JP2000240438A - Exhaust emission control device for cylinder injection type internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for cylinder injection type internal combustion engine

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JP2000240438A
JP2000240438A JP11042145A JP4214599A JP2000240438A JP 2000240438 A JP2000240438 A JP 2000240438A JP 11042145 A JP11042145 A JP 11042145A JP 4214599 A JP4214599 A JP 4214599A JP 2000240438 A JP2000240438 A JP 2000240438A
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JP
Japan
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nox
fuel ratio
air
fuel
combustion
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JP11042145A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Dougahara
隆 堂ヶ原
Kojiro Okada
公二郎 岡田
Yasuki Tamura
保樹 田村
Osamu Nakayama
修 中山
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the torque shock or deterioration of fuel consumption by injecting fuel directly into a combustion chamber during compression stroke so that the air-fuel ratio of an engine is close to a theoretical air-fuel ratio to execute a stratified combustion in the release of the occluded NOX from a NOX occlusion type catalytic device. SOLUTION: It is judged in an ECU 40 whether NOX is leaked or not from an exhaust emission purifying catalytic device 30 on the basis of the output of a NOX sensor 32. When the NOX to be occluded in an occlusion type NOX catalyst 30a is leaked, and the output from the NOX sensor 32 reaches a judgment threshold X1, resulting the judgment of YES, NOX purge is executed. Namely, the fuel regulated so that the air-fuel ratio of the engine is close to the theoretical air-fuel ratio is injected into a combustion chamber 8 through a fuel injection valve 6 in compression stroke to perform a stratified combustion. According to this, at the time of executing the stratified combustion in an extremely lean air-fuel ratio, this stratified combustion is kept to prevent a torque shock caused by the change of combustion form.

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、筒内噴射型内燃機
関の排気浄化装置に係り、詳しくは、NOx吸蔵型の触
媒装置におけるNOx放出還元技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for a direct injection internal combustion engine, and more particularly to a technique for releasing and reducing NOx in a NOx storage type catalytic device.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】近年、燃費と出力との両立を図る
ために、燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射型内燃
機関が実用化され車両に搭載されている。この種の内燃
機関は、特定運転領域で圧縮行程中に燃料を噴射して超
希薄な空燃比で成層燃焼を行うようにしているため、従
来型の三元触媒ではその特性上排ガス中のNOxを十分
に浄化できないという問題がある。
2. Related Background Art In recent years, in order to achieve both fuel consumption and output, a direct injection internal combustion engine for directly injecting fuel into a combustion chamber has been put into practical use and mounted on vehicles. This type of internal combustion engine performs stratified combustion at an ultra-lean air-fuel ratio by injecting fuel during a compression stroke in a specific operation region. Is not sufficiently purified.

【0003】一方で、排気空燃比がリーン空燃比の酸化
雰囲気のときに排ガス中のNOxを硝酸塩X−NO3とし
て吸蔵するとともに、排ガス中の酸素濃度が低下したと
き、即ち排気空燃比が理論空燃比またはリッチ空燃比で
ある還元雰囲気のときに当該触媒上に吸蔵されたNOx
を一旦NOxのまま放出してN2(窒素)及び炭酸塩X−
CO3に還元する特性のNOx吸収剤を触媒装置として採
用した吸気管噴射型の内燃機関が特許登録第25867
39号公報等により公知となっている。
On the other hand, when the exhaust air-fuel ratio is an oxidizing atmosphere having a lean air-fuel ratio, NOx in the exhaust gas is occluded as nitrate X-NO 3 , and when the oxygen concentration in the exhaust gas decreases, that is, when the exhaust air-fuel ratio is NOx occluded on the catalyst in a reducing atmosphere of an air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio
Is released once as NOx, and N 2 (nitrogen) and carbonate X-
Patent No. 25867 is an intake pipe injection type internal combustion engine employing a NOx absorbent having a characteristic of reducing to CO 3 as a catalyst device.
No. 39, etc.

【0004】そこで、筒内噴射型内燃機関においても当
該NOx吸収剤からなる触媒装置を適用することが考え
られており、この場合、触媒上に吸蔵されたNOxを放
出させ還元する際には、排気空燃比が理論空燃比または
リッチ空燃比となるよう、つまり機関の空燃比が理論空
燃比または過濃なリッチ空燃比となるよう吸気行程中に
燃料を噴射し、吸気管噴射型の内燃機関の場合と同様に
均一燃焼を行うことになる。
[0004] Therefore, it has been considered to apply a catalyst device comprising the NOx absorbent to a direct injection type internal combustion engine. In this case, when releasing and reducing NOx stored on the catalyst, Fuel is injected during the intake stroke so that the exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, that is, the air-fuel ratio of the engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio. As in the case of the above, uniform combustion is performed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記NOx
吸収剤からなる触媒装置においては、触媒上に吸蔵でき
るNOx量に限界があるため、当該触媒装置を筒内噴射
型内燃機関に適用した場合には、触媒装置の浄化効率が
悪化したときに吸蔵されたNOxの放出及び還元を行う
よう、頻繁に空燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比と
すべく吸気行程中に燃料を噴射して均一燃焼を行う必要
がある。
The above-mentioned NOx
In a catalyst device made of an absorbent, there is a limit to the amount of NOx that can be stored on the catalyst. Therefore, when the catalyst device is applied to an in-cylinder injection internal combustion engine, when the purification efficiency of the catalyst device deteriorates, In order to release and reduce the reduced NOx, it is necessary to frequently perform uniform combustion by injecting fuel during the intake stroke so that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio.

【0006】しかしながら、車両の運転者の意思に反し
て超希薄な空燃比での成層燃焼から過濃な空燃比での均
一燃焼への切り換えが起こると、燃焼形態の違いから運
転者等の車両の乗員にトルクショックを与えるおそれが
あり、また、成層燃焼での運転を継続しているときに頻
繁に均一燃焼が繰り返し行われることは、燃費の面で有
利な成層燃焼を実施しているにも拘わらず燃費が悪化す
るおそれがあり好ましいことではない。
However, if switching from stratified combustion at an ultra-lean air-fuel ratio to uniform combustion at an excessive air-fuel ratio occurs contrary to the intention of the driver of the vehicle, the vehicle such as the driver or the like may change due to the difference in combustion mode. In addition, there is a risk of causing a torque shock to the occupants, and the frequent uniform combustion is repeatedly performed while the operation in the stratified combustion is continued, which makes the stratified combustion advantageous in terms of fuel efficiency. Nevertheless, fuel efficiency may deteriorate, which is not preferable.

