JP2003129881A - Exhaust gas purifying system for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust gas purifying system for internal combustion engineInfo
- Publication number
- JP2003129881A JP2003129881A JP2001327846A JP2001327846A JP2003129881A JP 2003129881 A JP2003129881 A JP 2003129881A JP 2001327846 A JP2001327846 A JP 2001327846A JP 2001327846 A JP2001327846 A JP 2001327846A JP 2003129881 A JP2003129881 A JP 2003129881A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- air
- nox
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に係り、詳しくは、ＮＯx吸蔵型のＮＯx触媒装置
におけるＮＯxパージ技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust purification system for an internal combustion engine, and more particularly to a NOx purging technique in a NOx storage type NOx catalyst device.
【０００２】[0002]
【関連する背景技術】排気空燃比がリーン空燃比の酸化
雰囲気のときに排気中のＮＯxを例えば硝酸塩Ｘ−ＮＯ3
として捕捉するとともに、排気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ＮＯ
xを放出しＮ2（窒素）とＯ2（酸素）に還元（ＮＯxパー
ジ）する特性を有するＮＯx吸収剤を触媒として採用し
たＮＯx吸蔵型のＮＯx触媒装置が特許登録第２６００４
９２号公報等により公知である。2. Related Background Art When the exhaust air-fuel ratio is in an oxidizing atmosphere with a lean air-fuel ratio, NOx in the exhaust gas such as nitrate X-NO 3
And when the oxygen concentration in the exhaust gas decreases, that is, when the exhaust air-fuel ratio is in a reducing atmosphere in which the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the NO stored on the catalyst
A NOx storage-type NOx catalyst device employing a NOx absorbent having a characteristic of releasing x and reducing (NOx purging) to N 2 (nitrogen) and O 2 (oxygen) is registered as patent No. 26004.
It is known from Japanese Patent Publication No. 92, etc.
【０００３】そして、このようなＮＯx触媒装置では、
ＮＯxパージを行う際において、排気空燃比を理論空燃
比またはリッチ空燃比とすべく、燃料を増量する等して
混合気の空燃比（燃焼空燃比）をリーン空燃比から理論
空燃比またはリッチ空燃比に強制的に切り換えるように
している。In such a NOx catalyst device,
When performing NOx purge, the air-fuel ratio (combustion air-fuel ratio) of the air-fuel mixture is increased from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio. The fuel ratio is forcibly switched.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように燃料を増量する等して燃焼空燃比をリーン空燃比
から理論空燃比またはリッチ空燃比に強制的に切り換え
るようにすると、少なからず燃費の悪化に繋がり好まし
いことではない。それ故、ＮＯxパージ時において、Ｎ
Ｏxパージに使用する燃料量を極力少なく抑えて燃費が
悪化しないようにしながら還元雰囲気を生成することが
望まれる。However, if the combustion air-fuel ratio is forcibly switched from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio by increasing the amount of fuel as described above, fuel consumption will be considerably increased. It is not desirable because it leads to deterioration. Therefore, when purging NOx, N
It is desired to generate the reducing atmosphere while suppressing the fuel consumption so as to suppress the fuel amount used for the Ox purge as small as possible.
【０００５】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、燃費悪化
を最小限に抑えつつＮＯxを確実に還元除去可能な内燃
機関の排気浄化装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an exhaust gas purification device for an internal combustion engine capable of reliably reducing and removing NOx while minimizing deterioration of fuel consumption. To provide.
【０００６】[0006]
【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、車両に搭載された内燃機
関の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成分を吸蔵し、排気空燃比が理
論空燃比または理論空燃比よりもリッチ側のリッチ空燃
比のときに前記吸蔵されたＮＯx成分を放出還元する特
性を有するＮＯx触媒コンバータと、内燃機関の燃焼空
燃比をリーン空燃比と理論空燃比またはリッチ空燃比と
の間で切換制御する空燃比切換制御手段と、内燃機関の
負荷状態を検出する負荷検出手段とを備え、前記空燃比
切換制御手段は、前記負荷検出手段により検出された負
荷が所定値以下であることを条件に内燃機関の燃焼空燃
比をリーン空燃比から理論空燃比またはリッチ空燃比に
切換制御することを特徴としている。In order to achieve the above object, according to the invention of claim 1, the exhaust gas is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine mounted on a vehicle and the exhaust air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio. An NOx catalytic converter having a characteristic of storing the stored NOx component therein and releasing and reducing the stored NOx component when the exhaust air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio on the rich side of the stoichiometric air-fuel ratio. Of the combustion air-fuel ratio of the lean air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio or rich air-fuel ratio, the air-fuel ratio switching control means, and load detection means for detecting the load state of the internal combustion engine, the air-fuel ratio switching control The means is characterized in that the combustion air-fuel ratio of the internal combustion engine is switched from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio on the condition that the load detected by the load detection means is equal to or less than a predetermined value. It is set to.
【０００７】即ち、ＮＯxパージを行うためには、
（Ａ）触媒流入排ガス中の酸素の除去或いは極低濃度
化、（Ｂ）触媒流入排ガス中のＮＯxの除去或いは極低
濃度化、（Ｃ）ＣＯ（一酸化炭素）供給、のいずれかが
条件とされ、このうち（Ｃ）の条件については排ガス流
量の影響を受けるものの、他の（Ａ）、（Ｂ）の条件に
ついては排ガス流量は少量であっても成立するため、こ
こでは、上記（Ａ）または（Ｂ）の条件に基づき、内燃
機関の負荷が所定値以下の低負荷であって排ガス流量が
少ない状況であるときにＮＯxパージを開始するように
し、ＮＯxパージに使用する燃料量を極力少なくするよ
うにしている。That is, in order to perform NOx purging,
Either (A) removal of oxygen in the catalyst inflowing exhaust gas or extremely low concentration, (B) removal of NOx in the catalyst inflowing exhaust gas or extremely low concentration, or (C) supply of CO (carbon monoxide) is required. Although the condition (C) is influenced by the exhaust gas flow rate, the other conditions (A) and (B) are satisfied even if the exhaust gas flow amount is small. Based on the conditions of A) or (B), the NOx purge is started when the load of the internal combustion engine is a low load of a predetermined value or less and the exhaust gas flow rate is small, and the amount of fuel used for the NOx purge is set. I try to reduce it as much as possible.
【０００８】これにより、燃費悪化を最小限に抑えつつ
還元雰囲気を良好に生成してＮＯxを確実に還元除去可
能である。また、請求項２の発明では、前記空燃比切換
制御手段は、リーン空燃比での運転継続期間が所定期間
を経過したとき及び前記ＮＯx触媒コンバータに吸蔵さ
れたＮＯxの量が所定値を越えたときの少なくともいず
れか一方を条件に、前記リーン空燃比から理論空燃比ま
たはリッチ空燃比への切換制御を実施することを特徴と
している。As a result, it is possible to satisfactorily generate the reducing atmosphere while suppressing the deterioration of fuel efficiency and to reliably reduce and remove NOx. Further, in the invention of claim 2, the air-fuel ratio switching control means, when the operation continuation period at the lean air-fuel ratio has passed a predetermined period and when the amount of NOx stored in the NOx catalytic converter exceeds a predetermined value. It is characterized in that switching control from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio is performed under the condition of at least one of the above conditions.
