atmosphere around the catalyst to a reducing atmosphere.
A revival system that controls the air-fuel ratio of the engine to stoichiometric or rich
You (rich spikes) are performed.

【0044】また、NOX 触媒6Aは酸化雰囲気下でN
X とともに排ガス中のイオウ成分も吸蔵してしまいS
被毒してしまう。このため、ECU20は、NOX 触媒
6Aに吸着されたSOX 吸着量に対応するパラメータと
考えられる燃料パルス幅の積算値として算出し、この積
算値が所定量以上であるか否かにより、排ガス中のイオ
ウ成分によりNOX 触媒6Aが被毒したか否かを推定す
るようになっている。なお、このECU20のNOX
媒6Aの被毒を推定する機能を被毒検知手段という。ま
た、この被毒検知手段は、SOX 吸着量を直接検出する
ものであっても良い。
[0044] In addition, NO X catalyst 6A is an oxidizing atmosphere N
Sulfur component in the exhaust gas with O X also will be occluded S
Poisoned. For this reason, the ECU 20 calculates the integrated value of the fuel pulse width, which is considered to be a parameter corresponding to the SO X adsorption amount adsorbed on the NO X catalyst 6A, and determines whether or not the integrated value is equal to or larger than a predetermined amount. NO X catalyst 6A is adapted to estimate whether the poisoned by sulfur components in the. Incidentally, the function of estimating the poisoning of the NO X catalyst 6A of the ECU20 as poisoning detecting means. Further, the poisoning detecting means may directly detect the SO X adsorption amount.

【0045】また、ECU20は、被毒検知手段により
NOX 触媒6Aの被毒が検知された場合、NOX 触媒6
Aの温度を昇温させて触媒温度を例えば650℃以上の
高温状態とし、NOX 触媒6Aの周辺を還元雰囲気とし
てイオウ成分を触媒上から放出させる再生制御を行なう
ようになっている。なお、このECU20の機能を再生
手段という。
Further, ECU 20, when the poisoning of the NO X catalyst 6A is detected by the poisoning detecting means, NO X catalyst 6
It raised the temperature of A and a high temperature state of the catalyst temperature, for example 650 ° C. or higher, the sulfur component is adapted to perform reproduction control to be released from the catalyst the periphery of the NO X catalyst 6A as the reducing atmosphere. The function of the ECU 20 is referred to as a reproducing unit.

【0046】また、本希薄燃焼内燃機関では、上述の第
1実施形態の場合と同様に、減速時等の所定運転状態に
おいてスロットル弁12が閉じられた際には、運転者が
出力を要求していないため、無駄な燃料消費を防止する
こと等を目的として、運転モードとして燃料供給を停止
するか又はドライバビリティを悪化させない程度に抑制
する燃料カットモードが設けられている。
In the lean-burn internal combustion engine, as in the case of the first embodiment, when the throttle valve 12 is closed in a predetermined operation state such as during deceleration, the driver requests an output. For this purpose, a fuel cut mode is provided as an operation mode in which fuel supply is stopped or the drivability is suppressed to such an extent that drivability is not deteriorated.

【0047】なお、運転モードの切り替えはECU20
の機能によって行なわれるが、ECU20により運転モ
ードが燃料カットモードとなり、主燃焼のためのインジ
ェクタ8からの燃料供給を停止するか又はドライバビリ
ティを悪化させない程度に抑制する機能を燃料供給抑制
手段という。また、ECU20では、NOX 触媒6Aの
NOX 浄化効率を向上させてNOX触媒6Aを再生させ
るための再生制御を実行している際に運転モードが燃料
カットモードとなる場合に、NOX 触媒6Aが熱劣化し
ないように、又は効率的にNOX 触媒6Aを再生できる
ように触媒周辺を還元雰囲気とする還元雰囲気化制御を
行なうようになっている。なお、このECU20の機能
を還元雰囲気化制御手段という。
The operation mode is switched by the ECU 20.
The function of the ECU 20 is that the operation mode is changed to the fuel cut mode by the ECU 20, and the function of stopping the fuel supply from the injector 8 for the main combustion or suppressing the drivability to such an extent that the drivability is not deteriorated is referred to as fuel supply suppression means. Further, the ECU 20, when the operation mode is the fuel cut mode when running regeneration control for regenerating the NO X catalyst 6A to improve the NO X purification efficiency of the NO X catalyst 6A, NO X catalyst 6A is adapted to not to thermal degradation, or efficiently perform a reducing atmosphere of control that a reducing atmosphere surrounding the catalyst to play nO X catalyst 6A. The function of the ECU 20 is referred to as a reducing atmosphere control means.