【0007】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、NOx吸
蔵型の触媒装置において、トルクショックや燃費の悪化
を伴うことなくNOxを放出及び還元可能な筒内噴射型
内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a NOx storage-type catalyst device which can release and release NOx without causing a torque shock or deterioration of fuel efficiency. An object of the present invention is to provide a reducible in-cylinder injection type exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項1の発明では、筒内噴射型内燃機関の排
気浄化装置において、NOx吸蔵型の触媒装置を備えて
おり、該NOx吸蔵型の触媒装置から吸蔵したNOxを放
出させるときには、NOx放出制御手段によって、機関
の空燃比が理論空燃比近傍となるようにして燃料が圧縮
行程中に直接燃焼室内に噴射され、成層燃焼が実施され
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for a direct injection type internal combustion engine, comprising a NOx storage type catalytic device. When releasing the stored NOx from the storage type catalytic device, the NOx release control means injects the fuel directly into the combustion chamber during the compression stroke so that the air-fuel ratio of the engine becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio, and stratified combustion is performed. Will be implemented.

【0009】このように、機関の空燃比が理論空燃比近
傍となるようにして圧縮行程中に燃料が噴射されて成層
燃焼が形成されると、燃料は点火栓周りに集中して点火
栓近傍の空燃比が局部的にリッチ空燃比となり不完全燃
焼が生起されて一酸化炭素(CO)が多く発生する。そ
して、当該COが排気通路を経てNOx吸蔵型の触媒装
置に達すると、NOx吸蔵型の触媒装置は還元雰囲気と
なり、硝酸塩X−NO3として吸蔵されていたNOxが、
一旦放出された後、触媒装置の触媒反応作用によって良
好に還元除去される。
As described above, when the fuel is injected during the compression stroke so that the air-fuel ratio of the engine becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio and the stratified combustion is formed, the fuel concentrates around the spark plug and is near the spark plug. The air-fuel ratio locally becomes a rich air-fuel ratio, incomplete combustion occurs, and a large amount of carbon monoxide (CO) is generated. When the CO reaches the catalytic converter in the NOx occlusion-type through an exhaust passage, the NOx occlusion-type catalytic device becomes a reducing atmosphere, NOx that has been occluded as nitrate X-NO 3 is,
Once released, they are well reduced and removed by the catalytic reaction of the catalytic device.

【0010】この際、機関の空燃比を理論空燃比近傍と
して圧縮行程中に燃料を噴射することになるので、超希
薄な空燃比での成層燃焼が実施されているときにおい
て、当該成層燃焼を維持して燃焼形態の変更によるトル
クショックを発生させないようにし、且つリッチ空燃比
化を抑えて燃費を悪化させないようにしながら効率よく
NOxの放出及び還元を実施することが可能とされる。
At this time, since the fuel is injected during the compression stroke with the air-fuel ratio of the engine being close to the stoichiometric air-fuel ratio, the stratified combustion is performed during the stratified combustion at the ultra-lean air-fuel ratio. It is possible to efficiently perform NOx emission and reduction while maintaining the torque to prevent the occurrence of torque shock due to the change of the combustion mode and suppressing the increase in the rich air-fuel ratio so as not to deteriorate the fuel efficiency.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき説明する。図1を参照すると、車両に搭載さ
れた本発明に係る筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置の
概略構成図が示されており、以下同図に基づいて本発明
に係る筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置の構成を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of an exhaust purification device for a direct injection internal combustion engine according to the present invention mounted on a vehicle, and based on the drawing, a direct injection internal combustion engine according to the present invention will be described below. The configuration of the exhaust gas purification device of the engine will be described.

【0012】機関本体(以下、単にエンジンという)1
は、例えば、燃料噴射モード(運転モード)を切換える
ことで均一燃焼を行う吸気行程での燃料噴射(吸気行程
噴射モード)または成層燃焼を行う圧縮行程での燃料噴
射(圧縮行程噴射モード)を実施可能な筒内噴射型火花
点火式直列4気筒ガソリンエンジンとされている。そし
て、この筒内噴射型のエンジン1は、容易にして理論空
燃比(ストイキオ)での運転やリッチ空燃比での運転
(リッチ空燃比運転)の他、リーン空燃比での運転(リ
ーン空燃比運転)が実現可能とされており、特に圧縮行
程噴射モードでは、超リーン空燃比(例えば、値25〜
値50)での運転が可能とされている。
Engine body (hereinafter simply referred to as engine) 1
Performs, for example, fuel injection in the intake stroke (intake stroke injection mode) in which uniform combustion is performed by switching the fuel injection mode (operation mode) or fuel injection in the compression stroke (compression stroke injection mode) in which stratified combustion is performed. It is a possible in-cylinder injection spark ignition in-line four-cylinder gasoline engine. The in-cylinder injection type engine 1 can be easily operated at a stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric ratio), at a rich air-fuel ratio (rich air-fuel ratio operation), or at a lean air-fuel ratio (lean air-fuel ratio). Operation), and especially in the compression stroke injection mode, the super lean air-fuel ratio (for example, a value of 25 to
Operation at the value 50) is possible.

【0013】図1に示すように、エンジン1のシリンダ
ヘッド2には、各気筒毎に点火プラグ4とともに電磁式
の燃料噴射弁6が取り付けられており、これにより、燃
焼室8内に燃料を直接噴射可能とされている。燃料噴射
弁6には、燃料パイプを介して燃料タンクを擁した燃料
供給装置(共に図示せず)が接続されている。より詳し
くは、燃料供給装置には、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポ
ンプとが設けられており、これにより、燃料タンク内の
燃料を燃料噴射弁6に対し低燃圧或いは高燃圧で供給
し、該燃料を燃料噴射弁6から燃焼室内に向けて所望の
燃圧で噴射可能とされている。この際、燃料噴射量は高
圧燃料ポンプの燃料吐出圧と燃料噴射弁6の開弁時間、
即ち燃料噴射時間とから決定される。
As shown in FIG. 1, the cylinder head 2 of the engine 1 is provided with an electromagnetic fuel injection valve 6 together with a spark plug 4 for each cylinder, whereby fuel is injected into the combustion chamber 8. Direct injection is possible. A fuel supply device (both not shown) having a fuel tank is connected to the fuel injection valve 6 via a fuel pipe. More specifically, the fuel supply device is provided with a low-pressure fuel pump and a high-pressure fuel pump, whereby the fuel in the fuel tank is supplied to the fuel injection valve 6 at a low fuel pressure or a high fuel pressure. From the fuel injection valve 6 into the combustion chamber at a desired fuel pressure. At this time, the fuel injection amount depends on the fuel discharge pressure of the high-pressure fuel pump and the valve opening time of the fuel injection valve 6,
That is, it is determined from the fuel injection time.

