JP2003227378A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JP2003227378A
JP2003227378A JP2002028127A JP2002028127A JP2003227378A JP 2003227378 A JP2003227378 A JP 2003227378A JP 2002028127 A JP2002028127 A JP 2002028127A JP 2002028127 A JP2002028127 A JP 2002028127A JP 2003227378 A JP2003227378 A JP 2003227378A
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JP
Japan
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fuel ratio
exhaust
catalytic converter
nox
air
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Application number
JP2002028127A
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Japanese (ja)
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Yasuki Tamura
保樹 田村
Masashi Igarashi
正志 五十嵐
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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)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine to improve exhaust purification efficiency in a cold state. <P>SOLUTION: When the internal combustion engine is in the cold state and a three-way catalytic converter is not yet functioning at low temperature of the catalyst, NOx is stored into an occlusion type NOx catalytic converter. When the temperature correlation value (TW) of the three-way catalytic converter is within a predetermined range (T<SB>2</SB><TW<T<SB>3</SB>initial semi activation state) (S14) and an exhaust flow rate is predetermined low flow (S20), an exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage is controlled to a first exhaust air-fuel ratio (G=G<SB>b</SB>×1.5) close to rich air-fuel ratio rather than a second exhaust air-fuel ratio (G=G<SB>b</SB>) (S24) when the temperature correlation value of the three-way catalytic converter is over the predetermined range or when the exhaust flow is over the predetermined low flow rate. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、内燃機関の排気浄
化装置に係り、詳しくは、冷態始動時における排気浄化
技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purifying technology at a cold start.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】通常、車両に搭載された内燃機関
(エンジン)の排気通路には三元触媒コンバータが介装
されており、当該三元触媒コンバータによって排ガス中
の有害物質(HC、CO、NOx等)を浄化するように
している。ところが、当該三元触媒コンバータは、昇温
により活性した状態でなければ浄化機能を十分に果たす
ことができないため、始動時のようにエンジンが冷態に
あるときには、有害物質(HC、CO、NOx等)の浄
化効率は低下する。
Related Background Art Normally, a three-way catalytic converter is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine (engine) mounted on a vehicle, and the three-way catalytic converter causes harmful substances (HC, CO, NOx, etc.) is purified. However, since the three-way catalytic converter cannot sufficiently perform the purifying function unless it is activated by the temperature rise, when the engine is in a cold state such as at the time of starting, harmful substances (HC, CO, NOx) are generated. Etc.) purification efficiency decreases.

【0003】この場合、エンジンの冷態始動時に燃焼空
燃比をリーン空燃比に設定してHCやCOを低減するこ
とが考えられるが、このように燃焼空燃比をリーン空燃
比にすると、一方で燃焼温度及び排気温度の上昇に連れ
てNOxが多く発生するという問題がある。そこで、排
気空燃比がリーン空燃比であるリーン雰囲気下において
NOxを吸蔵し、当該吸蔵したNOxを排気空燃比が理論
空燃比或いはリッチ空燃比である所定雰囲気下で放出し
還元除去(NOxパージ)する構成の吸蔵型NOx触媒コ
ンバータを三元触媒コンバータと直列に配設し、当該吸
蔵型NOx触媒コンバータによってNOxを浄化すること
が考えられている。
In this case, it is conceivable to set the combustion air-fuel ratio to a lean air-fuel ratio at the time of cold start of the engine to reduce HC and CO. However, if the combustion air-fuel ratio is made to be a lean air-fuel ratio in this way, on the other hand There is a problem that a large amount of NOx is generated as the combustion temperature and exhaust temperature rise. Therefore, NOx is stored in a lean atmosphere where the exhaust air-fuel ratio is the lean air-fuel ratio, and the stored NOx is released and reduced (NOx purge) in a predetermined atmosphere where the exhaust air-fuel ratio is the theoretical air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio. It is considered that the storage type NOx catalytic converter having the above configuration is arranged in series with the three-way catalytic converter, and the storage type NOx catalytic converter purifies NOx.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、吸蔵型NO
x触媒コンバータのNOx吸蔵能力は、NOxを吸蔵可能
な領域(トラップサイト)の大きさ(トラップサイト
量)に応じて決定されるものであり、NOxパージが十
分に行われてトラップサイト量が大きくなるほど高いも
のとなる。
By the way, the occlusion type NO
The NOx storage capacity of the x catalytic converter is determined according to the size (trap site amount) of the region (trap site) capable of storing NOx, and the NOx purge is sufficiently performed to increase the trap site amount. The higher the price.

【0005】しかしながら、当該NOx吸蔵能力は、冷
態始動時のように触媒温度が低くなるほど低下する傾向
にあり、同じトラップサイト量であっても、温態運転時
よりも冷態始動時の方がNOx吸蔵量は少なくなる。つ
まり、温態運転時にはトラップサイト量が少なくてもN
Oxを十分に吸蔵できる一方、冷態始動時にはできるだ
けトラップサイト量を確保するようにし、NOx吸蔵能
力の低下を補償することが必要とされる。
However, the NOx storage capacity tends to decrease as the catalyst temperature becomes lower as in the cold start, and even if the trap site amount is the same, the NOx storage capacity is lower in the cold start than in the warm operation. However, the NOx storage amount decreases. In other words, even if the amount of trap sites is small during warm operation, N
While it is possible to satisfactorily store Ox, it is necessary to secure the amount of trap sites as much as possible at the cold start to compensate for the decrease in NOx storage capacity.

【0006】トラップサイト量を十分に確保するために
は、温態運転時において常時NOxパージを略完全に行
うようにしておき、トラップサイト量が少ないままでエ
ンジンが停止することがないようにしておけばよく、こ
れにより冷態始動時であっても常に十分なトラップサイ
ト量が確保される。しかしながら、排気空燃比を理論空
燃比或いはリッチ空燃比としてNOxパージを行うため
には、一般に燃焼空燃比が理論空燃比或いはリッチ空燃
比となるよう燃料供給量を頻繁に増加してやらなければ
ならず、トラップサイト量が少なくてもNOxを十分に
吸蔵できる温態運転時としては、過剰なNOxパージを
行うことになり、燃費の悪化に繋がり好ましいことでは
ない。
In order to secure a sufficient amount of trap sites, the NOx purge should be performed almost completely during normal temperature operation so that the engine does not stop with a small amount of trap sites. This is sufficient, so that a sufficient amount of trap sites is always secured even during cold start. However, in order to perform NOx purging with the exhaust air-fuel ratio as the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, in general, the fuel supply amount must be frequently increased so that the combustion air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, In a warm state operation in which NOx can be sufficiently stored even if the amount of trap sites is small, excessive NOx purge is performed, which leads to deterioration of fuel efficiency and is not preferable.

【0007】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、燃費の悪
化なく冷態時における排気浄化効率の向上を図った内燃
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 of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine which improves exhaust gas purification efficiency in a cold state without deteriorating fuel consumption. To provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項1の発明では、内燃機関の排気通路に設
けられた三元触媒コンバータと、前記三元触媒コンバー
タと直列に前記排気通路に設けられ、リーン雰囲気下で
排気中のNOxを吸蔵し、該吸蔵したNOxを所定雰囲気
下で放出する吸蔵型NOx触媒コンバータと、前記三元
触媒コンバータの温度相関値を検出する触媒温度相関値
検出手段と、前記排気通路を流れる排気の流量が所定の
低流量であることを検出する排気低流量検出手段と、前
記触媒温度相関値検出手段により前記三元触媒コンバー
タの温度相関値が所定範囲内にあることが検出され且つ
前記排気低流量検出手段により前記所定の低流量が検出
されたときには、前記排気通路内の排気空燃比を、前記
三元触媒コンバータの温度相関値が前記所定範囲を越え
ているとき或いは排気の流量が前記所定の低流量を越え
ているときの第2排気空燃比よりもリッチ空燃比寄りの
第1排気空燃比に制御する排気空燃比制御手段とを備え
たことを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the invention of claim 1, a three-way catalytic converter provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and the exhaust gas in series with the three-way catalytic converter are provided. A storage type NOx catalytic converter that is provided in the passage and that stores NOx in the exhaust gas in a lean atmosphere and that releases the stored NOx in a predetermined atmosphere, and a catalyst temperature correlation that detects the temperature correlation value of the three-way catalytic converter. A value detecting means, an exhaust low flow rate detecting means for detecting that the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage is a predetermined low flow rate, and a temperature correlation value of the three-way catalytic converter is predetermined by the catalyst temperature correlation value detecting means. When it is detected that it is within the range and the predetermined low flow rate is detected by the low exhaust flow rate detection means, the exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage is set to the three-way catalytic converter. Exhaust air that is controlled to a first exhaust air-fuel ratio that is closer to the rich air-fuel ratio than the second exhaust air-fuel ratio when the temperature correlation value exceeds the predetermined range or the flow rate of exhaust exceeds the predetermined low flow rate And a fuel ratio control means.