【０００９】従って、ＮＯxパージが必要に応じて無駄
なく適切なタイミングで実施され、燃費悪化がより一層
抑えられる。また、請求項３の発明では、さらに、前記
ＮＯx触媒コンバータよりも下流の排気通路に酸素濃度
を検出する酸素センサを備え、前記空燃比切換制御手段
は、前記リーン空燃比から理論空燃比またはリッチ空燃
比への切換制御を実施しているとき、前記酸素センサに
より検出される酸素濃度が所定値以下になると該切換制
御を終了することを特徴としている。Therefore, the NOx purge is carried out at a proper timing without waste as needed, and the deterioration of fuel consumption is further suppressed. Further, in the invention of claim 3, an oxygen sensor for detecting an oxygen concentration is further provided in an exhaust passage downstream of the NOx catalytic converter, and the air-fuel ratio switching control means changes from the lean air-fuel ratio to a theoretical air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio. The present invention is characterized in that the switching control is ended when the oxygen concentration detected by the oxygen sensor becomes a predetermined value or less while the switching control to the air-fuel ratio is being performed.
【００１０】つまり、ＮＯxパージ時、最初はＮＯx触媒
コンバータに吸蔵されたＮＯxがＯ2に還元されて触媒下
流の酸素濃度が高いが、ＮＯx触媒コンバータに吸蔵さ
れたＮＯxが減少してくると、ＮＯxのＯ2への還元量が
減少し、酸素濃度の低いリッチ空燃比の排ガスがそのま
まＮＯx触媒コンバータを通過することになり、故に、
触媒下流の酸素濃度が所定値以下になったことを検出す
ることで、ＮＯxパージの終了を良好に判定することが
可能である。That is, at the time of NOx purging, initially the NOx stored in the NOx catalytic converter is reduced to O 2 and the oxygen concentration in the downstream of the catalyst is high, but when the NOx stored in the NOx catalytic converter decreases. The amount of NOx reduced to O 2 is reduced, and the exhaust gas with a rich air-fuel ratio having a low oxygen concentration passes through the NOx catalytic converter as it is.
By detecting that the oxygen concentration downstream of the catalyst becomes equal to or lower than a predetermined value, it is possible to satisfactorily determine the end of the NOx purge.
【００１１】また、請求項４の発明では、さらに、前記
ＮＯx触媒コンバータよりも下流の排気通路にＮＯx濃度
を検出するＮＯxセンサを備え、前記空燃比切換制御手
段は、前記リーン空燃比から理論空燃比またはリッチ空
燃比への切換制御を実施しているとき、前記ＮＯxセン
サにより検出されるＮＯx濃度が所定値以下になると該
切換制御を終了することを特徴としている。Further, in the invention of claim 4, further, an NOx sensor for detecting NOx concentration is provided in an exhaust passage downstream of the NOx catalytic converter, and the air-fuel ratio switching control means is arranged based on the lean air-fuel ratio. When the control for switching to the fuel ratio or the rich air-fuel ratio is being performed, the switch control is terminated when the NOx concentration detected by the NOx sensor becomes a predetermined value or less.
【００１２】つまり、ＮＯxパージ時、最初はＮＯx触媒
コンバータに吸蔵されたＮＯxがそのまま触媒下流に放
出されて当該ＮＯxがＮＯxセンサにより検出されるが、
ＮＯx触媒コンバータに吸蔵されたＮＯxが減少してくる
と、ＮＯxの放出量が減少し、ＮＯx濃度の低いリッチ空
燃比の排ガスがそのままＮＯx触媒コンバータを通過す
ることになり、故に、触媒下流のＮＯx濃度が所定値以
下になったことを検出することで、ＮＯxパージの終了
を良好に判定することが可能である。That is, at the time of NOx purging, initially, the NOx stored in the NOx catalytic converter is directly discharged downstream of the catalyst and the NOx is detected by the NOx sensor.
When the NOx stored in the NOx catalytic converter decreases, the amount of NOx released decreases, and the exhaust gas having a rich air-fuel ratio with a low NOx concentration passes through the NOx catalytic converter as it is. Therefore, the NOx downstream of the catalyst is reduced. The end of the NOx purge can be satisfactorily determined by detecting that the concentration becomes equal to or lower than the predetermined value.
【００１３】また、請求項５の発明では、前記負荷検出
手段は、車両の減速状態を検出する減速状態検出手段で
あって、前記空燃比切換制御手段は、前記減速状態検出
手段により検出される車両の減速状態が所定の減速状態
であることを条件に前記リーン空燃比から理論空燃比ま
たはリッチ空燃比への切換制御を実施することを特徴と
している。Further, in the invention of claim 5, the load detecting means is a deceleration state detecting means for detecting a deceleration state of the vehicle, and the air-fuel ratio switching control means is detected by the deceleration state detecting means. It is characterized in that the lean air-fuel ratio is switched to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio on condition that the deceleration state of the vehicle is a predetermined deceleration state.
【００１４】従って、車両の減速状態が所定の減速状態
であることを検出することにより、内燃機関の負荷が所
定値以下の低負荷であって排ガス流量が少ない状況であ
ることを容易に判定可能である。また、請求項６の発明
では、前記負荷検出手段は、内燃機関がアイドル運転状
態またはアイドル出力以下の運転状態であることを検出
するアイドル状態検出手段であって、前記空燃比切換制
御手段は、前記アイドル状態検出手段によりアイドル運
転状態またはアイドル出力以下の運転状態が検出された
ことを条件に前記リーン空燃比から理論空燃比またはリ
ッチ空燃比への切換制御を実施することを特徴としてい
る。Therefore, by detecting that the deceleration state of the vehicle is a predetermined deceleration state, it can be easily determined that the load of the internal combustion engine is a low load of a predetermined value or less and the exhaust gas flow rate is small. Is. Further, in the invention of claim 6, the load detection means is an idle state detection means for detecting that the internal combustion engine is in an idle operation state or an operation state of not more than an idle output, and the air-fuel ratio switching control means is It is characterized in that switching control from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio is carried out on condition that an idle operating state or an operating state equal to or less than an idle output is detected by the idle state detecting means.
【００１５】従って、内燃機関がアイドル運転状態また
はアイドル出力以下の運転状態（アイドルスイッチがオ
ン等）であることを検出することにより、内燃機関の負
荷が所定値以下の低負荷であって排ガス流量が少ない状
況であることを容易に判定可能である。Therefore, by detecting that the internal combustion engine is in an idle operation state or an operation state below the idle output (the idle switch is on, etc.), the load of the internal combustion engine is a low load below a predetermined value and the exhaust gas flow rate is reduced. It is possible to easily determine that the situation is low.
【００１６】[0016]
【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内燃
機関の排気浄化装置の構成を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 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 gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, which is mounted on a vehicle. The configuration of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below based on the figure. explain.