【0014】シリンダヘッド2には、各気筒毎に略直立
方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連
通するようにして吸気マニホールド10の一端がそれぞ
れ接続されている。そして、吸気マニホールド10の他
端にはスロットル弁11が接続されており、該スロット
ル弁11にはスロットル開度θthを検出するスロットル
センサ11aが設けられている。
An intake port is formed in the cylinder head 2 in a substantially upright direction for each cylinder, and one end of an intake manifold 10 is connected to communicate with each intake port. A throttle valve 11 is connected to the other end of the intake manifold 10. The throttle valve 11 is provided with a throttle sensor 11a for detecting a throttle opening θth.

【0015】また、シリンダヘッド2には、各気筒毎に
略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポー
トと連通するようにして排気マニホールド12の一端が
それぞれ接続されている。図中符号13は、クランク角
CAを検出するクランク角センサであり、該クランク角
センサ13はクランク角CAとともにエンジン回転速度
Neを検出可能とされている。
An exhaust port is formed in the cylinder head 2 in a substantially horizontal direction for each cylinder, and one end of an exhaust manifold 12 is connected to communicate with each exhaust port. Reference numeral 13 in the figure denotes a crank angle sensor for detecting a crank angle CA, and the crank angle sensor 13 is capable of detecting the engine rotation speed Ne together with the crank angle CA.

【0016】なお、当該筒内噴射型のエンジン1は既に
公知のものであり、その構成の詳細についてはここでは
説明を省略する。排気マニホールド12には排気管(排
気通路)20が接続されており、この排気管20には排
気浄化触媒装置30を介してマフラー(図示せず)が接
続されている。
The in-cylinder injection type engine 1 is already known, and a detailed description of its configuration is omitted here. An exhaust pipe (exhaust passage) 20 is connected to the exhaust manifold 12, and a muffler (not shown) is connected to the exhaust pipe 20 via an exhaust purification catalyst device 30.

【0017】排気浄化触媒装置30は、吸蔵型NOx触
媒30aと三元触媒30bとの2つの触媒を備えて構成
されており、三元触媒30bの方が吸蔵型NOx触媒3
0aよりも下流側に配設されている。吸蔵型NOx触媒
30aは、酸化雰囲気においてNOxを吸蔵させ、主と
してCOの存在する還元雰囲気中においてNOxを一旦
放出した後N2(窒素)等に還元させる機能を持つもの
である。詳しくは、吸蔵型NOx触媒30aは、貴金属
として白金(Pt),ロジウム(Rh)等を有した触媒
として構成されており、吸蔵材としてはバリウム(B
a)等のアルカリ金属、アルカリ土類金属が採用されて
いる。
The exhaust purification catalyst device 30 is provided with two catalysts, that is, a storage NOx catalyst 30a and a three-way catalyst 30b.
0a is disposed downstream. The storage-type NOx catalyst 30a has a function of storing NOx in an oxidizing atmosphere, releasing NOx once in a reducing atmosphere mainly containing CO, and then reducing it to N 2 (nitrogen) or the like. More specifically, the storage NOx catalyst 30a is configured as a catalyst having platinum (Pt), rhodium (Rh), or the like as a noble metal, and barium (B) as a storage material.
Alkali metals and alkaline earth metals such as a) are employed.

【0018】そして、三元触媒30bの下流側には、排
気浄化触媒装置30を通った排ガスに含まれるNOxの
濃度を検出するNOxセンサ32が設けられている。な
お、通常は上記吸蔵型NOx触媒30aや三元触媒30
bでNOxを浄化することができるため、当該NOxセン
サ32の出力は値0或いは値0近傍値となる。故に、こ
こでは、当該NOxセンサ32は、上記吸蔵型NOx触媒
30aや三元触媒30bでNOxを浄化できなかったよ
うな場合に当該NOxの下流への漏洩を検出する手段と
して用いられる。
A NOx sensor 32 for detecting the concentration of NOx contained in the exhaust gas passing through the exhaust gas purifying catalyst device 30 is provided downstream of the three-way catalyst 30b. It should be noted that the storage NOx catalyst 30a or the three-way catalyst 30
Since NOx can be purified by b, the output of the NOx sensor 32 becomes a value 0 or a value near the value 0. Therefore, here, the NOx sensor 32 is used as a means for detecting the leakage of the NOx to the downstream when NOx cannot be purified by the storage-type NOx catalyst 30a or the three-way catalyst 30b.

【0019】さらに、入出力装置、記憶装置(ROM、
RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CP
U)、タイマカウンタ等を備えたECU(電子コントロ
ールユニット)40が設置されており、このECU40
により、エンジン1を含めた本発明に係る筒内噴射型内
燃機関の総合的な制御が行われる。ECU40の入力側
には、上述したスロットルセンサ11a、クランク角セ
ンサ13、NOxセンサ32等の各種センサ類が接続さ
れており、これらセンサ類からの検出情報が入力する。
Further, an input / output device, a storage device (ROM,
RAM, nonvolatile RAM, etc.), central processing unit (CP
U), an ECU (electronic control unit) 40 including a timer counter and the like is installed.
Thus, comprehensive control of the direct injection internal combustion engine according to the present invention including the engine 1 is performed. Various sensors such as the above-described throttle sensor 11a, crank angle sensor 13, and NOx sensor 32 are connected to the input side of the ECU 40, and detection information from these sensors is input.

【0020】一方、ECU40の出力側には、点火コイ
ルを介して上述した点火プラグ4や燃料噴射弁6等が接
続されており、これら点火コイル、燃料噴射弁6等に
は、各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃
料噴射量、燃料噴射時期や点火時期等の最適値がそれぞ
れ出力される。これにより、燃料噴射弁6から適正量の
燃料が適正なタイミングで噴射され、点火プラグ4によ
って適正なタイミングで点火が実施される。
On the other hand, the output side of the ECU 40 is connected to the above-described ignition plug 4 and the fuel injection valve 6 via an ignition coil. The ignition coil, the fuel injection valve 6 and the like are connected to various sensors. The optimum values such as the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the ignition timing calculated based on the detection information are output. As a result, an appropriate amount of fuel is injected from the fuel injection valve 6 at an appropriate timing, and ignition is performed by the spark plug 4 at an appropriate timing.

