JP2007051605A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

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Shogo Kanazawa
省吾 金澤
Tatsumasa Sugiyama
辰優 杉山
Nobuki Kobayashi
暢樹 小林
Atsushi Tawara
淳 田原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine providing high NOx conversion performance. <P>SOLUTION: This device is provided with a NOx storage reduction catalyst provided in an exhaust gas passage of the internal combustion engine performing lean combustion and a fuel addition valve provided in an upstream side of the NOx storage reduction catalyst in the exhaust gas passage. The NOx storage reduction catalyst stores NOx in exhaust gas when air fuel ratio of exhaust gas flowing into the same is lean and reduces stored NOx by making air fuel ratio of exhaust gas rich. Fuel is added to exhaust gas by fuel injection from the fuel addition valve to make exhaust gas air fuel ratio tentatively rich, and NOx storage capacity of the NOx storage reduction catalyst is recovered. Fuel addition by the fuel addition valve is performed (S106) when an engine operation condition shifts from an operation condition where fuel cut control is performed to an operation condition where the fuel cut operation is stopped (YES in S100). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、排気通路にNOx吸蔵還元触媒が設けられた内燃機関の排気浄化装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine in which a NOx storage reduction catalyst is provided in an exhaust passage.

ディーゼル機関等、希薄燃焼を行う内燃機関では、その排気通路に、排気中のNOx(窒素酸化物)を浄化するためのNOx吸蔵還元触媒が設けられている。このNOx吸蔵還元触媒は、排気空燃比がリーンである場合、すなわち周囲の雰囲気が高酸素濃度状態である場合には排気中のNOxを吸蔵する。一方、排気空燃比がリッチ側にされた場合、詳しくは、周囲の雰囲気が低酸素濃度状態にされ、且つ排気中に炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)などといった未燃燃料成分を含む状態にされた場合には、NOx吸蔵還元触媒は吸蔵しているNOxを放出及び還元する。具体的には、酸素濃度の低下によってNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されているNOxが放出され、放出されたNOxが排気に含まれる未燃燃料成分との反応を通じて還元浄化される。   In an internal combustion engine that performs lean combustion, such as a diesel engine, a NOx occlusion reduction catalyst for purifying NOx (nitrogen oxide) in exhaust gas is provided in the exhaust passage. This NOx occlusion reduction catalyst occludes NOx in the exhaust when the exhaust air-fuel ratio is lean, that is, when the surrounding atmosphere is in a high oxygen concentration state. On the other hand, when the exhaust air-fuel ratio is made rich, in detail, the surrounding atmosphere is brought into a low oxygen concentration state, and unburned fuel components such as hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) are contained in the exhaust. When it is made to include, the NOx occlusion reduction catalyst releases and reduces the occluded NOx. Specifically, NOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst is released due to the decrease in oxygen concentration, and the released NOx is reduced and purified through reaction with unburned fuel components contained in the exhaust.

ここでNOx吸蔵還元触媒のNOx吸蔵量には限界がある。そのため上記内燃機関において、排気空燃比がリーンとなる希薄燃焼の実行が長期にわたって継続されると、NOx吸蔵還元触媒のNOx吸蔵量が限界容量に達し、それ以上のNOxを吸蔵できなくなってしまう。   Here, the NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction catalyst is limited. Therefore, in the internal combustion engine, if the lean combustion with the exhaust air-fuel ratio leaning is continued for a long period of time, the NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction catalyst reaches the limit capacity, and no more NOx can be occluded.

そこで従来、例えば特許文献1に記載の排気浄化装置のように、機関排気通路におけるNOx吸蔵還元触媒よりも上流側に燃料添加弁を設け、NOx吸蔵量が所定量に達したことを条件に同燃料添加弁から燃料を噴射して、排気に燃料を添加するようにしている。これによりNOx吸蔵還元触媒を通過する排気の空燃比がリッチ側になり、同NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されているNOxが放出及び還元されて、そのNOx還元能力が回復されるようになる。   Therefore, conventionally, for example, as in the exhaust gas purification apparatus described in Patent Document 1, a fuel addition valve is provided upstream of the NOx storage reduction catalyst in the engine exhaust passage, and the same condition is obtained when the NOx storage amount reaches a predetermined amount. The fuel is injected from the fuel addition valve, and the fuel is added to the exhaust gas. As a result, the air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the NOx occlusion reduction catalyst becomes richer, NOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst is released and reduced, and the NOx reduction ability is restored.

なお本発明にかかる先行技術文献としては、上記特許文献1の他にも以下の特許文献2が挙げられる。
特開2002−213232号公報 特開2001−90593号公報
In addition, as a prior art document concerning this invention, the following patent documents 2 other than the said patent document 1 is mentioned.
JP 2002-213232 A JP 2001-90593 A

ここで排気に含まれるNOxの量は機関運転状態に応じて異なる。また前記NOx吸蔵量が増加すると、NOx吸蔵還元触媒に流れ込む排気中のNOx量(M1)に対して同NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されるNOx量(M2)の占める割合(NOx吸蔵率(=M2/M1))が低くなる。   Here, the amount of NOx contained in the exhaust gas varies depending on the engine operating state. Further, when the NOx occlusion amount increases, the ratio of the NOx occlusion rate (M2) stored in the NOx occlusion reduction catalyst to the NOx amount (M1) in the exhaust gas flowing into the NOx occlusion reduction catalyst (NOx occlusion rate (= M2)) / M1)) is lowered.

そのためNOx吸蔵率が高いときには排気中のNOx量によらず、またNOx吸蔵率が低い場合であっても排気中のNOx量が少ない機関運転状態であるときには、未浄化のまま排気通路外部に放出されるNOxの量は少ないと云える。これに対し、NOx吸蔵率が低い状態で排気中のNOx量が多い機関運転状態になると、多量のNOxが未浄化のまま排気通路外部に放出されるようになってしまう。   For this reason, when the NOx occlusion rate is high, it does not depend on the NOx amount in the exhaust gas, and even when the NOx occlusion rate is low, when the engine operating state is low in the exhaust gas, it is discharged to the outside of the exhaust passage without being purified. It can be said that the amount of NOx produced is small. On the other hand, when the engine is in an operation state in which the NOx occlusion rate is low and the amount of NOx in the exhaust gas is large, a large amount of NOx is discharged to the outside of the exhaust passage without being purified.

したがって、未浄化のまま外部に放出されるNOx量を少なく抑えるためには、排気中のNOx量が多い機関運転状態になったときに、NOx吸蔵還元触媒がNOx吸蔵率の高い状態、すなわちNOx吸蔵量の少ない状態になっていることが望ましい。   Therefore, in order to suppress the amount of NOx released to the outside without purification, when the engine is in an operation state where the amount of NOx in the exhaust gas is large, the NOx storage reduction catalyst has a high NOx storage rate, that is, NOx. It is desirable that the amount of occlusion is small.

特許文献1に記載の装置は、NOx吸蔵量が所定量に達したことを条件に燃料添加を実行するものであるために、そうした傾向に見合うように燃料添加が行われているとは云えず、この点において改善の余地を残すものとなっている。   Since the apparatus described in Patent Document 1 performs fuel addition under the condition that the NOx occlusion amount reaches a predetermined amount, it cannot be said that fuel addition is performed to meet such a tendency. This leaves room for improvement.

なお、上述した燃料添加弁からの燃料噴射を通じて排気に燃料を添加する装置に限らず、内燃機関の膨張行程や排気行程における燃焼室内への燃料噴射を通じて排気に燃料を添加する装置にあっても、こうした実情は概ね共通したものとなっている。   Note that the present invention is not limited to a device that adds fuel to exhaust through fuel injection from the fuel addition valve described above, but may be a device that adds fuel to exhaust through fuel injection into a combustion chamber in an expansion stroke or an exhaust stroke of an internal combustion engine. These facts are generally common.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高いNOx浄化性能が得られるようになる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 in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust purification device for an internal combustion engine in which high NOx purification performance can be obtained.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項1に記載の発明は、希薄燃焼を実行する内燃機関の排気通路に設けられて排気空燃比がリーンであるときに排気中のNOxを吸蔵するとともに同排気空燃比をリッチ側にすることで吸蔵されているNOxを還元するNOx吸蔵還元触媒と、前記NOx吸蔵還元触媒よりも上流側で排気中に燃料を添加する燃料添加手段とを備え、該燃料添加手段による燃料添加を通じて排気空燃比を一時的にリッチ側にして前記NOx吸蔵還元触媒のNOx吸蔵能力を回復させる内燃機関の排気浄化装置において、機関運転状態が減速状態から他の運転状態に移行したときに、前記燃料添加手段による燃料添加を実行することをその要旨とする。
Hereinafter, means for achieving the above-described object and its operation and effects will be described.
The invention according to claim 1 is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine that performs lean combustion, and stores NOx in the exhaust when the exhaust air-fuel ratio is lean and makes the exhaust air-fuel ratio rich. A NOx occlusion / reduction catalyst for reducing NOx occluded in the fuel, and a fuel addition means for adding fuel into the exhaust upstream of the NOx occlusion reduction catalyst, and the exhaust air / fuel ratio through fuel addition by the fuel addition means In the exhaust purification device for an internal combustion engine that temporarily restores the NOx occlusion ability of the NOx occlusion reduction catalyst when the engine operation state shifts from the deceleration state to another operation state, the fuel addition means The main point is to perform fuel addition.