【００１７】内燃機関本体（以下、単にエンジンとい
う）１は、吸気行程で燃料噴射を実施して予混合燃焼
（均一燃焼）を行う吸気行程噴射モード（予混合燃焼モ
ード）と圧縮行程で燃料噴射を実施して層状燃焼を行う
圧縮行程噴射モード（層状燃焼モード）とに切り換えて
運転可能な筒内噴射型の内燃機関であり、ここでは、例
えば筒内噴射型火花点火式ガソリンエンジンが採用され
ている。この筒内噴射型のエンジン１では、吸気行程噴
射モードにおいて、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の他、リーン空燃
比での予混合燃焼運転を実現可能であり、圧縮行程噴射
モードにおいて、超リーン空燃比（例えば、値２５〜値
５０）での層状燃焼運転を実現可能である。The internal combustion engine body (hereinafter, simply referred to as engine) 1 performs fuel injection in an intake stroke to perform premixed combustion (uniform combustion) in an intake stroke injection mode (premixed combustion mode) and a fuel injection in a compression stroke. Is a cylinder injection type internal combustion engine that can be operated by switching to a compression stroke injection mode (stratified combustion mode) in which the cylinder combustion is performed to perform a stratified combustion. For example, a cylinder injection type spark ignition gasoline engine is adopted here. ing. In the in-cylinder injection type engine 1, in the intake stroke injection mode, it is possible to easily realize the operation at the stoichiometric air-fuel ratio (stoichio) and the operation at the rich air-fuel ratio, as well as the premixed combustion operation at the lean air-fuel ratio. Therefore, in the compression stroke injection mode, stratified charge combustion operation with a super lean air-fuel ratio (for example, value 25 to value 50) can be realized.
【００１８】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である。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
射可能である。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. For more details,
The fuel supply device is provided with a low-pressure fuel pump and a high-pressure fuel pump, by which the fuel in the fuel tank is supplied to the fuel injection valve 6 at a low fuel pressure or a high fuel pressure, and the fuel is injected into the fuel injection valve. It is possible to inject from 6 into the combustion chamber at a desired fuel pressure.
【００１９】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とともにアイドルスイッチ（アイドルＳ
Ｗ、負荷検出手段）１１ｂ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 so as 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 has an idle switch (idle S) as well as a throttle sensor 11a for detecting the throttle opening θth.
W, load detection means) 11b.
【００２０】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。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、その本体構造の詳細に
ついてはここでは説明を省略する。Further, the cylinder head 2 is formed with an exhaust port in a substantially horizontal direction for each cylinder, and one end of an exhaust manifold 12 is connected so as to communicate with each exhaust port. The in-cylinder injection type engine 1 is already known, and a detailed description of its main body structure will be omitted here.
【００２１】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
能である。また、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。Reference numeral 13 in the drawing is a crank angle sensor for detecting the crank angle CA, and the crank angle sensor 13 can detect the engine rotational speed Ne together with the crank angle CA. 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.
【００２２】排気浄化触媒装置３０は、吸蔵型ＮＯx触
媒（ＮＯx触媒コンバータ）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３０ａ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（捕捉）させ、主としてＣＯの存在する
還元雰囲気中においてＮＯxを放出しＮ2（窒素）、Ｏ2
（酸素）等に還元（以下、ＮＯxパージという）する機
能を持つものである。詳しくは、吸蔵型ＮＯx触媒３０
ａは、貴金属として白金（Ｐt），パラジウム（Ｐｄ）
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（Ｂａ）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 comprises two catalysts, a storage type NOx catalyst (NOx catalytic converter) 30a and a three-way catalyst 30b, and a three-way catalyst 30b.
Is disposed downstream of the storage type NOx catalyst 30a. The occlusion type NOx catalyst 30a occludes (captures) NOx in an oxidizing atmosphere and releases NOx mainly in a reducing atmosphere in which CO is present to release N 2 (nitrogen), O 2
It has a function of reducing (oxygen) and so on (hereinafter referred to as NOx purge). Specifically, the storage type NOx catalyst 30
a is a noble metal such as platinum (Pt) or palladium (Pd)
And the like, and an alkali metal such as barium (Ba) or an alkaline earth metal is used as the storage material.
【００２３】そして、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａの下流側
には、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａを通った排ガスに含まれ
る酸素濃度を検出するＯ2センサ（酸素センサ、λセン
サ）３２が設けられている。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（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や本発明に係る内燃機関
の排気浄化装置の総合的な制御が行われる。An O 2 sensor (oxygen sensor, λ sensor) 32 for detecting the oxygen concentration contained in the exhaust gas passing through the storage type NOx catalyst 30a is provided on the downstream side of the storage type NOx catalyst 30a. Further, an ECU (electronic control unit) 40 including an input / output device, a storage device (ROM, RAM, non-volatile RAM, etc.), a central processing unit (CPU), a timer counter, etc. is installed. 1 and the exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the present invention is comprehensively controlled.
【００２４】ＥＣＵ４０の入力側には、上述したスロッ
トルセンサ１１ａ、アイドルＳＷ１１ｂ、クランク角セ
ンサ１３、Ｏ2センサ３２の他、アクセルペダル４２の
操作量を検出するアクセルポジションセンサ（負荷検出
手段であって、ＡＰＳと略す）４４、車速Ｖを検出する
車速センサ（負荷検出手段）４６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。On the input side of the ECU 40, in addition to the throttle sensor 11a, the idle SW 11b, the crank angle sensor 13, the O 2 sensor 32 described above, an accelerator position sensor (load detecting means for detecting the operation amount of the accelerator pedal 42) is provided. , APS) 44, a vehicle speed sensor (load detection means) 46 for detecting the vehicle speed V, etc. are connected, and the detection information from these sensors is input.
【００２５】一方、ＥＣＵ４０の出力側には、点火コイ
ル５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５、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, on the output side of the ECU 40, the above-mentioned spark plug 4, fuel injection valve 6 and the like are connected via an ignition coil 5, and the ignition coil 5, fuel injection valve 6 and the like have various sensors. Optimal values such as the fuel injection amount, the fuel injection timing, the ignition timing, etc. calculated based on the detection information from the class are output. As a result, a proper amount of fuel is injected from the fuel injection valve 6 at proper timing, and the ignition plug 4 ignites at proper timing.
【００２６】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を求めて
おり、通常運転制御時には、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
ードが設定される。そして、さらに目標平均有効圧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）が設定される。これにより、適正量の
燃料が適正なタイミングで噴射されるとともに適正なタ
イミングで点火が実施される。Actually, the ECU 40 obtains 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. During the normal operation control, the fuel injection mode, that is, the operation mode is set from the fuel injection mode setting map (not shown) according to the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne. Then, the target average effective pressure Pe
A target air-fuel ratio (target A / F) that is a control target is set based on the engine rotation speed Ne and the engine rotation speed Ne. As a result, a proper amount of fuel is injected at a proper timing and ignition is performed at a proper timing.
