JP2002089318A - Exhaust emission control device - Google Patents

Exhaust emission control device

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JP2002089318A
JP2002089318A JP2000273743A JP2000273743A JP2002089318A JP 2002089318 A JP2002089318 A JP 2002089318A JP 2000273743 A JP2000273743 A JP 2000273743A JP 2000273743 A JP2000273743 A JP 2000273743A JP 2002089318 A JP2002089318 A JP 2002089318A
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JP
Japan
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fuel ratio
air
exhaust
value
way catalyst
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Application number
JP2000273743A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuki Tamura
保樹 田村
Takuya Okamoto
拓也 岡本
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device intended to optimize cleaning efficiency of a three-way catalyst by varying a condition of an oxidizing atmosphere where an exhaust air fuel ratio is a lean air fuel ratio, and a condition of a reducing atmosphere where the exhaust air fuel ratio is a rich air fuel ratio so as to be well-balanced. SOLUTION: This exhaust emission control device comprises the three-way catalyst provided in an exhaust passage of an international combustion engine; an oxygen sensor provided at a downstream side of the three-way catalyst; an air fuel forced variation means capable of forcedly varying the air fuel ratio A/F with a given cycle and amplitude. The air fuel forced variation means regulate (S26, S30) to vary the air fuel ratio such that an output value of the oxygen sensor is a control target value S1 within the given range from a first given value (0.55 V) to a second given value (0.85 V).

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、排気浄化装置に係
り、詳しくは、三元触媒において排気浄化効率を高める
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, and more particularly to a technique for improving exhaust gas purifying efficiency in a three-way catalyst.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】排気浄化触媒として使用される三
元触媒は、酸化雰囲気(リーン空燃比雰囲気)において
HC(炭化水素)やCO(一酸化炭素)を高効率で浄化
可能であり、一方還元雰囲気(リッチ空燃比雰囲気)に
おいてNOxを高効率で浄化可能である。このようなこ
とから、排気空燃比がリーン空燃比或いはリッチ空燃比
のどちらか一方に大きく偏っているような場合には、N
OxまたはHC、COのいずれか一方が十分浄化されず
に排出されてしまうという問題がある。
[Related Background Art] A three-way catalyst used as an exhaust gas purifying catalyst can purify HC (hydrocarbon) and CO (carbon monoxide) with high efficiency in an oxidizing atmosphere (lean air-fuel ratio atmosphere), while reducing it. NOx can be purified with high efficiency in an atmosphere (rich air-fuel ratio atmosphere). For this reason, when the exhaust air-fuel ratio is largely biased toward either the lean air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, N
There is a problem that Ox or any one of HC and CO is exhausted without being sufficiently purified.

【0003】そこで、従来、例えば特公平7−3379
3号公報や特開平9−137742号公報に開示される
ように、内燃機関に供給する燃料と空気との比率である
空燃比(A/F)を強制的に変動させることにより排気
空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比との間で周期的に
変動させ、これにより酸化雰囲気と還元雰囲気とを交互
に発生させてNOx、HC、COを偏りなく浄化するこ
とが行われている。
Therefore, conventionally, for example, Japanese Patent Publication No. 7-3379
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 3 (1993) -137 and Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 9-137742, the air-fuel ratio (A / F), which is the ratio of fuel to air supplied to the internal combustion engine, is forcibly changed to thereby reduce the exhaust air-fuel ratio. It has been practiced to periodically fluctuate between a lean air-fuel ratio and a rich air-fuel ratio, thereby alternately generating an oxidizing atmosphere and a reducing atmosphere to purify NOx, HC, and CO without bias.

【0004】また、担体にセリア(Ce)等の酸素吸蔵
機能(O2ストレージ機能)を有する物質を添加した三
元触媒が知られており、このような三元触媒を併せて用
いるようにすれば、酸化雰囲気で触媒内にO2がストレ
ージされるため、還元雰囲気になってもNOxのみなら
ず当該ストレージされたO2によってHC、COも浄化
され、これにより浄化効率のさらなる向上が可能であ
る。
Further, a three-way catalyst in which a substance having an oxygen storage function (O 2 storage function) such as ceria (Ce) is added to a carrier is known, and such a three-way catalyst is used together. For example, since O 2 is stored in the catalyst in an oxidizing atmosphere, HC and CO are purified not only by NOx but also by the stored O 2 even in a reducing atmosphere, whereby the purification efficiency can be further improved. is there.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、NOxをC
O等の還元剤で還元するためには、三元触媒の貴金属上
にNOxが吸着している必要があるのであるが、還元雰
囲気状態ではCO等の還元剤が貴金属に吸着しやすく、
これによりNOxの貴金属への吸着が阻害されるという
問題(これを還元被毒という)がある。即ち、還元雰囲
気状態を長期間に亘って継続するとCO等の還元剤が貴
金属を覆い尽くしてしまいNOxが浄化されずにそのま
ま排出されるおそれがあり、酸化雰囲気中でNOxを浄
化するための還元剤ストレージ量をより多く確保するた
めには、還元雰囲気を長く維持したほうがよい一方、C
O等の還元剤が貴金属を覆い尽くしてしまうためにそれ
ほど長くはできないという関係がある。
By the way, NOx is converted to C
In order to reduce with a reducing agent such as O, NOx needs to be adsorbed on the noble metal of the three-way catalyst, but in a reducing atmosphere state, the reducing agent such as CO is easily adsorbed on the noble metal,
As a result, there is a problem that adsorption of NOx to the noble metal is inhibited (this is called reduction poisoning). That is, if the reducing atmosphere state is continued for a long period of time, the reducing agent such as CO may cover the noble metal and may be discharged as it is without purifying NOx. In order to secure a larger amount of agent storage, it is better to maintain the reducing atmosphere for a long time.
There is a relationship that the length cannot be so long because the reducing agent such as O covers the noble metal.

【0006】また一方で、上記三元触媒においては、還
元雰囲気中で貴金属に吸着するCO等の還元剤は触媒内
に吸蔵されたO2によって酸化されることになるので、
当該O2の吸蔵量をできるだけ多くするのがよく、その
ためには酸化雰囲気を長く維持した方がよい一方、酸化
雰囲気ではHC、COがO2によって先に浄化されてし
まいNOxを十分に浄化できないことから実際にはあま
り長くはできないという関係がある。
On the other hand, in the three-way catalyst, a reducing agent such as CO adsorbed on a noble metal in a reducing atmosphere is oxidized by O 2 stored in the catalyst.
It is preferable to increase the amount of O 2 stored as much as possible. To this end, it is better to maintain the oxidizing atmosphere for a long time. On the other hand, in the oxidizing atmosphere, HC and CO are first purified by O 2 and NOx cannot be sufficiently purified. Therefore, there is a relationship that it cannot actually be too long.

【0007】さらに、上記セリア(Ce)はCeO2の状
態では水性ガス反応(CO+H2O→ H2+CO2)を
促進し、これにより生成されたH2は(2NO+2H2
→N2+2H2O)のように反応してNOxを浄化するの
であるが、還元雰囲気中にはCOが多いことから水性ガ
ス反応の不活性(CeO2+CO → Ce23+CO2
が起こり、この状態では水性ガス反応が促進されないた
めにその分NOxの浄化効率が低下することがある。こ
の点に関して言えば、当該水性ガス反応の不活性を極力
起こさないようにするためには酸化雰囲気期間を長くし
て還元雰囲気期間をあまり長くしないのがよい。
Furthermore, the ceria (Ce) is in the state of CeO 2 promotes the water-gas reaction (CO + H 2 O → H 2 + CO 2), H 2 produced by this (2NO + 2H 2
→ N 2 + 2H 2 O) but is in the range purify NOx react with as inert water gas reaction since CO is often in a reducing atmosphere (CeO 2 + CO → Ce 2 O 3 + CO 2)
Occurs, and in this state, the water gas reaction is not promoted, so that the NOx purification efficiency may be reduced accordingly. In this regard, in order to minimize the inertness of the water gas reaction, it is preferable that the oxidizing atmosphere period is long and the reducing atmosphere period is not too long.

【0008】以上のことを考え合わせると、三元触媒の
浄化効率を最適なものとするためには排気空燃比をリー
ン空燃比とする酸化雰囲気期間とリッチ空燃比とする還
元雰囲気期間とを如何にバランスよく変調させて変動さ
せるかが課題である。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、
排気空燃比をリーン空燃比とする酸化雰囲気状態とリッ
チ空燃比とする還元雰囲気状態とをバランスよく変動さ
せることにより三元触媒の浄化効率の最適化を図った排
気浄化装置を提供することにある。
In view of the above, in order to optimize the purification efficiency of the three-way catalyst, it is necessary to determine whether the oxidizing atmosphere period in which the exhaust air-fuel ratio is lean and the reducing atmosphere period in which the rich air-fuel ratio is rich. The issue is how to make the modulation in a well-balanced manner. The present invention has been made to solve such a problem, and the purpose thereof is to:
It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying apparatus that optimizes the purifying efficiency of a three-way catalyst by changing the oxidizing atmosphere state in which the exhaust air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio and the reducing atmosphere state in which the rich air-fuel ratio is a rich air-fuel ratio. .

