JP2004218518A - Air-fuel ratio control method for engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air-fuel ratio control method for an engine that enables small torque fluctuation when temporarily generating a rich condition of exhaust gas to recover a NOx occlusion capacity of a NOx occlusion reduction type catalyst arranged on an exhaust path of the engine. <P>SOLUTION: This air-fuel ratio control method is designed for the engine 1 having an exhaust emission control system 10 with the NOx occlusion reduction type catalyst 32 arranged on the exhaust path 2 of the engine 1. When the rich condition of the exhaust gas is temporarily generated to regenerate the NOx occlusion reduction type catalyst 32, the loaded condition of the engine 1 is judged. During at the time of a low load, the rich condition of the exhaust gas is generated by retarding air intake throttling and main injection, and at the time of intermediate and high loads, the rich condition of the exhaust gas is generated by post injection. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気通路にNOx吸蔵還元型触媒を有する排気浄化システムを備えたエンジンの空燃比制御方法に関し、より詳細には、NOx吸蔵還元型触媒の再生のためのリッチ条件を作り出すエンジンの空燃比制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ディーゼルエンジン等の排気ガス中におけるNOxの低減のために、窒素酸化物(NOx)を吸蔵するNOx吸蔵還元型触媒の適用が考えられている。このNOx吸蔵還元型触媒は、図6と図7に示すように、γ−アルミナ(Al)等の担持体32aに白金Pt等の触媒32bと酸化バリウム(BaO)等のNOx吸蔵材(吸収剤)32cを担持して形成され、NOx吸蔵触媒のNOxの吸蔵・放出のメカニズムに従って、NOxを浄化している。
【0003】
つまり、図6に示すように、理論空燃比よりも空気が多いリーン状態の場合には、酸素(O)がPt32bの表面に付着し、一酸化窒素(NO)は、NO+O→NOの反応により、二酸化窒素(NO)になり、このNOは、Pt上で酸化されつつNOx吸蔵材3cにNO としてBa(NO等の形で吸蔵される。
【0004】
また、図7に示すように、理論空燃比近傍のリッチ状態の場合には、O濃度の低下によりNOx吸蔵材32cはリーン状態で吸着したNOxを放出し、このNOxは炭化水素(HC)等の還元剤により三元触媒と同様な反応によって窒素Nに還元される。
【0005】
そして、ディーゼルエンジンの通常の運転のように、リーン条件の運転状態でNOxを吸蔵し続けると、NOx吸蔵材が例えばBa(NOに変化し、吸蔵能力が飽和に達してしまうので、十分なNOx浄化性能を発揮するためには、その飽和に達する前に、エンジンの運転条件を一時的にリッチ条件の運転状態に変更して排気ガス中にリッチ状態を発生させて吸蔵能力を回復する必要がある。そのため、エンジンの稼働中にエンジンの運転条件をリーン条件とリッチ条件を切り換えている。
【0006】
しかしながら、リーン条件からリッチ条件に切り換えたとき、機関出力トルクが急激に増大し、大きなショック(トルクショック)が発生するという問題がある。そのため、このようなリーン条件からリッチ条件(リッチスパイク制御)に移行する時のトルク変動を抑制する技術が提案されている。
【0007】
その技術の一つに、リーン側からリッチ側に空燃比を切り換えた際に、その切換前後におけるトルク変動を直接検出し、その検出値に基づいてリッチ化度合いの変更、空燃比以外の手段により機関出力トルクを変化せしめることにより、トルク変動を抑制する技術がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
【特許文献1】
特開平8−319862号公報 (第2頁−第3頁)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