【００２７】例えば、目標平均有効圧Ｐeとエンジン回
転速度Ｎeとが共に小さく低負荷状態のときには、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、燃料はリーン空燃比の下に圧縮行程で噴射され点火
プラグ４近傍に集約されて層状燃焼が実施される。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が大きくなって中高負荷状態になると、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
噴射され予混合燃焼が実施される。For example, when both the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne are small and in a low load state, the operation mode is the compression stroke injection mode (compression lean mode), and the fuel is compressed under a lean air-fuel ratio. Is injected in the vicinity of the spark plug 4 and concentrated in the vicinity of the spark plug 4 to perform stratified combustion. On the other hand, when the target average effective pressure Pe becomes large or the engine rotation speed Ne becomes large and the medium-high load state is reached, the operation mode is set to the intake stroke injection mode, the fuel is injected in the intake stroke, and premixed combustion is performed.
【００２８】以下、このように構成された本発明に係る
内燃機関の排気浄化装置の作用、即ち吸蔵型ＮＯx触媒
３０ａのＮＯxパージ制御について説明する。図２を参
照すると、本発明に係る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（空燃比切換制御手
段）、以下同フローチャートに基づき説明する。The operation of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention thus constructed, that is, the NOx purge control of the storage type NOx catalyst 30a will be described below. Referring to FIG. 2, a control routine of the NOx purge control according to the present invention is shown in a flow chart (air-fuel ratio switching control means), which will be described below based on the flow chart.
【００２９】先ず、ステップＳ１０では、後述のように
ＮＯxパージを開始してからのＮＯxパージ時間ｔnoxが
所定時間ｔ3（排気システムや運転条件に応じた最適値
とされ、ここでは例えば８sec）に達していない状況か
否かを判別する。未だＮＯxパージが開始されていない
ような状況では、後述するようにＮＯxパージ時間ｔnox
は値０にリセットされており、判別結果は真（Ｙｅｓ）
となり、次にステップＳ１２に進む。First, in step S10, as will be described later, the NOx purge time tnox after starting the NOx purge reaches a predetermined time t3 (optimal value according to the exhaust system and operating conditions, here 8 sec, for example). Determine whether or not the situation is not. In the situation where the NOx purge has not started yet, the NOx purge time tnox will be described later.
Is reset to the value 0, and the determination result is true (Yes).
Then, the process proceeds to step S12.
【００３０】ステップＳ１２では、リーン空燃比での運
転時間、即ちリーン継続時間ｔleanが所定時間ｔ1（排
気システムや運転条件に応じた最適値とされ、ここでは
例えば５sec）を越えたか否かを判別する。即ち、排気
管２０内が酸化雰囲気となっている時間が所定時間ｔ1
を越えたか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で、
リーン継続時間ｔleanが所定時間ｔ1内である場合に
は、そのまま当該ルーチンを抜け、リーン空燃比での運
転を継続する。一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）で、リー
ン継続時間ｔleanが所定時間ｔ1を越えたと判定された
場合には、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａにはある程度の量の
ＮＯxが吸蔵され、ＮＯxパージを行った方がよい状況と
判断でき、次にステップＳ１４に進む。In step S12, it is determined whether or not the operating time at the lean air-fuel ratio, that is, the lean continuation time tlean, exceeds a predetermined time t1 (optimal value according to the exhaust system and operating conditions, here 5 seconds, for example). To do. That is, the time during which the exhaust pipe 20 is in an oxidizing atmosphere is the predetermined time t1.
It is determined whether or not the value exceeds. If the determination result is false (No),
When the lean continuation time tlean is within the predetermined time t1, the routine is exited as it is, and the operation at the lean air-fuel ratio is continued. On the other hand, if the determination result is true (Yes) and it is determined that the lean continuation time tlean exceeds the predetermined time t1, a certain amount of NOx is stored in the storage-type NOx catalyst 30a and NOx purge is performed. It can be determined that the situation is better, and the process proceeds to step S14.
【００３１】ステップＳ１４では、触媒下流のＯ2セン
サ３２からの検出情報に基づき、酸素濃度ＤO2が所定値
Ｄ1（排気システムや運転条件に応じた最適値とされ、
ここではＯ2センサ３２の出力で例えば０．６Ｖ）より
大か否かを判別する。リーン空燃比での運転時にはもと
もとＯ2が多いために酸素濃度ＤO2は所定値Ｄ1よりも大
きい。従って、ここでは、判別結果は真（Ｙｅｓ）とな
り、次にステップＳ１６に進む。In step S14, based on the detection information from the O 2 sensor 32 downstream of the catalyst, the oxygen concentration D02 is set to a predetermined value D1 (optimum value according to the exhaust system and operating conditions,
Here, it is determined whether or not the output of the O 2 sensor 32 is larger than, for example, 0.6V. Oxygen concentration DO2 for originally O 2 is high during operation at a lean air-fuel ratio is larger than the predetermined value D1. Therefore, here, the determination result is true (Yes), and the process proceeds to step S16.
【００３２】ステップＳ１６では、ＡＰＳ４４からの情
報に基づき、エンジン１の負荷Ｌが所定値Ｌ1（排気シ
ステムや運転条件に応じた最適値とされ、ここでは例え
ばアイドル時出力の９０％）よりも小さいか否かを判別
する。即ち、運転者がアクセルペダル４２を操作してお
らず、エンジン１が低負荷で排ガス流量が少ないか否か
を判別する。なお、ＡＰＳ４４からの情報に代えて、体
積効率、正味平均有効圧、出力トルク、吸気管圧、燃料
量、吸入空気量の各情報に基づいて判別を行うようにし
てもよい。判別結果が真（Ｙｅｓ）で、負荷Ｌが所定値
Ｌ1よりも小さく排ガス流量が少ないと判定された場合
には、ステップＳ１８に進む。In step S16, the load L of the engine 1 is smaller than a predetermined value L1 (optimal value according to the exhaust system and operating conditions, for example, 90% of the output during idling) based on the information from the APS 44. Or not. That is, it is determined whether the driver has not operated the accelerator pedal 42, the engine 1 has a low load, and the exhaust gas flow rate is small. Instead of the information from the APS 44, the determination may be made based on each information of volume efficiency, net average effective pressure, output torque, intake pipe pressure, fuel amount, intake air amount. When the determination result is true (Yes) and it is determined that the load L is smaller than the predetermined value L1 and the exhaust gas flow rate is small, the process proceeds to step S18.
【００３３】ステップＳ１８では、排気管２０内を還元
雰囲気としてＮＯxパージを実施する。詳しくは、燃料
噴射弁６から噴射する燃料噴射量を増量し、燃焼空燃比
が理論空燃比またはリッチ空燃比となるようにする。こ
れにより、排気空燃比も理論空燃比またはリッチ空燃比
となり、排気管２０内が還元雰囲気とされてＮＯxパー
ジが実施され、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａに吸蔵されたＮ
Ｏxが良好に放出され還元される。At step S18, NOx purge is carried out with the exhaust pipe 20 as a reducing atmosphere. Specifically, the fuel injection amount injected from the fuel injection valve 6 is increased so that the combustion air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio. As a result, the exhaust air-fuel ratio also becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the inside of the exhaust pipe 20 is made into a reducing atmosphere, NOx purging is performed, and the N stored in the NOx storage catalyst 30a is stored.
Ox is well released and reduced.