【0009】即ち、内燃機関が冷態にあり三元触媒コン
バータが未だ機能していないような触媒低温時には、吸
蔵型NOx触媒コンバータにNOxが吸蔵されることにな
るが、三元触媒コンバータの温度相関値が所定範囲内
(半活性状態初期)にあり且つ排気流量が所定の低流量
にあるときは、排気通路内の排気空燃比が、三元触媒コ
ンバータの温度相関値が所定範囲を越えているとき或い
は排気の流量が所定の低流量を越えているときの第2排
気空燃比よりもリッチ空燃比寄りの第1排気空燃比に制
御され、故にNOx触媒コンバータに吸蔵されているN
Oxが良好にパージされてトラップサイト量が十分に確
保され、NOx触媒コンバータが低温でNOx吸蔵能力が
低い状況であってもNOxを十分に吸蔵可能となる。
That is, when the internal combustion engine is in a cold state and the three-way catalytic converter is still not functioning at a low temperature of the catalyst, NOx is stored in the storage type NOx catalytic converter. When the correlation value is within the predetermined range (initial half-active state) and the exhaust flow rate is at the predetermined low flow rate, the exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage is such that the temperature correlation value of the three-way catalytic converter exceeds the predetermined range. When the flow rate of the exhaust gas exceeds a predetermined low flow rate, the first exhaust air-fuel ratio is controlled to be closer to the rich air-fuel ratio than the second exhaust air-fuel ratio, and therefore the Nx stored in the NOx catalytic converter is controlled.
Ox is satisfactorily purged, a sufficient trap site amount is secured, and NOx can be sufficiently stored even when the NOx catalytic converter has a low temperature and a low NOx storage capacity.

【0010】これにより、温態運転時において過剰なN
Oxパージを行って燃費を悪化させることなく、触媒低
温時、即ち冷態時においてNOxの排出が良好に防止さ
れ、排気浄化効率が向上する。また、請求項2の発明で
は、前記触媒温度相関値検出手段は、前記三元触媒コン
バータの温度、前記吸蔵型NOx触媒コンバータの温
度、内燃機関の冷却水温度、内燃機関の始動後経過時間
及び前記吸蔵型NOx触媒コンバータに流入するNOxの
量のいずれか一つを前記三元触媒コンバータの温度相関
値として検出することを特徴としている。
As a result, excessive N
Ox purging is performed, and NOx emissions are favorably prevented when the catalyst temperature is low, that is, when the catalyst is cold, and exhaust purification efficiency is improved without deteriorating fuel efficiency. Further, in the invention of claim 2, the catalyst temperature correlation value detecting means includes a temperature of the three-way catalytic converter, a temperature of the occlusion type NOx catalytic converter, a cooling water temperature of the internal combustion engine, an elapsed time after starting the internal combustion engine, and One of the amounts of NOx flowing into the storage type NOx catalytic converter is detected as a temperature correlation value of the three-way catalytic converter.

【0011】従って、三元触媒コンバータの温度相関値
が、三元触媒コンバータの温度、吸蔵型NOx触媒コン
バータの温度、内燃機関の冷却水温度、内燃機関の始動
後経過時間のいずれか一つに基づいて容易に検出され
る。また、三元触媒コンバータのNOx浄化性能と三元
触媒コンバータの温度とは相関性を有しており、三元触
媒コンバータの温度相関値は三元触媒コンバータ下流の
NOxの量、即ち吸蔵型NOx触媒コンバータ上流のNO
xの量からも容易に検出される。
Therefore, the temperature correlation value of the three-way catalytic converter becomes one of the temperature of the three-way catalytic converter, the temperature of the occlusion type NOx catalytic converter, the cooling water temperature of the internal combustion engine, and the elapsed time after starting the internal combustion engine. Easily detected based on Further, there is a correlation between the NOx purification performance of the three-way catalytic converter and the temperature of the three-way catalytic converter, and the temperature correlation value of the three-way catalytic converter is the amount of NOx downstream of the three-way catalytic converter, that is, the storage type NOx. NO upstream of catalytic converter
It is also easily detected from the amount of x.

【0012】また、請求項3の発明では、内燃機関の排
気通路に設けられた三元触媒コンバータと、前記三元触
媒コンバータと直列に前記排気通路に設けられ、リーン
雰囲気下で排気中のNOxを吸蔵し、該吸蔵したNOxを
所定雰囲気下で放出する吸蔵型NOx触媒コンバータ
と、前記三元触媒コンバータが半活性状態であることを
検出する触媒半活性状態検出手段と、前記排気通路を流
れる排気の流量が所定の低流量であることを検出する排
気低流量検出手段と、前記触媒半活性状態検出手段によ
り前記三元触媒コンバータが半活性状態であることが検
出され且つ前記排気低流量検出手段により前記所定の低
流量が検出されたときには、前記半活性状態の初期に対
応する所定期間に亘り、前記排気通路内の排気空燃比
を、前記三元触媒コンバータが完全活性状態にあるとき
或いは排気の流量が前記所定の低流量を越えているとき
の第2排気空燃比よりもリッチ空燃比寄りの第1排気空
燃比に制御する排気空燃比制御手段とを備えたことを特
徴としている。
According to the invention of claim 3, the three-way catalytic converter provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, and the three-way catalytic converter provided in the exhaust passage in series with the three-way catalytic converter, NOx in the exhaust gas in a lean atmosphere. A storage type NOx catalytic converter for storing the stored NOx and releasing the stored NOx under a predetermined atmosphere, a catalyst semi-active state detecting means for detecting that the three-way catalytic converter is in a semi-active state, and a flow through the exhaust passage. An exhaust gas low flow rate detection means for detecting that the flow rate of exhaust gas is a predetermined low flow rate, and the catalyst semi-active state detection means detects that the three-way catalytic converter is in the semi-active state and the exhaust gas low flow rate detection means. When the predetermined low flow rate is detected by the means, the exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage is changed to the three-way catalyst converter for a predetermined period corresponding to the initial state of the semi-active state. An exhaust air-fuel ratio control means for controlling the exhaust gas to a first exhaust air-fuel ratio closer to the rich air-fuel ratio than the second exhaust air-fuel ratio when the exhaust gas flow rate exceeds the predetermined low flow rate. It is characterized by having.

【0013】即ち、内燃機関が冷態にあり三元触媒コン
バータが未だ機能していないような触媒低温時には、吸
蔵型NOx触媒コンバータにNOxが吸蔵されることにな
るが、三元触媒コンバータが半活性状態になり且つ排気
流量が所定の低流量になってから所定期間(半活性状態
初期)は、排気通路内の排気空燃比が、三元触媒コンバ
ータの温度相関値が所定範囲を越えているとき或いは排
気の流量が所定の低流量を越えているときの第2排気空
燃比よりもリッチ空燃比寄りの第1排気空燃比に制御さ
れ、故にNOx触媒コンバータに吸蔵されているNOxが
良好にパージされてトラップサイト量が十分に確保さ
れ、NOx触媒コンバータが低温でNOx吸蔵能力が低い
状況であってもNOxを十分に吸蔵可能となる。
That is, when the internal combustion engine is in a cold state and the three-way catalytic converter is still not functioning at a low temperature of the catalyst, NOx is stored in the storage type NOx catalytic converter. The exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage has the temperature correlation value of the three-way catalytic converter exceeding the predetermined range for a predetermined period (the initial state of the semi-active state) after becoming the active state and the exhaust flow rate becoming the predetermined low flow rate. At this time, or when the flow rate of the exhaust gas exceeds a predetermined low flow rate, the first exhaust air-fuel ratio is controlled to be closer to the rich air-fuel ratio than the second exhaust air-fuel ratio, and therefore the NOx stored in the NOx catalytic converter is improved. Even if the NOx catalytic converter is at a low temperature and has a low NOx storage capacity, it is possible to store NOx sufficiently even if the NOx catalytic converter is purged and a sufficient trap site amount is secured.

【0014】これにより、温態運転時において過剰なN
Oxパージを行って燃費を悪化させることなく、触媒低
温時、即ち冷態時においてNOxの排出が良好に防止さ
れ、排気浄化効率が向上する。また、請求項4の発明で
は、前記触媒半活性状態検出手段は、前記三元触媒コン
バータの温度、前記吸蔵型NOx触媒コンバータの温
度、内燃機関の冷却水温度、内燃機関の始動後経過時間
及び前記吸蔵型NOx触媒コンバータに流入するNOxの
量のいずれか一つに基づき前記三元触媒コンバータの半
活性状態を検出することを特徴としている。
As a result, excessive N
Ox purging is performed, and NOx emissions are favorably prevented when the catalyst temperature is low, that is, when the catalyst is cold, and exhaust purification efficiency is improved without deteriorating fuel efficiency. Further, in the invention of claim 4, the catalyst semi-active state detecting means includes a temperature of the three-way catalytic converter, a temperature of the occlusion type NOx catalytic converter, a cooling water temperature of the internal combustion engine, an elapsed time after starting the internal combustion engine, and The semi-active state of the three-way catalytic converter is detected based on any one of the amounts of NOx flowing into the storage type NOx catalytic converter.