そして、従来技術においては、リッチ条件の発生は、通常のパイロット噴射とメイン噴射の2段階噴射に、ポスト噴射を追加することで行われることが多いが、アイドル運転のような負荷の小さい運転領域で、ポスト噴射を行うと、エンジンのトルクが必要以上に増加しトルクショックが発生するという問題がある。
【0010】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、エンジンの排気通路に設けたNOx吸蔵還元型触媒のNOx吸蔵能力を回復するために、一時的に排気ガスをリッチ条件にする際に、トルク変動の少ないエンジンの空燃比制御方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明のエンジンの空燃比制御方法は、エンジンの排気通路にNOx吸蔵還元型触媒を有する排気浄化システムを備えたエンジンの空燃比制御方法であって、前記NOx吸蔵還元型触媒を再生するために、一時的に排気ガスをリッチ条件にする際に、エンジンの負荷状態を判断し、低負荷時には、吸気絞りとメイン噴射のリタードで排気ガスのリッチ条件を作り、中負荷時及び高負荷時には、ポスト噴射によって排気ガスのリッチ条件を作ることを特徴として構成される。
【0012】
つまり、リッチ条件を作る方法をエンジンの負荷状態によって、中負荷時及び高負荷時にはポスト噴射を追加することで行い、低負荷時にはインテークスロットルを絞る吸気絞りを行うと共にメイン噴射をリタードすることで、エンジンの効率を低下させて、トルクの増加を伴わないようにして、燃料噴射量を増加することで行う。
【0013】
この構成により、エンジンの負荷によらず、トルクを増加させることなく、確実に排気ガスのリッチ条件を作ることができるようになる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るエンジンの空燃比制御方法について、図面に参照しながら説明する。
【0015】
図1にエンジンの排気浄化システムを示し、図2に空燃比制御のフローチャートを示し、また、図3〜図5に、中負荷・高負荷時のリッチ条件を作るための噴射タイミングを示す。
【0016】
図1に示すように、このエンジンの排気浄化システム10においては、エンジン1の吸気通路2に吸入空気量センサ(エアマスセンサ)21と可変ノズル付きターボチャージャ(VNT)31のコンプレッサ31aとインタークーラー22と吸気絞り(インテークスロットル)23が設けられ、排気通路3にVNT31のタービン31bとNOx吸蔵触媒32が設けられ、また、EGR通路(排気循環通路)4にEGRクーラー41とEGRバルブ42が設けられている。
【0017】
また、燃料噴射系には、燃料タンク(図示しない)から燃料Fをエンジンの燃焼室54に供給するための燃料ポンプ51とコモンレール52と燃料噴射弁(インジェクタ)53が設けられ、更に、アクセル開度Acc、エンジン回転数Ne、クランク角CA等を入力し、エンジンを制御するECU(エンジンコントロールユニット)と呼ばれる制御装置60が設けられている。
【0018】
そして、本発明のエンジンの空燃比制御方法においては、エンジン回転数Neと、アクセル角度Accから算出される燃料噴射量Qによってエンジンの運転領域を判別して、排気ガスのリッチ条件を発生させるための燃料噴射方法を決定する。
【0019】
低負荷の場合は、メイン噴射(主噴射)をリタードして燃焼効率を落として燃料噴射量を増加させてリッチ条件を作る。つまり、メイン噴射のリタードのみでは、リッチ条件を達成できないため、パイロット噴射を進角させて噴射量を増加すると共に、吸気絞り23を絞ることで吸入空気量を減少させリッチ条件を作り易くする。
【0020】
中負荷及び高負荷の場合は、トルクに影響を与えない程十分に遅れたクランク角でポスト噴射(後噴射)を追加してリッチ条件を作る。この場合、パイロット噴射及びメイン噴射、EGR弁42、VNT31、吸気絞り23は、リッチ条件移行前のリーン条件と同じ制御を継続する。
【0021】
この空燃比制御は、図2に示すような制御フローに従って行われる。この制御フローは、エンジンの制御フローと並行して実行されるフローであり、エンジンの運転開始と共に実行が開始され、エンジンの運転終了と共に、即ち、エンジンキーOFFの割り込みと共に、このフローはストップされる。
【0022】
この制御フローがスタートすると、ステップS11で、エンジン回転数Neと燃料噴射量Qを入力し、このエンジン回転数Neと燃料噴射量Qからリーン設定時間マップを参照してリーン設定時間tlsを算出する。
【0023】
そして、ステップS12で、通常のリーン条件の運転制御を行うために、エンジン回転数Neと燃料噴射量Qを入力し、このエンジン回転数Neと燃料噴射量Qからベース・パイロット噴射量マップ、ベース・パイロット噴射タイミングマップ、ベース・メイン噴射タイミングマップをそれぞれ参照して、パイロット噴射タイミングTpb、パイロット噴射量Qpb、メイン噴射タイミングTmbを算出し、この算出量を出力して、この算出量に基づいて燃料噴射する。
【0024】
このリーン条件の運転状態では、図3に例示するようなタイミングでパイロット噴射とメイン噴射がなされ、排気ガスの空燃比(A/F)が例えば40程度で、図6に示すような浄化メカニズムで、OがPt32bの表面に付着し、NOは、NO+O→NOの反応により、NOになり、このNOは、Pt上で酸化されつつNOx吸蔵材32cにNO としてBa(NO等の形で吸蔵され、排気ガスGは浄化され、浄化された排気ガスGcとして大気中に排出される。