【００３４】ところで、上述した如く当該ＮＯxパージ
はエンジン１の負荷Ｌが所定値Ｌ1よりも小さく低負荷
であって排ガス流量が非常に少ない状況下で実施されて
いる。従って、排気管２０内を還元雰囲気、即ち排気空
燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比とするために必要
とされる燃料量はそれほど多くなくてもよい。つまり、
エンジン１の負荷Ｌが所定値Ｌ1よりも小さく低負荷で
ある状況下でＮＯxパージを実施することにより、ＮＯx
パージに使用する燃料消費量を極力少なくすることがで
きる。これにより、燃費の悪化を最小限に抑えて確実に
ＮＯxの放出還元を実施することが可能となる。By the way, as described above, the NOx purge is carried out under the condition that the load L of the engine 1 is smaller than the predetermined value L1 and the load is low and the flow rate of exhaust gas is very small. Therefore, the amount of fuel required to bring the exhaust pipe 20 into the reducing atmosphere, that is, to make the exhaust air-fuel ratio the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, need not be so large. That is,
NOx purging is carried out under the condition that the load L of the engine 1 is smaller than the predetermined value L1 and the load is low.
The fuel consumption used for purging can be minimized. As a result, it is possible to surely carry out the NOx emission reduction while suppressing the deterioration of fuel efficiency.
【００３５】一方、ステップＳ１６の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）で、エンジン１の負荷Ｌが所定値Ｌ1以上である場
合には、ステップＳ２０に進み、リーン継続時間ｔlean
が所定時間ｔ2（排気システムや運転条件に応じた最適
値とされ、ここでは例えば３０sec）を越えたか否かを
判別する。エンジン１の負荷Ｌが所定値Ｌ1以上であっ
ても、所定時間ｔ2を越えるほどリーン空燃比での運転
が継続された場合には、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａにはか
なりの量のＮＯxが吸蔵されておりＮＯxパージをせざる
を得ない状況と判断できる。従って、この場合にも、上
記同様にステップＳ１８においてＮＯxパージを実施す
る。On the other hand, the determination result of step S16 is false (N
If the load L of the engine 1 is equal to or greater than the predetermined value L1 in o), the process proceeds to step S20, and the lean continuation time tlean
For a predetermined time t2 (which is an optimum value according to the exhaust system and operating conditions, here 30 seconds, for example) is determined. Even if the load L of the engine 1 is equal to or greater than the predetermined value L1, if the lean air-fuel ratio operation is continued for more than the predetermined time t2, a considerable amount of NOx is stored in the storage type NOx catalyst 30a. Therefore, it can be judged that there is no choice but to carry out NOx purge. Therefore, also in this case, the NOx purge is carried out in step S18 similarly to the above.
【００３６】ＮＯxパージが開始されると、上記各ステ
ップが繰り返し実行される。そして、ステップＳ１０の
判別結果が偽（Ｎｏ）となり、ＮＯxパージ時間ｔnoxが
所定時間ｔ3に達したと判定された場合には、吸蔵型Ｎ
Ｏx触媒３０ａに吸蔵されていたＮＯxは十分に放出還元
されたと判断できる。従って、この場合には、次にステ
ップＳ２２に進み、リーン空燃比での運転の再開に備え
てリーン継続時間ｔleanを値０にリセットするととも
に、次回のＮＯxパージに備えてＮＯxパージ時間ｔnox
を値０にリセットし、ステップＳ２４において、ＮＯx
パージを解除、即ち終了する。When the NOx purge is started, the above steps are repeatedly executed. If the determination result of step S10 is false (No) and it is determined that the NOx purge time tnox has reached the predetermined time t3, the occlusion type N
It can be judged that the NOx stored in the Ox catalyst 30a has been sufficiently released and reduced. Therefore, in this case, the process proceeds to step S22, the lean continuation time tlean is reset to the value 0 in preparation for restarting the operation at the lean air-fuel ratio, and the NOx purge time tnox is prepared for the next NOx purge.
Is reset to the value 0, and in step S24, NOx
The purge is canceled, that is, the purge is completed.
【００３７】また、ＮＯxパージを実施している間は、
吸蔵型ＮＯx触媒３０ａに吸蔵されたＮＯxが放出還元さ
れてＯ2が排出されるために酸素濃度ＤO2は所定値Ｄ1よ
りも大きいのであるが、ＮＯxパージが進行して吸蔵型
ＮＯx触媒３０ａに吸蔵されたＮＯxが減少すると、ＮＯ
xのＯ2への還元量が少なくなるために、理論空燃比また
はリッチ空燃比であってＯ2を殆ど含まない排ガスがそ
のまま吸蔵型ＮＯx触媒３０ａを通過することになり、
酸素濃度ＤO2は所定値Ｄ1以下となる。従って、この場
合には、ステップＳ１４の判別結果は偽（Ｎｏ）とな
り、上記同様、ステップＳ２２を経てステップＳ２４に
進み、ＮＯxパージを終了する。つまり、ステップＳ１
４において酸素濃度ＤO2が所定値Ｄ1よりも大きいか否
かを判別することでも、ＮＯxパージの終了判定を良好
に行うことができる。During the NOx purge,
Since the NOx stored in the storage-type NOx catalyst 30a is released and reduced and O 2 is discharged, the oxygen concentration D02 is larger than the predetermined value D1, but the NOx purge progresses and the storage is performed in the storage-type NOx catalyst 30a. When the NOx generated is reduced, NO
Since the amount of x reduced to O 2 decreases, exhaust gas having a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio and containing almost no O 2 will pass through the occlusion type NOx catalyst 30a as it is,
The oxygen concentration D02 becomes less than the predetermined value D1. Therefore, in this case, the determination result of step S14 is false (No), and similarly to the above, the process proceeds to step S24 through step S22 to end the NOx purge. That is, step S1
It is also possible to satisfactorily determine the end of the NOx purge by determining whether or not the oxygen concentration D02 is greater than the predetermined value D1 in 4.
【００３８】また、ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）、即ちエンジン１の負荷Ｌが所定値Ｌ1以上であ
り、且つリーン継続時間ｔleanが所定時間ｔ2に達して
いない場合には、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａにはまだＮＯx
吸蔵の余地があり、ＮＯxパージを実施しなくてもよい
状況と判断できる。従って、この場合にはステップＳ２
４に進み、ＮＯxパージは行わないようにする。これに
よっても、燃費の悪化を極力防止することができる。Further, the determination result of step S20 is false (N
o), that is, when the load L of the engine 1 is equal to or greater than the predetermined value L1 and the lean duration time tlean has not reached the predetermined time t2, NOx is still stored in the NOx storage catalyst 30a.
Since there is room for storage, it can be determined that the NOx purge need not be performed. Therefore, in this case, step S2
Proceed to step 4 to stop NOx purging. This also makes it possible to prevent deterioration of fuel consumption as much as possible.