【0021】実際には、ECU40では、スロットルセ
ンサ11aからのスロットル開度情報θthとクランク角
センサ13からのエンジン回転速度情報Neとに基づい
てエンジン負荷に対応する目標平均有効圧Peを求める
ようにされており、通常は、当該目標平均有効圧Peと
エンジン回転速度情報Neとに応じて燃料噴射モード設
定マップ(図示せず)より燃料噴射モード、即ち運転モ
ードを設定するようにされている。例えば、目標平均有
効圧Peとエンジン回転速度Neとが共に小さいときに
は、運転モードは圧縮行程噴射モード(圧縮リーンモー
ド)とされ、燃料は圧縮行程で噴射され、一方、目標平
均有効圧Peが大きくなり或いはエンジン回転速度Neが
大きくなると運転モードは吸気行程噴射モードとされ、
燃料は吸気行程で噴射される。吸気行程噴射モードに
は、リーン空燃比(例えば、値18〜値22)とされる
吸気リーンモード、実A/Fをストイキオとなるようフ
ィードバック制御するストイキオフィードバックモード
(S−F/Bモード)、リッチ空燃比とされるオープン
ループモード(O/Lモード)がある。
In practice, the ECU 40 determines the target average effective pressure Pe corresponding to the engine load based on the throttle opening information θth from the throttle sensor 11a and the engine rotation speed information Ne from the crank angle sensor 13. Normally, a fuel injection mode, that is, an operation mode is set from a fuel injection mode setting map (not shown) according to the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne. For example, when the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed Ne are both small, the operation mode is the compression stroke injection mode (compression lean mode), and fuel is injected in the compression stroke, while the target average effective pressure Pe is large. Or the engine speed Ne increases, the operation mode is set to the intake stroke injection mode,
Fuel is injected during the intake stroke. The intake stroke injection mode includes an intake lean mode having a lean air-fuel ratio (for example, a value of 18 to 22), and a stoichiometric feedback mode (S-F / B mode) in which actual A / F is feedback-controlled to be stoichiometric. And an open loop mode (O / L mode) in which a rich air-fuel ratio is set.

【0022】そして、目標平均有効圧Peとエンジン回
転速度Neとから制御目標となる目標空燃比(目標A/
F)が設定され、上記適正量の燃料噴射量は、当該目標
A/Fに基づいて決定される。また、本発明では、吸蔵
型NOx触媒30aに吸蔵されたNOxを放出し還元する
際、即ちNOxパージを行う際には、運転モードの一種
として、圧縮行程において空燃比をストイキオを含むス
トイキオ近傍の空燃比(例えば、値14〜値15)に制
御する圧縮行程ストイキオ運転(圧縮ストイキオ運転)
が実施可能とされている。
Then, a target air-fuel ratio (target A / A) is set as a control target based on the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne.
F) is set, and the appropriate fuel injection amount is determined based on the target A / F. Further, in the present invention, when releasing and reducing the NOx stored in the storage-type NOx catalyst 30a, that is, when performing the NOx purge, the air-fuel ratio in the compression stroke is set to a value close to the stoichiometric pressure including the stoichiometric pressure in the compression stroke. Compression stroke stoichiometric operation (compression stoichiometric operation) controlled to an air-fuel ratio (for example, value 14 to value 15)
Can be implemented.

【0023】以下、このように構成された本発明に係る
筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置の作用、つまり、吸
蔵型NOx触媒30aからNOxを放出し還元する際の本
発明に係るNOx放出還元制御、即ちNOxパージ制御
(NOx放出制御手段)について説明する。図2を参照
すると、NOxパージ制御の制御ルーチンがフローチャ
ートで示されており、また、図3を参照すると、当該N
Oxパージ制御の制御結果の一例を示すタイムチャート
が示されており、以下、図3のタイムチャートを参照し
ながら図2のフローチャートに沿って説明する。なお、
ここでは、エンジン1が冷態状態ではなく十分に暖機し
た状態である場合を例に説明する。
Hereinafter, the operation of the exhaust gas purifying apparatus for a direct injection type internal combustion engine according to the present invention, ie, the NOx release according to the present invention when releasing and reducing NOx from the storage NOx catalyst 30a will be described. The reduction control, that is, the NOx purge control (NOx release control means) will be described. Referring to FIG. 2, a control routine of the NOx purge control is shown in a flow chart.
A time chart showing an example of the control result of the Ox purge control is shown. Hereinafter, description will be given along the flowchart of FIG. 2 with reference to the time chart of FIG. In addition,
Here, a case where the engine 1 is not in a cold state but in a sufficiently warmed-up state will be described as an example.

【0024】ステップS10では、NOxセンサ32か
らの出力情報に基づき、排気浄化触媒装置30からNO
xが漏洩しているか否かを判別する。つまり、吸蔵型N
Ox触媒30aに吸蔵されるべきNOxが溢れ出してNO
xセンサ32からの出力が判定閾値X1に達し、吸蔵型N
Ox触媒30aのNOx吸蔵量が吸蔵許容量(限界)に達
したか否かを検出する。判別結果が偽(No)の場合に
は、吸蔵型NOx触媒30aは良好に機能していると判
定でき、この場合には、ステップS11に進み、上記燃
料噴射モード設定マップに基づき通常制御を実施する。
In step S10, based on the output information from the NOx sensor 32, the NO.
It is determined whether or not x is leaked. That is, the storage type N
NOx to be stored in the Ox catalyst 30a overflows and NO
The output from the x sensor 32 reaches the determination threshold X1, and the storage type N
It is detected whether or not the NOx storage amount of the Ox catalyst 30a has reached an allowable storage amount (limit). If the determination result is false (No), it can be determined that the storage type NOx catalyst 30a is functioning properly. In this case, the process proceeds to step S11, and the normal control is performed based on the fuel injection mode setting map. I do.

【0025】一方、圧縮リーンモードでの運転が長期に
亘って実施され、ステップS10の判別結果が真(Ye
s)、即ちNOxセンサ32からの出力が判定閾値X1に
達し、吸蔵型NOx触媒30aのNOx吸蔵量が吸蔵許容
量に達したと判定された場合には(図3(b)参照)、
次にステップS12に進み、NOxパージを開始する。
On the other hand, the operation in the compression lean mode is performed for a long time, and the result of the determination in step S10 is true (Ye
s), that is, when it is determined that the output from the NOx sensor 32 has reached the determination threshold value X1 and the NOx storage amount of the storage NOx catalyst 30a has reached the allowable storage amount (see FIG. 3B),
Next, the process proceeds to step S12 to start the NOx purge.

【0026】ステップS12では、タイマTMをセット
し、NOxパージの開始と同時に経過時間の計時を開始
する。通常、燃料を圧縮行程で噴射して成層燃焼を行う
場合には、成層燃焼の特性から、燃料が点火プラグ4の
近傍に局部的に集中して燃焼が行われる。従って、通常
は点火プラグ4の近傍において空燃比がストイキオ近傍
となるように燃料が噴射され、安定した燃焼を得るため
には、全体としての空燃比はリーン空燃比(例えば、値
25以上)とされる。つまり、圧縮行程噴射モードにお
いては、通常は圧縮リーンモードとされる。
In step S12, a timer TM is set, and the measurement of the elapsed time is started simultaneously with the start of the NOx purge. Normally, when stratified combustion is performed by injecting fuel in the compression stroke, the fuel is locally concentrated near the spark plug 4 and combusted due to the characteristics of stratified combustion. Therefore, usually, fuel is injected near the spark plug 4 so that the air-fuel ratio becomes close to stoichiometric. In order to obtain stable combustion, the overall air-fuel ratio is set to a lean air-fuel ratio (for example, a value of 25 or more). Is done. That is, in the compression stroke injection mode, the compression lean mode is usually set.