機関運転状態が加速状態であるときには、吸入空気量と燃料噴射量との比(燃焼空燃比)がリッチ側の比率になって燃焼温度が高くなるため、排気に含まれるNOxの量が多くなる。そのため加速状態になったときにNOx吸蔵還元触媒がNOx吸蔵量の少ない状態になっていれば、未浄化のまま排出されるNOxの量が好適に低減されるようになると云える。   When the engine operating state is the acceleration state, the ratio of the intake air amount to the fuel injection amount (combustion air-fuel ratio) becomes a rich ratio and the combustion temperature increases, so the amount of NOx contained in the exhaust increases. . Therefore, if the NOx occlusion reduction catalyst is in a state where the NOx occlusion amount is small when the acceleration state is reached, it can be said that the amount of NOx discharged without purification is suitably reduced.

上記構成では、機関運転状態が減速状態から他の運転状態に移行したとき、言い換えれば、その後に加速状態になる可能性が高いときに、NOx吸蔵量を低減させるための燃料添加が実行される。したがって上記構成によれば、排気に含まれるNOx量の多い加速状態になるのに先立って、NOx吸蔵還元触媒をNOx吸蔵量の少ない状態にしておくことができ、高いNOx浄化性能が得られるようになる。   In the above configuration, when the engine operation state shifts from the deceleration state to another operation state, in other words, when there is a high possibility that the engine operation state will subsequently become the acceleration state, fuel addition for reducing the NOx occlusion amount is executed. . Therefore, according to the above configuration, the NOx occlusion reduction catalyst can be kept in a state where the NOx occlusion amount is small prior to the acceleration state where the amount of NOx contained in the exhaust gas is large, so that high NOx purification performance can be obtained. become.

なお、前記他の運転状態は定速状態や加速状態などである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記移行したことは、燃料噴射量が第1の所定量より少ない状態から同第1の所定量以上の量である第2の所定量以上の状態になったことをもって判断されることをその要旨とする。
The other operating states are a constant speed state and an acceleration state.
According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the shift is that the fuel injection amount is less than the first predetermined amount and is greater than or equal to the first predetermined amount. The gist is that the determination is made when the state is equal to or greater than the second predetermined amount, which is the amount.

通常、機関回転速度を大きく減速させる際には、例えば燃料カット制御が実行されるなど、燃料噴射量がごく少ない量に設定される。そのため、燃料噴射量が少ないことによって減速状態であることを判断することができ、また燃料噴射量が多いことによって減速状態以外の運転状態であることを判断することができる。上記構成によれば、そうした燃料噴射量に基づいて機関運転状態が減速状態から他の運転状態に移行したことを判断することができるようになる。   Normally, when the engine speed is greatly reduced, the fuel injection amount is set to a very small amount, for example, fuel cut control is executed. Therefore, it can be determined that the vehicle is in a deceleration state when the fuel injection amount is small, and it can be determined that the operation state is other than the deceleration state when the fuel injection amount is large. According to the above configuration, it is possible to determine that the engine operating state has shifted from the deceleration state to another operating state based on the fuel injection amount.

なお、排気中への燃料の添加は、請求項3によるように、排気通路の前記NOx吸蔵還元触媒より上流側に設けられる燃料添加弁により実行することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記燃料添加弁による燃料添加の実行開始を、前記移行した後に前記排気通路の壁面温度が所定温度以上になるまでの期間遅延することをその要旨とする。
The addition of fuel into the exhaust can be performed by a fuel addition valve provided upstream of the NOx storage reduction catalyst in the exhaust passage, as in claim 3.
According to a fourth aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the third aspect, the wall surface temperature of the exhaust passage becomes equal to or higher than a predetermined temperature after the start of execution of fuel addition by the fuel addition valve. The gist of this is to delay the period until.

燃料噴射量の少ない減速状態であるときには排気温度が低く、排気通路壁面の温度が低くなっている。そのため機関運転状態が減速状態から燃料噴射量の比較的多い他の運転状態に移行して排気温度が高くなると、その後において排気通路壁面の温度が同排気温度に見合う温度まで徐々に高くなる。ここで燃料添加弁から燃料を添加した場合に、添加した燃料の一部が排気通路壁面に付着することがある。そして、そうした添加燃料の付着は排気通路壁面の温度が低いときに発生し易い。したがって機関運転状態が移行した直後の排気通路壁面の温度が低いときに燃料添加が実行されると、添加燃料の付着が発生して排気に燃料を適正に添加することができなくなるおそれがある。   When the vehicle is in a deceleration state with a small amount of fuel injection, the exhaust temperature is low and the temperature of the exhaust passage wall surface is low. Therefore, when the engine operating state shifts from the deceleration state to another operating state where the fuel injection amount is relatively large and the exhaust temperature increases, the temperature of the exhaust passage wall surface gradually increases to a temperature commensurate with the exhaust temperature. Here, when fuel is added from the fuel addition valve, a part of the added fuel may adhere to the exhaust passage wall surface. Such adhesion of the added fuel is likely to occur when the temperature of the exhaust passage wall surface is low. Therefore, if fuel addition is performed when the temperature of the exhaust passage wall surface is low immediately after the engine operating state is shifted, there is a possibility that the added fuel adheres and the fuel cannot be properly added to the exhaust.

この点、上記構成によれば、機関運転状態が移行した後に排気通路壁面の温度が上昇するのを待って、同燃料添加弁からの燃料添加を開始することができるようになり、排気に燃料を適正に添加することができるようになる。   In this regard, according to the above configuration, it is possible to wait for the temperature of the exhaust passage wall surface to rise after the engine operating state has shifted, and to start the fuel addition from the fuel addition valve. Can be added properly.

なお前記排気通路の壁面温度は、燃料添加弁から噴射される燃料が付着する壁面若しくは同壁面と極めて高い相関を有して温度変化する壁面の温度とするのが望ましい。また、この壁面温度は、排気通路に設けられたセンサにより直接検出することの他、例えば燃料噴射量、機関回転速度、空燃比等々の運転状態に基づいて推定することもできる。   The wall surface temperature of the exhaust passage is preferably the wall surface to which the fuel injected from the fuel addition valve adheres, or the wall surface temperature changing with a very high correlation with the wall surface. In addition to directly detecting the wall surface temperature by a sensor provided in the exhaust passage, the wall surface temperature can also be estimated based on operating conditions such as a fuel injection amount, an engine rotational speed, an air-fuel ratio, and the like.

請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記燃料添加弁による燃料添加の実行開始を、前記移行した後に所定期間遅延することをその要旨とする。   The gist of the invention according to claim 5 is that in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, the start of fuel addition by the fuel addition valve is delayed for a predetermined period after the transition.

上記構成によれば、機関運転状態が移行した後に排気通路壁面の温度が上昇するのを待って、同燃料添加弁からの燃料添加を開始することができるようになり、排気に燃料を適正に添加することができるようになる。   According to the above configuration, it is possible to wait for the temperature of the exhaust passage wall surface to rise after the engine operating state shifts, and to start the fuel addition from the fuel addition valve so that the fuel is appropriately supplied to the exhaust gas. Can be added.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記所定期間は、前記移行した後における燃料噴射量積算値が所定値以上になるまでの期間であることをその要旨とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the fifth aspect, the predetermined period is a period until the integrated value of the fuel injection amount after the transition becomes a predetermined value or more. Is the gist.

上記構成によれば、機関運転状態が移行した後の燃料燃焼による発生熱の総量が多くなったことをもって、同発生熱の一部によって上昇する排気通路の壁面温度が高くなったことを判断し、その上で燃料添加弁からの燃料添加を実行することができるようになる。   According to the above configuration, it is determined that the wall surface temperature of the exhaust passage rising due to a part of the generated heat is increased when the total amount of heat generated by the fuel combustion after the engine operating state is shifted is increased. Then, fuel addition from the fuel addition valve can be executed.