【0015】従って、三元触媒コンバータの半活性状態
が、三元触媒コンバータの温度、吸蔵型NOx触媒コン
バータの温度、内燃機関の冷却水温度、内燃機関の始動
後経過時間のいずれか一つに基づいて容易に検出され
る。また、三元触媒コンバータのNOx浄化性能と三元
触媒コンバータの温度とは相関性を有しており、三元触
媒コンバータの半活性状態は三元触媒コンバータ下流の
NOxの量、即ち吸蔵型NOx触媒コンバータ上流のNO
xの量からも容易に検出される。
Therefore, the semi-active state of the three-way catalytic converter becomes one of the temperature of the three-way catalytic converter, the temperature of the occlusion type NOx catalytic converter, the temperature of the cooling water of the internal combustion engine, and the elapsed time after starting the internal combustion engine. Easily detected based on Further, there is a correlation between the NOx purification performance of the three-way catalytic converter and the temperature of the three-way catalytic converter, and the semi-active state of the three-way catalytic converter is the amount of NOx downstream of the three-way catalytic converter, that is, the storage type NOx. NO upstream of catalytic converter
It is also easily detected from the amount of x.

【0016】また、請求項5の発明では、前記第2排気
空燃比は理論空燃比或いは略理論空燃比であることを特
徴としている。従って、三元触媒コンバータが完全活性
状態にあるとき或いは排気の流量が所定の低流量を越え
ているときには、排気空燃比は理論空燃比或いは略理論
空燃比とされ、即ち燃焼空燃比が理論空燃比或いは略理
論空燃比とされ、内燃機関の暖機が促進されて冷却水温
度が上昇し、冷態時からヒータ性能が確保される。
Further, the invention of claim 5 is characterized in that the second exhaust air-fuel ratio is a stoichiometric air-fuel ratio or a substantially stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, when the three-way catalytic converter is in the fully active state or when the flow rate of the exhaust gas exceeds the predetermined low flow rate, the exhaust air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio or substantially the stoichiometric air-fuel ratio, that is, the combustion air-fuel ratio is the theoretical air-fuel ratio. The fuel ratio or the approximately stoichiometric air-fuel ratio is set, the warm-up of the internal combustion engine is promoted, the temperature of the cooling water rises, and the heater performance is secured even in the cold state.

【0017】また、請求項6の発明では、前記第1排気
空燃比は理論空燃比或いはリッチ空燃比であることを特
徴としている。従って、三元触媒コンバータが半活性状
態初期にあるときには、排気空燃比は理論空燃比或いは
リッチ空燃比とされ、NOxパージが効率よく十分に行
われる。
Further, the invention of claim 6 is characterized in that the first exhaust air-fuel ratio is a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio. Therefore, when the three-way catalytic converter is in the initial half-active state, the exhaust air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, and the NOx purge is efficiently and sufficiently performed.

【0018】また、請求項7の発明では、前記排気空燃
比制御手段は、前記第1排気空燃比に制御する前に、前
記排気通路内の排気空燃比をリーン空燃比に制御するこ
とを特徴としている。従って、三元触媒コンバータが半
活性状態になるまでの不活性時には、排気温度が低くN
Oxが殆ど生成されないことに加え、排気空燃比がリー
ン空燃比とされて排気中に十分な酸素が供給されること
により、HCやCOの排出も良好に抑制される。
Further, in the invention of claim 7, the exhaust air-fuel ratio control means controls the exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage to a lean air-fuel ratio before controlling to the first exhaust air-fuel ratio. I am trying. Therefore, when the three-way catalytic converter is inactive until it becomes semi-active, the exhaust temperature is low and N
Ox is scarcely generated, and the exhaust air-fuel ratio is made to be a lean air-fuel ratio so that sufficient oxygen is supplied to the exhaust gas, so that the emission of HC and CO is also suppressed satisfactorily.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。図1を参照すると、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、当該内燃機関の排気浄化装置の構成を説明す
る。同図に示すように、内燃機関であるエンジン本体
(以下、単にエンジンという)1としては、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)が容易に実現可能である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT 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 emission control system for an internal combustion engine according to the present invention. Hereinafter, the configuration of the exhaust emission control system for the internal combustion engine will be described. As shown in FIG. 1, an engine body (hereinafter, simply referred to as an engine) 1 which is an internal combustion engine has a fuel injection in an intake stroke (intake stroke injection) and a fuel injection in a compression stroke (intake stroke injection) by switching a fuel injection mode. (Compression stroke injection)
A cylinder injection type spark ignition type gasoline engine capable of implementing the above is adopted. This in-cylinder injection type engine 1 can be easily operated at a stoichiometric air-fuel ratio (Stoichio) or at a rich air-fuel ratio (rich air-fuel ratio operation), or at a lean air-fuel ratio (lean air-fuel ratio operation). Can be easily realized.

【0020】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。
As shown in the figure, 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 the fuel is directly injected into the combustion chamber. It is possible. An ignition coil 8 that outputs a high voltage is connected to the spark plug 4. 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, which supplies the fuel in the fuel tank 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 toward the combustion chamber at a desired fuel pressure.

【0021】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。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. The intake manifold 10 is provided with an electromagnetic throttle valve 14 that adjusts the intake air amount and a throttle position sensor (TPS) 16 that detects the opening degree θth of the throttle valve 14.

【0022】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るため、その構成の詳細に
ついては説明を省略する。
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. Since the in-cylinder injection type engine 1 is already known, the detailed description of its configuration will be omitted.

【0023】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(触媒コンバータ)として排気マニホール
ド12近傍に位置して前段三元触媒コンバータ(FC
C、以下、前段三元触媒)22が介装されるとともに車
両の床下に位置して床下触媒コンバータ(UCC)30
が介装されている。
An exhaust pipe (exhaust passage) 20 is connected to the exhaust manifold 12, and the exhaust pipe 20 is located near the exhaust manifold 12 as an exhaust purification catalyst device (catalytic converter) and is a three-way catalytic converter in a front stage. (FC
C, hereinafter, front stage three-way catalyst) 22 is interposed and the underfloor catalytic converter (UCC) 30 is located under the floor of the vehicle.
Is installed.

【0024】床下触媒コンバータ30は、吸蔵型NOx
触媒コンバータ(以下、吸蔵型NOx触媒)32と後段
三元触媒コンバータ(以下、後段三元触媒)34が上流
側から順に配設されて構成されている。吸蔵型NOx触
媒32は、排気空燃比がリーン空燃比(リーン雰囲気)
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(所定雰囲気)のときに上記吸蔵されたNOx成分
を放出して還元除去(NOxパージ)する特性を有する
触媒である。
The underfloor catalytic converter 30 is a storage type NOx.
A catalytic converter (hereinafter, occlusion type NOx catalyst) 32 and a rear stage three-way catalytic converter (hereinafter, rear stage three-way catalyst) 34 are arranged in this order from the upstream side. The storage type NOx catalyst 32 has a lean air-fuel ratio (lean atmosphere).
The NOx component in the exhaust gas is stored at the time of, and when the exhaust air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio (predetermined atmosphere) that is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the stored NOx component is released and reduced. It is a catalyst having a characteristic of (NOx purging).

【0025】なお、上述したように、吸蔵型NOx触媒
32のNOx吸蔵能力は、NOxを吸蔵可能な領域(トラ
ップサイト)の大きさ(トラップサイト量)に応じて変
化するものであり、NOxパージが十分に行われてトラ
ップサイト量が大きくなるほど高くなる一方、エンジン
1の冷態始動時のように触媒温度が低いほど全体的に低
下する傾向にある。つまり、吸蔵型NOx触媒32は、
同じトラップサイト量であっても、温態運転時よりも冷
態始動時の方がNOx吸蔵量が少なくなるという特性を
有している。
As described above, the NOx storage capacity of the storage type NOx catalyst 32 changes according to the size (trap site amount) of the region (trap site) capable of storing NOx, and the NOx purge is performed. Is increased and the amount of trap sites is increased, the temperature is increased. On the other hand, the lower the catalyst temperature is, such as when the engine 1 is cold-started, the lower the overall temperature tends to be. That is, the storage type NOx catalyst 32 is
Even if the trap site amount is the same, the NOx storage amount is smaller at the cold start than at the warm operation.

【0026】前段三元触媒22と後段三元触媒34は、
担体に活性貴金属として銅(Cu)、コバルト(C
o)、銀(Ag)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、
パラジウム(Pd)のいずれかを有し、活性状態(完全
活性状態)でHC、CO及びNOxを除去可能に構成さ
れている。また、同図に示すように、排気管20にはO
2濃度に基づき排気空燃比を検出するO2センサ24の
他、排気温度を検出する排気温センサ25が設けられて
いる。
The front stage three-way catalyst 22 and the rear stage three-way catalyst 34 are
Copper (Cu), cobalt (C) as an active noble metal on the carrier
o), silver (Ag), platinum (Pt), rhodium (Rh),
It has one of palladium (Pd) and is configured to be able to remove HC, CO and NOx in an active state (fully active state). Further, as shown in FIG.
In addition to an O 2 sensor 24 that detects the exhaust air-fuel ratio based on the 2 concentration, an exhaust temperature sensor 25 that detects the exhaust temperature is provided.