【0009】[0009]

【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、内燃機関の排気通路に設
けられた三元触媒と、該三元触媒の下流側に設けられた
酸素センサと、所定の周期、振幅で空燃比を強制的に変
動可能な空燃比強制変動手段とを備え、該空燃比強制変
動手段は前記酸素センサの出力値が第1所定値以上第2
所定値以下の所定範囲内となるように空燃比を変動させ
ることを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a three-way catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and a three-way catalyst provided downstream of the three-way catalyst are provided. An oxygen sensor and air-fuel ratio forced variation means capable of forcibly varying an air-fuel ratio at a predetermined cycle and amplitude, wherein the air-fuel ratio forced variation means outputs an oxygen sensor having a first predetermined value or more and a second predetermined value or more.
It is characterized in that the air-fuel ratio is varied so as to be within a predetermined range equal to or less than a predetermined value.

【0010】従って、空燃比強制変動手段により酸素セ
ンサの出力値が第1所定値以上第2所定値以下の所定範
囲内となるように空燃比を変動させることで、排気空燃
比をリーン空燃比とする酸化雰囲気状態とリッチ空燃比
とする還元雰囲気状態とをバランスよく変調させて変動
させることができ、これにより三元触媒の浄化効率の最
適化を図ることが可能となる。
Therefore, the air-fuel ratio is varied by the air-fuel ratio forced variation means so that the output value of the oxygen sensor falls within a predetermined range between the first predetermined value and the second predetermined value, thereby reducing the exhaust air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio. The oxidation atmosphere state and the reduction atmosphere state with a rich air-fuel ratio can be modulated and varied in a well-balanced manner, thereby making it possible to optimize the purification efficiency of the three-way catalyst.

【0011】ここに、本発明の請求項1は次のような所
見に基づきなされたものであり、以下当該請求項1の作
用について詳しく述べる。空燃比強制変動手段によって
内燃機関の空燃比を変動させると、排気空燃比が周期的
にリーン空燃比とリッチ空燃比間で変動することになり
酸化雰囲気と還元雰囲気とが交互に発生してHC、CO
及びNOxがそれぞれ浄化されることになるのである
が、その際、出願人が三元触媒の下流に設けた酸素セン
サの出力値を調査したところ、図6に示すように、酸素
センサの出力値とNOx浄化効率との間には一定の関係
があることが確認された。
Here, claim 1 of the present invention has been made based on the following findings, and the operation of claim 1 will be described in detail below. When the air-fuel ratio of the internal combustion engine is changed by the air-fuel ratio forced change means, the exhaust air-fuel ratio periodically fluctuates between the lean air-fuel ratio and the rich air-fuel ratio. , CO
And NOx are purified respectively. At this time, the applicant examined the output value of an oxygen sensor provided downstream of the three-way catalyst, and found that the output value of the oxygen sensor was as shown in FIG. It has been confirmed that there is a certain relationship between and NOx purification efficiency.

【0012】つまり、空燃比をある変調度合いでリッチ
空燃比とリーン空燃比とに周期的に変動させると、図6
に実線で示すように、酸素センサ(例えば、デンソー製
065500−2991またはこれと同等の出力電圧特
性を有するO2センサ)の出力値の大部分が第1所定値
(0.55V(ボルト))以上第2所定値(0.85V
(ボルト))以下の一定範囲ではNOx浄化効率が最適
値(NOxの殆どが浄化される状態)を示すことが確認
された。
That is, when the air-fuel ratio is periodically changed between a rich air-fuel ratio and a lean air-fuel ratio with a certain degree of modulation, FIG.
As indicated by the solid line, most of the output values of the oxygen sensor (for example, Denso 065500-2991 or an O 2 sensor having an output voltage characteristic equivalent thereto) are mostly the first predetermined value (0.55 V (volt)). The second predetermined value (0.85V
(Volts)) It was confirmed that the NOx purification efficiency exhibited an optimum value (a state in which most of the NOx was purified) in the following fixed range.

【0013】このようなことから、酸素センサの出力値
が第1所定値(0.55V)以上第2所定値(0.85
V)以下の所定範囲となるように変調度合いを設定して
空燃比をリッチ空燃比とリーン空燃比との間で変動させ
るようにすれば、NOx浄化効率を最適の状態に維持す
ることが可能となる。故に、第1所定値以上第2所定値
以下の所定範囲内となるように空燃比を変動させること
で、酸化雰囲気状態と還元雰囲気状態とをバランスよく
変動させることができ、三元触媒の浄化効率の最適化を
図ることが可能となる。
Therefore, the output value of the oxygen sensor is equal to or more than the first predetermined value (0.55 V) and the second predetermined value (0.85 V).
V) If the air-fuel ratio is varied between the rich air-fuel ratio and the lean air-fuel ratio by setting the degree of modulation so as to fall within the predetermined range below, the NOx purification efficiency can be maintained in an optimal state. Becomes Therefore, by changing the air-fuel ratio so as to be within a predetermined range of not less than the first predetermined value and not more than the second predetermined value, it is possible to change the oxidizing atmosphere state and the reducing atmosphere state in a well-balanced manner, and to purify the three-way catalyst. It is possible to optimize the efficiency.

【0014】請求項2の発明では、内燃機関の排気通路
に設けられた三元触媒と、該三元触媒の下流側に設けら
れた酸素センサと、所定の周期、振幅で空燃比を強制的
に変動可能な空燃比強制変動手段とを備え、該空燃比強
制変動手段は前記酸素センサの出力値が第1所定値以上
第2所定値以下の所定範囲内となるよう排気輸送遅れが
大きいほど前記出力値の目標値を前記所定範囲内で大側
に設定して空燃比を変動させることを特徴としている。
According to the second aspect of the present invention, a three-way catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, an oxygen sensor provided downstream of the three-way catalyst, and a forcible air-fuel ratio at a predetermined cycle and amplitude. Air-fuel ratio compulsory fluctuation means that can vary the air-fuel ratio. The air-fuel ratio compulsory fluctuation means increases the exhaust gas transport delay so that the output value of the oxygen sensor falls within a predetermined range between a first predetermined value and a second predetermined value. The target value of the output value is set to a large value within the predetermined range to vary the air-fuel ratio.

【0015】従って、空燃比強制変動手段により酸素セ
ンサの出力値が第1所定値以上第2所定値以下の所定範
囲内となるように空燃比を変動させ、この際、排気輸送
遅れが大きいほど出力値の目標値を所定範囲内で大側に
設定して空燃比を変動させることにより、排気輸送遅れ
により目標値に対する制御応答性が鈍化したとしても、
排気空燃比をリーン空燃比とする酸化雰囲気状態とリッ
チ空燃比とする還元雰囲気状態とをバランスよく変動さ
せ、確実に三元触媒の浄化効率の最適化を図ることが可
能となる。
Therefore, the air-fuel ratio is varied by the air-fuel ratio compulsory variation means so that the output value of the oxygen sensor falls within a predetermined range between the first predetermined value and the second predetermined value. By setting the target value of the output value to a large value within a predetermined range and changing the air-fuel ratio, even if the control responsiveness to the target value slows down due to a delay in exhaust transportation,
The oxidizing atmosphere state in which the exhaust air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio and the reducing atmosphere state in which the rich air-fuel ratio is a rich air-fuel ratio are changed in a well-balanced manner, so that the purification efficiency of the three-way catalyst can be optimized without fail.

【0016】ここに、本発明の請求項2は次のような所
見に基づきなされたものであり、以下当該請求項2の作
用について詳しく述べる。出願人の実験によれば、内燃
機関回転速度が小さいときのように排気流速が遅く排気
輸送遅れが大きい場合には、輸送遅れが小さい場合に比
べてNOx浄化効率が最適値(NOxの殆どが浄化される
状態)を示す一定の出力範囲が大側に広がることが確認
されている。つまり、図6には排気輸送遅れが大の場合
のNOx浄化効率が実線で示され、排気輸送遅れが小の
場合のNOx浄化効率が破線で示されているが、このよ
うに、排気輸送遅れが大きくなるにつれてNOx浄化効
率が最適値を示す酸素センサの出力値の上限値が大側に
シフトする。そして、その上限値の最大値が第2所定値
(0.85V)近傍となる。
Here, claim 2 of the present invention has been made based on the following findings, and the operation of claim 2 will be described in detail below. According to the experiment conducted by the applicant, when the exhaust gas flow rate is low and the exhaust transportation delay is large, such as when the internal combustion engine rotation speed is low, the NOx purification efficiency is set to an optimum value (most of the NOx is smaller than when the transportation delay is small). It has been confirmed that a certain output range indicating the state of purification is expanded to the large side. That is, in FIG. 6, the NOx purification efficiency when the exhaust transportation delay is large is shown by a solid line, and when the exhaust transportation delay is small, the NOx purification efficiency is shown by a broken line. Becomes larger, the upper limit of the output value of the oxygen sensor at which the NOx purification efficiency shows the optimum value shifts to the larger side. Then, the maximum value of the upper limit becomes close to the second predetermined value (0.85 V).

【0017】また一方、酸素センサの出力値について制
御目標値を定めてフィードバック制御を実施した場合、
排気輸送遅れが大きくなり応答性が鈍化すると、制御目
標値からのバラツキが大きくなる。つまり、図6に実線
矢印で示すように排気輸送遅れが小さければ制御目標値
からのバラツキは小さく、排気輸送遅れが大きくなると
バラツキは大きくなる。そして、このように制御目標値
からのバラツキが大きくなると、制御目標値が同一のま
までは排気輸送遅れが大きい場合に一時的に酸素センサ
の出力が第1所定値(0.55V)から外れ、NOx浄
化効率が低くなってしまうことが生じうる。
On the other hand, when feedback control is performed by setting a control target value for the output value of the oxygen sensor,
When the exhaust gas transport delay increases and the response slows down, the variation from the control target value increases. That is, as shown by the solid line arrow in FIG. 6, if the exhaust transportation delay is small, the variation from the control target value is small, and if the exhaust transportation delay is large, the variation is large. When the variation from the control target value increases in this way, the output of the oxygen sensor temporarily deviates from the first predetermined value (0.55 V) when the exhaust transport delay is large while the control target value remains the same, NOx purification efficiency may be reduced.