【0027】換言すれば、NOxパージを行うべく上記
圧縮ストイキオ運転を実施しようとした場合、全体とし
ての空燃比がストイキオ近傍の値(例えば、値14〜値
15)とされる一方、燃焼は成層燃焼であるために点火
プラグ4の近傍では局部的に極めて燃料濃度の濃いリッ
チ空燃比状態となり、燃焼状態が悪化傾向となる。そこ
で、ステップS14では、先ず、NOxパージにおいて
圧縮ストイキオ運転を実施してもよいか否か、つまり燃
焼状態が多少悪化傾向となっても問題ないか否かを判別
する。具体的には、エンジン回転速度Ne、目標平均有
効圧Pe、車速Vとの相関性が高いことから、これらエ
ンジン回転速度Ne、目標平均有効圧Pe、車速Vがそれ
ぞれ各対応する所定値以下であるか否かを判別する。
In other words, when the above-described compression stoichiometric operation is performed to perform the NOx purge, the air-fuel ratio as a whole is set to a value near stoichiometric (for example, a value of 14 to 15), while the combustion is stratified. Because of the combustion, a rich air-fuel ratio state where the fuel concentration is extremely high locally in the vicinity of the ignition plug 4, and the combustion state tends to deteriorate. Therefore, in step S14, first, it is determined whether or not the compression stoichiometric operation may be performed in the NOx purge, that is, whether or not there is no problem even if the combustion state tends to be slightly deteriorated. Specifically, since the engine speed Ne, the target average effective pressure Pe, and the vehicle speed V are highly correlated, the engine speed Ne, the target average effective pressure Pe, and the vehicle speed V are each lower than the corresponding predetermined value. It is determined whether or not there is.

【0028】そして、ステップS14の判別結果が偽
(No)であって、エンジン回転速度Ne、目標平均有
効圧Pe、車速Vのいずれかが対応する所定値よりも大
きいような場合には、燃焼状態が悪化傾向となるのは好
ましくない状況と判定し、ステップS16に進む。つま
り、エンジン回転速度Ne、目標平均有効圧Pe、車速V
のいずれかが対応する所定値より大きいような場合に
は、運転者がエンジン1に例えば高出力を要求してお
り、エンジン1を積極的に運転したいような状況と判断
でき、このような場合には、圧縮ストイキオ運転を実施
すると燃焼状態が悪化する結果、逆にトルク不足となる
おそれがあり、また、目標平均有効圧Peに応じて燃料
噴射量が設定されることからスモークが発生し易くなる
ため、圧縮ストイキオ運転を行わないようにする。
If the result of the determination in step S14 is false (No), and if any one of the engine speed Ne, the target average effective pressure Pe, and the vehicle speed V is greater than the corresponding predetermined value, the combustion is started. It is determined that the state in which the state tends to deteriorate is not preferable, and the process proceeds to step S16. That is, the engine speed Ne, the target average effective pressure Pe, and the vehicle speed V
Is larger than the corresponding predetermined value, it can be determined that the driver is requesting a high output from the engine 1, for example, and the driver wants to actively drive the engine 1. When the compression stoichiometric operation is performed, the combustion state deteriorates, and consequently the torque may be insufficient. Further, since the fuel injection amount is set according to the target average effective pressure Pe, smoke is likely to occur. Therefore, the compression stoichiometric operation is not performed.

【0029】従って、この場合には、圧縮ストイキオ運
転を行わず、ステップS16において、従来通りにリッ
チ空燃比運転によりNOxパージを行うようにする。つ
まり、吸気行程において空燃比がリッチ空燃比或いはス
トイキオとなるように燃料を噴射してNOxの放出及び
還元を行うようにする。なお、エンジン回転速度Ne、
目標平均有効圧Pe、車速Vのいずれかが対応する所定
値より大きいような場合には、運転モードは通常はO/
LモードかS−F/Bモードと考えられ、これらO/L
モード及びS−F/BモードであればそのままNOxパ
ージ可能であるため、改めて運転状態をリッチ空燃比運
転にする必要はない。
Therefore, in this case, the compression stoichiometric operation is not performed, and the NOx purge is performed by the rich air-fuel ratio operation in the conventional manner in step S16. That is, NOx is released and reduced by injecting fuel so that the air-fuel ratio becomes a rich air-fuel ratio or stoichiometry during the intake stroke. The engine speed Ne,
When either the target average effective pressure Pe or the vehicle speed V is larger than the corresponding predetermined value, the operation mode is usually set to O /
It is considered that the L mode or the SF / B mode is used.
In the mode and the SF / B mode, since the NOx purge can be performed as it is, it is not necessary to change the operation state to the rich air-fuel ratio operation again.

【0030】一方、ステップS14の判別結果が真(Y
es)で、エンジン回転速度Ne、目標平均有効圧Pe、
車速Vのいずれもがそれぞれ対応する所定値以下である
と判定された場合には、燃焼状態が悪化傾向となっても
それほど問題ない状況と判定でき、次にステップS18
に進み、本発明に係る圧縮ストイキオ運転を行うように
する(図3(a)参照)。
On the other hand, if the result of the determination in step S14 is true (Y
es), the engine speed Ne, the target average effective pressure Pe,
If it is determined that all of the vehicle speeds V are equal to or less than the corresponding predetermined values, it can be determined that there is not much problem even if the combustion state tends to deteriorate, and then step S18
To perform the compression stoichiometric operation according to the present invention (see FIG. 3A).

【0031】圧縮ストイキオ運転では、上述したよう
に、圧縮行程において空燃比をストイキオを含むストイ
キオ近傍の空燃比(例えば、値14〜値15)に制御し
て燃料噴射を行う。このようにすると、点火プラグ4の
近傍で局部的に極めて燃料濃度の濃いリッチ空燃比状態
となり、酸素が不足するために燃料が不完全燃焼を引き
起こし、一酸化炭素(CO)が比較的多く発生すること
になる。
In the compression stoichiometric operation, as described above, the fuel injection is performed during the compression stroke by controlling the air-fuel ratio to the air-fuel ratio near stoichio including stoichio (for example, value 14 to value 15). In this way, a rich air-fuel ratio state where the fuel concentration is extremely high locally in the vicinity of the ignition plug 4, causing insufficient combustion of the fuel due to lack of oxygen, and relatively large amount of carbon monoxide (CO) is generated Will do.