【0025】
次のステップS13で、リーン条件制御が終了したか否かの判定、即ち、リーン条件で運転しているリーン積算時間tl がリーン設定時間tlsを超えたか否かの判定を行い、リーン条件制御が終了するまで、ステップS12を繰り返し実行する。
【0026】
ステップS13の判定で、リーン積算時間tl がリーン設定時間tlsを超えてリーン条件制御が終了したと判定された場合は、ステップS14で、エンジン回転数Neと燃料噴射量Qを入力し、このエンジン回転数Neと燃料噴射量Qからリッチ設定時間マップを参照してリッチ設定時間trsを算出する。
【0027】
次に、ステップS15で、エンジンの運転状態が低負荷領域であるか否かを判定する。この判定は、運転領域判別マップを参照して、エンジン回転数Neと燃料噴射量Qに対応する部分が低負荷領域であるか、中負荷領域又は高負荷領域であるか否かで判定する。
【0028】
ステップS15の判定で、エンジンの運転状態が低負荷領域であると判定された時は、ステップS16で、エンジン回転数Neと燃料噴射量Qを入力し、このエンジン回転数Neと燃料噴射量Qから吸気絞りの弁開度量マップ、リッチ・パイロット噴射タイミングマップ、リッチ・パイロット噴射量マップ、リッチ・メイン噴射タイミングマップをそれぞれ参照して、リッチ制御運転用の吸気絞りの開度Th 、パイロット噴射タイミングTpr、パイロット噴射量Qpr、メイン噴射タイミングTmrを算出し出力して、この算出量で吸気量の調整及び燃料噴射する。
【0029】
この低負荷時におけるリッチ条件の運転状態では、図4に例示するようなタイミングでパイロット噴射とメイン噴射と吸気絞りがなされ、排気ガスの空燃比(A/F)が例えば14.3程度で、図7に示すような浄化メカニズムで、O濃度の低下によりNOx吸蔵材32cはリーン状態で吸着したNOxを放出し、このNOxはHC等の還元剤により三元触媒と同様な反応によって窒素Nに還元される。そして、排気ガスGは浄化された排気ガスGcになり大気中に排出される。
【0030】
次のステップS17では、リッチ条件制御が終了したか否かの判定、即ち、リッチ条件で運転しているリッチ積算時間tr がリッチ設定時間trsを超えたか否かの判定を行い、リッチ条件制御が終了するまで、ステップS16を繰り返し実行し、ステップS17の判定で、リッチ条件制御が終了したと判定された時は、ステップS11に行く。
【0031】
また、ステップS15の判定で、エンジンの運転状態が低負荷領域でない、即ち、中負荷又は高負荷であると判定された時は、ステップS18で、エンジン回転数Neと燃料噴射量Qを入力し、このエンジン回転数Neと燃料噴射量Qからベース・パイロット噴射タイミングマップ、ベース・パイロット噴射量マップ、ベース・メイン噴射タイミングマップ、ポスト噴射タイミングマップ、ポスト噴射量マップをそれぞれ参照して、リッチ制御運転用の、パイロット噴射タイミングTpb、パイロット噴射量Qpb、メイン噴射タイミングTmb、ポスト噴射タイミングTpos 、ポスト噴射量Qpos を算出して出力し、この算出量で燃料噴射する。
【0032】
この中負荷時及び高負荷時におけるリッチ条件の運転状態では、図5に例示するようなタイミングでパイロット噴射とメイン噴射とポスト噴射(後噴射)がなされ、排気ガスの空燃比(A/F)が例えば14.3程度で、図7に示すような浄化メカニズムで、O濃度の低下によりNOx吸蔵材32cはリーン状態で吸着したNOxを放出し、このNOxはHC等の還元剤により三元触媒と同様な反応によって窒素Nに還元される。そして、排気ガスGは浄化された排気ガスGcになり大気中に排出される。
【0033】
次のステップS19では、リッチ条件制御が終了したか否かの判定、即ち、リッチ条件で運転しているリッチ積算時間tr がリッチ設定時間trsを超えたか否かの判定を行い、リッチ条件制御が終了するまで、ステップS18を繰り返し実行し、ステップS19の判定で、リッチ条件制御が終了したと判定された時は、ステップS11に行く。
【0034】
このステップS11〜ステップS19を繰り返し実行し、この実行際中にステップS20のエンジンキーOFFによる割り込みが生じると、ステップS21で制御終了作業をしてから、例えば、リーン条件制御やリッチ条件制御の途中でストップする場合に、次回にこの制御フローがスタートする時に、積算時間tl ,tr の初期値をストップ時の値とすることができるように、リーン積算時間tl やリッチ積算時間tr を記憶してからストップする。
【0035】
このエンジンの空燃比制御方法により、NOx吸蔵還元型触媒32を再生するために、一時的に排気ガスをリッチ条件にする際に、エンジンの負荷状態を判断し、低負荷時には、吸気絞りとメイン噴射のリタードで排気ガスのリッチ条件を作り、中負荷時及び高負荷時には、ポスト噴射によって排気ガスのリッチ条件を作ることができる。
【0036】
【発明の効果】