請求項7に記載の発明は、請求項5または6に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記移行する直前における前記減速状態の継続時間が長いときほど、前記所定期間を長い期間に設定することをその要旨とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the fifth or sixth aspect, the predetermined period is set longer as the duration of the deceleration state immediately before the transition is longer. This is the gist.

ここで減速状態の継続時間が長くなるほど排気通路の壁面温度が低下して低くなる。そうした温度傾向によらず、上記壁面温度が十分に高くなった後に燃料添加を開始するためには、前記所定期間を十分に長い期間に設定すればよい。しかしながら所定期間を長くすると、燃料添加の実行開始前に機関運転状態が加速状態になる可能性が高くなるために、上記所定期間は短い期間に設定されることが望ましい。   Here, the wall temperature of the exhaust passage decreases and decreases as the duration of the deceleration state increases. Regardless of such a temperature trend, in order to start fuel addition after the wall surface temperature has become sufficiently high, the predetermined period may be set to a sufficiently long period. However, if the predetermined period is lengthened, the engine operation state is more likely to be accelerated before the start of fuel addition. Therefore, it is desirable that the predetermined period is set to a short period.

上記構成では、機関運転状態が移行する直前における前記減速状態の継続時間が長いときほど、言い換えれば、排気通路の壁面温度が適当な温度まで上昇するのに要する期間が長いときほど、前記所定期間が長い期間に設定される。したがって上記構成によれば、所定期間を極力短い時間に設定しつつ、排気通路の壁面温度が適度に高くなった後に燃料添加を開始することができるようになる。   In the above configuration, the longer the duration of the deceleration state immediately before the engine operating state transitions, in other words, the longer the period required for the wall temperature of the exhaust passage to rise to an appropriate temperature, the longer the predetermined period. Is set to a long period. Therefore, according to the above configuration, fuel addition can be started after the wall surface temperature of the exhaust passage becomes moderately high while setting the predetermined period as short as possible.

なお、上記構成を請求項6に適用する場合、前記継続時間が長いときほど前記所定値を大きい値に設定することにより、前記所定期間を長い期間に設定することができる。
請求項8に記載の発明は、希薄燃焼を実行する内燃機関の排気通路に設けられて排気空燃比がリーンであるときに排気中のNOxを吸蔵するとともに同排気空燃比をリッチ側にすることで吸蔵されているNOxを還元するNOx吸蔵還元触媒と、前記NOx吸蔵還元触媒よりも上流側で排気中に燃料を添加する燃料添加手段とを備え、該燃料添加手段による燃料添加を通じて排気空燃比を一時的にリッチ側にして前記NOx吸蔵還元触媒のNOx吸蔵能力を回復させる内燃機関の排気浄化装置において、機関運転状態が加速状態以外の運転状態から同加速状態に移行したときに、前記燃料添加手段による燃料添加を実行することをその要旨とする。
In addition, when the said structure is applied to Claim 6, the said predetermined period can be set to a long period by setting the said predetermined value to a larger value, so that the said continuation time is long.
The invention according to claim 8 is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine that performs lean combustion, and stores NOx in the exhaust when the exhaust air-fuel ratio is lean and makes the exhaust air-fuel ratio rich. A NOx occlusion / reduction catalyst for reducing NOx occluded in the fuel, and a fuel addition means for adding fuel into the exhaust upstream of the NOx occlusion reduction catalyst, and the exhaust air / fuel ratio through fuel addition by the fuel addition means In the exhaust gas purification device for an internal combustion engine that temporarily restores the NOx storage capacity of the NOx storage reduction catalyst when the engine operation state shifts from an operation state other than the acceleration state to the acceleration state, the fuel The gist of the present invention is to add the fuel by the adding means.

機関運転状態が加速状態であるときには、燃焼空燃比がリッチ側の比率になって燃焼温度が高くなるため、排気に含まれるNOxの量が多くなる。そのため加速状態になったときにNOx吸蔵還元触媒がNOx吸蔵量の少ない状態になっていれば、未浄化のまま排出されるNOxの量が好適に低減されるようになると云える。   When the engine operating state is the acceleration state, the combustion air-fuel ratio becomes a rich ratio and the combustion temperature increases, so the amount of NOx contained in the exhaust gas increases. Therefore, if the NOx occlusion reduction catalyst is in a state where the NOx occlusion amount is small when the acceleration state is reached, it can be said that the amount of NOx discharged without purification is suitably reduced.

上記構成では、機関運転状態が加速状態以外の運転状態から同加速状態に移行したとき、換言すれば、直後において排気中のNOx量が多くなるとき或いは同NOx量が多くなり始めたときに、NOx吸蔵量を低減させるための燃料添加が実行される。したがって上記構成によれば、機関運転状態が加速状態であるときにNOx吸蔵還元触媒をNOx吸蔵量の少ない状態にすることができ、高いNOx浄化性能が得られるようになる。   In the above configuration, when the engine operation state shifts from the operation state other than the acceleration state to the acceleration state, in other words, immediately after the NOx amount in the exhaust gas increases or the NOx amount starts to increase, Fuel addition for reducing the NOx occlusion amount is executed. Therefore, according to the above configuration, when the engine operating state is the acceleration state, the NOx storage reduction catalyst can be brought into a state where the NOx storage amount is small, and high NOx purification performance can be obtained.

なお前記加速状態以外の運転状態は減速状態や定速状態などである。
機関運転状態が加速状態以外の運転状態から同加速状態に移行したことは、請求項9によるように、アクセル操作部材の加速側への操作速度が所定速度以上になったことをもって判断すること、或いは請求項10によるように、燃料噴射量の増加速度が所定速度以上になったことをもって判断することが可能である。
The driving state other than the acceleration state is a deceleration state or a constant speed state.
The fact that the engine operating state has shifted from the operating state other than the accelerated state to the accelerated state is determined when the operating speed toward the acceleration side of the accelerator operating member is equal to or higher than a predetermined speed, as in claim 9. Alternatively, as in claim 10, it is possible to make a judgment when the increasing speed of the fuel injection amount becomes equal to or higher than a predetermined speed.

また排気中への燃料の添加は、請求項11によるように、排気通路の前記NOx吸蔵還元触媒より上流側に設けられる燃料添加弁により実行することができる。   Further, the addition of fuel into the exhaust gas can be performed by a fuel addition valve provided upstream of the NOx storage reduction catalyst in the exhaust passage, as in claim 11.

(第1の実施の形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第1の実施の形態について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is embodied will be described.

図1は、本実施の形態にかかる排気浄化装置が適用される内燃機関の概略構成を示している。
同図1に示すように、内燃機関10はその燃焼室12内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁14を備えている。この燃料噴射弁14は蓄圧配管16に連通されており、蓄圧配管16内には燃料ポンプ18を通じて燃料タンク20から燃料が供給されている。なお内燃機関10は車両に搭載されるディーゼル機関であり、同内燃機関10を運転する際には、いわゆる希薄燃焼が実行される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust emission control device according to the present embodiment is applied.
As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 10 includes a fuel injection valve 14 that directly injects fuel into the combustion chamber 12. The fuel injection valve 14 communicates with a pressure accumulation pipe 16, and fuel is supplied from the fuel tank 20 through the fuel pump 18 into the pressure accumulation pipe 16. The internal combustion engine 10 is a diesel engine mounted on a vehicle. When the internal combustion engine 10 is operated, so-called lean combustion is performed.

内燃機関10の排気通路22の途中にはNOx吸蔵還元触媒30が設けられている。NOx吸蔵還元触媒30は、排気空燃比がリーンであるときにNOxを吸蔵し、排気空燃比をリッチ側にすることで吸蔵しているNOxを放出及び還元するといったように、排気中のNOxを浄化する。   A NOx occlusion reduction catalyst 30 is provided in the middle of the exhaust passage 22 of the internal combustion engine 10. The NOx storage reduction catalyst 30 stores NOx when the exhaust air-fuel ratio is lean, and releases and reduces NOx stored by making the exhaust air-fuel ratio rich, for example, so as to release and reduce NOx in the exhaust. Purify.

また、排気通路22の上記NOx吸蔵還元触媒30よりも上流側、詳しくは排気マニホールド24には燃料添加手段としての燃料添加弁26が設けられている。この燃料添加弁26には前記燃料ポンプ18が連通されており、同燃料ポンプ18を通じて燃料タンク20から燃料が供給されている。燃料添加弁26が開弁駆動されることにより、排気に燃料が添加されるようになる。   Further, a fuel addition valve 26 as a fuel addition means is provided in the exhaust passage 22 upstream of the NOx occlusion reduction catalyst 30, more specifically, in the exhaust manifold 24. The fuel pump 18 communicates with the fuel addition valve 26, and fuel is supplied from the fuel tank 20 through the fuel pump 18. When the fuel addition valve 26 is driven to open, fuel is added to the exhaust gas.