【0018】しかしながら、三元触媒の浄化効率の最適
化を図るためには、当該制御目標値からのバラツキの範
囲についても所定範囲内に納めることが必要である。従
って、上述の如くNOx浄化効率が最適値を示す出力範
囲が大側にシフトするという特性を参酌すると、排気輸
送遅れが小さいときには酸素センサの出力値の目標値を
比較的第1所定値(0.55V)側に設定しておくのが
よく、一方、排気輸送遅れが大きくなるにつれて当該目
標値を大側にシフトして設定するのがよいと考えられ
る。
However, in order to optimize the purification efficiency of the three-way catalyst, it is necessary to keep the range of variation from the control target value within a predetermined range. Therefore, taking into account the characteristic that the output range in which the NOx purification efficiency shows the optimum value shifts to the large side as described above, the target value of the output value of the oxygen sensor is relatively set to the first predetermined value (0 .55 V), it is considered better to shift the target value to a larger value as the exhaust gas transport delay increases.

【0019】このようなことから、図7を参照すると実
験に基づくマップが示されているが、当該図7のマップ
に示すように排気輸送遅れが大きいほど出力値の目標値
を所定範囲内で大側に設定して空燃比を変動させるよう
にすれば、排気輸送遅れにより目標値に対する応答性が
鈍化し制御目標値からのバラツキが大きくなったとして
も、図6に破線矢印で示すように酸素センサの出力の大
部分は常に第1所定値(0.55V)以上の所定範囲内
に収まることになり、これにより酸化雰囲気状態と還元
雰囲気状態とをバランスよく変動させ、確実に三元触媒
の浄化効率の最適化を図ることが可能となる。
For this reason, referring to FIG. 7, a map based on an experiment is shown. As shown in the map of FIG. 7, the target value of the output value is set within a predetermined range as the exhaust gas transport delay increases. If the air-fuel ratio is set to be large and the air-fuel ratio is changed, the response to the target value is slowed due to the delay in exhaust gas transport, and even if the variation from the control target value becomes large, as shown by the dashed arrow in FIG. Most of the output of the oxygen sensor always falls within a predetermined range equal to or higher than the first predetermined value (0.55 V), whereby the oxidizing atmosphere state and the reducing atmosphere state are changed in a well-balanced manner, and the three-way catalyst It is possible to optimize the purification efficiency.

【0020】また、請求項3の発明では、請求項2にお
いて、前記排気輸送遅れは、排気流速、吸入空気量、車
速、酸素センサ上流排気系容積、内燃機関回転速度、正
味平均有効圧、図示平均有効圧、体積効率、排気マニホ
ールド圧、排気温度及び排気流量の少なくともいずれか
一つの指標に基づき検出することを特徴としている。従
って、排気輸送遅れをいずれか容易な手段によって簡単
にして的確に検出することができ、これにより確実に三
元触媒の浄化効率の最適化を図ることが可能となる。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the exhaust gas transport delay includes an exhaust flow velocity, an intake air amount, a vehicle speed, an oxygen sensor upstream exhaust system volume, an internal combustion engine rotation speed, a net average effective pressure, The detection is performed based on at least one index of an average effective pressure, a volume efficiency, an exhaust manifold pressure, an exhaust temperature, and an exhaust flow rate. Therefore, the exhaust gas transport delay can be easily and accurately detected by any easy means, thereby making it possible to reliably optimize the purification efficiency of the three-way catalyst.

【0021】また、請求項4の発明では、請求項1乃至
請求項3において、前記第1所定値は0.55ボルトで
あり、前記第2所定値は0.85ボルトであることを特
徴としている。従って、空燃比強制変動手段により酸素
センサの出力値の大部分が0.55Vから0.85Vの
所定範囲内となるように空燃比を変動させることで、酸
化雰囲気状態と還元雰囲気状態とをバランスよく変調さ
せて変動させることが可能である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, the first predetermined value is 0.55 volt and the second predetermined value is 0.85 volt. I have. Therefore, the oxidizing atmosphere state and the reducing atmosphere state are balanced by changing the air-fuel ratio by the air-fuel ratio forced changing means so that most of the output value of the oxygen sensor falls within a predetermined range of 0.55 V to 0.85 V. It is possible to fluctuate well and fluctuate.

【0022】つまり、上述した実験結果に基づけば、酸
素センサ(例えば、デンソー製065500−2991
またはこれと同等の出力電圧特性を有するO2センサ)
において、上記第1所定値は0.55Vであり、第2所
定値は0.85Vであり、故に0.55Vから0.85
Vの範囲内であれば酸化雰囲気状態と還元雰囲気状態と
をバランスよく変調させて変動させることができ、三元
触媒の浄化効率の最適化を図ることが可能となる。
That is, based on the experimental results described above, an oxygen sensor (for example, DENSO 065500-2991)
Or an O 2 sensor with equivalent output voltage characteristics)
, The first predetermined value is 0.55V, the second predetermined value is 0.85V, and therefore 0.55V to 0.85V.
Within the range of V, the oxidizing atmosphere state and the reducing atmosphere state can be modulated and varied in a well-balanced manner, and the purification efficiency of the three-way catalyst can be optimized.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。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排気浄化装置の
構成を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification device according to the present invention mounted on a vehicle. Hereinafter, the configuration of the exhaust gas purification device according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0024】同図に示すように、エンジン本体(以下、
単にエンジンという)1としては、例えば、燃料噴射モ
ードを切換えることで吸気行程での燃料噴射(吸気行程
噴射)とともに圧縮行程での燃料噴射(圧縮行程噴射)
を実施可能な筒内噴射型火花点火式ガソリンエンジンが
採用される。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)が実現可能である。
As shown in FIG.
For example, by switching the fuel injection mode, the fuel injection in the intake stroke (intake stroke injection) and the fuel injection in the compression stroke (compression stroke injection) 1
In-cylinder spark-ignition gasoline engine capable of performing the following is employed. 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). Is feasible.

【0025】同図に示すように、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
料を燃焼室内に直接噴射可能である。点火プラグ4には
高電圧を出力する点火コイル8が接続されている。ま
た、燃料噴射弁6には、燃料パイプ7を介して燃料タン
クを擁した燃料供給装置(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である。この際、燃料噴射量
は高圧燃料ポンプの燃料吐出圧Pinjと燃料噴射弁6の
開弁時間、即ち燃料噴射時間Tinjとから決定される。
As shown in FIG. 1, an electromagnetic fuel injection valve 6 is attached to a cylinder head 2 of an engine 1 together with a spark plug 4 for each cylinder, whereby fuel is directly injected into a combustion chamber. It is possible. An ignition coil 8 that outputs a high voltage is connected to the ignition plug 4. Further, a fuel supply device (not shown) having a fuel tank is connected to the fuel injection valve 6 via a fuel pipe 7. 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. Can be injected from the fuel injection valve 6 into the combustion chamber at a desired fuel pressure. At this time, the fuel injection amount is determined from the fuel discharge pressure Pinj of the high-pressure fuel pump and the valve opening time of the fuel injection valve 6, that is, the fuel injection time Tinj.

【0026】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。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。
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. 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.

【0027】なお、当該筒内噴射型のエンジン1は既に
公知のものであるため、その構成の詳細については説明
を省略する。同図に示すように、吸気マニホールド10
には吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁14及
び当該スロットル弁14の開度θthを検出するスロット
ルポジションセンサ(TPS)16が設けられており、
さらに、スロットル弁14の上流には、吸入空気量を計
測するエアフローセンサ18が介装されている。エアフ
ローセンサ18としては、カルマン渦式エアフローセン
サが使用される。
Since the in-cylinder injection type engine 1 is already known, a detailed description of its configuration will be omitted. As shown in FIG.
Is provided with an electromagnetic throttle valve 14 for adjusting the intake air amount and a throttle position sensor (TPS) 16 for detecting the opening degree θth of the throttle valve 14.
Further, an air flow sensor 18 for measuring an intake air amount is provided upstream of the throttle valve 14. As the airflow sensor 18, a Karman vortex airflow sensor is used.