本発明のエンジンの空燃比制御方法によれば、NOx吸蔵還元型触媒を再生するために、一時的に排気ガスをリッチ条件にする際に、エンジンの負荷状態を判断し、低負荷時には、吸気絞りとメイン噴射のリタードで排気ガスのリッチ条件を作り、中負荷時及び高負荷時には、ポスト噴射によって排気ガスのリッチ条件を作るように構成したので、エンジンの負荷によらず、トルクを増加させることなく、確実に排気ガスのリッチ条件を作ることができ、リーン条件からリッチ条件に移行する際のトルクショックを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のNOx吸蔵還元型触媒を有する排気浄化システムを備えたエンジンのシステムを示す図である。
【図2】本発明の実施の形態の制御フローを示す図である。
【図3】リーン条件におけるパイロット噴射とメイン噴射のタイミングと噴射量を例示する図である。
【図4】エンジンの運転が低負荷領域にある場合のリッチ条件におけるパイロット噴射とメイン噴射とポスト噴射のタイミングと噴射量を例示する図である。
【図5】エンジンの運転が中負荷又は高負荷領域にある場合のリッチ条件におけるパイロット噴射とメイン噴射とポスト噴射のタイミングと噴射量を例示する図である。
【図6】NOx吸蔵還元型触媒のNOx吸蔵のメカニズムを示す図である。
【図7】NOx吸蔵還元型触媒のNOxの放出のメカニズムを示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン(内燃機関)
2 排気通路
3 吸気通路
4 EGR通路
23 吸気絞り(インテークスロットル)
32 NOx吸蔵還元型触媒
42 EGRバルブ
53 燃料噴射弁(インジェクタ)
60 制御装置(ECU)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air-fuel ratio control method for an engine provided with an exhaust purification system having an NOx storage reduction catalyst in an exhaust passage of the engine, and more particularly, to an engine that creates rich conditions for regeneration of a NOx storage reduction catalyst. The present invention relates to an air-fuel ratio control method.
[0002]
[Prior art]
In order to reduce NOx in exhaust gas of a diesel engine or the like, application of a NOx storage reduction catalyst that stores nitrogen oxides (NOx) has been considered. As shown in FIGS. 6 and 7, this NOx storage reduction type catalyst has a catalyst 32b such as platinum Pt and a NOx storage such as barium oxide (BaO 2 ) on a carrier 32a such as γ-alumina (Al 2 O 3 ). The NOx storage catalyst 32c is formed to support the material (absorbent) 32c, and purifies NOx according to the mechanism for storing and releasing NOx of the NOx storage catalyst.
[0003]
That is, as shown in FIG. 6, in a lean state in which the amount of air is larger than the stoichiometric air-fuel ratio, oxygen (O 2 ) adheres to the surface of the Pt 32b, and nitrogen monoxide (NO) becomes NO + O 2 → NO 2 Is converted to nitrogen dioxide (NO 2 ), and this NO 2 is oxidized on Pt and stored in the NOx storage material 3c as NO 3 − in the form of Ba (NO 3 ) 2 or the like.
[0004]
Further, as shown in FIG. 7, when the rich state of the near stoichiometric air-fuel ratio is, NOx storage material 32c by a decrease in O 2 concentration was release NOx adsorbed in the lean state, the NOx hydrocarbon (HC) And the like, and is reduced to nitrogen N 2 by a reaction similar to the three-way catalyst.