車両には、その運転状態や操作状態を検出するための各種センサが設けられている。具体的には、例えば内燃機関10の燃焼室12内に吸入される空気の量(吸入空気量GA)を検出するための吸気量センサ42や、同内燃機関10の出力軸28の回転速度(機関回転速度NE)を検出するための回転速度センサ44が設けられている。その他、アクセルペダル32の踏み込み量(アクセル踏み込み量ACC)を検出するためのアクセルセンサ46や、NOx吸蔵還元触媒30から流れ出す排気の温度を検出するための温度センサ48等も設けられている。   The vehicle is provided with various sensors for detecting the driving state and the operation state. Specifically, for example, the intake air amount sensor 42 for detecting the amount of air sucked into the combustion chamber 12 of the internal combustion engine 10 (intake air amount GA) and the rotational speed of the output shaft 28 of the internal combustion engine 10 ( A rotational speed sensor 44 for detecting the engine rotational speed NE) is provided. In addition, an accelerator sensor 46 for detecting the depression amount of the accelerator pedal 32 (accelerator depression amount ACC), a temperature sensor 48 for detecting the temperature of the exhaust gas flowing out from the NOx storage reduction catalyst 30, and the like are also provided.

電子制御ユニット40はCPU、ROM、RAMの他、燃料噴射弁14や燃料添加弁26等の各種アクチュエータを駆動するための駆動回路を備えて構成されている。そして電子制御ユニット40は上記各種センサの出力信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいて燃料噴射弁14の駆動制御(燃料噴射制御)や燃料添加弁26の駆動制御(燃料添加制御)を実行する。   The electronic control unit 40 includes a drive circuit for driving various actuators such as the fuel injection valve 14 and the fuel addition valve 26 in addition to the CPU, ROM, and RAM. The electronic control unit 40 takes in the output signals of the various sensors and performs various calculations. Based on the calculation results, the drive control of the fuel injection valve 14 (fuel injection control) and the drive control of the fuel addition valve 26 (fuel addition) Control).

本実施の形態の燃料噴射制御では、機関運転状態に応じたかたちで燃焼室12内に噴射する燃料の量(燃料噴射量Q)が調節される。具体的には、アクセル踏み込み量ACCや機関回転速度NEに基づき燃料噴射量Qについての制御目標値(目標燃料噴射量TQ)が算出され、同目標燃料噴射量TQと実際の燃料噴射量Qとが一致するように燃料噴射弁14が開弁駆動される。なお上記燃料噴射制御にあっては、車両減速時に燃料噴射を停止する燃料カット制御が実行される。この燃料カット制御は具体的には、例えば車両の走行速度が所定速度以上であり且つアクセルペダル32が踏み込まれていない等といった条件が満たされるときに実行される。   In the fuel injection control of the present embodiment, the amount of fuel injected into the combustion chamber 12 (fuel injection amount Q) is adjusted in accordance with the engine operating state. Specifically, a control target value (target fuel injection amount TQ) for the fuel injection amount Q is calculated based on the accelerator depression amount ACC and the engine speed NE, and the target fuel injection amount TQ and the actual fuel injection amount Q The fuel injection valve 14 is driven to open so that the two coincide. In the fuel injection control, fuel cut control for stopping fuel injection when the vehicle is decelerated is executed. Specifically, this fuel cut control is executed when, for example, a condition such as the vehicle traveling speed is equal to or higher than a predetermined speed and the accelerator pedal 32 is not depressed is satisfied.

また本実施の形態の燃料添加制御では、NOx吸蔵還元触媒30のNOx吸蔵能力が低下した場合に、燃料添加弁26が開弁駆動されて排気に燃料が添加され、同NOx吸蔵能力の回復が図られる。   Further, in the fuel addition control of the present embodiment, when the NOx occlusion capacity of the NOx occlusion reduction catalyst 30 decreases, the fuel addition valve 26 is driven to open and fuel is added to the exhaust, and the NOx occlusion capacity is recovered. Figured.

この開弁駆動では、NOx吸蔵還元触媒30に流れ込む排気の空燃比がリッチ側になるように、詳しくはNOx吸蔵還元触媒30からのNOxの放出、及び放出されたNOxの還元に適した比率であって、極力少ない量の燃料添加によってNOx吸蔵量を効率よく減少させることの可能な比率になるように、単位時間当たりの燃料添加量が調節される。こうした燃料添加弁26の開弁駆動を通じて、排気空燃比が一時的にリッチ側になり、NOx吸蔵還元触媒30に吸蔵されているNOxが放出及び還元されてNOx吸蔵量が減少し、同NOx吸蔵還元触媒30のNOx吸蔵能力が回復される。   In this valve opening drive, in detail, the ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 30 becomes a rich side at a ratio suitable for the release of NOx from the NOx storage reduction catalyst 30 and the reduction of the released NOx. Therefore, the amount of fuel added per unit time is adjusted so that the NOx occlusion amount can be efficiently reduced by adding as little fuel as possible. Through such valve opening drive of the fuel addition valve 26, the exhaust air-fuel ratio temporarily becomes rich, NOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst 30 is released and reduced, the NOx occlusion amount decreases, and the NOx occlusion decreases. The NOx storage capacity of the reduction catalyst 30 is recovered.

ちなみに図2に示すように、排気に燃料を添加する際には、所定時間Taにわたる開弁駆動を所定時間Tbおきに実行するといった燃料添加弁26の開弁駆動が所定期間Tcにわたり実行される。そして単位時間当たりの燃料添加量は上記所定時間Taや所定時間Tbの変更を通じて調節される。   Incidentally, as shown in FIG. 2, when fuel is added to the exhaust, the valve opening drive of the fuel addition valve 26 is executed over a predetermined period Tc such that the valve opening drive over a predetermined time Ta is executed every predetermined time Tb. . The fuel addition amount per unit time is adjusted by changing the predetermined time Ta or the predetermined time Tb.

ここで本実施の形態の燃料噴射制御では、アクセルペダル32が大きく踏み込まれて車両及び内燃機関10が加速状態になったときに、燃料噴射量Qがごく多い量に設定される。そのため、このとき吸入空気量GAと燃料噴射量Qとの比(燃焼空燃比)がリッチ側の比率になって燃焼温度が高くなり、排気に含まれるNOxの量が多くなる。こうした加速時においてNOx吸蔵還元触媒30がNOx吸蔵量の少ない状態になっていれば、同NOx吸蔵還元触媒30に吸蔵されずに未浄化のまま排気通路22の外部に排出されるNOxの量が好適に低減されるようになる。   Here, in the fuel injection control according to the present embodiment, when the accelerator pedal 32 is largely depressed and the vehicle and the internal combustion engine 10 are in an accelerated state, the fuel injection amount Q is set to a very large amount. Therefore, at this time, the ratio between the intake air amount GA and the fuel injection amount Q (combustion air-fuel ratio) becomes a rich ratio, the combustion temperature increases, and the amount of NOx contained in the exhaust increases. If the NOx occlusion reduction catalyst 30 is in a state where the NOx occlusion reduction amount is small at the time of such acceleration, the amount of NOx that is not occluded by the NOx occlusion reduction catalyst 30 and is exhausted to the outside of the exhaust passage 22 is reduced. It is preferably reduced.

ちなみに、例えば交差点での車両の一時停止やカーブ手前での減速等に際して車両が大きく減速されるときには、前記燃料カット制御が実行される。また、この車両減速に際してその走行速度がある程度低くなると燃料カット制御の実行が停止されて燃料噴射が再開される。そして、このように燃料噴射が再開された直後においては、車両の再発進やカーブ通過後の加速など、同車両及び内燃機関10が加速状態になる可能性が高い。   Incidentally, the fuel cut control is executed when the vehicle is greatly decelerated, for example, when the vehicle is temporarily stopped at an intersection or decelerated before a curve. When the vehicle speed is reduced to a certain extent during vehicle deceleration, the fuel cut control is stopped and fuel injection is resumed. Then, immediately after the fuel injection is restarted in this way, there is a high possibility that the vehicle and the internal combustion engine 10 will be in an accelerated state, such as when the vehicle restarts or accelerates after passing a curve.