【0048】次に、本発明の第2実施形態にかかる希薄
燃焼内燃機関で行なわれる還元雰囲気化制御について、
図6のフローチャートに基づいて説明する。まず、ステ
ップA10で、被毒検知手段がNOX 触媒6AへのSO
X 吸着量が所定量以上であるか否かを判定する。つま
り、燃料パルス幅の積算値として算出されたSOX 吸着
量が所定量以上であるか否かを判定する。この判定の結
果、SOX 吸着量が所定量以上でないと判定された場合
は、まだ再生制御は必要でないため、リターンする。
Next, the control for reducing atmosphere performed in the lean burn internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step A10, SO to poisoning detecting means NO X catalyst 6A
It is determined whether the X adsorption amount is equal to or more than a predetermined amount. That is, it is determined whether the SO X adsorption amount calculated as the integrated value of the fuel pulse width is equal to or more than a predetermined amount. As a result of this determination, if it is determined that the SO X adsorption amount is not equal to or more than the predetermined amount, the process returns because the regeneration control is not required yet.

【0049】一方、ステップA10で、SOX 吸着量が
所定量以上であると判定された場合は、NOX 触媒6A
にSOX が吸着することによってNOX 浄化効率が低下
しているため、ステップA20に進み、再生制御が実行
される。この再生制御では、主燃焼のための主噴射以外
に膨張行程中期以降に追加燃料を噴射し、NOX 触媒6
Aを所望の高温状態(例えば650℃;これを触媒再生
温度という)になるまで昇温させる。その後、追加燃料
噴射を止め、主噴射のみとする。このとき、触媒周辺が
還元雰囲気となるように例えば空燃比を12程度のリッ
チ空燃比とする。
On the other hand, if it is determined in step A10 that the SO X adsorption amount is equal to or more than the predetermined amount, the NO X catalyst 6A
Since NO X purification efficiency is reduced by the adsorption of SO X on the surface, the process proceeds to step A20, and the regeneration control is executed. In this regeneration control, by injecting additional fuel in the expansion stroke after the middle period in addition to main injection for main combustion, NO X catalyst 6
A is heated to a desired high temperature state (for example, 650 ° C .; this is referred to as catalyst regeneration temperature). Thereafter, the additional fuel injection is stopped and only the main injection is performed. At this time, the air-fuel ratio is set to, for example, a rich air-fuel ratio of about 12 so that the area around the catalyst becomes a reducing atmosphere.

【0050】このように、NOX 触媒6Aからイオウ成
分を放出させるべく再生制御を行なって触媒温度が触媒
再生温度以上になるようにしているため、触媒温度がリ
ーン耐熱温度(例えば700℃)以上になる場合があ
る。このため、燃料カットモードに入るときの触媒温度
の違い、つまり、触媒温度が触媒再生温度以上である場
合に、触媒温度がリーン耐熱温度以上である場合とリー
ン耐熱温度よりも小さい場合とで異なる問題が生じる。
[0050] Since the catalyst temperature by performing reproduction control in order to release the sulfur component from the NO X catalyst 6A is set to be above the catalyst regeneration temperature, the catalyst temperature is lean heat temperature (e.g. 700 ° C.) or higher May be. Therefore, the difference in catalyst temperature when entering the fuel cut mode, that is, when the catalyst temperature is equal to or higher than the catalyst regeneration temperature, the catalyst temperature is different between the case where the catalyst temperature is equal to or higher than the lean heat-resistant temperature and the case where the catalyst temperature is lower than the lean heat-resistant temperature. Problems arise.

【0051】つまり、触媒温度がリーン耐熱温度以上で
ある場合に燃料カットモードに入ると、触媒周辺が酸化
雰囲気となり、NOX 触媒6Aが熱劣化してしまうこと
になる。一方、燃料カットモードに入ると、触媒周辺が
酸化雰囲気となるとともに、触媒温度が低下してしまう
ため、触媒温度がリーン耐熱温度よりも小さい場合に
は、NOX 触媒6Aがすぐに触媒再生温度以下になって
しまい、NOX 触媒6Aからイオウ成分を十分に放出さ
せることができなくなり、NOX 触媒6Aを効率的に再
生させるのが難しくなる。
[0051] That is, when the catalyst temperature entering the fuel cut mode when it is lean heat resistance temperature or higher, the catalyst peripheral becomes oxidizing atmosphere, NO X catalyst 6A is that resulting in thermal degradation. On the other hand, it enters the fuel cut mode, with a catalyst around the oxidizing atmosphere, since the catalyst temperature is lowered, when the catalyst temperature is less than the lean heat temperature, NO X catalyst 6A immediately catalyst regeneration temperature becomes below, can not be sufficiently release the sulfur component from the NO X catalyst 6A, it is to regenerate the NO X catalyst 6A efficiently difficult.