[0005]
Then, as in the normal operation of the diesel engine, the continuously stores NOx in the operating state of the lean condition, NOx-absorbing material is changed, for example, Ba (NO 3) 2, since storage capacity will reach saturation, In order to achieve sufficient NOx purification performance, before reaching the saturation, the operating condition of the engine is temporarily changed to the operating condition of the rich condition to generate a rich condition in the exhaust gas to recover the storage capacity. There is a need to. Therefore, during the operation of the engine, the operating condition of the engine is switched between a lean condition and a rich condition.
[0006]
However, when switching from the lean condition to the rich condition, there is a problem that the engine output torque sharply increases and a large shock (torque shock) occurs. For this reason, a technique for suppressing torque fluctuation when shifting from such a lean condition to a rich condition (rich spike control) has been proposed.
[0007]
As one of the techniques, when the air-fuel ratio is switched from the lean side to the rich side, torque fluctuations before and after the switching are directly detected, and based on the detected value, the degree of enrichment is changed, and a means other than the air-fuel ratio is used. There is a technique for suppressing the torque fluctuation by changing the engine output torque (for example, see Patent Document 1).
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-8-319862 (Pages 2 to 3)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the related art, the generation of the rich condition is often performed by adding post-injection to the two-stage injection of the normal pilot injection and the main injection. When the post injection is performed, there is a problem that the torque of the engine is increased more than necessary and a torque shock occurs.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to temporarily enrich exhaust gas in order to restore the NOx storage capacity of a NOx storage reduction catalyst provided in an exhaust passage of an engine. An object of the present invention is to provide an engine air-fuel ratio control method with less torque fluctuation when setting conditions.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An air-fuel ratio control method for an engine according to the present invention for achieving the above object is an air-fuel ratio control method for an engine provided with an exhaust purification system having a NOx storage reduction catalyst in an exhaust passage of the engine, the method comprising: In order to regenerate the reduction catalyst, when the exhaust gas is temporarily set to the rich condition, the load condition of the engine is determined, and when the load is low, the rich condition of the exhaust gas is created by the intake throttle and the retard of the main injection, At the time of medium load and high load, the exhaust gas rich condition is created by post-injection.
[0012]
In other words, a method of creating a rich condition is performed by adding post-injection at medium load and high load depending on the load state of the engine, and at low load by performing intake throttle to narrow the intake throttle and retarding main injection, This is performed by increasing the fuel injection amount without lowering the efficiency of the engine and increasing the torque.
[0013]
With this configuration, the exhaust gas rich condition can be reliably established without increasing the torque regardless of the load of the engine.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an air-fuel ratio control method for an engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 shows an exhaust gas purification system for an engine, FIG. 2 shows a flowchart of air-fuel ratio control, and FIGS. 3 to 5 show injection timings for creating a rich condition under medium load and high load.
[0016]
As shown in FIG. 1, in an exhaust gas purification system 10 for an engine, an intake air amount sensor (air mass sensor) 21, a compressor 31 a of a turbocharger with variable nozzle (VNT) 31 and an intercooler 22 are provided in an intake passage 2 of the engine 1. An intake throttle (intake throttle) 23 is provided, a turbine 31b of a VNT 31 and a NOx storage catalyst 32 are provided in an exhaust passage 3, and an EGR cooler 41 and an EGR valve 42 are provided in an EGR passage (exhaust circulation passage) 4. I have.
[0017]
The fuel injection system includes a fuel pump 51 for supplying fuel F from a fuel tank (not shown) to a combustion chamber 54 of the engine, a common rail 52, and a fuel injection valve (injector) 53. A control device 60 called an ECU (engine control unit) for controlling the engine by inputting the degree Acc, the engine speed Ne, the crank angle CA and the like is provided.
[0018]
In the method of controlling the air-fuel ratio of an engine according to the present invention, the engine operating range is determined based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q calculated from the accelerator angle Acc to generate the exhaust gas rich condition. The fuel injection method is determined.
[0019]
When the load is low, the main injection (main injection) is retarded to lower the combustion efficiency and increase the fuel injection amount to create a rich condition. That is, since the rich condition cannot be achieved only by the retard of the main injection, the injection amount is increased by advancing the pilot injection, and the intake air amount is reduced by narrowing the intake throttle 23 so that the rich condition is easily created.