こうした実情をふまえ、本実施の形態の燃料添加制御では、機関運転状態が燃料カット制御の実行される運転状態からその実行が停止される運転状態になったとき、言い換えれば、その後に加速状態になる可能性が高いときに、燃料添加弁26を開弁駆動して、NOx吸蔵還元触媒30のNOx吸蔵量を低減させてNOx吸蔵率を高めるようにしている。   Based on this situation, in the fuel addition control of the present embodiment, when the engine operating state changes from the operating state in which the fuel cut control is executed to the operating state in which the execution is stopped, in other words, thereafter, the engine is brought into the acceleration state. When the possibility is high, the fuel addition valve 26 is driven to open, and the NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction catalyst 30 is reduced to increase the NOx occlusion rate.

以下、そうした燃料添加制御にかかる処理について、図3に示すフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
なお、このフローチャートに示される一連の処理は、燃料添加制御処理の具体的な処理手順を概念的に示したものであり、実際の処理は、所定周期毎に実行される処理として、電子制御ユニット40により実行される。
Hereinafter, the processing related to such fuel addition control will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.
The series of processing shown in this flowchart conceptually shows a specific processing procedure of the fuel addition control processing, and the actual processing is performed as an electronic control unit as processing executed every predetermined cycle. 40.

図3に示すように、この処理では先ず、機関運転状態が燃料カット制御の実行される運転状態からその実行が停止される運転状態に移行したか否かが判断される(ステップS100)。具体的には、本処理の前回実行時において燃料噴射弁14からの燃料噴射が停止された状態(燃料噴射量Q=0)であって、本処理の今回実行時において同燃料噴射が再開された状態(Q>0)であることをもって機関運転状態が移行したと判断される。   As shown in FIG. 3, in this process, it is first determined whether or not the engine operating state has shifted from an operating state in which fuel cut control is executed to an operating state in which the execution is stopped (step S100). Specifically, the fuel injection from the fuel injection valve 14 is stopped (fuel injection amount Q = 0) at the previous execution of this process, and the fuel injection is resumed at the current execution of this process. It is determined that the engine operating state has shifted to the state (Q> 0).

そのように機関運転状態が移行すると(ステップS100:YES)、次に、燃料カット制御の実行が再開されていないことを条件に(ステップS102:NO)、以下の条件が共に満たされるか否かが判断される(ステップS104)。
・排気マニホールド24の温度が所定温度以上であること。
・NOx吸蔵還元触媒30の床温が活性化温度以上であること。具体的には、NOx吸蔵還元触媒30から流れ出す排気の温度が所定温度以上であること。
If the engine operating state shifts in this way (step S100: YES), then whether or not the following conditions are satisfied on the condition that the execution of the fuel cut control has not been resumed (step S102: NO). Is determined (step S104).
-The temperature of the exhaust manifold 24 is equal to or higher than a predetermined temperature.
-The bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 is equal to or higher than the activation temperature. Specifically, the temperature of the exhaust gas flowing out from the NOx storage reduction catalyst 30 is equal to or higher than a predetermined temperature.

なお上記所定温度は、後述する排気通路22の壁面への燃料付着を適正に回避することのできる温度が実験結果などを通じて求められ、設定されている。また本実施の形態では、吸入空気量GAや燃料噴射量Qなどの機関運転状態に基づいてそのときどきの排気マニホールド24の温度(正確には、その推定値)が算出されており、同温度がステップS104の処理において用いられる。   Note that the predetermined temperature is set by obtaining, through experimental results, a temperature at which fuel adhesion to the wall surface of the exhaust passage 22 to be described later can be appropriately avoided. In the present embodiment, the temperature of the exhaust manifold 24 (to be exact, an estimated value) at that time is calculated based on the engine operating state such as the intake air amount GA and the fuel injection amount Q. Used in step S104.

そして、上記条件が共に満たされるようになると(ステップS104:YES)、前述した態様で燃料添加弁26の開弁駆動が実行された後(ステップS106)、本処理は一旦終了される(ステップS100の処理に戻る)。   When both of the above conditions are satisfied (step S104: YES), the fuel addition valve 26 is driven to open in the above-described manner (step S106), and then this process is temporarily terminated (step S100). Return to processing.)

なお上記条件が共に満たされるより前に、燃料カット制御が開始された場合には(ステップS104:NO、且つステップS102:YES)、燃料添加弁26の開弁駆動を実行することなくステップS100の処理に戻る。   If the fuel cut control is started before both of the above conditions are satisfied (step S104: NO and step S102: YES), the fuel addition valve 26 is not opened and the operation of step S100 is not executed. Return to processing.

以下、本実施の形態にかかる燃料添加制御処理による作用について、図4を参照しつつ説明する。
なお図4は、燃料添加制御処理の処理態様の一例を示すタイミングチャートである。
Hereinafter, the effect | action by the fuel addition control process concerning this Embodiment is demonstrated, referring FIG.
FIG. 4 is a timing chart showing an example of the processing mode of the fuel addition control process.

同図4における時刻t10以前においては、燃料カット制御が実行されており、燃料噴射弁14からの燃料噴射が停止されている(同図(a))。このとき燃焼室12に吸入された低温の空気が同燃焼室12から排気通路22に排出されているために、燃料カット制御の未実行時と比べて、排気マニホールド24の温度(同図(b))及びNOx吸蔵還元触媒30の床温(同図(c))が共に低下した状態になっている。   Prior to time t10 in FIG. 4, fuel cut control is executed, and fuel injection from the fuel injection valve 14 is stopped (FIG. 4A). At this time, since the low-temperature air sucked into the combustion chamber 12 is discharged from the combustion chamber 12 to the exhaust passage 22, the temperature of the exhaust manifold 24 (b) in FIG. )) And the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 ((c) in the figure) are both lowered.

時刻t10において燃料カット制御の実行が停止されると、その後において高温の排気が排気通路22を流れるようになるため、排気マニホールド24の温度やNOx吸蔵還元触媒30の床温がそうした排気の温度に見合う温度まで徐々に上昇するようになる。   When execution of the fuel cut control is stopped at time t10, high-temperature exhaust gas flows through the exhaust passage 22 thereafter, so that the temperature of the exhaust manifold 24 and the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 become the temperature of such exhaust gas. Gradually rises to the appropriate temperature.

ここで燃料添加弁26から燃料を添加した場合に、添加した燃料の一部が例えば排気マニホールド24の壁面等といった排気通路22の壁面に付着することがある。そして、そうした添加燃料の付着は排気通路22の壁面温度が低いときに発生し易い。したがって燃料カット制御の実行が停止された直後の排気通路22の壁面温度が低いときに燃料添加が実行されると、添加燃料の付着が発生して排気に燃料を適正に添加することができなくなるおそれがある。   Here, when fuel is added from the fuel addition valve 26, part of the added fuel may adhere to the wall surface of the exhaust passage 22 such as the wall surface of the exhaust manifold 24. Such adhering fuel tends to occur when the wall surface temperature of the exhaust passage 22 is low. Therefore, if fuel addition is performed when the wall temperature of the exhaust passage 22 immediately after the execution of the fuel cut control is low, the added fuel will adhere and the fuel cannot be added to the exhaust properly. There is a fear.

またNOx吸蔵還元触媒30の床温が活性化温度よりも低いときには、同NOx吸蔵還元触媒30に流れ込む排気の空燃比をリッチ側にしたところで、吸蔵されているNOxを適正に還元することはできない。   When the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 is lower than the activation temperature, the stored NOx cannot be properly reduced when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 30 is set to the rich side. .

この点、本実施の形態では、燃料カット制御の実行が停止された後、排気マニホールド24の温度が所定温度以上になり且つNOx吸蔵還元触媒30の床温が活性化温度以上になるまでの期間、燃料添加弁26の開弁駆動の実行開始が遅延される。すなわち、排気通路22の壁面温度及びNOx吸蔵還元触媒30の床温が上昇するのを待って、燃料添加弁26からの燃料添加が開始されるようになり、排気に燃料が適正に添加されるようになる。   In this respect, in the present embodiment, after the execution of the fuel cut control is stopped, the period until the temperature of the exhaust manifold 24 becomes equal to or higher than the predetermined temperature and the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 becomes equal to or higher than the activation temperature. The execution start of the valve opening drive of the fuel addition valve 26 is delayed. That is, after the wall surface temperature of the exhaust passage 22 and the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 rise, the fuel addition from the fuel addition valve 26 is started, and the fuel is appropriately added to the exhaust gas. It becomes like this.