【0052】このため、ステップA30では、ECU2
0の信号から運転モードが燃料カットモードになるかど
うかを判定する。そして、燃料カットモードになる場合
は、ステップA40に進み、還元雰囲気化制御手段によ
って還元雰囲気化制御としての追加燃料噴射を行なう。
この場合、還元雰囲気化制御は、触媒温度がリーン耐熱
温度以上である場合にはNOX 触媒6Aが熱劣化するの
を防止するためのものであり、触媒温度がリーン耐熱温
度よりも小さい場合には再生制御によりNOX 触媒6A
からイオウ成分が十分に放出されるようにして、NOX
触媒6Aを効率的に再生させるためのものである。一
方、燃料カットモードにならない場合は、リターンす
る。
Therefore, in step A30, the ECU 2
From the signal of 0, it is determined whether or not the operation mode is the fuel cut mode. When the fuel cut mode is set, the process proceeds to step A40, and additional fuel injection is performed as reducing atmosphere control by the reducing atmosphere control means.
In this case, the reducing atmosphere of control, when the catalyst temperature is lean heat resistance temperature or higher is for NO X catalyst 6A is prevented from thermal deterioration, when the catalyst temperature is less than the lean heat temperature NO X catalyst 6A by regeneration control
As the sulfur component is fully released from, NO X
This is for efficiently regenerating the catalyst 6A. On the other hand, if the fuel cut mode is not set, the routine returns.

【0053】このような還元雰囲気化制御によりNOX
触媒6Aの近傍が還元雰囲気(リッチ雰囲気)とされる
ため、触媒温度がリーン耐熱温度以上である場合に触媒
周辺が酸化雰囲気となるのが防止されるとともに、触媒
温度が触媒再生温度以上で、且つリーン耐熱温度よりも
小さい場合に触媒温度が低下するのを抑制でき、これに
より、イオウ成分を脱離させるのに好適な所定温度(例
えば、約650℃)以上で還元雰囲気状態を維持できる
ことになり、NOX 触媒6Aに吸着したSOXが燃料カ
ットモード中にも効率良く放出され、NOX 触媒6Aに
よるNOX 浄化効率が早期に回復することになる。
[0053] NO X by such a reducing atmosphere of control
Since the vicinity of the catalyst 6A is a reducing atmosphere (rich atmosphere), it is possible to prevent the surroundings of the catalyst from becoming an oxidizing atmosphere when the catalyst temperature is equal to or higher than the lean heat-resistant temperature. In addition, when the temperature is lower than the lean heat resistance temperature, the catalyst temperature can be prevented from lowering, whereby the reducing atmosphere state can be maintained at a predetermined temperature (for example, about 650 ° C.) or higher suitable for desorbing the sulfur component. That is, the SO X adsorbed on the NO X catalyst 6A is efficiently released even during the fuel cut mode, and the NO X purification efficiency by the NO X catalyst 6A is restored at an early stage.

【0054】したがって、本実施形態にかかる希薄燃焼
内燃機関によれば、再生制御中に減速時等の所定運転状
態となった場合でもドライバビリティを悪化させること
なく触媒周辺を還元雰囲気にすることができ、これによ
りNOX 触媒6Aの熱劣化を防止できるとともに、所定
運転状態においても触媒温度を低下させることなく、N
X 触媒6AからのSOX の脱離を効率的に行なうこと
ができるという利点がある。
Therefore, according to the lean burn internal combustion engine of this embodiment, even in the case of a predetermined operation state such as deceleration during the regeneration control, the surroundings of the catalyst can be brought into the reducing atmosphere without deteriorating the drivability. can, thereby it is possible to prevent thermal deterioration of the NO X catalyst 6A, without lowering the catalyst temperature even in the predetermined operating state, N =
There is an advantage that SO X can be efficiently desorbed from the O X catalyst 6A.