【0027】ECU60は、入出力装置、記憶装置(R
OM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(C
PU)、タイマカウンタ等を備えており、当該ECU6
0により、エンジン1を含めた排気浄化装置の総合的な
制御が行われる。ECU60の入力側には、上述したT
PS16、O2センサ24、排気温センサ25の他、ア
イドルスイッチ(アイドルSW、排気低流量検出手段)
62、エンジン1の冷却水温度Tw(温度相関値)を検
出する水温センサ(触媒温度相関値検出手段、触媒半活
性状態検出手段)64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される。アイ
ドルSW62はエンジン1のアイドル運転状態を検出す
るものであり、エンジン回転速度Neが所定のアイドル
回転速度Ni以下であるか否かを検出するようにしても
よい。
The ECU 60 includes an input / output device and a storage device (R
OM, RAM, non-volatile RAM, etc., central processing unit (C
PU), a timer counter, etc.
With 0, comprehensive control of the exhaust emission control device including the engine 1 is performed. On the input side of the ECU 60, the above-mentioned T
Other than PS16, O 2 sensor 24, exhaust temperature sensor 25, idle switch (idle SW, exhaust low flow rate detection means)
62, various sensors such as a water temperature sensor (catalyst temperature correlation value detection means, catalyst semi-active state detection means) 64 that detects the cooling water temperature Tw (temperature correlation value) of the engine 1 are connected, and these sensors are connected. The detection information of is input. The idle SW 62 detects an idle operation state of the engine 1, and may detect whether the engine rotation speed Ne is equal to or lower than a predetermined idle rotation speed Ni.

【0028】一方、ECU60の出力側には、上述の燃
料噴射弁6、点火コイル8、スロットル弁14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、適正なタイミングで
スロットル弁14が開閉操作される。
On the other hand, the output side of the ECU 60 is connected with various output devices such as the above-mentioned fuel injection valve 6, ignition coil 8, throttle valve 14 and the like, and detection information from various sensors is connected to these various output devices. The fuel injection amount, the fuel injection timing, the ignition timing, etc., which are calculated on the basis of the above, are output respectively, whereby the fuel injection valve 6 injects an appropriate amount of fuel at an appropriate timing, and the spark plug 4 at an appropriate timing. Ignition is performed, and the throttle valve 14 is opened / closed at appropriate timing.

【0029】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について説明する。図2を参照する
と、本発明に係る冷態時NOxパージ制御の制御ルーチ
ンがフローチャートで示されており、また、図3を参照
すると、当該冷態時NOxパージ制御を実施した場合の
排気空燃比、HC排出量、NOx排出量がタイムチャー
トで示されており、以下図3を参照しながら図2のフロ
ーチャートに沿い説明する。
The operation of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention thus constructed will be described below. Referring to FIG. 2, a control routine of the cold NOx purge control according to the present invention is shown in a flow chart, and referring to FIG. 3, the exhaust air-fuel ratio when the cold NOx purge control is executed. , HC emission amount and NOx emission amount are shown in a time chart, which will be described below with reference to FIG.

【0030】先ず、ステップS10では、エンジン1が
始動モードにあるか否かを判別する。始動モードとは、
エンジン1の始動直後(数秒間)において燃焼空燃比を
リッチ空燃比にし、始動を確実にするための運転モード
である。判別結果が真(Yes)で、現在始動モードに
あると判定された場合には、何もせず当該ルーチンを抜
ける。一方、判別結果が偽(No)で、始動モードを脱
したと判定された場合には、次にステップS12に進
む。
First, in step S10, it is determined whether the engine 1 is in the starting mode. What is the start mode?
Immediately after the engine 1 is started (several seconds), the combustion air-fuel ratio is set to the rich air-fuel ratio, which is an operation mode for ensuring the start. When the determination result is true (Yes) and it is determined that the vehicle is currently in the starting mode, nothing is done and the routine exits. On the other hand, when the determination result is false (No) and it is determined that the start mode is exited, the process proceeds to step S12.

【0031】ステップS12では、水温センサ64によ
り検出される冷却水温度Twが所定温度T1(例えば、7
6℃)より大きいか否かを判別する。ここに、所定温度
T1は、例えばエンジン1の冷却水の熱を暖房に利用す
るヒータユニット(図示せず)を十分に機能させること
の可能な温度に設定されている。ステップS12の判別
結果が偽(No)で、冷却水温度Twが所定温度T1以下
と判定された場合には、ステップS14に進む。
In step S12, the cooling water temperature Tw detected by the water temperature sensor 64 is the predetermined temperature T1 (for example, 7
6 ° C.) or higher. Here, the predetermined temperature T1 is set to, for example, a temperature at which a heater unit (not shown) that uses the heat of the cooling water of the engine 1 for heating can sufficiently function. When the determination result of step S12 is false (No) and it is determined that the cooling water temperature Tw is equal to or lower than the predetermined temperature T1, the process proceeds to step S14.

【0032】ステップS14では、冷却水温度Twが所
定温度T2(例えば、29℃)から所定温度T3(例え
ば、37℃)の範囲内(T2<Tw<T3)(所定範囲
内)にあるか否かを判別する。即ち、ここでは、冷却水
温度Twを判別することにより、前段三元触媒22が半
活性状態の初期の段階にあるか否かを判別する。エンジ
ン1の冷態始動直後にあっては、冷却水温度Twは通常
所定温度T2にまで達しておらず、ステップS14の判
別結果は偽(No)であり、この場合には次にステップ
S16に進む。
In step S14, it is determined whether the cooling water temperature Tw is within a range (T2 <Tw <T3) (within a predetermined range) from a predetermined temperature T2 (for example, 29 ° C.) to a predetermined temperature T3 (for example, 37 ° C.). Determine whether. That is, here, by determining the cooling water temperature Tw, it is determined whether or not the front stage three-way catalyst 22 is in the initial stage of the semi-active state. Immediately after the cold start of the engine 1, the cooling water temperature Tw does not normally reach the predetermined temperature T2, and the determination result of step S14 is false (No). In this case, the process proceeds to step S16. move on.

【0033】ステップS16では、今度は冷却水温度T
wが所定温度T2以下(Tw≦T2)であるか否かを判別す
る。即ち、前段三元触媒22が不活性状態であるか否か
を判別する。エンジン1の冷態始動直後にあっては、判
別結果は真(Yes)となり、ステップS18に進む。
ステップS18では、O2センサ24による空燃比フィ
ードバック(F/B)制御の排気空燃比F/Bゲイン比
G(G=リッチ空燃比/リーン空燃比)をベースゲイン
比Gbを基準に次式(1)より設定する。
In step S16, the cooling water temperature T
It is determined whether w is below a predetermined temperature T2 (Tw≤T2). That is, it is determined whether or not the former three-way catalyst 22 is in the inactive state. Immediately after the cold start of the engine 1, the determination result is true (Yes), and the process proceeds to step S18.
In step S18, the exhaust air-fuel ratio F / B gain ratio G (G = rich air-fuel ratio / lean air-fuel ratio) of the air-fuel ratio feedback (F / B) control by the O 2 sensor 24 is calculated based on the following equation (G = rich air-fuel ratio / lean air-fuel ratio). Set from 1).

【0034】G=Gb×0.5 …(1) ここに、ベースゲイン比Gbは、予め設定された値であ
り、ストイキオ(値14.7)または略ストイキオ(例
えば、ややリーン空燃比であって値14.8とするが、
ややリッチ空燃比であってもよい)に対応する値に設定
されている。つまり、冷却水温度Twが所定温度T2以下
のときには、上記(1)式に基づき排気空燃比F/Bゲイ
ン比Gをベースゲイン比Gbよりも小さくし、排気空燃
比、即ちF/B制御の制御値が全体としてリーン空燃比
寄りとなるようにする。
G = Gb × 0.5 (1) Here, the base gain ratio Gb is a preset value and is stoichio (value 14.7) or substantially stoichio (for example, a slightly lean air-fuel ratio). The value is 14.8,
(It may be a little rich air-fuel ratio). That is, when the cooling water temperature Tw is equal to or lower than the predetermined temperature T2, the exhaust air-fuel ratio F / B gain ratio G is made smaller than the base gain ratio Gb based on the above equation (1), and the exhaust air-fuel ratio, that is, the F / B control The control value should be close to the lean air-fuel ratio as a whole.

【0035】このように、冷却水温度Twが所定温度T2
以下のときに排気空燃比をリーン空燃比寄りとすると、
排気中の酸素(O2)が多くなり、酸化反応が促進され
てHCやCOの生成が抑止され、図3に実線で示すよう
に、例えば排気空燃比をストイキオに保持した場合(一
点鎖線)に比べ、冷態始動直後におけるHC、COの排
出量が低減される。また、このときには排気温度も低い
ので、図3に示すようにNOxについても殆ど生成され
ることはなく、全体として排気浄化効率が向上する。
In this way, the cooling water temperature Tw is the predetermined temperature T2.
When the exhaust air-fuel ratio is leaned toward the lean air-fuel ratio in the following cases,
When the amount of oxygen (O 2 ) in the exhaust gas increases, the oxidation reaction is promoted and the production of HC and CO is suppressed, and as shown by the solid line in FIG. 3, for example, when the exhaust air-fuel ratio is kept stoichiometric (dashed line) Compared with, the emission amount of HC and CO immediately after the cold start is reduced. Further, since the exhaust temperature is also low at this time, NOx is hardly generated as shown in FIG. 3, and the exhaust purification efficiency is improved as a whole.