具体的には、時刻t11において、排気マニホールド24の温度が所定温度以上になり、且つNOx吸蔵還元触媒30の床温が活性化温度以上になると、所定期間(時刻t11〜t12)にわたって燃料添加弁26が開弁駆動されて排気への燃料添加が実行される(同図(d))。これにより、NOx吸蔵還元触媒30に吸蔵されているNOxが放出及び還元されて、NOx吸蔵還元触媒30がNOx吸蔵量(同図(e))の少ない状態になる。   Specifically, when the temperature of the exhaust manifold 24 becomes equal to or higher than a predetermined temperature and the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 becomes equal to or higher than the activation temperature at time t11, the fuel addition valve is used for a predetermined period (time t11 to t12). The valve 26 is driven to open, and fuel is added to the exhaust gas ((d) in the figure). As a result, the NOx stored in the NOx storage reduction catalyst 30 is released and reduced, and the NOx storage reduction catalyst 30 is in a state where the NOx storage amount ((e) in the figure) is small.

そのため直後の時刻t13において、機関運転状態が加速状態になって排気中のNOx量が極めて多くなった際に、NOx吸蔵還元触媒30に多くのNOxが吸蔵されるようになり、未浄化のまま排気通路22の外部に排出されるNOxの量が好適に低減されるようになる。   Therefore, at the time t13 immediately after that, when the engine operation state becomes an acceleration state and the amount of NOx in the exhaust gas becomes extremely large, a large amount of NOx is stored in the NOx storage reduction catalyst 30, and remains unpurified. The amount of NOx discharged to the outside of the exhaust passage 22 is suitably reduced.

このように本実施の形態によれば、排気に含まれるNOx量の極めて多い加速状態になるのに先立ってNOx吸蔵還元触媒30をNOx吸蔵量の少ない状態、すなわち前記NOx吸蔵率の高い状態にしておくことができる。したがって、加速状態になったときにおいて排気中のNOxがNOx吸蔵還元触媒30に多量に吸蔵されるようになり、高いNOx浄化性能が得られるようになる。   As described above, according to the present embodiment, prior to the acceleration state in which the amount of NOx contained in the exhaust gas is extremely high, the NOx storage reduction catalyst 30 is brought into a state in which the NOx storage amount is small, that is, the NOx storage rate is high. I can keep it. Accordingly, a large amount of NOx in the exhaust gas is stored in the NOx storage reduction catalyst 30 when the acceleration state is reached, and high NOx purification performance can be obtained.

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
(1)機関運転状態が燃料カット制御の実行される運転状態から同制御の実行が停止される運転状態に移行したときに燃料添加弁26の開弁駆動を実行するようにしたため、機関運転状態が加速状態になるのに先立ってNOx吸蔵還元触媒30をNOx吸蔵量の少ない状態にしておくことができ、高いNOx浄化性能が得られるようになる。
As described above, according to the present embodiment, the effects described below can be obtained.
(1) Since the engine operation state shifts from the operation state in which the fuel cut control is executed to the operation state in which the execution of the control is stopped, the valve opening drive of the fuel addition valve 26 is executed. Prior to the acceleration state, the NOx occlusion reduction catalyst 30 can be kept in a state where the NOx occlusion amount is small, and high NOx purification performance can be obtained.

(2)燃料添加弁26の開弁駆動の実行開始を、燃料カット制御の実行が停止された後に排気マニホールド24の温度が所定温度以上になるまでの期間遅延するようにしたために、同温度が上昇するのを待って同燃料添加弁26からの燃料添加を開始することができ、排気に燃料を適正に添加することができるようになる。   (2) Since the start of the opening operation of the fuel addition valve 26 is delayed for a period until the temperature of the exhaust manifold 24 becomes equal to or higher than the predetermined temperature after the execution of the fuel cut control is stopped, The fuel addition from the fuel addition valve 26 can be started after waiting for the rise, and the fuel can be appropriately added to the exhaust gas.

(第2の実施の形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第2の実施の形態について、第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment that embodies an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described focusing on differences from the first embodiment.

本実施の形態と第1の実施の形態とは、以下の点が異なる。
第1の実施の形態にかかる燃料添加制御(図3参照)では、前記燃料添加弁26の開弁駆動を開始する条件の一つとして「排気マニホールド24の温度が所定温度以上であること」といった条件が設定されている。
This embodiment differs from the first embodiment in the following points.
In the fuel addition control (see FIG. 3) according to the first embodiment, one of the conditions for starting the valve opening drive of the fuel addition valve 26 is “the temperature of the exhaust manifold 24 is equal to or higher than a predetermined temperature”. The condition is set.

これに対し、本実施の形態にかかる燃料添加制御では、上記条件に代えて、「燃料カット制御の実行が停止された後における燃料噴射量Qの積算値ΣQが所定値Qa以上になったこと」といった条件が設定される。これにより、燃料噴射再開後の燃料燃焼による発生熱の総量が多くなったことをもって、同発生熱の一部によって上昇する排気通路22の壁面温度が高くなったことを判断し、その上で燃料添加弁26からの燃料添加を開始するようにしている。   In contrast, in the fuel addition control according to the present embodiment, instead of the above condition, “the integrated value ΣQ of the fuel injection amount Q after the execution of the fuel cut control is stopped is equal to or greater than the predetermined value Qa. Is set. As a result, it is determined that the wall surface temperature of the exhaust passage 22 rising due to a part of the generated heat has increased due to the increase in the total amount of heat generated by the fuel combustion after the fuel injection has been resumed. Fuel addition from the addition valve 26 is started.

以下、本実施の形態にかかる燃料添加制御について、図5のフローチャートを参照しつつ説明する。
なお、このフローチャートに示される一連の処理は、燃料添加制御処理の具体的な処理手順を概念的に示したものであり、実際の処理は、所定周期毎に実行される処理として、電子制御ユニット40により実行される。
Hereinafter, the fuel addition control according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
The series of processing shown in this flowchart conceptually shows a specific processing procedure of the fuel addition control processing, and the actual processing is performed as an electronic control unit as processing executed every predetermined cycle. 40.

図5に示すように、この処理において機関運転状態が燃料カット制御の実行される運転状態から同制御の実行が停止される運転状態に移行したと判断されると(ステップS100:YES)、機関運転状態が移行した直前における燃料カット制御の実行継続時間に基づいて上記所定値Qaが算出される(ステップS200)。この所定値Qaとしては具体的には、図6に示すように、上記実行継続時間が長いときほど大きい値が算出される。このように所定値Qaを算出するようにした理由については後に詳述する。   As shown in FIG. 5, when it is determined in this process that the engine operating state has shifted from an operating state in which fuel cut control is executed to an operating state in which execution of the control is stopped (step S100: YES), the engine The predetermined value Qa is calculated based on the execution duration time of the fuel cut control immediately before the operating state shifts (step S200). Specifically, as the predetermined value Qa, as shown in FIG. 6, a larger value is calculated as the execution duration time is longer. The reason why the predetermined value Qa is calculated in this way will be described in detail later.

その後、燃料カット制御の実行が再開されていないことを条件に(ステップS102:NO)、以下の条件が共に満たされるか否かが判断される(ステップS202)。
・前記積算値ΣQが所定値Qa以上であること。
・NOx吸蔵還元触媒30の床温が活性化温度以上であること。
Thereafter, on the condition that the execution of the fuel cut control has not been resumed (step S102: NO), it is determined whether or not both of the following conditions are satisfied (step S202).
The integrated value ΣQ is not less than a predetermined value Qa.
-The bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 is equal to or higher than the activation temperature.

そして、上記条件が共に満たされるようになると(ステップS202:YES)、前述した態様で燃料添加弁26の開弁駆動が実行された後(ステップS106)、本処理は一旦終了される(ステップS100の処理に戻る)。なお上記条件が共に満たされるより前に、燃料カット制御が開始された場合には(ステップS202:NO、且つステップS102:YES)、燃料添加弁26の開弁駆動を実行することなくステップS100の処理に戻る。   When both of the above conditions are satisfied (step S202: YES), the fuel addition valve 26 is driven to open in the above-described manner (step S106), and then this process is temporarily terminated (step S100). Return to processing.) If the fuel cut control is started before both of the above conditions are satisfied (step S202: NO and step S102: YES), the fuel addition valve 26 is not opened and the operation of step S100 is not executed. Return to processing.

以下、本実施の形態にかかる燃料添加制御による作用について、図7を参照しつつ説明する。
なお図7は、燃料添加制御処理の処理態様の一例を示すタイミングチャートである。
Hereinafter, the effect | action by the fuel addition control concerning this Embodiment is demonstrated, referring FIG.
FIG. 7 is a timing chart showing an example of the processing mode of the fuel addition control process.