【0028】一方、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、排気浄化触媒装置として三元触媒30が介装されて
いる。この三元触媒30は、担体に活性貴金属として銅
(Cu),コバルト(Co),銀(Ag),白金(P
t)のいずれかを有するとともにセリア(Ce)が添加さ
れており、酸素吸蔵機能(O2ストレージ機能)を有し
た三元触媒として構成されている。つまり、セリア(C
e)は排気空燃比がリーン空燃比である酸化雰囲気中に
おいて酸素(O2)を吸着すると、排気空燃比がリッチ
空燃比となり還元雰囲気となってもそのO2を吸着した
状態を維持する性質を有しており、これにより、当該三
元触媒30は還元雰囲気状態においても担体表面に十分
にO2を有してHC(炭化水素)やCO(一酸化炭素)
を酸化除去可能である。即ち、O2ストレージ機能を有
した当該三元触媒30は、酸化雰囲気でHC、COを浄
化できるのは勿論のこと、吸蔵されたO2により還元雰
囲気中においてもNOxの浄化のみならずこれらHC、
COを良好に浄化可能である。
On the other hand, an exhaust pipe (exhaust passage) 20 is connected to the exhaust manifold 12, and a three-way catalyst 30 is interposed in the exhaust pipe 20 as an exhaust purification catalyst device. The three-way catalyst 30 is provided on a carrier as active noble metals such as copper (Cu), cobalt (Co), silver (Ag), and platinum (P).
t) and ceria (Ce) is added, and is configured as a three-way catalyst having an oxygen storage function (O 2 storage function). That is, ceria (C
e) The property that when oxygen (O 2 ) is adsorbed in an oxidizing atmosphere where the exhaust air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio, the exhaust air-fuel ratio becomes a rich air-fuel ratio and maintains the state where O 2 is adsorbed even in a reducing atmosphere. Accordingly, the three-way catalyst 30 has sufficient O 2 on the surface of the carrier even in a reducing atmosphere state, so that HC (hydrocarbon) or CO (carbon monoxide)
Can be removed by oxidation. That is, the three-way catalyst 30 having the O 2 storage function can not only purify HC and CO in an oxidizing atmosphere but also purify NOx not only in a reducing atmosphere but also in the reducing atmosphere by the occluded O 2. ,
CO can be purified well.

【0029】また、排気管20には、排気流速を測定す
る流速センサ22が配設されており、さらに、三元触媒
30の下流にはO2センサ(酸素センサ)24及びNOx
センサ26が配設されている。O2センサ24として
は、ここではデンソー製のO2センサ(型番号0655
00−2991または234000−8181または2
34000−8211)或いはこれと同等の出力特性を
有するO2センサが使用される。NOxセンサ26はNO
xの量を検出するものである。
The exhaust pipe 20 is provided with a flow rate sensor 22 for measuring the exhaust flow rate. Further, an O 2 sensor (oxygen sensor) 24 and a NOx sensor are provided downstream of the three-way catalyst 30.
A sensor 26 is provided. As the O 2 sensor 24, here, an O 2 sensor made by Denso (model number 0655) is used.
00-2991 or 234000-8181 or 2
34000-8211) or O 2 sensor having a same output characteristics as it is used. NOx sensor 26 is NO
It detects the amount of x.

【0030】また、入出力装置、記憶装置(ROM、R
AM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)、
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を含めた燃焼制御装置の総合的な制御が
行われる。ECU40の入力側には、上述したTPS1
6、エアフローセンサ18、流速センサ22、O2セン
サ24及びNOxセンサ26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。
Also, an input / output device and a storage device (ROM, R
AM, nonvolatile RAM, etc.), central processing unit (CPU),
An ECU (electronic control unit) 40 having a timer counter and the like is provided, and the ECU 40 performs comprehensive control of the combustion control device including the engine 1. The input side of the ECU 40 includes the above-described TPS1.
6, air flow sensor 18, and various sensors such as flow sensors 22, O 2 sensor 24 and the NOx sensor 26 is connected, the detection information from these sensors is input.

【0031】一方、ECU40の出力側には、上述の燃
料噴射弁6や点火コイル8等の各種出力デバイスが接続
されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類
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、点火時期等がそれぞれ出力され、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により適正なタイミングで火花点
火が実施される。
On the other hand, various output devices such as the above-described fuel injection valve 6 and ignition coil 8 are connected to the output side of the ECU 40. These various output devices are operated based on detection information from various sensors. The fuel injection amount, fuel injection timing, ignition timing, etc. are output, respectively,
An appropriate amount of fuel is injected from the fuel injection valve 6 at an appropriate timing, and spark ignition is performed by the spark plug 4 at an appropriate timing.

【0032】以下、このように構成された本発明に係る
排気浄化装置の作用を説明する。本発明に係る排気浄化
装置では、三元触媒30の能力を最大限発揮するため
に、ECU40によって空燃比をリッチ空燃比とリーン
空燃比との間で強制的に交互に振るようにしている。つ
まり、ここでは、図2に示すように、空燃比(A/F)
を一定期間(リーン時間)に亘りリーン空燃比(例えば
値16)とした後一定期間リッチ空燃比(例えば値1
4)とするように変調させ、リーン空燃比とリッチ空燃
比とを周期的に繰り返すようにしている。なお、変調波
形は、ここでは方形波であるが三角波であってもよい。
Hereinafter, the operation of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention will be described. In the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention, the air-fuel ratio is forcibly and alternately changed between the rich air-fuel ratio and the lean air-fuel ratio by the ECU 40 in order to maximize the performance of the three-way catalyst 30. That is, here, as shown in FIG. 2, the air-fuel ratio (A / F)
Is set to a lean air-fuel ratio (for example, value 16) over a certain period (lean time), and then a rich air-fuel ratio (for example, value 1) for a certain period.
4), and the lean air-fuel ratio and the rich air-fuel ratio are periodically repeated. The modulation waveform is a square wave here, but may be a triangular wave.

【0033】これにより、排気空燃比がリーン空燃比の
ときにはHC、COが良好に浄化されるとともに三元触
媒30のO2ストレージ機能によりO2が吸蔵され、排気
空燃比がリッチ空燃比のときにはNOxが良好に浄化さ
れるとともに吸蔵されたO2によってHC、COが継続
的に浄化され続ける。さらに、本発明では、上述したよ
うに触媒下流に設けた酸素センサ、即ちO2センサ24
の出力値とNOx浄化効率との間に一定の関係があるこ
とが確認されたことに基づき、O2センサ24の出力に
応じて空燃比をバランスよく変調制御するようにしてお
り、これにより三元触媒30の排気浄化効率の最適化を
図るようにしている(空燃比強制変動手段)。
Thus, when the exhaust air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio, HC and CO are satisfactorily purified, O 2 is stored by the O 2 storage function of the three-way catalyst 30, and when the exhaust air-fuel ratio is a rich air-fuel ratio. NOx is successfully purified, and HC and CO are continuously purified by the stored O 2 . Further, in the present invention, as described above, the oxygen sensor provided downstream of the catalyst, that is, the O 2 sensor 24
It has been confirmed that there is a certain relationship between the output value of NO and the NOx purification efficiency, and the air-fuel ratio is modulated and controlled in a well-balanced manner in accordance with the output of the O 2 sensor 24. The exhaust gas purifying efficiency of the source catalyst 30 is optimized (air-fuel ratio forced variation means).

【0034】図3を参照すると、O2センサ24の出力
に応じた空燃比の変調制御、即ちA/Fバランス変調制
御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以
下当該フローチャートに基づき本発明に係る変調制御の
制御手順について説明する。ステップS10では、先
ず、O2センサ24が活性状態にあるか否かを判別す
る。判別結果が偽(No)でO2センサ24が活性状態
にない場合には当該ルーチンを抜け、一方、判別結果が
真(Yes)の場合には、次にステップS12に進む。
Referring to FIG. 3, there is shown a flow chart of a control routine of the air-fuel ratio modulation control according to the output of the O 2 sensor 24, that is, the A / F balance modulation control. A control procedure of the modulation control will be described. In step S10, first, it is determined whether or not the O 2 sensor 24 is in the active state. Determination result escapes the routine when the O 2 sensor 24 is false (No) is not in the active state, whereas, if the determination result is true (Yes), then the process proceeds to step S12.

【0035】ステップS12では、次式(1)から現在の
空燃比の変調度合い、即ち周期Tに対するリーン空燃比
の時間(リーン時間tl)の比である空燃比デューティ
Dを求め、当該デューティDが所定値D1より小さいか
否か(D<D1)を判別する。 (空燃比デューティ)D=(リーン時間)tl/(周期)T …(1) なお、リーン空燃比の値とリッチ空燃比の値は上述した
所定のリーン空燃比(例えば値16)及び所定のリッチ
空燃比(例えば値14)にそれぞれ固定する必要はな
く、各運転条件に応じて最適な値とするようにしてもよ
い。
In step S12, the modulation degree of the current air-fuel ratio, that is, the air-fuel ratio duty D which is the ratio of the lean air-fuel ratio time to the period T (lean time tl) is obtained from the following equation (1). It is determined whether or not it is smaller than a predetermined value D1 (D <D1). (Air-fuel ratio duty) D = (lean time) tl / (cycle) T (1) The value of the lean air-fuel ratio and the value of the rich air-fuel ratio are determined by the predetermined lean air-fuel ratio (for example, value 16) and the predetermined value. It is not necessary to fix each to a rich air-fuel ratio (for example, a value of 14), and an optimal value may be set according to each operating condition.

【0036】また、周期Tについては、固定値(例えば
1sec)であってもよいし、運転状態(例えば、排気流
量、吸気流量、車速、触媒温度、排気管温度、エンジン
回転速度、正味平均有効圧、図示平均有効圧、体積効
率、排気マニホールド圧、冷却水温、潤滑油温の少なく
ともいずれか一つ)に応じて変更するようにしてもよ
い。
The cycle T may be a fixed value (for example, 1 second) or an operating state (for example, exhaust flow rate, intake flow rate, vehicle speed, catalyst temperature, exhaust pipe temperature, engine speed, net average effective value). Pressure, indicated mean effective pressure, volume efficiency, exhaust manifold pressure, at least one of cooling water temperature, and lubricating oil temperature).