【００３９】図３乃至図５は、上記図２の変形例を示す
フローチャートの一部である。以下、順に変形例を説明
する。先ず図３について説明する。上記図２のステップ
Ｓ１２では、リーン継続時間ｔleanが所定時間ｔ1を越
えたか否かを判別することにより、ＮＯxパージを行っ
た方がよい状況か否かの判断を行うようにしたが、これ
に代えて、図３のステップＳ１２’に示すように、吸蔵
型ＮＯx触媒３０ａに吸蔵されたＮＯx量Ｑnoxを求め、
該ＮＯx量Ｑnoxが所定値Ｑ1を越えたか否かを判別する
ようにしてもよい。ＮＯx量Ｑnoxは、直接検出するよう
にしてもよいが、エンジン１の運転状態から推定するこ
ともできる。FIGS. 3 to 5 are part of a flowchart showing a modification of FIG. Hereinafter, modified examples will be described in order. First, FIG. 3 will be described. In step S12 of FIG. 2, it is determined whether or not the NOx purge should be performed by determining whether or not the lean continuation time tlean exceeds the predetermined time t1. Instead, as shown in step S12 ′ of FIG. 3, the NOx amount Qnox stored in the storage-type NOx catalyst 30a is calculated,
It may be possible to determine whether the NOx amount Qnox exceeds a predetermined value Q1. The NOx amount Qnox may be directly detected, but it can also be estimated from the operating state of the engine 1.
【００４０】なお、この場合、上記図２のステップＳ２
０についてはステップＳ２０’とし、ステップＳ２０’
においてＮＯx量Ｑnoxが所定値Ｑ2を越えたか否かの判
別を行う。次に図４について説明する。上記図２のステ
ップＳ１４では、酸素濃度ＤO2が所定値Ｄ1より大きい
か否かを判別するようにしたが、Ｏ2センサ３２の代わ
りにＮＯxセンサ３２’を設け、図４のステップＳ１
４’に示すように、ＮＯx濃度Ｄnoxが所定値Ｄ２より大
きいか否かを判別するようにしてもよい。In this case, step S2 of FIG.
For 0, step S20 'is performed, and step S20'
At, it is determined whether or not the NOx amount Qnox exceeds a predetermined value Q2. Next, FIG. 4 will be described. In step S14 of FIG. 2, the oxygen concentration DO2 was made to determine whether or not greater than the predetermined value D1, provided NOx sensor 32 'instead of the O 2 sensor 32, the steps of FIG. 4 S1
As shown in 4 ', it may be determined whether or not the NOx concentration Dnox is larger than the predetermined value D2.
【００４１】つまり、ＮＯxパージを実施している間
は、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａに吸蔵されたＮＯxが放出さ
れるためにＮＯx濃度Ｄnoxは所定値Ｄ2よりも大きくな
るが、ＮＯxパージが進行して吸蔵型ＮＯx触媒３０ａに
吸蔵されたＮＯxが減少すると、ＮＯxの放出量が少なく
なるため、理論空燃比またはリッチ空燃比であってＮＯ
xを殆ど含まない排ガスがそのまま吸蔵型ＮＯx触媒３０
ａを通過することになり、酸素濃度ＤO2は所定値Ｄ1以
下となる。従って、ＮＯx濃度Ｄnoxが所定値Ｄ２より大
きいか否かを判別することによっても、上記同様にＮＯ
xパージの終了判定を良好に行うことができる。That is, while the NOx purge is being performed, the NOx concentration Dnox becomes larger than the predetermined value D2 because the NOx stored in the storage-type NOx catalyst 30a is released, but the NOx purge progresses. When the NOx stored in the storage-type NOx catalyst 30a decreases, the amount of NOx released decreases, so that the theoretical air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio is NO.
Exhaust gas containing almost no x is directly stored in the NOx catalyst 30
As a result, the oxygen concentration D02 becomes less than or equal to the predetermined value D1. Therefore, by determining whether or not the NOx concentration Dnox is larger than the predetermined value D2, the NO is obtained in the same manner as above.
x Purge end determination can be performed well.
【００４２】次に図５について説明する。上記図２のス
テップＳ１６では、ＡＰＳ４４からの情報等に基づき、
エンジン１の負荷Ｌが所定値Ｌ1よりも小さいか否かを
判別するようにしたが、図５のステップＳ１６ａに示す
ように、アイドルＳＷ１１ｂがオンでエンジン１がアイ
ドル運転状態にあり、エンジン出力がアイドル出力以下
であることを判別してもよいし、さらに、通常運転者が
アクセルペダル４２の操作を止めると車両は減速するた
め、ステップＳ１６ｂに示すように、車速Ｖ、スロット
ル開度等の情報に基づいて車両が減速中であることを検
出するようにしてもよい。これにより、エンジン１の負
荷Ｌが所定値Ｌ1よりも小さく低負荷であって排ガス流
量が少ない状況であることを容易に判定することができ
る。Next, FIG. 5 will be described. In step S16 of FIG. 2, based on the information from APS44,
Although it is determined whether or not the load L of the engine 1 is smaller than the predetermined value L1, as shown in step S16a of FIG. 5, the idle SW 11b is on, the engine 1 is in the idle operation state, and the engine output is It may be determined that the output is less than or equal to the idle output. Further, when the normal driver stops the operation of the accelerator pedal 42, the vehicle decelerates. Therefore, as shown in step S16b, information such as the vehicle speed V and the throttle opening is obtained. The fact that the vehicle is decelerating may be detected based on the above. As a result, it can be easily determined that the load L of the engine 1 is smaller than the predetermined value L1 and the load is low, and the exhaust gas flow rate is small.
【００４３】以上で説明を終えるが、上記実施形態に限
られるものではない。例えば、上記実施形態では、吸蔵
型ＮＯx触媒３０ａや三元触媒３０ｂの温度については
考慮していないが、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａが所定温度
以上であるときにのみＮＯxパージを行うように制限を
設けてもよい。これにより、ＮＯxパージの実施に伴う
ＮＯxの還元及びＨＣ、ＣＯの酸化を吸蔵型ＮＯx触媒３
０ａや三元触媒３０ｂが活性している状態下で実施でき
る。Although the description is finished above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the temperatures of the storage type NOx catalyst 30a and the three-way catalyst 30b are not taken into consideration, but a limitation is set so that the NOx purge is performed only when the storage type NOx catalyst 30a is at a predetermined temperature or higher. May be. As a result, the NOx reduction and the oxidation of HC and CO accompanying the execution of the NOx purge are stored in the NOx catalyst 3
It can be carried out under the condition that 0a and the three-way catalyst 30b are active.
【００４４】また、当該筒内噴射型のエンジン１では、
燃料噴射時期を自由に設定できることから、ＮＯxパー
ジを行う場合に追加となる燃料については、膨張行程以
降に噴射するようにしてもよい。これにより、追加され
た燃料が膨張仕事に寄与することがなくなり、ＮＯxパ
ージ開始及び終了時におけるエンジン１のトルク変動を
好適に防止することができる。Further, in the cylinder injection type engine 1,
Since the fuel injection timing can be freely set, the additional fuel when performing the NOx purge may be injected after the expansion stroke. As a result, the added fuel does not contribute to the expansion work, and the torque fluctuation of the engine 1 at the start and end of the NOx purge can be preferably prevented.