同図7における時刻t20以前においては、燃料カット制御が実行されており、燃料噴射弁14からの燃料噴射が停止されている(同図(a))。そのため、燃料カット制御の未実行時と比べて、排気マニホールド24の温度及びNOx吸蔵還元触媒30の床温(同図(c))が共に低下した状態になっている。   Before time t20 in FIG. 7, fuel cut control is executed, and fuel injection from the fuel injection valve 14 is stopped (FIG. 7A). Therefore, both the temperature of the exhaust manifold 24 and the bed temperature of the NOx occlusion reduction catalyst 30 ((c) in the figure) are lower than when fuel cut control is not performed.

時刻t20において燃料カット制御の実行が停止されると、その後における燃料噴射量Qの積算値ΣQ(同図(b))が所定値Qa以上になり且つNOx吸蔵還元触媒30の床温が活性化温度以上になるまでの期間(時刻t20〜t21)、燃料添加弁26の開弁駆動の実行開始が遅延される。その後、所定期間(時刻t21〜t22)にわたって燃料添加弁26が開弁駆動されて排気への燃料添加が実行される(同図(d))。これにより、NOx吸蔵還元触媒30に吸蔵されているNOxが放出及び還元されて、NOx吸蔵還元触媒30がNOx吸蔵量(同図(e))の少ない状態になる。   When the execution of the fuel cut control is stopped at time t20, the integrated value ΣQ of the fuel injection amount Q thereafter ((b) in the figure) becomes equal to or greater than the predetermined value Qa, and the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 is activated. During the period until the temperature rises (time t20 to t21), the start of the opening operation of the fuel addition valve 26 is delayed. Thereafter, the fuel addition valve 26 is driven to open for a predetermined period (time t21 to t22), and fuel addition to the exhaust is executed ((d) in the figure). As a result, the NOx stored in the NOx storage reduction catalyst 30 is released and reduced, and the NOx storage reduction catalyst 30 is in a state where the NOx storage amount ((e) in the figure) is small.

このように本実施の形態によれば、直後の時刻t23において排気に含まれるNOx量の極めて多い加速状態になるのに先立ってNOx吸蔵還元触媒30をNOx吸蔵量の少ない状態、すなわちNOx吸蔵率の高い状態にしておくことができる。したがって、加速状態になったときにおいて排気中のNOxがNOx吸蔵還元触媒30に多量に吸蔵されるようになり、高いNOx浄化性能が得られるようになる。   As described above, according to the present embodiment, the NOx occlusion reduction catalyst 30 is in a state where the NOx occlusion amount is small, that is, the NOx occlusion rate, before the acceleration state where the amount of NOx contained in the exhaust gas is extremely large at the time t23 immediately after that. Can be kept high. Accordingly, a large amount of NOx in the exhaust gas is stored in the NOx storage reduction catalyst 30 when the acceleration state is reached, and high NOx purification performance can be obtained.

ここで燃料カット制御の実行継続時間が長くなるほど排気通路22の壁面温度が低下して低くなる。そうした温度傾向によらず、上記壁面温度が十分に高くなった後に燃料添加を開始するためには、前記所定値Qaを十分に大きい値に設定して、同燃料添加の開始を大きく遅延させればよい。しかしながら遅延期間を長くすると、燃料添加の実行開始前に機関運転状態が加速状態になる可能性が高くなるために、同遅延期間は短い期間に設定されることが望ましい。   Here, as the execution duration time of the fuel cut control becomes longer, the wall surface temperature of the exhaust passage 22 decreases and becomes lower. Regardless of such a temperature trend, in order to start fuel addition after the wall surface temperature becomes sufficiently high, the start of the fuel addition can be greatly delayed by setting the predetermined value Qa to a sufficiently large value. That's fine. However, if the delay period is lengthened, there is a high possibility that the engine operating state will be in an accelerated state before the start of fuel addition, so it is desirable that the delay period be set to a short period.

本実施の形態では、機関運転状態が移行した直前における燃料カット制御の実行継続時間が長いときほど、言い換えれば、排気通路22の壁面温度が適当な温度まで上昇するのに要する期間が長いときほど、上記所定値Qaとして大きい値が算出されて(図6参照)前記遅延期間が長い期間に設定される。したがって、遅延期間を極力短い時間に設定しつつ、排気通路22の壁面温度が適度に高くなった後に燃料添加を開始することができるようになる。   In the present embodiment, the longer the fuel cut control execution duration immediately before the engine operating state transitions, in other words, the longer the period required for the wall temperature of the exhaust passage 22 to rise to an appropriate temperature. A large value is calculated as the predetermined value Qa (see FIG. 6), and the delay period is set to a long period. Therefore, fuel addition can be started after the wall surface temperature of the exhaust passage 22 has become moderately high while setting the delay period as short as possible.

なお本実施の形態では、排気通路22の壁面への燃料付着が適正に回避されるようになる所定値Qaと上記実行継続時間との関係が実験結果などを通じて求められ、電子制御ユニット40に記憶されており、燃料添加制御処理では同関係に基づいて所定値Qaが算出される(図5のステップS200)。   In the present embodiment, the relationship between the predetermined value Qa at which fuel adherence to the wall surface of the exhaust passage 22 is appropriately avoided and the execution duration time is obtained through experimental results and stored in the electronic control unit 40. In the fuel addition control process, a predetermined value Qa is calculated based on the relationship (step S200 in FIG. 5).

以上説明したように、本実施の形態によれば、前述した(1)に記載した効果に加えて、以下の(3)、(4)に記載する効果が得られるようになる。
(3)燃料添加弁26による燃料添加の実行開始を、燃料カット制御の実行が停止されてから、同制御の実行停止後における燃料噴射量Qの積算値ΣQが所定値Qa以上になるまでの期間遅延するようにした。そのため、燃料噴射が再開された後の燃料燃焼による発生熱の総量が多くなったことをもって同発生熱の一部によって上昇する排気通路22の壁面温度が高くなったことを判断し、その上で燃料添加弁26からの燃料添加を実行することができるようになり、排気に燃料を適正に添加することができるようになる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effect described in (1) described above, the effects described in (3) and (4) below can be obtained.
(3) Start of fuel addition by the fuel addition valve 26 from when the fuel cut control is stopped until the integrated value ΣQ of the fuel injection amount Q after the stop of the control becomes equal to or greater than the predetermined value Qa The period was delayed. Therefore, it is determined that the wall surface temperature of the exhaust passage 22 rising due to a part of the generated heat increases as the total amount of heat generated by the fuel combustion after the fuel injection is resumed increases. Fuel can be added from the fuel addition valve 26, and fuel can be appropriately added to the exhaust gas.

(4)燃料カット制御が停止される直前における同制御の実行継続時間が長いときほど、所定値Qaとして大きい値を算出するようにした。そのため、燃料添加の実行開始を遅延する期間を極力短い時間に設定しつつ、排気通路22の壁面温度が適度に高くなった後に燃料添加を開始することができるようになる。   (4) A larger value is calculated as the predetermined value Qa as the execution duration time of the control immediately before the fuel cut control is stopped is longer. Therefore, the fuel addition can be started after the wall surface temperature of the exhaust passage 22 is appropriately increased while setting the period for delaying the start of execution of the fuel addition to be as short as possible.

(第3の実施の形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第3の実施の形態について、第1及び第2の実施の形態との相違点を中心に説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment that embodies an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described focusing on differences from the first and second embodiments.

本実施の形態と第1及び第2の実施の形態とは、燃料噴射制御にかかる処理の処理内容のみが異なる。
以下、本実施の形態にかかる燃料添加制御について、図8のフローチャートを参照しつつ説明する。
This embodiment is different from the first and second embodiments only in the processing contents of the processing relating to fuel injection control.
Hereinafter, the fuel addition control according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

なお、このフローチャートに示される一連の処理は、燃料添加制御にかかる処理の具体的な処理手順を概念的に示したものであり、実際の処理は、所定周期毎に実行される処理として、電子制御ユニット40により実行される。   The series of processes shown in this flowchart conceptually shows a specific processing procedure of the process related to the fuel addition control, and the actual process is performed as a process executed every predetermined cycle. It is executed by the control unit 40.

図8に示すように、この処理では先ず、機関運転状態が加速状態以外の運転状態から同加速状態に移行したか否かが判断される(ステップS300)。ここでは、アクセルペダル32の操作速度(詳しくは、アクセル踏み込み量ACCの増加速度)が所定速度以上になったことをもって、機関運転状態が加速状態に移行したと判断される。   As shown in FIG. 8, in this process, it is first determined whether or not the engine operating state has shifted from the operating state other than the accelerated state to the accelerated state (step S300). Here, it is determined that the engine operating state has shifted to the acceleration state when the operating speed of the accelerator pedal 32 (specifically, the increasing speed of the accelerator depression amount ACC) has become equal to or higher than a predetermined speed.