【0036】冷却水の温度が上昇し、ステップS14の
判別結果が真(Yes)となり、冷却水温度Twが所定
温度T2から所定温度T3の範囲内にあると判定された場
合には、ステップS20に進む。ステップS20では、
アイドルSWがオンで現在アイドル運転状態にあるか否
かを判別する。つまり、アイドル運転状態を検出するこ
とにより、排気流量が所定の低流量であるか否かを判別
する。判別結果が真(Yes)で、現在アイドル運転状
態にあると判別された場合には、ステップS22に進
む。
When the temperature of the cooling water rises, the determination result of step S14 becomes true (Yes), and it is determined that the cooling water temperature Tw is within the range of the predetermined temperature T2 to the predetermined temperature T3, step S20. Proceed to. In step S20,
It is determined whether the idle SW is on and is currently in the idle operation state. That is, it is determined whether or not the exhaust gas flow rate is a predetermined low flow rate by detecting the idle operation state. If the determination result is true (Yes) and it is determined that the vehicle is currently in the idle operation state, the process proceeds to step S22.

【0037】ステップS22では、排気空燃比F/Bゲ
イン比G(G=リッチ空燃比/リーン空燃比)をベース
ゲイン比Gbを基準に次式(2)より設定する(排気空燃比
制御手段)。 G=Gb×1.5 …(2) つまり、冷却水温度Twが所定温度T2から所定温度T3
の範囲内にあって前段三元触媒22が半活性状態初期に
あり、且つ、アイドル運転状態にあって排気流量が所定
の低流量である場合には、上記(2)式に基づき排気空燃
比F/Bゲイン比Gをベースゲイン比Gbよりも大きく
し、排気空燃比、即ちF/B制御の制御値が全体として
リッチ空燃比寄りとなるようにする。具体的には、上記
の如くベースゲイン比Gbがストイキオまたは略ストイ
キオに対応する値であることから、排気空燃比がストイ
キオまたは図3に示すようにリッチ空燃比(第1排気空
燃比)となるようにする。
In step S22, the exhaust air-fuel ratio F / B gain ratio G (G = rich air-fuel ratio / lean air-fuel ratio) is set based on the base gain ratio Gb by the following equation (2) (exhaust air-fuel ratio control means). . G = Gb × 1.5 (2) That is, the cooling water temperature Tw changes from the predetermined temperature T2 to the predetermined temperature T3.
When the pre-stage three-way catalyst 22 is in the initial half-active state and the exhaust flow rate is a predetermined low flow rate within the range of, the exhaust air-fuel ratio is calculated based on the above equation (2). The F / B gain ratio G is made larger than the base gain ratio Gb so that the exhaust air-fuel ratio, that is, the control value of the F / B control is closer to the rich air-fuel ratio as a whole. Specifically, since the base gain ratio Gb is a value corresponding to stoichio or substantially stoichio as described above, the exhaust air-fuel ratio becomes stoichio or becomes a rich air-fuel ratio (first exhaust air-fuel ratio) as shown in FIG. To do so.

【0038】このように、前段三元触媒22が半活性状
態初期にあり且つ排気流量が所定の低流量であるとき
に、半活性状態初期に対応する所定期間に亘り排気空燃
比がストイキオまたはリッチ空燃比となるようにする
と、吸蔵型NOx触媒32においてNOxパージが効率よ
く十分に実施され、吸蔵型NOx触媒32に吸蔵されて
いたNOxが一気に放出され、還元除去される。
As described above, when the pre-stage three-way catalyst 22 is in the initial half-active state and the exhaust flow rate is a predetermined low flow rate, the exhaust air-fuel ratio is stoichiometric or rich over a predetermined period corresponding to the initial half-active state. When the air-fuel ratio is set, the NOx purging is efficiently and sufficiently performed in the occlusion type NOx catalyst 32, and the NOx stored in the occlusion type NOx catalyst 32 is released all at once and is reduced and removed.

【0039】これにより、吸蔵型NOx触媒32におい
て、上記トラップサイト量が拡大することになり、吸蔵
型NOx触媒32はNOx吸蔵能力が増大してNOxを十
分に吸蔵可能な状態となる。さらに冷却水の温度が上昇
して冷却水温度Twが所定温度T3以上となり、ステップ
S14の判別結果が再び偽(No)となった場合、或い
は、ステップS20の判別結果が偽(No)でアイドル
運転状態ではないと判定された場合には、ステップS1
6に進み、冷却水温度Twが所定温度T2以下であるか否
かの判別を行う。
As a result, the amount of trap sites in the storage-type NOx catalyst 32 is increased, and the storage-type NOx catalyst 32 has an increased NOx storage capacity and can store NOx sufficiently. When the temperature of the cooling water further rises and the cooling water temperature Tw becomes equal to or higher than the predetermined temperature T3 and the determination result of step S14 becomes false (No) again, or the determination result of step S20 is false (No) and idle. If it is determined that the vehicle is not in the operating state, step S1
In step 6, it is determined whether the cooling water temperature Tw is equal to or lower than the predetermined temperature T2.

【0040】今回は、冷却水温度Twは所定温度T2より
も大きいので、ステップS16の判別結果は偽(No)
となり、次にステップS24に進む。ステップS24で
は、排気空燃比F/Bゲイン比G(G=リッチ空燃比/
リーン空燃比)をベースゲイン比Gbに設定する(G=
Gb)。つまり、冷却水温度Twが所定温度T3よりも大
きくなり、前段三元触媒22が半活性状態の初期段階を
脱したような場合、或いは半活性状態の初期段階にあっ
ても排気流量が大きいような場合には、NOxパージを
終了し、或いは行わず、排気空燃比F/Bゲイン比Gを
ベースゲイン比Gbとして排気空燃比がストイキオまた
は略ストイキオ(例えば、ややリーン空燃比)となるよ
うにする(第2排気空燃比)。
Since the cooling water temperature Tw is higher than the predetermined temperature T2 this time, the determination result of step S16 is false (No).
Then, the process proceeds to step S24. In step S24, the exhaust air-fuel ratio F / B gain ratio G (G = rich air-fuel ratio /
Set the lean air-fuel ratio) to the base gain ratio Gb (G =
Gb). That is, when the cooling water temperature Tw becomes higher than the predetermined temperature T3 and the pre-stage three-way catalyst 22 has left the initial stage of the semi-active state, or even in the initial stage of the semi-active state, the exhaust flow rate seems to be large. In this case, the NOx purge is ended or not performed, and the exhaust air-fuel ratio F / B gain ratio G is set as the base gain ratio Gb so that the exhaust air-fuel ratio becomes stoichiometric or substantially stoichiometric (for example, slightly lean air-fuel ratio). (Second exhaust air-fuel ratio).

【0041】なお、排気流量が大きいような場合にNO
xパージを行わないようにするのは、高SV時の触媒性
能が低下する状態での無駄なNOxパージを回避し、半
活性時のHC、COの排出を抑制するためである。この
ように、排気空燃比がストイキオまたは略ストイキオ
(例えば、ややリーン空燃比)となるようにすると、冷
態時におけるエンジン1の暖機が促進されて冷却水温度
の上昇が加速され、ヒータユニットのヒータ性能が冷態
時から確保される。
When the exhaust flow rate is large, NO
The reason why the x purging is not performed is to avoid wasteful NOx purging in the state where the catalyst performance is deteriorated at the time of high SV, and to suppress the emission of HC and CO at the time of semi-activation. As described above, when the exhaust air-fuel ratio is stoichiometric or substantially stoichiometric (for example, a slightly lean air-fuel ratio), warming up of the engine 1 in the cold state is promoted and the rise of the cooling water temperature is accelerated, so that the heater unit. The heater performance is secured from the cold state.

【0042】ところで、冷却水温度Twが所定温度T3よ
り大きくなっても、排気温度の上昇に連れてNOxが増
大するものの、この段階では前段三元触媒22は未だ半
活性状態にあって当該NOxを十分に浄化できない。し
かしながら、本発明では、上述したように、吸蔵型NO
x触媒32はNOxの吸蔵が必要となる直前にNOxパー
ジが行われてNOxを十分に吸蔵可能な状態となってい
るので、前段三元触媒22が未だ半活性状態にあって
も、NOxは吸蔵型NOx触媒32に良好に吸蔵されるこ
とになり、冷態時におけるNOxの排出が好適に防止さ
れる。つまり、図3に実線で示すように、NOxの吸蔵
が必要となる直前にNOxパージを行うことにより、当
該NOxパージを行わなかった場合(破線)に比べ、前
段三元触媒22の半活性時におけるNOx排出量を大幅
に低減させることができる。これにより、冷態時におけ
る排気浄化効率の向上を図ることができる。
Even if the cooling water temperature Tw becomes higher than the predetermined temperature T3, NOx increases as the exhaust gas temperature rises. However, at this stage, the pre-stage three-way catalyst 22 is still in the semi-active state, and the NOx concerned is still present. Can not be purified enough. However, in the present invention, as described above, the occlusion type NO
Since the x-catalyst 32 is in a state capable of sufficiently storing NOx by performing NOx purging just before it is necessary to store NOx, even if the pre-stage three-way catalyst 22 is still in the semi-active state, NOx will be emitted. The occlusion-type NOx catalyst 32 is satisfactorily occluded, and the NOx emission in the cold state is preferably prevented. In other words, as shown by the solid line in FIG. 3, when the NOx purge is performed immediately before the NOx storage is required, the front three-way catalyst 22 is in a half-active state as compared with the case where the NOx purge is not performed (dashed line). It is possible to significantly reduce the NOx emission amount. As a result, the exhaust gas purification efficiency in the cold state can be improved.