[0020]
In the case of medium load and high load, a rich condition is created by adding post-injection (post-injection) at a crank angle sufficiently delayed so as not to affect the torque. In this case, the pilot injection and the main injection, the EGR valve 42, the VNT 31, and the intake throttle 23 continue the same control as the lean condition before the transition to the rich condition.
[0021]
This air-fuel ratio control is performed according to a control flow as shown in FIG. This control flow is a flow that is executed in parallel with the control flow of the engine, and is started when the operation of the engine is started, and is stopped when the operation of the engine is completed, that is, with the interruption of the engine key OFF. You.
[0022]
When the control flow starts, in step S11, the engine speed Ne and the fuel injection amount Q are input, and the lean set time tls is calculated from the engine speed Ne and the fuel injection amount Q by referring to a lean set time map. .
[0023]
In step S12, the engine speed Ne and the fuel injection amount Q are input in order to perform the operation control under the normal lean condition, and the base-pilot injection amount map and the base pilot injection amount map are obtained from the engine speed Ne and the fuel injection amount Q. The pilot injection timing Tpb, the pilot injection amount Qpb, and the main injection timing Tmb are calculated with reference to the pilot injection timing map and the base / main injection timing map, and the calculated amounts are output. Inject fuel.
[0024]
In the operating state under the lean condition, the pilot injection and the main injection are performed at timings as illustrated in FIG. 3, the air-fuel ratio (A / F) of the exhaust gas is, for example, about 40, and the purification mechanism as illustrated in FIG. , O 2 adheres to the surface of Pt32b, NO by reaction of NO + O 2 → NO 2, becomes NO 2, the NO 2 while being oxidized on Pt in the NOx storage material 32c NO 3 - as Ba ( NO 3 ) 2, etc., and the exhaust gas G is purified and discharged into the atmosphere as purified exhaust gas Gc.
[0025]
In the next step S13, it is determined whether or not the lean condition control has been completed, that is, whether or not the lean integrated time tl operating under the lean condition has exceeded the lean set time tls. Step S12 is repeatedly executed until the process is completed.
[0026]
If it is determined in step S13 that the lean accumulated time tl has exceeded the lean set time tls and the lean condition control has been completed, in step S14, the engine speed Ne and the fuel injection amount Q are input, and the engine The rich set time trs is calculated from the rotational speed Ne and the fuel injection amount Q with reference to the rich set time map.
[0027]
Next, in step S15, it is determined whether the operating state of the engine is in the low load region. This determination is made by referring to the operation region determination map based on whether the portion corresponding to the engine speed Ne and the fuel injection amount Q is a low load region, a medium load region, or a high load region.
[0028]
If it is determined in step S15 that the operation state of the engine is in the low load range, the engine speed Ne and the fuel injection amount Q are input in step S16, and the engine speed Ne and the fuel injection amount Q are input. From the intake throttle valve opening amount map, the rich pilot injection timing map, the rich pilot injection amount map, and the rich main injection timing map, the opening degree Th of the intake throttle for the rich control operation, and the pilot injection timing. Tpr, pilot injection amount Qpr, and main injection timing Tmr are calculated and output, and the calculated amount is used to adjust the intake air amount and perform fuel injection.
[0029]
In the operation state under the rich condition at the time of the low load, the pilot injection, the main injection, and the intake throttle are performed at timings as illustrated in FIG. 4, and the air-fuel ratio (A / F) of the exhaust gas is, for example, about 14.3. in purifying mechanism as shown in FIG. 7, NOx storage material 32c by a decrease in O 2 concentration was release NOx adsorbed in the lean state, nitrogen N by this NOx is a reaction similar to the three-way catalyst with a reducing agent such as HC Reduced to 2 . Then, the exhaust gas G becomes a purified exhaust gas Gc and is discharged into the atmosphere.
[0030]
In the next step S17, it is determined whether or not the rich condition control has been completed, that is, whether or not the rich integrated time tr 1 operated under the rich condition has exceeded the rich set time trs. Until the process is completed, step S16 is repeatedly executed. If it is determined in step S17 that the rich condition control has been completed, the process proceeds to step S11.
[0031]
When it is determined in step S15 that the operating state of the engine is not in the low load range, that is, the load is medium or high, the engine speed Ne and the fuel injection amount Q are input in step S18. From the engine speed Ne and the fuel injection amount Q, the rich control is performed by referring to the base pilot injection timing map, the base pilot injection amount map, the base main injection timing map, the post injection timing map, and the post injection amount map, respectively. The pilot injection timing Tpb, pilot injection amount Qpb, main injection timing Tmb, post-injection timing Tpos, and post-injection amount Qpos for the operation are calculated and output, and fuel is injected with the calculated amount.