【0032】つまり、図4を参照すると、空燃比A/F
を変えて圧縮行程噴射を行った場合のCO濃度が実線で
示され、空燃比A/Fを変えて吸気行程噴射を行った場
合のCO濃度が一点鎖線で比較して示されているが、同
図に示すように、空燃比をストイキオ近傍として吸気行
程噴射を行った場合(一点鎖線)には、良好な燃焼が得
られるためにCO濃度が略0(vol%)となっている一
方、空燃比をストイキオ近傍として圧縮行程噴射を行っ
た場合(実線)には、COが十分に存在してCO濃度が
高い値を示すことになるのである(例えば、CO濃度
1.5vol%)。
That is, referring to FIG. 4, the air-fuel ratio A / F
The CO concentration in the case where the compression stroke injection is performed while changing the pressure is shown by a solid line, and the CO concentration in the case where the intake stroke injection is performed while the air-fuel ratio A / F is changed is shown by a single-dot chain line. As shown in the figure, when the intake stroke injection is performed with the air-fuel ratio near stoichiometric (dashed line), the CO concentration is substantially 0 (vol%) in order to obtain good combustion, When the compression stroke injection is performed with the air-fuel ratio near stoichiometry (solid line), sufficient CO is present and the CO concentration is high (for example, 1.5 vol% CO concentration).

【0033】即ち、吸蔵型NOx触媒30aに対して還
元剤として作用するCO濃度が、吸気行程噴射よりも圧
縮行程噴射の方が高くなるので、圧縮行程噴射(圧縮ス
トイキオ運転)を行った方が吸気行程噴射の場合よりも
NOxパージを効率よく行えるといえるのである。な
お、同図によれば、空燃比がリッチ空燃比側に移行する
ほどCOの量が増加することになるが、一般にはCOの
量が多くなるとスモークの量も増加することになる。故
に、ここでは、スモークの発生量が許容値の範囲内に抑
制されるよう、ストイキオ近傍の空燃比のうちリッチ空
燃比側の空燃比は例えば値14程度が限界値とされる。
That is, since the concentration of CO acting as a reducing agent for the storage NOx catalyst 30a is higher in the compression stroke injection than in the intake stroke injection, it is better to perform the compression stroke injection (compression stoichiometric operation). It can be said that the NOx purge can be performed more efficiently than in the case of the intake stroke injection. According to the figure, the amount of CO increases as the air-fuel ratio shifts to the rich air-fuel ratio side. In general, however, as the amount of CO increases, the amount of smoke also increases. Therefore, here, the limit value of the air-fuel ratio on the rich air-fuel ratio side of the air-fuel ratio in the vicinity of stoichio is, for example, about 14 so that the amount of generated smoke is suppressed within the allowable range.

【0034】また、通常、運転モードが圧縮リーンモー
ドである場合には、NOx低減を目的として排気再循環
(EGR)を行うべくEGRバルブ(図示せず)を開弁
しているが、当該圧縮ストイキオ運転では、空燃比の変
動等を抑えるため、EGRバルブは閉弁状態としてEG
Rは行わないようにする。これにより、吸蔵型NOx触
媒30aが十分に還元雰囲気とされ、吸蔵型NOx触媒
30aに吸蔵されていたNOxが良好に放出され、N2
に還元されることとなる。なお、この際、吸蔵型NOx
触媒30aから放出されたNOxは、その一部について
吸蔵型NOx触媒30a内で還元されずに下流に流出す
る場合があるが、このような場合であっても、当該流出
したNOxは、還元雰囲気の下、三元触媒30bによっ
て良好に還元除去されることになり問題はない。
Normally, when the operation mode is the compression lean mode, an EGR valve (not shown) is opened to perform exhaust gas recirculation (EGR) for the purpose of reducing NOx. In the stoichiometric operation, the EGR valve is set to the closed state to suppress the fluctuation of the air-fuel ratio and the like.
R is not performed. Thus, occlusion-type NOx catalyst 30a is sufficiently reducing atmosphere, NOx that has been occluded in the occlusion-type NOx catalyst 30a is satisfactorily discharged, and be reduced to N 2 and the like. At this time, the storage NOx
A part of the NOx released from the catalyst 30a may flow downstream without being reduced in the occlusion type NOx catalyst 30a. Even in such a case, the outflowing NOx remains in a reducing atmosphere. Therefore, there is no problem because the three-way catalyst 30b favorably reduces and removes the catalyst.

【0035】ところで、このように圧縮リーンモードで
の運転中にNOxパージとして圧縮ストイキオ運転が実
施されると、圧縮リーンモードと圧縮ストイキオ運転と
では共に燃料を圧縮行程で噴射することから、燃焼形態
が従来のように成層燃焼から一旦均一燃焼に切り換わる
ようなことがなく、燃焼形態は成層燃焼のまま維持され
る。故に、NOxパージとして圧縮ストイキオ運転を行
うようにすれば、運転者等の車両の乗員がトルクショッ
クを感じることを好適に防止することができることにな
る。
When the compression stoichiometric operation is performed as NOx purge during the operation in the compression lean mode, the fuel is injected in the compression stroke in both the compression lean mode and the compression stoichiometric operation. Does not switch from stratified combustion to uniform combustion as in the prior art, and the combustion mode is maintained as stratified combustion. Therefore, if the compression stoichiometric operation is performed as the NOx purge, it is possible to preferably prevent the occupant of the vehicle such as the driver from feeling the torque shock.

【0036】また、圧縮ストイキオ運転では、全体とし
ての空燃比はストイキオ近傍とされるため、リッチ空燃
比運転を行う場合に比べて燃料噴射量が少なくて済むこ
とになる。即ち、従来の如くリッチ空燃比運転を行う場
合には、図4に一点鎖線で示すように、リッチ空燃比の
リッチ度合いを比較的大きくし、空燃比をある程度小さ
な値にしなければ十分なCOが得られないのであるが、
本発明の圧縮ストイキオ運転を行うことで、全体空燃比
をストイキオ近傍として十分にCOを得ることができ、
燃費の悪化なく極めて効率よくNOxパージを実施でき
ることになる。
Further, in the compression stoichiometric operation, since the air-fuel ratio as a whole is close to stoichiometric, the fuel injection amount can be smaller than in the case of performing the rich air-fuel ratio operation. That is, when performing the rich air-fuel ratio operation as in the related art, as shown by the dashed line in FIG. 4, if the rich degree of the rich air-fuel ratio is made relatively large and the air-fuel ratio is not made a small value to a certain extent, sufficient CO can be obtained. I can't get it,
By performing the compression stoichiometric operation of the present invention, it is possible to sufficiently obtain CO by setting the overall air-fuel ratio near stoichiometric,
The NOx purge can be performed extremely efficiently without deterioration of fuel efficiency.