【0043】また、このようにNOxの吸蔵が必要とな
る直前に吸蔵型NOx触媒32のNOxパージを行うよう
にすれば、温態運転時に常時NOxパージを行って過剰
ににトラップサイト量を確保しておく必要がなくなり、
NOxパージのために燃焼空燃比をストイキオまたはリ
ッチ空燃比にする期間を大幅に低減するようにできる。
これにより、NOxパージの実施を最小限に抑えて燃費
の悪化を好適に防止することができる。
If NOx purging of the NOx storage catalyst 32 is performed immediately before NOx needs to be stored in this way, the NOx purge is always performed during the temperature operation to secure an excessive trap site amount. You do n’t have to
The period during which the combustion air-fuel ratio is changed to stoichiometric or rich air-fuel ratio for NOx purging can be significantly reduced.
As a result, it is possible to minimize the implementation of the NOx purge and prevent the fuel consumption from being deteriorated.

【0044】前段三元触媒22が半活性状態を脱して活
性状態(完全活性状態)になった後は、前段三元触媒2
2が良好に触媒機能を果たすことになるため、この場合
には、図3に示すようにHC、CO、NOx共に排出量
が十分に抑制される。そして、さらに冷却水温度が上昇
し、上記ステップS12の判別結果が真(Yes)で、
冷却水温度Twが所定温度T1より大きくなったと判定さ
れた場合には、ステップS30に進み、通常運転制御を
行う。つまり、エンジン1の暖機が完了した後は、温態
における通常の運転、例えばリーン空燃比運転を実施す
る。
After the pre-stage three-way catalyst 22 leaves the semi-active state and becomes active (completely active state), the pre-stage three-way catalyst 2
In this case, the emission amounts of HC, CO, and NOx are sufficiently suppressed, as shown in FIG. Then, the cooling water temperature further rises, and the determination result of step S12 is true (Yes),
When it is determined that the cooling water temperature Tw has become higher than the predetermined temperature T1, the process proceeds to step S30 and normal operation control is performed. That is, after the warm-up of the engine 1 is completed, the normal operation in the warm state, for example, the lean air-fuel ratio operation is performed.

【0045】以上で説明を終えるが、本発明の実施形態
は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、前段三元触媒22が半活性状態初期にあ
るか否かを水温センサ64からの冷却水温度情報Twに
基づき検出するようにしたが、例えば、排気温センサ2
5の出力に基づいて推定した前段三元触媒22の温度T
tcat(温度相関値)から検出するようにしてもよいし、
前段三元触媒22に温度センサを設けて前段三元触媒2
2の温度Ttcat(温度相関値)から直接に検出するよう
にしてもよいし、吸蔵型NOx触媒32に温度センサを
設けて吸蔵型NOx触媒32の温度Tncat(温度相関
値)から検出するようにしてもよいし、排気温センサ2
5の出力に基づいて推定した吸蔵型NOx触媒32の温
度Tncat(温度相関値)から検出するようにしてもよい
し、エンジン1の始動後経過時間tst(温度相関値)か
ら推定するようにしてもよい。この場合には、上記ステ
ップS14の判別に代えて、判別条件を例えば300℃
< Ttcat or Tncat <400℃、30秒< tst <5
0秒とする。ステップS16についても同様である。但
し、判別閾値についてはシステムに応じて適宜最適値に
設定されるのがよい。
Although the description is finished above, the embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, whether or not the pre-stage three-way catalyst 22 is in the initial half-active state is detected based on the cooling water temperature information Tw from the water temperature sensor 64.
The temperature T of the three-way catalyst 22 of the front stage estimated based on the output of FIG.
You may make it detect from tcat (temperature correlation value),
If a temperature sensor is provided in the front-stage three-way catalyst 22, the front-stage three-way catalyst 2
The temperature may be directly detected from the temperature Ttcat (temperature correlation value) of 2 or a temperature sensor may be provided in the occlusion type NOx catalyst 32 to detect from the temperature Tncat (temperature correlation value) of the occlusion type NOx catalyst 32. Exhaust temperature sensor 2
The temperature may be detected from the temperature Tncat (temperature correlation value) of the storage type NOx catalyst 32 estimated based on the output of No. 5, or may be estimated from the elapsed time tst (temperature correlation value) after the start of the engine 1. Good. In this case, instead of the determination in step S14, the determination condition is, for example, 300 ° C.
<Ttcat or Tncat <400 ° C, 30 seconds <tst <5
0 seconds. The same applies to step S16. However, it is preferable that the discriminating threshold value is appropriately set to an optimum value according to the system.

【0046】また、前段三元触媒22のNOx浄化性能
と前段三元触媒22の温度とは相関性を有していること
から、吸蔵型NOx触媒32上流のNOxの量と前段三元
触媒22の温度とは相関性を有しており、故に、例えば
吸蔵型NOx触媒32上流にNOxセンサを設け、前段三
元触媒22が半活性状態初期にあるか否かを吸蔵型NO
x触媒32に流入するNOxの量Qnox(温度相関値)か
ら検出することもできる。この場合には、上記ステップ
S14の判別に代えて、判別条件を例えば10ppm< Q
noxとする。ステップS16についても同様である。但
し、判別閾値についてはシステムに応じて適宜最適値に
設定されるのがよい。
Further, since there is a correlation between the NOx purification performance of the pre-stage three-way catalyst 22 and the temperature of the pre-stage three-way catalyst 22, the amount of NOx upstream of the occlusion type NOx catalyst 32 and the pre-stage three-way catalyst 22. Therefore, for example, a NOx sensor is provided upstream of the storage-type NOx catalyst 32 to determine whether or not the front three-way catalyst 22 is in the initial half-active state.
It can also be detected from the amount Qnox (temperature correlation value) of NOx flowing into the x catalyst 32. In this case, instead of the determination in step S14, the determination condition is, for example, 10 ppm <Q
Set to nox. The same applies to step S16. However, it is preferable that the discriminating threshold value is appropriately set to an optimum value according to the system.

【0047】また、前段三元触媒22が半活性状態初期
にあるか否かを水温センサ64からの冷却水温度情報T
w、前段三元触媒22の温度情報Ttcat、吸蔵型NOx触
媒32の温度情報Tncat、始動後経過時間情報tst、N
Ox量情報Qnoxのいずれか2つ以上を組み合わせて検出
するようにしてもよい。さらに、上記実施形態では、前
段三元触媒22の温度相関値に基づいて排気空燃比のリ
ッチ化を解除する時期が決定されるものとしたが、リッ
チ化を所定期間実行するとリッチ化が解除されるように
してもよい。
The cooling water temperature information T from the water temperature sensor 64 indicates whether the front-stage three-way catalyst 22 is in the initial half-active state.
w, temperature information Ttcat of the front-stage three-way catalyst 22, temperature information Tncat of the occlusion type NOx catalyst 32, elapsed time information tst after startup, Nst
Any two or more of the Ox amount information Qnox may be combined and detected. Further, in the above-described embodiment, the timing for canceling the enrichment of the exhaust air-fuel ratio is determined based on the temperature correlation value of the front stage three-way catalyst 22, but the enrichment is canceled when the enrichment is executed for a predetermined period. You may do it.

【0048】また、上記実施形態では、前段三元触媒2
2が不活性状態にあるときには、排気空燃比をリーン空
燃比としたが(ステップS18)、必ずしもリーン空燃
比にしなくても本発明の効果を得ることができる。ま
た、上記実施形態では、O2センサ24による空燃比フ
ィードバック(F/B)制御によって排気空燃比を変更
するようにしたが、これに限らず、排気空燃比を変更で
きれば如何なる制御を採用してもよい。
Further, in the above embodiment, the front-stage three-way catalyst 2 is used.
When 2 is in the inactive state, the exhaust air-fuel ratio is set to the lean air-fuel ratio (step S18), but the effect of the present invention can be obtained without necessarily setting the lean air-fuel ratio. Further, in the above-described embodiment, the exhaust air-fuel ratio is changed by the air-fuel ratio feedback (F / B) control by the O 2 sensor 24, but the present invention is not limited to this, and any control can be adopted as long as the exhaust air-fuel ratio can be changed. Good.

【0049】また、上記実施形態では、アイドルSW6
2の情報に基づいて排気流量が所定の低流量であること
を検出するようにしたが、エアフローセンサ(図示せ
ず)からの吸気量情報から求めることもできる(排気低
流量検出手段)。また、上記実施形態では、エンジン1
として筒内噴射型火花点火式ガソリンエンジンを適用し
たが、エンジン1は吸気管噴射型のガソリンエンジンで
あってもディーゼルエンジンであってもよい。
Further, in the above embodiment, the idle SW6
Although the exhaust flow rate is detected to be a predetermined low flow rate based on the information of No. 2, it can be obtained from the intake air amount information from an air flow sensor (not shown) (exhaust low flow rate detection means). Further, in the above embodiment, the engine 1
As the cylinder injection type spark ignition type gasoline engine, the engine 1 may be an intake pipe injection type gasoline engine or a diesel engine.