【0055】なお、本実施形態では、追加燃料を噴射す
ることで触媒周辺を還元雰囲気としているが、所定運転
状態において燃料噴射弁8を作動させて主燃料噴射を行
なうとともに、点火プラグ7の作動を禁止するようにし
て、出力トルクに影響を与えないようNOX 触媒6Aの
周辺を還元雰囲気とするようにしても良い。また、上述
の各実施形態では、還元雰囲気化制御手段として膨張行
程中期以降に追加燃料噴射を行なうようにしているが、
点火プラグ7がくすぶりやすい仕様の場合、即ち点火プ
ラグ7に燃料が付着しやすい場合は、再生制御としては
排気行程における追加燃料噴射を積極的に行なうように
して、追加燃料噴射された燃料を排気流にのせ、点火プ
ラグ7周りの燃料滞在時間をできるだけ短くし、耐くす
ぶり性を向上させるようにしても良い。
In the present embodiment, the surrounding area of the catalyst is brought into a reducing atmosphere by injecting additional fuel. However, in a predetermined operating state, the fuel injection valve 8 is operated to perform main fuel injection, and the ignition plug 7 is operated. so as to prohibit the periphery of the nO X catalyst 6A so as not to affect the output torque may be a reducing atmosphere. Further, in each of the above-described embodiments, as the reducing atmosphere control means, the additional fuel injection is performed after the middle stage of the expansion stroke.
If the ignition plug 7 is smoldering easily, that is, if fuel easily adheres to the ignition plug 7, the additional fuel injection in the exhaust stroke is actively performed as the regeneration control so that the additional fuel injected fuel is exhausted. The fuel stay time around the spark plug 7 may be shortened as much as possible to improve the smoldering resistance.