【0037】さらに、リーン空燃比時とリッチ空燃比時
のトルク差がないように点火時期等を設定すると、フィ
ーリングが改善される。上述したように、三元触媒30
の排気浄化効率の最適化を図るべく空燃比をバランスよ
く変調制御するためには、O2センサ24の出力値(出
力S)が0.55V(第1所定値)から0.85V(第
2所定値)の間になるように空燃比の変調度合い、即ち
デューティDを設定すればよい。そして、出力Sを当該
所望の範囲内とすることができるデューティDの上限
(D2)、下限(D1)は実験により予め設定されてい
る。
Further, when the ignition timing and the like are set so that there is no difference in torque between the lean air-fuel ratio and the rich air-fuel ratio, the feeling is improved. As described above, the three-way catalyst 30
In order to control the air-fuel ratio in a well-balanced manner in order to optimize the exhaust gas purification efficiency, the output value (output S) of the O 2 sensor 24 is changed from 0.55V (first predetermined value) to 0.85V (second predetermined value). The degree of modulation of the air-fuel ratio, that is, the duty D, may be set so as to be between (a predetermined value). The upper limit (D2) and the lower limit (D1) of the duty D that allow the output S to be within the desired range are set in advance by experiments.

【0038】つまり、当該ステップS12において、判
別値である所定値D1は出力Sの上限値0.85Vに対
応したデューティD1である。ところが、吸気流量計、
燃料噴射弁等の誤差により、実際のリーン空燃比あるい
はリッチ空燃比が所望の範囲から外れている場合があ
り、このとき、空燃比の変調度合いを調整しても出力S
を0.55V(第1所定値)から0.85V(第2所定
値)の範囲内とすることができない。
That is, in step S12, the predetermined value D1, which is the determination value, is the duty D1 corresponding to the upper limit value 0.85V of the output S. However, the intake flow meter,
The actual lean air-fuel ratio or rich air-fuel ratio may be out of a desired range due to an error of the fuel injection valve or the like. At this time, even if the modulation degree of the air-fuel ratio is adjusted, the output S
Cannot be within the range of 0.55 V (first predetermined value) to 0.85 V (second predetermined value).

【0039】そこで、ステップS12ではデューティD
が本制御の出力Sの上限に対応したデューティD1より
小さいか否か、即ち出力Sを当該所望の範囲内に制御す
ることができないくらい空燃比がリーン側にずれている
可能性の有無を判別する。ステップS12の判別結果が
真(Yes)でデューティDが所定値D1より小さいと
判定された場合には、次にステップS14に進む。
Therefore, in step S12, the duty D
Is smaller than the duty D1 corresponding to the upper limit of the output S of the present control, that is, it is determined whether the air-fuel ratio is deviated to the lean side so that the output S cannot be controlled within the desired range. I do. If the determination result of step S12 is true (Yes) and it is determined that the duty D is smaller than the predetermined value D1, the process proceeds to step S14.

【0040】ステップS14では、O2センサ24の出
力Sが制御目標上限値(S1+ΔS1)よりも小さいか否
か(S<S1+ΔS1)を判別する。制御目標値S1は上
記0.55Vと0.85Vの範囲内となる値であり、不
感帯ΔS1は例えば0.01Vとする。ところで、上述
したように、制御目標値を定めてフィードバック制御を
行うと、排気輸送遅れが大きい場合、O2センサ24の
出力Sの制御目標値に対するバラツキが大きくなる。つ
まり、出力Sの制御目標値からのバラツキによって出力
Sが一時的に制御目標上限値を越えてしまうことにな
る。
In step S14, O 2 output S of the sensor 24 it is determined whether or not smaller than the control target upper limit (S1 + ΔS1) (S < S1 + ΔS1). The control target value S1 is a value within the range of 0.55V and 0.85V, and the dead zone ΔS1 is, for example, 0.01V. By the way, as described above, when the feedback control is performed with the control target value determined, if the exhaust gas transport delay is large, the variation of the output S of the O 2 sensor 24 with respect to the control target value increases. That is, the output S temporarily exceeds the control target upper limit value due to variation from the control target value of the output S.

【0041】従って、実際には、このバラツキを含めて
出力Sの大部分が0.55Vから0.85Vの範囲内に
収まるよう、図6に示したように、出力Sの制御目標値
S1を設定するようにしている。つまり、NOx浄化効率
が最適値を示す出力範囲は、排気輸送遅れが小さいとき
には狭く排気輸送遅れが大きいときには大側に拡大する
ことから、図7のマップに基づき、排気輸送遅れが小さ
いときにはO2センサ24の出力Sの目標値を下限値
0.55V寄りに設定し、排気輸送遅れが大きくなるに
つれて当該目標値を大側にシフトして設定する。
Therefore, in practice, as shown in FIG. 6, the control target value S1 of the output S is adjusted so that most of the output S including this variation falls within the range of 0.55V to 0.85V. I am trying to set it. That is, the output range the NOx purification efficiency shows the optimum value, when narrow exhaust transport delay when the exhaust transport delay is small is large because it is expanded to the larger side, based on the map of FIG. 7, when the exhaust transport delay is less O 2 The target value of the output S of the sensor 24 is set near the lower limit value of 0.55 V, and the target value is shifted and set to a larger value as the exhaust transportation delay increases.

【0042】ここに、排気輸送遅れは、排気流速、吸入
空気量、車速、酸素センサ上流排気系容積、内燃機関回
転速度、正味平均有効圧、図示平均有効圧、体積効率、
排気マニホールド圧、排気温度及び排気流量のいずれに
よっても検出可能であるが、ここでは、流速センサ22
により検出される排気流速情報に基づいて排気輸送遅れ
を検出する。即ち、排気流速が大きければ排気輸送遅れ
は小さく、一方排気流速が小さければ排気輸送遅れは大
きいと判断する。
Here, the exhaust transportation delay includes exhaust flow velocity, intake air amount, vehicle speed, exhaust system volume upstream of the oxygen sensor, internal combustion engine rotation speed, net average effective pressure, indicated average effective pressure, volume efficiency,
It can be detected by any of the exhaust manifold pressure, the exhaust temperature, and the exhaust flow rate.
The exhaust gas transport delay is detected based on the exhaust flow velocity information detected by (1). That is, it is determined that if the exhaust flow velocity is high, the exhaust transport delay is small, while if the exhaust flow velocity is low, the exhaust transport delay is large.

【0043】なお、出力SはO2センサ24の瞬時値が
用いられるが、平滑化処理を行った平均値を用いてもよ
い。この場合、例えば空燃比の変調周期間の平均値を用
いる。通常ならば、ステップS12の判別結果が真(Y
es)であれば、空燃比の指令値は過剰にリッチとなっ
ており、出力Sは制御目標上限値(S1+ΔS1)を越え
るはずある。しかしながら、ステップS12の判別結果
が真(Yes)でありながらステップS14の判別結果
が真(Yes)で出力Sが制御目標上限値(S1+ΔS
1)よりも小さい場合には、上記吸気流量計、燃料噴射
弁等の異常により燃料噴射量、吸入空気量の実際値と測
定値との間に何らかの制御誤差が生じ、空燃比の指令値
に対して実際の空燃比がリーン空燃比寄りになっている
と考えられる。従って、ステップS14の判別結果が真
(Yes)の場合には、次にステップS16に進む。
Although the instantaneous value of the O 2 sensor 24 is used as the output S, an average value subjected to a smoothing process may be used. In this case, for example, an average value during the modulation cycle of the air-fuel ratio is used. If it is normal, the determination result of step S12 is true (Y
If es), the command value of the air-fuel ratio is excessively rich, and the output S must exceed the control target upper limit value (S1 + ΔS1). However, while the determination result of step S12 is true (Yes), the determination result of step S14 is true (Yes), and the output S is equal to the control target upper limit value (S1 + ΔS
If the value is smaller than 1), some control error occurs between the actual value and the measured value of the fuel injection amount and the intake air amount due to the abnormality of the intake flow meter, the fuel injection valve, and the like. On the other hand, it is considered that the actual air-fuel ratio is closer to the lean air-fuel ratio. Therefore, when the determination result of step S14 is true (Yes), the process proceeds to step S16.

【0044】ステップS16では、空燃比の指令値を実
際の空燃比に合わせるべく、空燃比の指令値を次式(2)
により補正する。つまり、上記所定のリーン空燃比(例
えば値16)及び所定のリッチ空燃比(例えば値14)
の指令値を実際値との整合を図るべくリッチ側に補正す
る。即ち上下限A/Fリッチ化補正を行う。 (補正A/F)(n)=(補正A/F)(n-1)+G1 …(2) ここに、G1は補正ゲインであり、O2センサ24の出力
Sと制御目標値S1との偏差に応じて増減する。
In step S16, the command value of the air-fuel ratio is calculated by the following equation (2) so that the command value of the air-fuel ratio matches the actual air-fuel ratio.
To correct. That is, the predetermined lean air-fuel ratio (for example, value 16) and the predetermined rich air-fuel ratio (for example, value 14)
Is corrected to the rich side in order to match with the actual value. That is, upper / lower limit A / F enrichment correction is performed. Here (corrected A / F) (n) = ( corrected A / F) (n-1 ) + G1 ... (2), G1 is a correction gain, the output S and the control target value S1 of the O 2 sensor 24 Increase or decrease according to the deviation.