[0032]
In the operation state under the rich condition at the time of the medium load and the high load, the pilot injection, the main injection, and the post-injection (post-injection) are performed at timings illustrated in FIG. 5, and the air-fuel ratio (A / F) of the exhaust gas is obtained. in but for example, about 14.3, in purifying mechanism as shown in FIG. 7, O 2 NOx occluding material 32c by lowering the concentration releases the NOx adsorbed in the lean state, the NOx ternary by a reducing agent such as HC It is reduced to nitrogen N 2 by a reaction similar catalysts. Then, the exhaust gas G becomes a purified exhaust gas Gc and is discharged into the atmosphere.
[0033]
In the next step S19, it is determined whether or not the rich condition control has been completed, that is, whether or not the rich integrated time tr 1 operated under the rich condition has exceeded the rich set time trs. Until the process is completed, step S18 is repeatedly executed. If it is determined in step S19 that the rich condition control has been completed, the process proceeds to step S11.
[0034]
Steps S11 to S19 are repeatedly executed. If an interruption due to the engine key OFF in step S20 occurs during this execution, the control is terminated in step S21. When the control flow is started next time, the lean integration time tl and the rich integration time tr are stored so that the initial values of the integration times tl and tr can be set to the values at the time of stop when the control flow starts next time. Stop from.
[0035]
According to this air-fuel ratio control method of the engine, the load state of the engine is determined when the exhaust gas is temporarily set to the rich condition in order to regenerate the NOx storage reduction catalyst 32. Exhaust gas rich conditions can be created by retarding the injection, and at medium load and high load, exhaust gas rich conditions can be created by post-injection.
[0036]
【The invention's effect】
According to the air-fuel ratio control method for an engine of the present invention, when the exhaust gas is temporarily set to a rich condition in order to regenerate the NOx storage reduction catalyst, the load state of the engine is determined. A rich condition of exhaust gas is created by the restriction of the throttle and the main injection, and a rich condition of exhaust gas is created by post-injection at medium load and high load, so the torque is increased regardless of the engine load. Therefore, the rich condition of the exhaust gas can be reliably established, and the torque shock at the time of shifting from the lean condition to the rich condition can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an engine system including an exhaust purification system having a NOx storage reduction catalyst according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a control flow according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating timings and injection amounts of pilot injection and main injection under a lean condition.
FIG. 4 is a diagram illustrating timings of pilot injection, main injection, and post-injection and injection amounts under rich conditions when the operation of the engine is in a low load region.
FIG. 5 is a diagram illustrating timings of pilot injection, main injection, and post-injection and injection amounts under rich conditions when the operation of the engine is in a medium load or high load region.
FIG. 6 is a diagram showing a mechanism of NOx storage of a NOx storage reduction catalyst.
FIG. 7 is a diagram showing a mechanism of NOx release of a NOx storage reduction catalyst.
[Explanation of symbols]
1 engine (internal combustion engine)
2 Exhaust passage 3 Intake passage 4 EGR passage 23 Intake throttle (intake throttle)
32 NOx storage reduction catalyst 42 EGR valve 53 Fuel injection valve (injector)
60 Control unit (ECU)

Claims (1)

エンジンの排気通路にNOx吸蔵還元型触媒を有する排気浄化システムを備えたエンジンの空燃比制御方法であって、前記NOx吸蔵還元型触媒を再生するために、一時的に排気ガスをリッチ条件にする際に、エンジンの負荷状態を判断し、低負荷時には、吸気絞りとメイン噴射のリタードで排気ガスのリッチ条件を作り、中負荷時及び高負荷時には、ポスト噴射によって排気ガスのリッチ条件を作ることを特徴とするエンジンの空燃比制御方法。An air-fuel ratio control method for an engine provided with an exhaust purification system having a NOx storage reduction catalyst in an exhaust passage of the engine, wherein the exhaust gas is temporarily set to a rich condition in order to regenerate the NOx storage reduction catalyst. Judgment of the load condition of the engine at the time of low load, making the exhaust gas rich condition by the intake throttle and retard of the main injection, and making the exhaust gas rich condition by post injection at the time of medium load and high load An air-fuel ratio control method for an engine, comprising:
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