【0056】また、上述の各実施形態では、内燃機関を
筒内噴射型内燃機関として説明しているが、内燃機関は
これに限られるものではない。また、上述の各実施形態
にかかる内燃機関は、リーンバーンエンジンとして説明
しているが、燃料カット運転はリーンバーンエンジンに
限らず実施されるので、第1実施形態にかかる制御は従
来のリッチ運転又はストイキオ運転のみを行なう内燃機
関にも適用できる。つまり、リーンバーンエンジンでな
くても、燃料カットを行なえば、排ガス空燃比がリーン
になり、この場合には排ガス浄化用触媒6が所定温度以
上であれば熱劣化することになるため、これを抑制すべ
く、本発明を適用することができる。
In each of the above embodiments, the internal combustion engine is described as a direct injection internal combustion engine, but the internal combustion engine is not limited to this. Further, the internal combustion engine according to each of the above embodiments has been described as a lean burn engine. However, since the fuel cut operation is performed not only for the lean burn engine, the control according to the first embodiment is different from the conventional rich operation. Alternatively, the present invention can be applied to an internal combustion engine that performs only the stoichiometric operation. That is, even if the engine is not a lean burn engine, if the fuel cut is performed, the exhaust gas air-fuel ratio becomes lean. In this case, if the exhaust gas purifying catalyst 6 is at or above a predetermined temperature, it will be thermally degraded. To suppress this, the present invention can be applied.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1,3,4
記載の本発明の希薄燃焼内燃機関によれば、ドライバビ
リティの悪化を招くことなく、触媒温度が耐熱温度を超
えることによる排ガス浄化用触媒の熱劣化を確実に抑制
できるという利点がある。請求項2記載の本発明の希薄
燃焼内燃機関によれば、排ガス浄化用触媒の熱劣化を防
止でき、しかも排ガス浄化用触媒からのSOX の放出を
効率的に行なうことができるという利点がある。
As described in detail above, claims 1, 3, 4
According to the lean-burn internal combustion engine of the present invention described above, there is an advantage that the thermal deterioration of the exhaust gas purifying catalyst due to the catalyst temperature exceeding the allowable temperature can be reliably suppressed without deteriorating drivability. According to the lean-burn internal combustion engine of the present invention, there is an advantage that thermal deterioration of the exhaust gas purifying catalyst can be prevented and SO X can be efficiently released from the exhaust gas purifying catalyst. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関の全体構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a lean burn internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関に備えられる排ガス浄化用触媒の耐熱温度を示す図で
ある。
FIG. 2 is a view showing a heat resistant temperature of an exhaust gas purifying catalyst provided in the lean burn internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関の還元雰囲気化制御を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a reducing atmosphere control of the lean burn internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関の全体構成を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an overall configuration of a lean burn internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関の還元雰囲気化制御手段による排ガス浄化用触媒の再
生制御を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a control of regeneration of an exhaust gas purifying catalyst by a reducing atmosphere control means of a lean burn internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 排ガス浄化用触媒 6A,6F NOX 触媒 6B 三元触媒 6C フロント触媒 7 点火プラグ(点火栓) 8 燃料噴射弁 9 高温センサ(温度検知手段) 10 NOX センサ 11 O2 センサ 12 スロットル弁 20 ECU(運転状態検知手段,燃料供給抑制手段,
温度検知手段,被毒検知手段,再生手段,還元雰囲気化
制御手段)
6 exhaust gas purifying catalyst 6A, 6F NO X catalyst 6B three way catalyst 6C front catalyst 7 spark plug (ignition plug) 8 fuel injection valve 9 hot sensor (temperature detecting means) 10 NO X sensor 11 O 2 sensor 12 throttle valve 20 ECU (Operating state detection means, fuel supply suppression means,
Temperature detecting means, poisoning detecting means, regeneration means, reducing atmosphere control means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/28 301 F01N 3/28 301D F02D 41/02 301 F02D 41/02 301A 41/04 330 41/04 330Z 43/00 301 43/00 301A 301H 301K 45/00 312 45/00 312J 314 314R (72)発明者 川島 一仁 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 Fターム(参考) 3G084 AA04 BA13 BA15 BA16 BA24 CA06 DA02 DA10 DA22 EB24 EC02 EC03 FA10 FA18 FA27 FA28 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AB03 AB05 AB06 BA07 BA13 BA14 CB02 CB03 CB05 DA01 DA02 DA06 DA08 DA10 DB06 DB10 EA01 EA03 EA07 EA18 EA33 3G301 HA01 HA04 HA15 JA02 JA03 JA15 JA21 JA25 JA33 KA01 KA08 KA09 KA11 KA16 KA24 KA25 LA00 LA01 LA04 LB02 LB04 MA01 MA11 MA19 MA24──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme court ゛ (Reference) F01N 3/28 301 F01N 3/28 301D F02D 41/02 301 F02D 41/02 301A 41/04 330 41/04 330Z 43/00 301 43/00 301A 301H 301K 45/00 312 45/00 312J 314 314R (72) Inventor Kazuhito Kawashima F33-term, 33-3, Shiba 5-chome, Minato-ku, Tokyo F-term (reference 3G084 AA04 BA13 BA15 BA16 BA24 CA06 DA02 DA10 DA22 EB24 EC02 EC03 FA10 FA18 FA27 FA28 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AB03 AB05 AB06 BA07 BA13 BA14 CB02 CB03 CB05 DA01 DA02 DA06 DA08 DA10 DB03 EA01 EA03 EA03 EA01 EA03 JA03 JA15 JA21 JA25 JA33 KA01 KA08 KA09 KA11 KA16 KA24 KA25 LA00 LA01 LA04 LB02 LB04 MA01 MA11 MA19 MA24