【0045】そして、ステップS12乃至ステップS1
6は、空燃比の指令値と実際の空燃比とが整合するまで
繰り返し実行される。一方、ステップS14の判別結果
が偽(No)で出力Sが制御目標上限値(S1+ΔS1)
以上と判定された場合には、空燃比の指令値と実際の空
燃比との整合はとれていると考えられる。従って、この
場合には、ステップS30に進み、出力Sが制御目標値
S1となるように空燃比の変調度合いを調整する。即
ち、空燃比の変調度合いを調節することで、図2に示す
平均A/Fをリーン空燃比寄りに調整する。
Then, steps S12 to S1
Step 6 is repeatedly executed until the command value of the air-fuel ratio matches the actual air-fuel ratio. On the other hand, the determination result of step S14 is false (No), and the output S is the control target upper limit value (S1 + ΔS1).
When it is determined as described above, it is considered that the command value of the air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio match. Therefore, in this case, the process proceeds to step S30, and the degree of modulation of the air-fuel ratio is adjusted so that the output S becomes the control target value S1. That is, by adjusting the degree of modulation of the air-fuel ratio, the average A / F shown in FIG. 2 is adjusted closer to the lean air-fuel ratio.

【0046】変調度合いの調整方法としては、空燃比デ
ューティDを変える方法、酸化剤或いは還元剤の供給度
合い(即ち空燃比A/F)を変える方法等が考えられる
が、ここでは、空燃比デューティDを変える方法を採用
し、次式(3)に示すように、リーン空燃比の時間比率を
大きく、つまり空燃比デューティDを大きくすることに
より平均A/Fをリーン化して変調度合いを調整する。
As a method of adjusting the modulation degree, a method of changing the air-fuel ratio duty D, a method of changing the supply degree of the oxidizing agent or the reducing agent (that is, the air-fuel ratio A / F), and the like can be considered. As shown in the following equation (3), a method of changing D is adopted to increase the time ratio of the lean air-fuel ratio, that is, to increase the air-fuel ratio duty D to make the average A / F lean and adjust the degree of modulation. .

【0047】D(n)=D(n-1)+G3 …(3) ここに、G3は補正ゲインであり、O2センサ24の出力
Sと制御目標値S1との偏差に応じて増減する。ところ
で、O2センサ24の出力Sは、図5に実線で示すよう
に、空気過剰率に対し非線形であって空気過剰率1.0
近傍で急変するものであり、このような非線形な制御対
象を制御することは困難である。
[0047] D (n) = D (n -1) + G3 ... (3) Here, G3 is a correction gain, increases or decreases in accordance with the deviation between the output S and the control target value S1 of the O 2 sensor 24. Incidentally, the output S of the O 2 sensor 24 is non-linear with respect to the excess air ratio as shown by a solid line in FIG.
It changes suddenly in the vicinity, and it is difficult to control such a non-linear control target.

【0048】そこで、ここでは、制御目標値の範囲
(0.55V〜0.85V)が主として空気過剰率1.
0よりも小側の領域であることから、図5中に破線で示
すように、出力Sに対応する疑似出力を設定し出力Sを
線形化して出力S方向のスパンを広げ、その疑似出力上
に疑似目標値を設定するようにし、これにより制御を容
易且つ精度の高いものにしている。
Therefore, here, the range of the control target value (0.55 V to 0.85 V) mainly depends on the excess air ratio of 1.
Since the area is smaller than 0, a pseudo output corresponding to the output S is set and the output S is linearized to widen the span in the output S direction, as shown by the broken line in FIG. , A pseudo target value is set in order to make the control easy and accurate.

【0049】そして、このステップS30は、O2セン
サ24の出力Sが目標値に到達するまで、即ちバラツキ
を含めて大部分の出力Sが0.55Vから0.85Vの
範囲内となるまで繰り返し実行される。これにより、排
気空燃比をリーン空燃比とする酸化雰囲気状態とリッチ
空燃比とする還元雰囲気状態とをバランスよく変調させ
て変動させることができることになり、三元触媒30の
浄化効率の最適化が図られる。
Step S30 is repeated until the output S of the O 2 sensor 24 reaches the target value, that is, until most of the output S including the variation falls within the range of 0.55V to 0.85V. Be executed. As a result, the oxidizing atmosphere state in which the exhaust air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio and the reducing atmosphere state in which the rich air-fuel ratio is a rich air-fuel ratio can be modulated and varied in a well-balanced manner, and the purification efficiency of the three-way catalyst 30 can be optimized. It is planned.

【0050】上記ステップS12の判別結果が偽(N
o)でデューティDが所定値D1以上と判定された場合
には、次にステップS18に進む。ステップS18で
は、今度はデューティDが所定値D2より大きいか否か
(D>D2)を判別する。判別値である所定値D2は上述
したように出力Sの下限値0.55Vに対応したデュー
ティD2であり、ここではデューティDが本制御の出力
Sの下限に対応したデューティD2より大きいか否か、
即ち出力Sを当該所望の範囲内に制御することができな
いくらい空燃比がリッチ側にずれている可能性の有無を
判別する。
If the result of the determination in step S12 is false (N
If it is determined in o) that the duty D is equal to or greater than the predetermined value D1, the process proceeds to step S18. In step S18, it is determined whether or not the duty D is larger than a predetermined value D2 (D> D2). The predetermined value D2, which is the discrimination value, is the duty D2 corresponding to the lower limit value 0.55V of the output S as described above. Here, it is determined whether the duty D is larger than the duty D2 corresponding to the lower limit of the output S of the present control. ,
That is, it is determined whether or not the air-fuel ratio may be shifted to the rich side so that the output S cannot be controlled within the desired range.

【0051】ステップS18の判別結果が真(Yes)
でデューティDが所定値D2より大きいと判定された場
合には、次にステップS20に進む。ステップS20で
は、O2センサ24の出力Sが制御目標下限値(S1−Δ
S1)よりも大きいか否か(S>S1−ΔS1)を判別す
る。通常ならば、ステップS18の判別結果が真(Ye
s)であれば、空燃比の指令値は過剰にリーンとなって
おり、出力Sは制御目標下限値(S1−ΔS1)を下回る
はずある。しかしながら、ステップS18の判別結果が
真(Yes)でありながらステップS20の判別結果が
真(Yes)で出力Sが制御目標下限値(S1−ΔS1)
よりも大きい場合には、上記同様、空燃比の指令値に対
して実際の空燃比がリッチ空燃比寄りになっていると考
えられる。従って、ステップS20の判別結果が真(Y
es)の場合には、次にステップS22に進む。
The result of the determination in step S18 is true (Yes).
If it is determined that the duty D is larger than the predetermined value D2, the process proceeds to step S20. In step S20, the output S of the O 2 sensor 24 is set to the control target lower limit value (S1−Δ
It is determined whether it is larger than S1) (S> S1−ΔS1). If it is normal, the determination result of step S18 is true (Ye
If s), the command value of the air-fuel ratio is excessively lean, and the output S should be lower than the control target lower limit value (S1-ΔS1). However, while the determination result of step S18 is true (Yes), the determination result of step S20 is true (Yes), and the output S is the control target lower limit value (S1-ΔS1).
If it is larger than the above, it is considered that the actual air-fuel ratio is closer to the rich air-fuel ratio with respect to the air-fuel ratio command value, as described above. Therefore, the determination result of step S20 is true (Y
In the case of es), the process proceeds to step S22.

【0052】ステップS22では、空燃比の指令値を実
際の空燃比に合わせるべく、空燃比の指令値を次式(4)
により補正する。つまり、上記所定のリーン空燃比(例
えば値16)及び所定のリッチ空燃比(例えば値14)
の指令値を実際値との整合を図るべくリーン補正する。
即ち上下限A/Fリーン化補正を行う。 (補正A/F)(n)=(補正A/F)(n-1)−G2 …(4) ここに、G2は補正ゲインであり、O2センサ24の出力
Sと制御目標値S1との偏差に応じて増減する。
In step S22, the command value of the air-fuel ratio is calculated by the following equation (4) so that the command value of the air-fuel ratio matches the actual air-fuel ratio.
To correct. That is, the predetermined lean air-fuel ratio (for example, value 16) and the predetermined rich air-fuel ratio (for example, value 14)
Is corrected so as to match the command value with the actual value.
That is, upper / lower limit A / F leaning correction is performed. (Correction A / F) (n) = ( corrected A / F) (n-1 ) -G2 ... (4) Here, G2 is a correction gain, the output S and the control target value S1 of the O 2 sensor 24 Increases or decreases according to the deviation of.

【0053】そして、上記ステップS12乃至ステップ
S16と同様、ステップS18乃至ステップS22は、
空燃比の指令値と実際の空燃比とが整合するまで繰り返
し実行される。一方、ステップS20の判別結果が偽
(No)で出力Sが制御目標下限値(S1−ΔS1)以下
と判定された場合には、空燃比の指令値と実際の空燃比
との整合はとれていると考えられる。従って、この場合
には、ステップS26に進み、出力Sが制御目標値S1
となるように空燃比の変調度合いを調整する。即ち、空
燃比の変調度合いを調節することで、図2に示す平均A
/Fをリッチ空燃比寄りに調整する。
Then, similarly to the above steps S12 to S16, steps S18 to S22 are
It is repeatedly executed until the command value of the air-fuel ratio matches the actual air-fuel ratio. On the other hand, if the determination result of step S20 is false (No) and the output S is determined to be equal to or less than the control target lower limit value (S1−ΔS1), the command value of the air-fuel ratio is matched with the actual air-fuel ratio. It is thought that there is. Therefore, in this case, the process proceeds to step S26, in which the output S becomes the control target value S1.
The degree of modulation of the air-fuel ratio is adjusted so that That is, by adjusting the degree of modulation of the air-fuel ratio, the average A shown in FIG.
/ F is adjusted closer to the rich air-fuel ratio.