【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の内燃機関の排気浄化装置によれば、内燃機関の
負荷が所定値以下の低負荷であって排ガス流量が少ない
状況であるときにＮＯxパージを開始するようにし、Ｎ
Ｏxパージに使用する燃料量を極力少なくするようにし
ているので、燃費悪化を最小限に抑えつつ還元雰囲気を
良好に生成してＮＯxを確実に還元除去することができ
る。As described in detail above, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention, the load of the internal combustion engine is low below a predetermined value and the exhaust gas flow rate is small. Start NOx purge at a certain time, N
Since the amount of fuel used for Ox purging is made as small as possible, it is possible to reliably reduce and remove NOx by appropriately generating a reducing atmosphere while minimizing deterioration of fuel consumption.
【００４６】また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置
によれば、リーン空燃比での運転継続期間が所定期間を
経過したとき及びＮＯx触媒コンバータに吸蔵されたＮ
Ｏxの量が所定値を越えたときの少なくともいずれか一
方を条件に、リーン空燃比から理論空燃比またはリッチ
空燃比への切換制御を実施するので、ＮＯxパージを必
要に応じて無駄なく適切なタイミングで実施でき、燃費
悪化をより一層抑えることができる。Further, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 2, when the operation continuation period at the lean air-fuel ratio exceeds a predetermined period and when the Nx stored in the NOx catalytic converter is reached.
Since the switching control from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio is performed under the condition that the amount of Ox exceeds the predetermined value, at least one of them is performed, so that the NOx purge can be appropriately performed without waste if necessary. It can be carried out at a timing, and the deterioration of fuel efficiency can be further suppressed.
【００４７】また、請求項３の内燃機関の排気浄化装置
によれば、ＮＯx触媒コンバータよりも下流に設けた酸
素センサにより、ＮＯx触媒コンバータに吸蔵されたＮ
Ｏxの還元量が減少して酸素濃度の低いリッチ空燃比の
排ガスがそのままＮＯx触媒コンバータを通過している
ことを検出するようにしたので、ＮＯxパージの終了を
良好に判定することができる。Further, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 3, the N sensor stored in the NOx catalytic converter is stored by the oxygen sensor provided downstream of the NOx catalytic converter.
Since it is detected that the exhaust gas of the rich air-fuel ratio with a low oxygen concentration and a low oxygen concentration is passing through the NOx catalytic converter as it is, the end of the NOx purge can be determined well.
【００４８】また、請求項４の内燃機関の排気浄化装置
によれば、ＮＯx触媒コンバータよりも下流に設けたＮ
Ｏxセンサにより、ＮＯx触媒コンバータに吸蔵されたＮ
Ｏxの放出量が減少してＮＯx濃度の低いリッチ空燃比の
排ガスがそのままＮＯx触媒コンバータを通過している
ことを検出するようにしたので、ＮＯxパージの終了を
良好に判定することができる。Further, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 4, N provided downstream of the NOx catalytic converter.
N stored in the NOx catalytic converter by the Ox sensor
Since it is detected that the exhaust gas having a rich air-fuel ratio with a low NOx concentration and a low NOx concentration is passing through the NOx catalytic converter as it is, it is possible to satisfactorily determine the end of the NOx purge.
【００４９】また、請求項５の内燃機関の排気浄化装置
によれば、車両の減速状態が所定の減速状態であること
を検出することにより、内燃機関の負荷が所定値以下の
低負荷であって排ガス流量が少ない状況であることを容
易に判定することができる。また、請求項６の内燃機関
の排気浄化装置によれば、内燃機関がアイドル運転状態
またはアイドル出力以下の運転状態（アイドルスイッチ
がオン等）であることを検出することにより、内燃機関
の負荷が所定値以下の低負荷であって排ガス流量が少な
い状況であることを容易に判定することができる。Further, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 5, it is detected that the deceleration state of the vehicle is a predetermined deceleration state, so that the load of the internal combustion engine is a low load of a predetermined value or less. Therefore, it can be easily determined that the exhaust gas flow rate is small. Further, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 6, the load of the internal combustion engine is detected by detecting that the internal combustion engine is in an idle operation state or an operation state below an idle output (the idle switch is on, etc.). It can be easily determined that the load is less than a predetermined value and the exhaust gas flow rate is small.
【図１】本発明に係る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 emission control device for an 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の変形例を示すフローチャートの一部であ
る。FIG. 3 is a part of a flowchart showing a modified example of FIG.
【図４】図２の変形例を示すフローチャートの一部であ
る。FIG. 4 is a part of a flowchart showing a modified example of FIG.
【図５】図２の変形例を示すフローチャートの一部であ
る。5 is a part of a flowchart showing a modified example of FIG.
１ エンジン（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 １１ｂ アイドルスイッチ（アイドルＳＷ） 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 Ｏ2センサ ３２’ ＮＯxセンサ ４０ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ） ４４ アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ） ４６ 車速センサDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 engine (internal combustion engine) 4 spark plug 6 fuel injection valve 11a throttle sensor 11b idle switch (idle SW) 13 crank angle sensor 30 exhaust gas purification catalyst device 30a storage type NOx catalyst 30b three-way catalyst 32 O 2 sensor 32 'NOx sensor 40 Electronic control unit (ECU) 44 Accelerator position sensor (APS) 46 Vehicle speed sensor
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 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｄ 3/24 Ｆ０２Ｄ 41/08 ３０５ 3/28 ３０１ 41/12 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/08 ３０５ 45/00 ３６８Ｇ 41/12 ３０５ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ｂ 45/00 ３６８ ＺＡＢ １０３Ｂ Ｆターム(参考） 3G084 AA04 BA09 BA13 CA03 CA06 DA02 DA10 EA11 EB12 FA10 FA18 FA26 FA29 FA33 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AB06 BA11 BA14 BA32 CA18 CB02 DA02 DB10 DC01 EA01 EA03 EA07 EA08 EA22 EA36 FA08 FA12 FA19 FB10 FC01 GB02W GB03W GB05W 3G301 HA01 HA15 JA02 JA13 JA25 JA26 JA29 KA08 KA16 LA01 LB02 MA01 MA11 MA14 ND02 NE01 NE06 PA01Z PA11A PA11Z PA14A PA14Z PA17Z PB03Z PD02Z PD12A PE03Z PF03Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB02 AB05 AB07 CC32 CC46 DA01 DA02 DA20 EA04 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/20 F01N 3/28 301D 3/24 F02D 41/08 305 3/28 301 41/12 305 FO2D 41/08 305 45/00 368G 41/12 305 B01D 53/36 101B 45/00 368 ZAB 103B F term (reference) 3G084 AA04 BA09 BA13 CA03 CA06 DA02 DA10 EA11 EB12 FA10 FA18 FA26 FA29 FA33 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AB06 CA18 BA02 BA11 BA11 BA02 DA02 DB10 DC01 EA01 EA03 EA07 EA08 EA22 EA36 FA08 FA12 FA19 FB10 FC01 GB02W GB03W GB05W 3G301 HA01 HA15 JA02 JA13 JA25 JA26 JA29 KA08 KA16 LA01 LB02 MA01 MA11 MA14 ND02 NE01 NE06 PA01Z PA11A PA11Z PA14A PA14Z PA17Z PB03Z PD02Z PD12A PE03Z PF03Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB02 AB05 AB07 CC32 CC46 DA01 DA02 DA20 EA04
Claims (6)
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成分を吸蔵し、排気空燃比が理論空燃比または
理論空燃比よりもリッチ側のリッチ空燃比のときに前記
吸蔵されたＮＯx成分を放出還元する特性を有するＮＯx
触媒コンバータと、 内燃機関の燃焼空燃比をリーン空燃比と理論空燃比また
はリッチ空燃比との間で切換制御する空燃比切換制御手
段と、 内燃機関の負荷状態を検出する負荷検出手段とを備え、 前記空燃比切換制御手段は、前記負荷検出手段により検
出された負荷が所定値以下であることを条件に内燃機関
の燃焼空燃比をリーン空燃比から理論空燃比またはリッ
チ空燃比に切換制御することを特徴とする内燃機関の排
気浄化装置。1. An NOx component in exhaust gas is stored when an exhaust air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio, and the exhaust air-fuel ratio is set to a stoichiometric air-fuel ratio Also has a characteristic of releasing and reducing the stored NOx component when the rich air-fuel ratio on the rich side is present.