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路に設けられ、排ガス
中の有害成分を浄化する排ガス浄化用触媒と、 該排ガス浄化用触媒の周辺が酸化雰囲気となる機関運転
状態を検出又は推定する運転状態検知手段と、 該排ガス浄化用触媒の温度を検出又は推定する温度検知
手段と、 該温度検知手段によって検出又は推定された触媒温度が
所定温度以上で且つ該運転状態検知手段によって該排ガ
ス浄化用触媒の周辺が酸化雰囲気となる機関運転状態が
検出又は推定された場合、該機関運転状態における出力
よりも出力が増大しないようにしながら該排ガス浄化用
触媒の周辺を還元雰囲気とする還元雰囲気化制御手段と
を備えることを特徴とする、希薄燃焼内燃機関。
1. An exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine for purifying harmful components in exhaust gas, and an operating state for detecting or estimating an engine operating state in which an area around the exhaust gas purifying catalyst becomes an oxidizing atmosphere. Detecting means; temperature detecting means for detecting or estimating the temperature of the exhaust gas purifying catalyst; catalyst temperature detected or estimated by the temperature detecting means being equal to or higher than a predetermined temperature; and the exhaust gas purifying catalyst being detected by the operating state detecting means. If the engine operating state in which the periphery of the exhaust gas is in an oxidizing atmosphere is detected or estimated, the reducing atmosphere control means for reducing the output around the exhaust gas purifying catalyst to a reducing atmosphere while preventing the output from increasing more than the output in the engine operating state. And a lean-burn internal combustion engine.
【請求項2】 該排ガス浄化用触媒が、酸素過剰雰囲気
下で排ガス中のNO x を吸蔵し、酸素濃度低下雰囲気で
吸蔵されたNOx を放出する吸蔵型NOx 触媒であると
ともに、 排ガス中のイオウ成分による該排ガス浄化用触媒の被毒
を検出又は推定する被毒検知手段と、 該被毒検知手段により該排ガス浄化用触媒の被毒が検出
又は推定された場合、該排ガス浄化用触媒の温度を昇温
させるとともに該排ガス浄化用触媒の周辺を還元雰囲気
としてイオウ成分を該排ガス浄化用触媒から放出させる
再生手段と、 該運転状態検知手段によりスロットル弁が全閉又は略全
閉となる所定運転状態が検出又は推定された場合に主燃
焼のための燃料供給を停止するか又はドライバビリティ
を悪化させない程度に抑制する燃料供給抑制手段とを備
え、 該還元雰囲気化制御手段は、該再生手段による再生制御
中に該燃料供給抑制手段により燃料供給が停止又は抑制
される場合に該排ガス浄化用触媒の周辺を還元雰囲気と
することを特徴とする、請求項1記載の希薄燃焼内燃機
関。
2. The method according to claim 1, wherein the exhaust gas purifying catalyst is in an oxygen-excess atmosphere.
NO in exhaust gas below xOccluded in an atmosphere with low oxygen concentration
NO absorbedx-Type NO that releases nitrogenxIf it is a catalyst
Both poisoning of the exhaust gas purification catalyst by sulfur components in the exhaust gas
Detecting means for detecting or estimating the poisoning of the exhaust gas purifying catalyst by the poisoning detecting means.
Or, if estimated, raise the temperature of the exhaust gas purifying catalyst.
And a reducing atmosphere around the exhaust gas purifying catalyst.
Release sulfur component from the exhaust gas purifying catalyst
The throttle valve is fully closed or substantially full by the regeneration means and the operation state detection means.
The main fuel is shut off when a predetermined operating state to close is detected or estimated.
Turn off fuel supply for baking or driveability
Fuel supply suppression means to prevent fuel from deteriorating
The reducing atmosphere control means includes a regeneration control by the regeneration means.
The fuel supply is stopped or suppressed by the fuel supply suppression means during
The exhaust gas purifying catalyst and the surrounding area
The lean-burn internal combustion engine according to claim 1, wherein
Seki.
【請求項3】 燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁を備え、 該還元雰囲気化制御手段が、主燃焼のための噴射とは別
に膨張行程又は排気行程に該燃料噴射弁を作動させて追
加燃料を噴射させることで該排ガス浄化用触媒の周辺を
還元雰囲気とすることを特徴とする、請求項1記載の希
薄燃焼内燃機関。
3. A fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber, wherein the reducing atmosphere control means operates the fuel injection valve in an expansion stroke or an exhaust stroke separately from injection for main combustion. The lean-burn internal combustion engine according to claim 1, wherein a surrounding area of the exhaust gas purifying catalyst is reduced by injecting additional fuel.
【請求項4】 燃焼室又は吸気通路に燃料を噴射する燃
料噴射弁と、 該燃焼室内に臨むように配設された点火栓と、 該運転状態検知手段によりスロットル弁が全閉又は略全
閉となる所定運転状態が検出又は推定された場合に主燃
焼のための燃料供給を停止するか又はドライバビリティ
を悪化させない程度に抑制する燃料供給抑制手段とを備
え、 該還元雰囲気化制御手段が、該所定運転状態において該
燃料供給抑制手段の作動及び該点火栓の作動を禁止する
ことで該排ガス浄化用触媒の周辺を還元雰囲気とするこ
とを特徴とする、請求項1記載の希薄燃焼内燃機関。
4. A fuel injection valve for injecting fuel into a combustion chamber or an intake passage; a spark plug disposed so as to face the combustion chamber; and a throttle valve fully or substantially fully closed by the operating state detecting means. Fuel supply suppression means for stopping fuel supply for main combustion or suppressing drivability to the extent that drivability is not deteriorated when the predetermined operating state is detected or estimated, and the reduction atmosphere conversion control means comprises: 2. The lean-burn internal combustion engine according to claim 1, wherein the operation of the fuel supply suppressing means and the operation of the ignition plug are prohibited in the predetermined operation state, thereby reducing the atmosphere around the exhaust gas purifying catalyst to a reducing atmosphere. .
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