【0054】上記ステップS30と同様、ここでは、空
燃比デューティDを変える方法を採用し、次式(5)に示
すように、リッチ空燃比の時間比率を大きく、つまり空
燃比デューティDを小さくすることにより平均A/Fを
リッチ化して変調度合いを調整する。 D(n)=D(n-1)−G4 …(5) ここに、G4は補正ゲインであり、O2センサ24の出力
Sと制御目標値S1との偏差に応じて増減する。
As in step S30, here, a method of changing the air-fuel ratio duty D is adopted, and as shown in the following equation (5), the time ratio of the rich air-fuel ratio is increased, that is, the air-fuel ratio duty D is reduced. Thereby, the average A / F is made rich to adjust the degree of modulation. D (n) = D (n -1) -G4 ... (5) Here, G4 is a correction gain, increases or decreases in accordance with the deviation between the output S and the control target value S1 of the O 2 sensor 24.

【0055】そして、このステップS26は、O2セン
サ24の出力Sが目標値に到達するまで、即ちバラツキ
を含めて大部分の出力Sが0.55Vから0.85Vの
範囲内となるまで繰り返し実行される。これにより、や
はり排気空燃比をリーン空燃比とする酸化雰囲気状態と
リッチ空燃比とする還元雰囲気状態とをバランスよく変
調させて変動させることができることになり、三元触媒
30の浄化効率の最適化が図られる。
This step S26 is repeated until the output S of the O 2 sensor 24 reaches the target value, that is, until most of the output S including the variation falls within the range of 0.55V to 0.85V. Be executed. As a result, the oxidizing atmosphere state in which the exhaust air-fuel ratio is lean and the reducing atmosphere state in which the rich air-fuel ratio is rich can be modulated and changed in a well-balanced manner, and the purification efficiency of the three-way catalyst 30 can be optimized. Is achieved.

【0056】このように、ステップS26或いはステッ
プS30において空燃比デューティDが変更されると、
当該デューティDは所定値D1以上所定値D2以下の範囲
に入るようになる。従って、この場合には、ステップS
18の判別結果は偽(No)となり、次にステップS2
4に進む。ステップS24では、O2センサ24の出力
Sが制御目標下限値(S1−ΔS1)よりも小さいか否か
(S<S1−ΔS1)を判別する。
As described above, when the air-fuel ratio duty D is changed in step S26 or step S30,
The duty D falls within a range from a predetermined value D1 to a predetermined value D2. Therefore, in this case, step S
The judgment result of No. 18 is false (No), and then step S2
Proceed to 4. In step S24, it is determined whether or not the output S of the O 2 sensor 24 is smaller than the control target lower limit value (S1−ΔS1) (S <S1−ΔS1).

【0057】同じく、ステップS28では、O2センサ
24の出力Sが制御目標上限値(S1+ΔS1)よりも大
きいか否か(S>S1+ΔS1)を判別する。ステップS
24、ステップS28の判別結果がそれぞれ真(Ye
s)の場合には、前述したように、ステップS26或い
はステップS30で空燃比の変調度合いが調整され、そ
の結果、O2センサ24の出力Sが不感帯ΔS1内のバラ
ツキを許容して制御目標値S1に一致する。
Similarly, in step S28, it is determined whether or not the output S of the O 2 sensor 24 is larger than the control target upper limit value (S1 + ΔS1) (S> S1 + ΔS1). Step S
24, the determination result of step S28 is true (Ye
In the case of s), as described above, the modulation degree of the air-fuel ratio is adjusted in step S26 or step S30, and as a result, the output S of the O 2 sensor 24 is allowed to vary within the dead zone ΔS1, and the control target value is adjusted. Matches S1.

【0058】これにより、O2センサ24の出力Sを常
に当該出力Sが0.55Vから0.85Vの範囲内とな
るよう制御できることになり、酸化雰囲気状態と還元雰
囲気状態とを常時バランスよく変調させて変動させ、三
元触媒30の浄化効率を安定して最適な状態に維持する
ことができる。一方、これらステップS24及びステッ
プS28の判別結果がともに偽(No)の場合には、ス
テップS40において、NOxセンサ26により検出さ
れるNOx量情報に基づき、NOx量が所定量X1を越え
ているか否か((NOx量)>X1)を判別する。
As a result, the output S of the O 2 sensor 24 can be controlled so that the output S is always within the range of 0.55 V to 0.85 V, and the oxidizing atmosphere state and the reducing atmosphere state are always modulated in a well-balanced manner. The purification efficiency of the three-way catalyst 30 can be stably maintained in an optimum state. On the other hand, if both the determination results in step S24 and step S28 are false (No), in step S40, based on the NOx amount information detected by the NOx sensor 26, it is determined whether or not the NOx amount exceeds the predetermined amount X1. ((NOx amount)> X1) is determined.

【0059】本ステップが実行される場合には、O2
ンサ24の出力Sが0.55Vから0.85Vの範囲内
であることから、図6に基づき、通常NOx浄化効率は
最適値となり、NOxは三元触媒30によって殆ど浄化
されるはずである。従って、NOx量が所定量X1を越え
ていると判定されるような場合には、三元触媒30が劣
化して浄化機能が低下していると考えられる。故に、こ
こでは、三元触媒30下流のNOx量を検出することに
より、三元触媒30の劣化を判定する。
When this step is executed, since the output S of the O 2 sensor 24 is in the range of 0.55 V to 0.85 V, the NOx purification efficiency normally becomes the optimum value based on FIG. NOx should be almost completely purified by the three-way catalyst 30. Therefore, when it is determined that the NOx amount exceeds the predetermined amount X1, it is considered that the three-way catalyst 30 has deteriorated and the purification function has deteriorated. Therefore, here, the deterioration of the three-way catalyst 30 is determined by detecting the NOx amount downstream of the three-way catalyst 30.

【0060】そして、ステップS40の判別結果が真
(Yes)の場合には、ステップS42に進み、触媒劣
化判定を行う。具体的には、異常ランプを点灯する等し
て運転者に異常を知らせ、修理を促す。なお、上記実施
形態では、式(2)乃至式(5)に基づいて上下限A/F及び
平均A/Fをリッチ化或いはリーン化したが、これらリ
ッチ化及びリーン化の処理を比例制御、積分制御、微分
制御の少なくともいずれか一つを用いて行うようにして
もよく、また、現代制御理論を用いて行うようにしても
よい。
If the result of the determination in step S40 is true (Yes), the process proceeds to step S42, where catalyst deterioration determination is performed. Specifically, the driver is notified of the abnormality by turning on an abnormality lamp or the like, and prompts repair. In the above-described embodiment, the upper / lower limit A / F and the average A / F are enriched or lean based on the equations (2) to (5). The control may be performed using at least one of the integral control and the differential control, or may be performed using a modern control theory.

【0061】また、上記実施形態では、排気通路に三元
触媒30のみ配設された場合を説明したが、本発明は、
排気通路に三元触媒が複数配設された場合にも適用可能
である。例えば、排気管後方に通常の三元触媒(後方触
媒)を配するとともにエンジン1の近傍に三元触媒(前
方触媒)を配し、それぞれの三元触媒の直下流にO2
ンサを設けるようにし、低温始動時のような後方触媒を
十分に活性できないような状況下では前方触媒下流のO
2センサの出力値を用いるようにし、一方後方触媒が十
分活性した後は当該後方触媒下流のO2センサの出力値
を用いるように切換えてもよい。なお、この切換えは運
転状態(例えば、冷却水温、始動後経過時間、後方触媒
温度、前方触媒温度、排気温度の少なくともいずれか一
つ)に基づいて行えばよく、O2センサの出力値を完全
に切換えることなく上記運転状態に応じて各O2センサ
の出力値にそれぞれ重み付けをするようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where only the three-way catalyst 30 is provided in the exhaust passage has been described.
The present invention is also applicable to a case where a plurality of three-way catalysts are provided in the exhaust passage. For example, a normal three-way catalyst (rear catalyst) is arranged behind the exhaust pipe, a three-way catalyst (forward catalyst) is arranged near the engine 1, and an O 2 sensor is provided immediately downstream of each three-way catalyst. In a situation where the rear catalyst cannot be sufficiently activated, such as at the time of a low temperature start, O downstream of the front catalyst is
To use a output value of the second sensor, whereas after the rear catalyst is sufficiently active may be switched to use the output value of the rear catalyst downstream of the O 2 sensor. The switching may be performed based on the operating state (for example, at least one of the cooling water temperature, the elapsed time after the start, the rear catalyst temperature, the front catalyst temperature, and the exhaust temperature), and the output value of the O 2 sensor is completely changed. The output value of each O 2 sensor may be weighted according to the operating state without switching to the above.

【0062】また、触媒下流のO2センサにより空燃比
を制御することは、O2センサ上流の触媒等によって機
関燃焼空燃比の変化に対しての遅れが大きくなる傾向に
ある。従って、この遅れが問題となる場合には、触媒上
流にさらにO2センサ或いはA/Fセンサ等の排ガスセ
ンサを取り付け、その出力を基に補正を行うようにして
もよい。
[0062] Further, controlling the air-fuel ratio by a catalyst downstream of the O 2 sensor tends to delay with respect to changes in the engine air-fuel ratio by a catalyst such as the O 2 sensor upstream increases. Therefore, if this delay becomes a problem, an exhaust gas sensor such as an O 2 sensor or an A / F sensor may be further provided upstream of the catalyst, and correction may be performed based on the output.