【0037】さらに、NOxパージでは、COの量が多
いとNOxパージが急速に進行し短期間で完了するとい
う関係があり、従来のようにリッチ空燃比運転を行う場
合にあっては空燃比を例えば値12程度と極めて小さく
しなければNOxパージを短期間で完了させることがで
きないのであるが、圧縮ストイキオ運転を実施するよう
にすると、図4に実線で示すように、ストイキオ近傍で
ありながら、リッチ空燃比運転を上記値12程度の空燃
比で行う場合と同等のCO濃度(例えば、CO濃度1.
5vol%)を得ることができることになり、NOxパージ
を短期間で完了することが可能となる。
Further, in the NOx purge, there is a relationship that when the amount of CO is large, the NOx purge progresses rapidly and is completed in a short period of time. For example, the NOx purge cannot be completed in a short period of time unless the value is extremely small, for example, about 12, but when the compression stoichiometric operation is performed, as shown by a solid line in FIG. The same CO concentration as in the case where the rich air-fuel ratio operation is performed at the air-fuel ratio of about the above value 12 (for example, the CO concentration 1.
5 vol%), and the NOx purge can be completed in a short period of time.

【0038】つまり、NOxパージが必要とされるとき
において、本発明に係る圧縮ストイキオ運転を実施する
ようにすれば、トルクショックの発生なく且つ燃費の悪
化なく短期間で効率よくNOxパージを実施することが
できることになるのである。そして、図2中のステップ
S20では、タイマTMが所定タイマ時間T1を計時し
たか否かを判別する。所定タイマ時間T1は、実験等に
より予め設定された時間であり、詳しくは圧縮ストイキ
オ運転を実施した場合に吸蔵型NOx触媒30aからN
Oxが略完全に放出、還元されるまでの時間に設定され
ている。なお、上述したように、圧縮ストイキオ運転の
下ではNOxパージは短期間で完了可能となるため、当
該所定タイマ時間T1は比較的短い時間に設定されてい
る。
That is, when the NOx purge is required, if the compression stoichiometric operation according to the present invention is performed, the NOx purge can be efficiently performed in a short period of time without generating torque shock and reducing fuel consumption. You can do it. Then, in step S20 in FIG. 2, it is determined whether or not the timer TM has counted a predetermined timer time T1. The predetermined timer time T1 is a time set in advance by an experiment or the like, and more specifically, when the compression stoichiometric operation is performed, the storage NOx catalyst 30a
The time until Ox is almost completely released and reduced is set. As described above, under the compression stoichiometric operation, the NOx purge can be completed in a short period of time, so the predetermined timer time T1 is set to a relatively short time.

【0039】ステップS20の判別結果が偽(No)
で、未だ所定タイマ時間T1が経過しておらず、NOxパ
ージが略完了に至っていないと判定された場合には、ス
テップS14を経てステップS18において圧縮ストイ
キオ運転を継続実施する。一方、ステップS20の判別
結果が真(Yes)で、所定タイマ時間T1が経過した
と判定された場合には、当該ルーチンを抜けてNOxパ
ージ制御を終了する(図3(a)参照)。
The determination result of step S20 is false (No)
If it is determined that the predetermined timer time T1 has not yet elapsed and the NOx purge has not been substantially completed, the compression stoichiometric operation is continued in step S18 via step S14. On the other hand, if the determination result of step S20 is true (Yes) and it is determined that the predetermined timer time T1 has elapsed, the routine exits from the routine and ends the NOx purge control (see FIG. 3A).

【0040】なお、上記実施形態では、吸蔵型NOx触
媒30aのNOx吸蔵量が吸蔵許容量に達したことをN
Oxセンサ32からの出力情報により検出してNOxパー
ジを行うようにしたが、NOx吸蔵量は、例えばエンジ
ン回転速度情報Neと目標平均有効圧Pe、或いは、リー
ン空燃比での運転時間に基づくNOx積算量から推定す
るようにしてもよい。
In the above embodiment, the fact that the NOx storage amount of the storage NOx catalyst 30a has reached the allowable storage amount is determined by N
The NOx purging is performed by detecting the output from the Ox sensor 32. The NOx storage amount is determined based on, for example, the engine speed Ne and the target average effective pressure Pe, or the NOx based on the operating time at the lean air-fuel ratio. It may be estimated from the integrated amount.

【0041】また、上記実施形態では、NOxが略完全
に放出、還元されたか否かをタイマTMの計時によって
判別するようにしたが、例えば、図4に示すCO濃度に
基づいてNOx放出量を求めるようにし、NOxが略完全
に放出、還元されたことを上記NOx積算量から当該N
Ox放出量を減算した差値に基づいて推定することも可
能である。
In the above-described embodiment, whether or not NOx is almost completely released and reduced is determined by measuring the time of the timer TM. For example, the NOx release amount is determined based on the CO concentration shown in FIG. The fact that NOx has been almost completely released and reduced is determined based on the NOx integration amount.
It is also possible to estimate based on the difference value obtained by subtracting the Ox release amount.

【0042】また、上記実施形態では、圧縮ストイキオ
運転において、空燃比をストイキオを含むストイキオ近
傍の空燃比(例えば、値14〜値15)に制御して燃料
噴射を行うようにしたが、三元触媒30bの特性を考慮
すると、好ましくは、空燃比をストイキオからややリッ
チ寄りの空燃比(例えば、値14〜値14.7)に制御
して燃料噴射を行うのがよい。
In the above embodiment, in the compression stoichiometric operation, the air-fuel ratio is controlled to an air-fuel ratio (for example, a value 14 to a value 15) near stoichio including stoichiometric fuel injection. In consideration of the characteristics of the catalyst 30b, it is preferable to perform the fuel injection by controlling the air-fuel ratio to a slightly richer air-fuel ratio from stoichiometry (for example, a value of 14 to 14.7).

【0043】つまり、三元触媒30bは、排気空燃比が
リッチ空燃比となる還元雰囲気の下ではNOxの浄化効
率が高い一方、排気空燃比がリーン空燃比となる酸化雰
囲気ではNOxを殆ど浄化できないという特性があるの
であるが、空燃比をストイキオからややリッチ寄りの空
燃比にしておけば、上述の如く吸蔵型NOx触媒30a
から放出されたNOxの一部が下流に流出した場合であ
っても、当該NOxを三元触媒30bによって洩れなく
確実に還元除去できることになるのである。
That is, the three-way catalyst 30b has a high NOx purification efficiency in a reducing atmosphere where the exhaust air-fuel ratio becomes a rich air-fuel ratio, but hardly purifies NOx in an oxidizing atmosphere where the exhaust air-fuel ratio becomes a lean air-fuel ratio. However, if the air-fuel ratio is set to a slightly richer air-fuel ratio than the stoichiometric ratio, as described above, the storage NOx catalyst 30a
Even if part of the NOx released from the NOx flows downstream, the NOx can be reliably reduced and removed by the three-way catalyst 30b without leakage.