【0050】[0050]

【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、内燃機関が
冷態にあり三元触媒コンバータが未だ機能していないよ
うな触媒低温時には、吸蔵型NOx触媒コンバータにN
Oxが吸蔵されるが、三元触媒コンバータの温度相関値
が所定範囲内(半活性状態初期)にあり且つ排気流量が
所定の低流量にあるときは、排気通路内の排気空燃比
が、三元触媒コンバータの温度相関値が所定範囲を越え
ているとき或いは排気の流量が所定の低流量を越えてい
るときの第2排気空燃比よりもリッチ空燃比寄りの第1
排気空燃比に制御されるので、NOx触媒コンバータに
吸蔵されているNOxを良好にパージしてトラップサイ
ト量を十分に確保でき、NOx触媒コンバータが低温で
NOx吸蔵能力が低い状況であってもNOx触媒コンバー
タにNOxを十分に吸蔵させることが可能となる。
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 catalyst is such that the internal combustion engine is in a cold state and the three-way catalytic converter is not yet functioning. At low temperatures, the storage type NOx catalytic converter has N
Ox is occluded, but when the temperature correlation value of the three-way catalytic converter is within a predetermined range (initial half-active state) and the exhaust flow rate is a predetermined low flow rate, the exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage becomes three. When the temperature correlation value of the original catalytic converter exceeds a predetermined range or when the flow rate of exhaust gas exceeds a predetermined low flow rate, the first air-fuel ratio closer to the rich air-fuel ratio than the second exhaust air-fuel ratio
Since the exhaust air-fuel ratio is controlled, NOx stored in the NOx catalytic converter can be satisfactorily purged and a sufficient trap site amount can be secured. Even if the NOx catalytic converter is at a low temperature and the NOx storage capacity is low, NOx storage capacity is low. It becomes possible to store NOx sufficiently in the catalytic converter.

【0051】これにより、温態運転時において過剰なN
Oxパージを行って燃費を悪化させることなく、触媒低
温時、即ち冷態時におけるNOxの排出を良好に防止で
き、排気浄化効率の向上を図ることができる。また、請
求項2の内燃機関の排気浄化装置によれば、三元触媒コ
ンバータの温度、吸蔵型NOx触媒コンバータの温度、
内燃機関の冷却水温度、内燃機関の始動後経過時間或い
は吸蔵型NOx触媒コンバータに流入するNOxの量に基
づいて三元触媒コンバータの温度相関値を容易に検出可
能である。
As a result, excessive N
It is possible to prevent NOx from being discharged satisfactorily at a low temperature of the catalyst, that is, in a cold state, and to improve exhaust gas purification efficiency without deteriorating fuel efficiency by performing Ox purging. According to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 2, the temperature of the three-way catalytic converter, the temperature of the occlusion type NOx catalytic converter,
The temperature correlation value of the three-way catalytic converter can be easily detected based on the cooling water temperature of the internal combustion engine, the elapsed time after the internal combustion engine has started, or the amount of NOx flowing into the occlusion type NOx catalytic converter.

【0052】また、請求項3の内燃機関の排気浄化装置
によれば、内燃機関が冷態にあり三元触媒コンバータが
未だ機能していないような触媒低温時には、吸蔵型NO
x触媒コンバータにNOxが吸蔵されるが、三元触媒コン
バータが半活性状態になり且つ排気流量が所定の低流量
になってから所定期間(半活性状態初期)は、排気通路
内の排気空燃比が、三元触媒コンバータの温度相関値が
所定範囲を越えているとき或いは排気の流量が所定の低
流量を越えているときの第2排気空燃比よりもリッチ空
燃比寄りの第1排気空燃比に制御されるので、NOx触
媒コンバータに吸蔵されているNOxを良好にパージし
てトラップサイト量を十分に確保でき、NOx触媒コン
バータが低温でNOx吸蔵能力が低い状況であってもN
Ox触媒コンバータにNOxを十分に吸蔵させることが可
能となる。
Further, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 3, when the temperature of the catalyst is low such that the internal combustion engine is in a cold state and the three-way catalytic converter is not yet functioning, the storage type NO
NOx is stored in the x-catalytic converter, but the exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage is maintained for a predetermined period (initial half-active state) after the three-way catalytic converter is in the semi-active state and the exhaust flow rate is the predetermined low flow rate. Is the first exhaust air-fuel ratio closer to the rich air-fuel ratio than the second exhaust air-fuel ratio when the temperature correlation value of the three-way catalytic converter exceeds a predetermined range or when the flow rate of exhaust exceeds a predetermined low flow rate. Therefore, the NOx stored in the NOx catalytic converter can be satisfactorily purged and a sufficient trap site amount can be secured. Even if the NOx catalytic converter has a low temperature and has a low NOx storage capacity,
It becomes possible to store NOx sufficiently in the Ox catalytic converter.

【0053】これにより、温態運転時において過剰なN
Oxパージを行って燃費を悪化させることなく、触媒低
温時、即ち冷態時におけるNOxの排出を良好に防止で
き、排気浄化効率の向上を図ることができる。また、請
求項4の内燃機関の排気浄化装置によれば、三元触媒コ
ンバータの温度、吸蔵型NOx触媒コンバータの温度、
内燃機関の冷却水温度、内燃機関の始動後経過時間或い
は吸蔵型NOx触媒コンバータに流入するNOxの量に基
づいて三元触媒コンバータの半活性状態を容易に検出可
能である。
As a result, excessive N
It is possible to prevent NOx from being discharged satisfactorily at a low temperature of the catalyst, that is, in a cold state, and to improve exhaust gas purification efficiency without deteriorating fuel efficiency by performing Ox purging. According to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 4, the temperature of the three-way catalytic converter, the temperature of the occlusion type NOx catalytic converter,
The semi-active state of the three-way catalytic converter can be easily detected based on the cooling water temperature of the internal combustion engine, the elapsed time after the internal combustion engine has started, or the amount of NOx flowing into the NOx storage converter.

【0054】また、請求項5の内燃機関の排気浄化装置
によれば、三元触媒コンバータが完全活性状態にあると
き或いは排気の流量が所定の低流量を越えているときに
は、排気空燃比は理論空燃比或いは略理論空燃比とされ
るので、燃焼空燃比が理論空燃比或いは略理論空燃比と
なり、内燃機関の暖機が促進されて冷却水温度が上昇
し、冷態時からヒータ性能を確保することができる。
Further, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 5, the exhaust air-fuel ratio is theoretical when the three-way catalytic converter is in a completely active state or when the flow rate of exhaust gas exceeds a predetermined low flow rate. Since the air-fuel ratio or the approximate stoichiometric air-fuel ratio is used, the combustion air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the approximate stoichiometric air-fuel ratio, the warm-up of the internal combustion engine is promoted, the cooling water temperature rises, and the heater performance is secured from the cold state. can do.

【0055】また、請求項6の内燃機関の排気浄化装置
によれば、三元触媒コンバータが半活性状態初期にある
ときには、排気空燃比は理論空燃比或いはリッチ空燃比
とされるので、NOxパージを効率よく十分に行うこと
ができる。また、請求項7の内燃機関の排気浄化装置に
よれば、三元触媒コンバータが半活性状態になる前の不
活性時には、排気空燃比をリーン空燃比として排気中に
十分な酸素を供給するので、低温時にはNOxが殆ど生
成されないことに加え、HCやCOの排出をも良好に抑
制することができる。
Further, according to the exhaust purification system of the internal combustion engine of claim 6, when the three-way catalytic converter is in the initial state of the semi-active state, the exhaust air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio. Can be efficiently and sufficiently performed. Further, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 7, when the three-way catalytic converter is inactive before the semi-active state, the exhaust air-fuel ratio is set to the lean air-fuel ratio and sufficient oxygen is supplied into the exhaust gas. In addition to producing almost no NOx at low temperatures, HC and CO emissions can be suppressed well.

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

【図1】本発明に係る内燃機関の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 gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】本発明に係る冷態時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 flow chart showing a control routine of NOx purge control during cold state according to the present invention.