A catalytic converter, an air-fuel ratio switching control means for controlling the combustion air-fuel ratio of the internal combustion engine to switch between a lean air-fuel ratio and a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio, and a load detection means for detecting the load state of the internal combustion engine. The air-fuel ratio switching control means controls the combustion air-fuel ratio of the internal combustion engine from a lean air-fuel ratio to a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio on condition that the load detected by the load detection means is a predetermined value or less. An exhaust emission control device for an internal combustion engine, which is characterized in that:
比での運転継続期間が所定期間を経過したとき及び前記
ＮＯx触媒コンバータに吸蔵されたＮＯxの量が所定値を
越えたときの少なくともいずれか一方を条件に、前記リ
ーン空燃比から理論空燃比またはリッチ空燃比への切換
制御を実施することを特徴とする、請求項１記載の内燃
機関の排気浄化装置。2. The air-fuel ratio switching control means is at least any one of when a continuous operation period at a lean air-fuel ratio exceeds a predetermined period and when the amount of NOx stored in the NOx catalytic converter exceeds a predetermined value. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control for switching from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio is performed on the condition of one of them.
も下流の排気通路に酸素濃度を検出する酸素センサを備
え、 前記空燃比切換制御手段は、前記リーン空燃比から理論
空燃比またはリッチ空燃比への切換制御を実施している
とき、前記酸素センサにより検出される酸素濃度が所定
値以下になると該切換制御を終了することを特徴とす
る、請求項１または２記載の内燃機関の排気浄化装置。3. An oxygen sensor for detecting an oxygen concentration is further provided in an exhaust passage downstream of the NOx catalytic converter, and the air-fuel ratio switching control means changes the lean air-fuel ratio to a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio. 3. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the switching control is terminated when the oxygen concentration detected by the oxygen sensor becomes equal to or lower than a predetermined value during the switching control.
も下流の排気通路にＮＯx濃度を検出するＮＯxセンサを
備え、 前記空燃比切換制御手段は、前記リーン空燃比から理論
空燃比またはリッチ空燃比への切換制御を実施している
とき、前記ＮＯxセンサにより検出されるＮＯx濃度が所
定値以下になると該切換制御を終了することを特徴とす
る、請求項１または２記載の内燃機関の排気浄化装置。4. An NOx sensor for detecting a NOx concentration is provided in an exhaust passage downstream of the NOx catalytic converter, wherein the air-fuel ratio switching control means changes the lean air-fuel ratio to a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio. 3. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the switching control is ended when the NOx concentration detected by the NOx sensor becomes a predetermined value or less while the switching control is being performed.
検出する減速状態検出手段であって、 前記空燃比切換制御手段は、前記減速状態検出手段によ
り検出される車両の減速状態が所定の減速状態であるこ
とを条件に前記リーン空燃比から理論空燃比またはリッ
チ空燃比への切換制御を実施することを特徴とする、請
求項１乃至４のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装
置。5. The load detecting means is a deceleration state detecting means for detecting a deceleration state of the vehicle, and the air-fuel ratio switching control means has a predetermined deceleration state of the vehicle detected by the deceleration state detecting means. 5. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the lean air-fuel ratio is switched to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio on the condition that the vehicle is in a deceleration state.
ル運転状態またはアイドル出力以下の運転状態であるこ
とを検出するアイドル状態検出手段であって、 前記空燃比切換制御手段は、前記アイドル状態検出手段
によりアイドル運転状態またはアイドル出力以下の運転
状態が検出されたことを条件に前記リーン空燃比から理
論空燃比またはリッチ空燃比への切換制御を実施するこ
とを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか記載の内燃
機関の排気浄化装置。6. The load detecting means is an idle state detecting means for detecting whether the internal combustion engine is in an idle operating state or an operating state less than or equal to an idle output, and the air-fuel ratio switching control means is for detecting the idle state. 5. The control for switching from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio is carried out on the condition that an idle operating state or an operating state less than an idle output is detected by the means. 9. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to any one of 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001327846A JP2003129881A (en) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | Exhaust gas purifying system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001327846A JP2003129881A (en) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | Exhaust gas purifying system for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003129881A true JP2003129881A (en) | 2003-05-08 |
Family
ID=19144006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001327846A Pending JP2003129881A (en) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | Exhaust gas purifying system for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003129881A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006077675A (en) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Isuzu Motors Ltd | Induction structure and exhaust emission control device |
| JP2010530494A (en) * | 2007-06-19 | 2010-09-09 | イートン コーポレーション | Measures for setting the schedule of LNT playback |
-
2001
- 2001-10-25 JP JP2001327846A patent/JP2003129881A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006077675A (en) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Isuzu Motors Ltd | Induction structure and exhaust emission control device |
| US7963109B2 (en) | 2004-09-09 | 2011-06-21 | Isuzu Motors Limited | Guide structure and exhaust gas purification device |
| JP2010530494A (en) * | 2007-06-19 | 2010-09-09 | イートン コーポレーション | Measures for setting the schedule of LNT playback |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4250856B2 (en) | In-cylinder internal combustion engine | |
| JP3684934B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP3460503B2 (en) | Exhaust gas purification device for in-cylinder injection internal combustion engine | |
| JP4475117B2 (en) | Engine air-fuel ratio control device | |
| JP3646571B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2003129881A (en) | Exhaust gas purifying system for internal combustion engine | |
| JP3873537B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP3334636B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2002155784A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
| JP4345202B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP3642194B2 (en) | In-cylinder internal combustion engine | |
| JP3952109B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP3582582B2 (en) | Exhaust purification system for in-cylinder injection internal combustion engine | |
| JP2002256856A (en) | Device for detecting deterioration of exhaust emission control catalyst | |
| JP2000054837A (en) | Catalyst temperature raising device for internal combustion engine | |
| JP2000265824A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
| JP2003097255A (en) | Exhaust gas purifier of engine and method for exhaust gas purification | |
| JP4206694B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2000080947A (en) | Cylinder injection type internal combustion engine | |
| JP4507456B2 (en) | Engine exhaust purification system | |
| JP4250838B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2003065123A (en) | Exhaust emission control device for cylinder injection type internal combustion engine | |
| JP2001182530A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
| JP2000097076A (en) | Cylinder injection type internal-combustion engine | |
| JP2000161105A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040427 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061207 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061213 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070411 |