【0044】また、本実施形態では、吸蔵型NOx触媒
30aの下流に三元触媒30bを設けるようにしたが、
吸蔵型NOx触媒30aが十分な三元触媒機能を有して
いれば、下流に三元触媒30bを設けず、排気浄化触媒
装置30を吸蔵型NOx触媒30aのみで構成するよう
にしてもよい。
In the present embodiment, the three-way catalyst 30b is provided downstream of the storage NOx catalyst 30a.
If the storage type NOx catalyst 30a has a sufficient three-way catalyst function, the exhaust purification catalyst device 30 may be configured only with the storage type NOx catalyst 30a without providing the three-way catalyst 30b downstream.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項1の筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置によれば、
NOx吸蔵型の触媒装置から吸蔵したNOxを放出させる
際、機関の空燃比が理論空燃比近傍となるよう圧縮行程
中に燃料を噴射し成層燃焼を実施するようにしたので、
超希薄な空燃比での成層燃焼が実施されているときにお
いて、当該成層燃焼を維持して燃焼形態の変更によるト
ルクショックを発生させないようにしながら且つリッチ
空燃比化を抑えて燃費を悪化させないようにしながら効
率よくNOxの放出及び還元を実施することができる。
As described above in detail, according to the exhaust gas purifying apparatus for a direct injection internal combustion engine of the first aspect of the present invention,
When releasing the stored NOx from the NOx storage-type catalytic device, the fuel is injected during the compression stroke so that the air-fuel ratio of the engine becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio, and the stratified combustion is performed.
When stratified charge combustion is performed at an ultra-lean air-fuel ratio, the stratified charge combustion is maintained so that a torque shock due to a change in the combustion mode is not generated, and the rich air-fuel ratio is suppressed so that fuel efficiency is not deteriorated. In this way, NOx can be efficiently released and reduced.

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

【図1】本発明に係る筒内噴射型内燃機関の排気浄化装
置を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an exhaust gas purification device for a direct injection internal combustion engine according to the present invention.

【図2】本発明に係るNOxパージ制御の制御ルーチン
を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a control routine of NOx purge control according to the present invention.

【図3】図2の本発明に係るNOxパージ制御による制
御結果の一例を示すタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart showing an example of a control result by the NOx purge control according to the present invention of FIG. 2;

【図4】空燃比A/Fを変えて圧縮行程噴射を行った場
合(実線)及び吸気行程噴射を行った場合(一点鎖線)
におけるCO濃度を比較して示した図である。
FIG. 4 shows a case where the compression stroke injection is performed while changing the air-fuel ratio A / F (solid line) and a case where the intake stroke injection is performed (dashed line).
FIG. 4 is a diagram showing a comparison of CO concentrations in the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン(筒内噴射型内燃機関) 4 点火プラグ 6 燃料噴射弁 11a スロットルセンサ 12 排気マニホールド 13 クランク角センサ 30 排気浄化触媒装置 30a 吸蔵型NOx触媒 30b 三元触媒 32 NOxセンサ 40 電子コントロールユニット(ECU) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine (in-cylinder injection type internal combustion engine) 4 Spark plug 6 Fuel injection valve 11a Throttle sensor 12 Exhaust manifold 13 Crank angle sensor 30 Exhaust purification catalyst device 30a Storage type NOx catalyst 30b Three-way catalyst 32 NOx sensor 40 Electronic control unit (ECU) )

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/20 F02D 41/02 325A 3/28 301 41/04 305A F02D 41/02 325 B01D 53/36 ZAB 41/04 305 101B (72)発明者 田村 保樹 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 (72)発明者 中山 修 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) 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AA28 AB03 AB06 CB02 CB03 CB05 CB08 DB06 DB10 EA01 EA07 EA30 EA31 EA33 FB10 FB11 FB12 FC02 GB02W GB03W GB05W GB06W HA08 HA37 HA38 HA47 3G301 HA01 HA04 HA06 HA16 JA04 JA15 JA25 JA33 JB09 LA03 LB04 MA01 MA11 MA18 NA06 NA08 NC01 NC02 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 PA11B PA11Z PE01B PE01Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB02 AB05 BA14X BA15X BA30X BA33X BA41X CC32 CC38 CC46 DA01 DA02 DA08 EA04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F01N 3/20 F02D 41/02 325A 3/28 301 41/04 305A F02D 41/02 325 B01D 53/36 ZAB 41/04 305 101B (72) Inventor Yuki Tamura 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Osamu Nakayama 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors F-term within the company (reference) 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AA28 AB03 AB06 CB02 CB03 CB05 CB08 DB06 DB10 EA01 EA07 EA30 EA31 EA33 FB10 FB11 FB12 FC02 GB02W GB03W GB05W GB06W HA08 HA37 HA38 HA04 HA03 HA03 HA03 HA03 HA03 HA03 HA03 HA03 HA03 HA03 LB04 MA01 MA11 MA18 NA06 NA08 NC01 NC02 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 PA11B PA11Z PE01B PE01Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB02 AB05 BA14X B A15X BA30X BA33X BA41X CC32 CC38 CC46 DA01 DA02 DA08 EA04

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気通路に設けられ、排気空燃比がリー
ン空燃比のときに排ガス中のNOxを吸蔵し、理論空燃
比またはリッチ空燃比のときに吸蔵したNOxを放出さ
せ還元する触媒装置と、 前記触媒装置から前記吸蔵したNOxを放出させると
き、機関の空燃比が理論空燃比近傍となるよう圧縮行程
中に燃料を直接燃焼室内に噴射して成層燃焼を実施する
NOx放出制御手段と、 を備えたことを特徴とする筒内噴射型内燃機関の排気浄
化装置。
1. A catalyst device provided in an exhaust passage for storing NOx in exhaust gas when the exhaust air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio, and releasing and reducing the stored NOx when the exhaust air-fuel ratio is a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio. When releasing the stored NOx from the catalyst device, NOx release control means for performing stratified combustion by directly injecting fuel into the combustion chamber during the compression stroke so that the air-fuel ratio of the engine becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio, An exhaust purification device for a direct injection internal combustion engine, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002089250A (en) * 2000-09-20 2002-03-27 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission control device

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