【0063】[0063]

【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の排気浄化装置によれば、空燃比強制変動手段に
より酸素センサの出力値が第1所定値以上第2所定値以
下の所定範囲内となるように空燃比を変動させること
で、排気空燃比をリーン空燃比とする酸化雰囲気状態と
リッチ空燃比とする還元雰囲気状態とをバランスよく変
調させて変動させることができ、これにより三元触媒の
浄化効率の最適化を図ることができる。
As described above in detail, according to the exhaust gas purifying apparatus of the first aspect of the present invention, the output value of the oxygen sensor is not less than the first predetermined value and not more than the second predetermined value by the forced air-fuel ratio varying means. By varying the air-fuel ratio so as to be within the predetermined range, the oxidizing atmosphere state in which the exhaust air-fuel ratio is lean and the reducing atmosphere state in which the rich air-fuel ratio is rich can be modulated and varied in a well-balanced manner. Thereby, the purification efficiency of the three-way catalyst can be optimized.

【0064】また、請求項2の排気浄化装置によれば、
空燃比強制変動手段により酸素センサの出力値が第1所
定値以上第2所定値以下の所定範囲内となるように空燃
比を変動させ、この際、排気輸送遅れが大きいほど出力
値の目標値を所定範囲内で大側に設定して空燃比を変動
させることにより、排気輸送遅れによって目標値に対す
る制御応答性が鈍化したとしても、目標値に対する酸素
センサの出力値のバラツキが上記所定範囲を外れないよ
うにしながら酸化雰囲気状態と還元雰囲気状態とをバラ
ンスよく変動させるようにでき、確実に三元触媒の浄化
効率の最適化を図ることができる。
According to the exhaust gas purifying apparatus of the second aspect,
The air-fuel ratio is varied by the air-fuel ratio forced variation means so that the output value of the oxygen sensor falls within a predetermined range of not less than a first predetermined value and not more than a second predetermined value. Is set to a large value within a predetermined range to vary the air-fuel ratio, so that even if the control response to the target value slows due to a delay in exhaust transportation, the variation of the output value of the oxygen sensor with respect to the target value falls within the predetermined range. It is possible to change the oxidizing atmosphere state and the reducing atmosphere state in a well-balanced manner without deviating, and it is possible to reliably optimize the purification efficiency of the three-way catalyst.

【0065】また、請求項3の排気浄化装置によれば、
請求項2において、排気輸送遅れをいずれか容易な手段
によって簡単にして的確に検出することができ、これに
より確実に三元触媒の浄化効率の最適化を図ることがで
きる。また、請求項4の排気浄化装置によれば、請求項
1乃至請求項3において、空燃比強制変動手段により酸
素センサ(例えば、デンソー製065500−2991
またはこれと同等の出力電圧特性を有するO2センサ)
の出力値が0.55Vから0.85Vの所定範囲内とな
るように空燃比を変動させることで、酸化雰囲気状態と
還元雰囲気状態とをバランスよく変調させて変動させる
ことができる。
According to the exhaust gas purifying apparatus of the third aspect,
According to the second aspect, the exhaust gas transport delay can be simply and accurately detected by any easy means, whereby the purification efficiency of the three-way catalyst can be surely optimized. Further, according to the exhaust gas purifying apparatus of the fourth aspect, in the first to third aspects, the oxygen sensor (for example, DENSO 065500-2991) is provided by the air-fuel ratio forced variation means.
Or an O 2 sensor with equivalent output voltage characteristics)
By changing the air-fuel ratio so that the output value of the air-fuel ratio falls within a predetermined range of 0.55 V to 0.85 V, the oxidizing atmosphere state and the reducing atmosphere state can be modulated and changed in a well-balanced manner.

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

【図1】車両に搭載された本発明に係る排気浄化装置の
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust purification device according to the present invention mounted on a vehicle.

【図2】空燃比(A/F)の変調波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a modulation waveform of an air-fuel ratio (A / F).

【図3】O2センサの出力に応じた空燃比の変調制御、
即ちA/Fバランス変調制御の制御ルーチンを示すフロ
ーチャートの主要部である。
FIG. 3 shows modulation control of an air-fuel ratio according to the output of an O 2 sensor;
That is, it is a main part of a flowchart showing a control routine of A / F balance modulation control.

【図4】図3に続く、A/Fバランス変調制御の制御ル
ーチンを示すフローチャートの残部である。
FIG. 4 is the remaining part of the flowchart showing the control routine of A / F balance modulation control following FIG. 3;

【図5】O2センサの出力Sの線形化手法を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of linearizing the output S of the O 2 sensor.

【図6】三元触媒下流に設けたO2センサの出力とNOx
浄化効率との関係を示す実験結果である。
FIG. 6 shows an output of an O 2 sensor provided downstream of a three-way catalyst and NOx.
It is an experimental result showing a relationship with purification efficiency.

【図7】排気輸送遅れに応じたO2センサの出力値の目
標値を示すマップである。
FIG. 7 is a map showing a target value of an output value of an O 2 sensor according to a delay in exhaust transportation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン本体 4 点火プラグ 6 燃料噴射弁 10 吸気マニホールド 12 排気マニホールド 14 スロットル弁 16 スロットルポジションセンサ(TPS) 18 エアフローセンサ 20 排気管(排気通路) 22 流速センサ 24 O2センサ(酸素センサ) 26 NOxセンサ 30 三元触媒 40 ECU(電子コントロールユニット)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 4 Spark plug 6 Fuel injection valve 10 Intake manifold 12 Exhaust manifold 14 Throttle valve 16 Throttle position sensor (TPS) 18 Air flow sensor 20 Exhaust pipe (exhaust passage) 22 Flow rate sensor 24 O 2 sensor (Oxygen sensor) 26 NOx sensor 30 three-way catalyst 40 ECU (electronic control unit)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G091 AA02 AA17 AA24 AA28 AB03 BA14 BA15 BA19 BA33 CB02 CB03 CB05 CB07 DA01 DA02 DA10 DB10 DC01 DC05 EA01 EA05 EA16 EA17 EA21 EA30 EA32 EA33 EA34 EA39 FB10 FB11 FB12 GB01W GB04W GB04Y GB05W GB06W HA08 HA36 HA37 3G301 HA01 HA04 HA18 JA21 JB10 LA03 MA01 NA01 NA03 NA04 NA05 ND01 ND18 ND41 NE13 NE15 NE17 NE19 NE23 PA01Z PA11Z PC02Z PD02Z PD11Z PD14Z PD16Z PE01Z PF01Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) HA08 HA36 HA37 3G301 HA01 HA04 HA18 JA21 JB10 LA03 MA01 NA01 NA03 NA04 NA05 ND01 ND18 ND41 NE13 NE15 NE17 NE19 NE23 PA01Z PA11Z PC02Z PD02Z PD11Z PD14Z PD16Z PE01Z PF01Z

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た三元触
媒と、 該三元触媒の下流側に設けられた酸素センサと、 所定の周期、振幅で空燃比を強制的に変動可能な空燃比
強制変動手段とを備え、 該空燃比強制変動手段は前記酸素センサの出力値が第1
所定値以上第2所定値以下の所定範囲内となるように空
燃比を変動させることを特徴とする排気浄化装置。
1. A three-way catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, an oxygen sensor provided on a downstream side of the three-way catalyst, and an air forcibly changing an air-fuel ratio at a predetermined cycle and amplitude. Means for forcibly changing the fuel ratio.
An exhaust gas purification apparatus characterized in that the air-fuel ratio is changed so as to be within a predetermined range from a predetermined value to a second predetermined value.
【請求項2】 内燃機関の排気通路に設けられた三元触
媒と、 該三元触媒の下流側に設けられた酸素センサと、 所定の周期、振幅で空燃比を強制的に変動可能な空燃比
強制変動手段とを備え、 該空燃比強制変動手段は前記酸素センサの出力値が第1
所定値以上第2所定値以下の所定範囲内となるよう排気
輸送遅れが大きいほど前記出力値の目標値を前記所定範
囲内で大側に設定して空燃比を変動させることを特徴と
する排気浄化装置。
2. A three-way catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, an oxygen sensor provided on a downstream side of the three-way catalyst, and an air forcibly changing an air-fuel ratio at a predetermined cycle and amplitude. Means for forcibly changing the fuel ratio.
The exhaust gas is characterized in that the target value of the output value is set to a larger value within the predetermined range and the air-fuel ratio is varied as the exhaust gas transport delay is larger so as to be within a predetermined range of a predetermined value or more and a second predetermined value or less. Purification device.
【請求項3】 前記排気輸送遅れは、吸入空気量、車
速、酸素センサ上流排気系容積、排気流速、内燃機関回
転速度、正味平均有効圧、図示平均有効圧、体積効率、
排気マニホールド圧、排気温度及び排気流量の少なくと
もいずれか一つの指標に基づき検出することを特徴とす
る、請求項2記載の排気浄化装置。
3. The exhaust transportation delay includes an intake air amount, a vehicle speed, an oxygen sensor upstream exhaust system volume, an exhaust flow speed, an internal combustion engine rotation speed, a net average effective pressure, an indicated average effective pressure, a volume efficiency,
3. The exhaust gas purification apparatus according to claim 2, wherein the detection is performed based on at least one index of an exhaust manifold pressure, an exhaust temperature, and an exhaust flow rate.
【請求項4】 前記第1所定値は0.55ボルトであ
り、前記第2所定値は0.85ボルトであることを特徴
とする、請求項1乃至3のいずれか記載の排気浄化装
置。
4. The exhaust emission control device according to claim 1, wherein the first predetermined value is 0.55 volts, and the second predetermined value is 0.85 volts.
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