【図3】冷態時NOxパージ制御を実施した場合の排気
空燃比、HC排出量、NOx排出量の時間変化を示すタ
イムチャートである。
FIG. 3 is a time chart showing changes over time in the exhaust air-fuel ratio, the HC emission amount, and the NOx emission amount when the cold NOx purge control is executed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン本体 6 燃料噴射弁 12 排気マニホールド 20 排気管 22 前段三元触媒(FCC) 24 O2センサ 30 床下触媒ユニット(UCC) 32 吸蔵型NOx触媒 34 後段三元触媒 60 ECU(電子コントロールユニット) 62 アイドルSW 64 水温センサ1 Engine Body 6 Fuel Injection Valve 12 Exhaust Manifold 20 Exhaust Pipe 22 Front Stage Three-Way Catalyst (FCC) 24 O 2 Sensor 30 Underfloor Catalyst Unit (UCC) 32 Storage NOx Catalyst 34 Rear Stage Three-Way Catalyst 60 ECU (Electronic Control Unit) 62 Idle SW 64 water temperature 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 3/28 301 F01N 3/28 301C 301E F02D 41/14 310B F02D 41/14 310 B01D 53/36 103B 101B Fターム(参考) 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AA28 AB03 AB06 BA03 BA14 BA15 BA19 CB02 CB03 CB05 CB07 CB08 DA01 DA02 DC01 EA01 EA07 EA16 EA17 EA26 EA30 EA34 FA02 FA04 FA12 FA13 FB02 FB10 FB11 FB12 FC07 GB01W GB05W GB06W GB07W HA08 HA09 HA10 HA12 HA36 HA37 3G301 HA01 HA04 HA06 HA15 HA16 JA02 JA25 JA26 JB09 KA02 KA05 LA03 LB04 MA01 MA11 MA26 NA01 NA06 NA07 NA08 NC04 ND01 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 PA01B PA01Z PA11B PA11Z PD02B PD02Z PD11B PD11Z PD12B PD12Z PE02B PE02Z PE03B PE03Z PE08B PE08Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA30X BA31X BA33X BA34X BA35X BA37X CC32 CC46 DA01 DA02 DA03 DA05 DA08 DA13 DA20 EA04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/28 301 F01N 3/28 301C 301E F02D 41/14 310B F02D 41/14 310 B01D 53/36 103B 101B F-term (reference) 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AA28 AB03 AB06 BA03 BA14 BA15 BA19 CB02 CB03 CB05 CB07 CB08 DA01 DA02 DC01 EA01 EA07 EA16 EA17 EA26 EA30 EA34 FA02 FA04 FA12 FA13 FB02 FB10 FB11 FB12 FC07 GB01W GB05W GB06W GB07W HA08 HA09 HA10 HA12 HA36 HA37 3G301 HA01 HA04 HA06 HA15 HA16 JA02 JA25 JA26 JB09 KA02 KA05 LA03 LB04 MA01 MA11 MA26 NA01 NA06 NA07 NA08 NC04 ND01 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 PA01B PA01Z PA11B PA11Z PD02B PD02Z PD11B PD11Z PD12B PD12Z PE02B PE02Z PE03B PE03Z PE08B PE08Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA30X BA31X BA33X BA34X BA35X BA37X CC32 CC46 DA01 DA02 DA03 DA05 DA08 DA13 DA20 EA04

Claims (7)

【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
媒コンバータと、 前記三元触媒コンバータと直列に前記排気通路に設けら
れ、リーン雰囲気下で排気中のNOxを吸蔵し、該吸蔵
したNOxを所定雰囲気下で放出する吸蔵型NOx触媒コ
ンバータと、 前記三元触媒コンバータの温度相関値を検出する触媒温
度相関値検出手段と、 前記排気通路を流れる排気の流量が所定の低流量である
ことを検出する排気低流量検出手段と、 前記触媒温度相関値検出手段により前記三元触媒コンバ
ータの温度相関値が所定範囲内にあることが検出され且
つ前記排気低流量検出手段により前記所定の低流量が検
出されたときには、前記排気通路内の排気空燃比を、前
記三元触媒コンバータの温度相関値が前記所定範囲を越
えているとき或いは排気の流量が前記所定の低流量を越
えているときの第2排気空燃比よりもリッチ空燃比寄り
の第1排気空燃比に制御する排気空燃比制御手段と、を
備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
1. A three-way catalytic converter provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, and a three-way catalytic converter provided in the exhaust passage in series with the three-way catalytic converter to occlude and occlude NOx in exhaust under a lean atmosphere. A storage-type NOx catalytic converter that releases NOx in a predetermined atmosphere, a catalyst temperature correlation value detection unit that detects a temperature correlation value of the three-way catalytic converter, and a flow rate of exhaust gas that flows through the exhaust passage is a predetermined low flow rate. That the temperature correlation value of the three-way catalytic converter is detected to be within a predetermined range by the exhaust gas low flow rate detection means and the catalyst low temperature flow rate detection means, and the exhaust gas low flow rate detection means detects the predetermined low value. When the flow rate is detected, the exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage is controlled when the temperature correlation value of the three-way catalytic converter exceeds the predetermined range or when the exhaust flow rate is Exhaust gas purification of an internal combustion engine, comprising: exhaust air-fuel ratio control means for controlling to a first exhaust air-fuel ratio closer to a rich air-fuel ratio than a second exhaust air-fuel ratio when a predetermined low flow rate is exceeded. apparatus.
【請求項2】 前記触媒温度相関値検出手段は、前記三
元触媒コンバータの温度、前記吸蔵型NOx触媒コンバ
ータの温度、内燃機関の冷却水温度、内燃機関の始動後
経過時間及び前記吸蔵型NOx触媒コンバータに流入す
るNOxの量のいずれか一つを前記三元触媒コンバータ
の温度相関値として検出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 catalyst temperature correlation value detecting means, the temperature of the three-way catalytic converter, the temperature of the occlusion type NOx catalytic converter, the cooling water temperature of the internal combustion engine, the elapsed time after the start of the internal combustion engine and the occlusion type NOx. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein any one of the amounts of NOx flowing into the catalytic converter is detected as a temperature correlation value of the three-way catalytic converter.
【請求項3】 内燃機関の排気通路に設けられた三元触
媒コンバータと、 前記三元触媒コンバータと直列に前記排気通路に設けら
れ、リーン雰囲気下で排気中のNOxを吸蔵し、該吸蔵
したNOxを所定雰囲気下で放出する吸蔵型NOx触媒コ
ンバータと、 前記三元触媒コンバータが半活性状態であることを検出
する触媒半活性状態検出手段と、 前記排気通路を流れる排気の流量が所定の低流量である
ことを検出する排気低流量検出手段と、 前記触媒半活性状態検出手段により前記三元触媒コンバ
ータが半活性状態であることが検出され且つ前記排気低
流量検出手段により前記所定の低流量が検出されたとき
には、前記半活性状態の初期に対応する所定期間に亘
り、前記排気通路内の排気空燃比を、前記三元触媒コン
バータが完全活性状態にあるとき或いは排気の流量が前
記所定の低流量を越えているときの第2排気空燃比より
もリッチ空燃比寄りの第1排気空燃比に制御する排気空
燃比制御手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の
排気浄化装置。
3. A three-way catalytic converter provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, and a three-way catalytic converter provided in the exhaust passage in series with the three-way catalytic converter for storing NOx in the exhaust in a lean atmosphere and storing the NOx. A storage-type NOx catalytic converter that releases NOx in a predetermined atmosphere, a catalyst semi-active state detection means that detects that the three-way catalytic converter is in a semi-active state, and a flow rate of exhaust gas that flows through the exhaust passage is a predetermined low level. A low exhaust flow rate detection means for detecting that the flow rate is a flow rate, and the catalyst semi-active state detection means detects that the three-way catalytic converter is in a semi-active state, and the low exhaust flow rate detection means provides the predetermined low flow rate. Is detected, the exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage is set to the fully active state for a predetermined period corresponding to the initial state of the semi-active state. Or an exhaust air-fuel ratio control means for controlling to a first exhaust air-fuel ratio closer to the rich air-fuel ratio than the second exhaust air-fuel ratio when the flow rate of the exhaust gas exceeds the predetermined low flow rate. An exhaust emission control device for an internal combustion engine.
【請求項4】 前記触媒半活性状態検出手段は、前記三
元触媒コンバータの温度、前記吸蔵型NOx触媒コンバ
ータの温度、内燃機関の冷却水温度、内燃機関の始動後
経過時間及び前記吸蔵型NOx触媒コンバータに流入す
るNOxの量のいずれか一つに基づき前記三元触媒コン
バータの半活性状態を検出することを特徴とする、請求
項3記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. The catalyst semi-active state detecting means includes a temperature of the three-way catalytic converter, a temperature of the occlusion type NOx catalytic converter, a cooling water temperature of an internal combustion engine, an elapsed time after starting the internal combustion engine and the occlusion type NOx. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the half-active state of the three-way catalytic converter is detected based on any one of the amounts of NOx flowing into the catalytic converter.
【請求項5】 前記第2排気空燃比は理論空燃比或いは
略理論空燃比であ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 first exhaust air-fuel ratio is a stoichiometric air-fuel ratio or a substantially stoichiometric air-fuel ratio.
9. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to any one of 1.
【請求項6】 前記第1排気空燃比は理論空燃比或いは
リッチ空燃比であることを特徴とする、請求項1乃至5
のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. The first exhaust air-fuel ratio is a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio.
9. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to any one of 1.
【請求項7】 前記排気空燃比制御手段は、前記第1排
気空燃比に制御する前に、前記排気通路内の排気空燃比
をリーン空燃比に制御することを特徴とする、請求項1
乃至6のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
7. The exhaust air-fuel ratio control means controls the exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage to a lean air-fuel ratio before controlling to the first exhaust air-fuel ratio.
7. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to any one of items 6 to 6.
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