そして、機関運転状態が加速状態に移行したと判断されると(ステップS300:YES)、NOx吸蔵還元触媒30の床温が活性化温度以上であることを条件に(ステップS302:YES)、前述した態様で燃料添加弁26の開弁駆動が実行された後(ステップS304)、本処理は一旦終了される(ステップS300の処理に戻る)。   When it is determined that the engine operating state has shifted to the acceleration state (step S300: YES), the condition is that the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 is equal to or higher than the activation temperature (step S302: YES). After the fuel addition valve 26 is driven to open in this manner (step S304), the present process is temporarily terminated (returns to the process of step S300).

なお機関運転状態が加速状態に移行したと判断されない場合、或いはNOx吸蔵還元触媒30の床温が活性化温度よりも低い場合には(ステップS300:NO、或いはステップS302:NO)、燃料添加弁26の開弁駆動を実行することなくステップS300の処理に戻る。   When it is not determined that the engine operating state has shifted to the acceleration state, or when the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 is lower than the activation temperature (step S300: NO or step S302: NO), the fuel addition valve The process returns to the process of step S300 without executing the valve opening drive of 26.

以下、本実施の形態にかかる燃料添加制御による作用について、図9を参照しつつ説明する。
なお図9は、NOx吸蔵還元触媒30の床温が活性化温度以上である場合における燃料添加制御処理の処理態様の一例を示すタイミングチャートである。
Hereinafter, the effect | action by the fuel addition control concerning this Embodiment is demonstrated, referring FIG.
FIG. 9 is a timing chart showing an example of a processing mode of the fuel addition control process when the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 is equal to or higher than the activation temperature.

図9における時刻t30以前においては、アクセル踏み込み量ACC(同図(a))がほぼ一定に保たれており、燃料添加弁26からの燃料添加(同図(b))は実行されていない。   Before time t30 in FIG. 9, the accelerator depression amount ACC (FIG. 9A) is kept substantially constant, and fuel addition from the fuel addition valve 26 (FIG. 9B) is not executed.

時刻t30においてアクセルペダル32が踏み込まれると、機関運転状態が加速状態になったとして、その後の所定期間(時刻t30〜t31)にわたって燃料添加弁26が開弁駆動されて排気への燃料添加が実行される。これにより、NOx吸蔵還元触媒30に吸蔵されているNOxが放出及び還元されて、同NOx吸蔵還元触媒30のNOx吸蔵量(同図(c))が低減される。   When the accelerator pedal 32 is depressed at time t30, it is assumed that the engine operating state is in an accelerated state, and the fuel addition valve 26 is driven to open for a predetermined period thereafter (time t30 to t31), and fuel addition to the exhaust is executed. Is done. Thereby, the NOx stored in the NOx storage reduction catalyst 30 is released and reduced, and the NOx storage amount of the NOx storage reduction catalyst 30 ((c) in the figure) is reduced.

このように本実施の形態によれば、機関運転状態が加速状態に移行したとき、換言すれば、直後において排気中のNOx量が多くなるときや同NOx量が多くなり始めたときにNOx吸蔵量を一旦減少させることができるようになる。これにより、機関運転状態が加速状態であるときにNOx吸蔵還元触媒30をNOx吸蔵量の少ない状態、すなわちNOx吸蔵率の高い状態にすることができ、排気中のNOxがNOx吸蔵還元触媒30に多量に吸蔵されるようになって、高いNOx浄化性能が得られるようになる。   As described above, according to the present embodiment, when the engine operating state shifts to the acceleration state, in other words, immediately after the NOx amount in the exhaust gas increases or the NOx amount starts to increase, the NOx occlusion occurs. The amount can be decreased once. Thereby, when the engine operating state is the acceleration state, the NOx occlusion reduction catalyst 30 can be brought into a state in which the NOx occlusion amount is small, that is, a state in which the NOx occlusion rate is high. A large amount of oil is occluded, and high NOx purification performance can be obtained.

(その他の実施の形態)
なお、上記各実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第1の実施の形態において、排気マニホールド24の温度は、運転状態機関運転状態に基づいて算出することの他、温度センサを設けて直接検出するようにしてもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
In the first embodiment, the temperature of the exhaust manifold 24 may be directly detected by providing a temperature sensor in addition to calculating based on the operating state engine operating state.

・また排気通路22における排気マニホールド24以外の部分の温度を推定或いは検出して、これをステップS104(図3)の処理における判断に用いるようにしてもよい。具体的には、排気駆動式ターボチャージャが設けられる場合における同ターボチャージャの温度や、排気管の温度などを用いることが可能である。なお、上記判断に用いる温度としては、燃料添加弁26から噴射される燃料が付着する壁面若しくは同壁面と極めて高い相関を有して温度変化する壁面の温度を用いることが望ましい。ちなみに反応熱によってNOx吸蔵還元触媒30の床温が変化するために、同NOx吸蔵還元触媒30の上流側の排気温度と下流側の排気温度との相関は低く、上記燃料が付着する壁面の温度とNOx吸蔵還元触媒30よりも下流側における排気通路22の壁面温度との相関も低い。そのため上記判断には、NOx吸蔵還元触媒30よりも上流側の部分の温度を用いることが望ましい。   Further, the temperature of a portion other than the exhaust manifold 24 in the exhaust passage 22 may be estimated or detected, and this may be used for the determination in the process of step S104 (FIG. 3). Specifically, it is possible to use the temperature of the turbocharger when the exhaust-drive turbocharger is provided, the temperature of the exhaust pipe, or the like. As the temperature used for the above judgment, it is desirable to use the temperature of the wall surface to which the fuel injected from the fuel addition valve 26 adheres or the temperature of the wall surface having a very high correlation with the wall surface. Incidentally, since the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 30 changes due to the reaction heat, the correlation between the exhaust temperature on the upstream side and the exhaust temperature on the downstream side of the NOx storage reduction catalyst 30 is low, and the temperature of the wall surface to which the fuel adheres. And the wall surface temperature of the exhaust passage 22 on the downstream side of the NOx storage reduction catalyst 30 is also low in correlation. Therefore, it is desirable to use the temperature of the upstream portion of the NOx storage reduction catalyst 30 for the above determination.

・第2の実施の形態では、燃料添加制御処理において「燃料カット制御の実行が停止された後における燃料噴射量Qの積算値ΣQが所定値Qa以上になったこと」といった条件(図5のステップS202)を設定した。こうした燃料噴射量積算値についての条件に代えて、図10に燃料添加制御処理の変更例を示すように「燃料カット制御の実行が停止された後の経過時間が所定時間Td以上になったこと」といった条件(ステップS402)を設定してもよい。また燃料カット制御の実行が停止される直前における同制御の実行継続時間に基づいて所定時間Tdを算出するようにしてもよい(ステップS400)。同構成にあっては、図11に示すように、上記実行継続時間が長いときほど、上記所定時間Tdとして長い時間を設定するようにすればよい。   In the second embodiment, in the fuel addition control process, a condition such as “the integrated value ΣQ of the fuel injection amount Q after the execution of the fuel cut control has stopped is equal to or greater than a predetermined value Qa” (FIG. 5). Step S202) was set. Instead of the conditions for the fuel injection amount integrated value, as shown in FIG. 10 as an example of change of the fuel addition control process, “the elapsed time after the execution of the fuel cut control is stopped is equal to or longer than the predetermined time Td. May be set (step S402). Further, the predetermined time Td may be calculated based on the execution duration time of the control immediately before the execution of the fuel cut control is stopped (step S400). In this configuration, as shown in FIG. 11, the longer the execution duration time, the longer the predetermined time Td may be set.

その他、「燃料カット制御の実行が停止された後における吸入空気量GAの積算値ΣGAが所定値GAa以上になったこと」といった条件や、「燃料カット制御の実行が停止された後における機関回転速度NEの積算値ΣNEが所定値NEa以上になったこと」といった条件などを設定することも可能である。これら構成にあっては、上記実行継続持間が長いときほど、所定値GAa或いは所定値NEaを大きい値に設定するようにすればよい。   In addition, a condition such as “the integrated value ΣGA of the intake air amount GA after the execution of the fuel cut control is equal to or greater than a predetermined value GAa”, or “the engine rotation after the execution of the fuel cut control is stopped”. It is also possible to set a condition such as “the integrated value ΣNE of the speed NE has become equal to or greater than the predetermined value NEa”. In these configurations, the predetermined value GAa or the predetermined value NEa may be set to a larger value as the execution continuation interval is longer.

要は、燃料添加弁26による燃料添加の実行開始を、燃料カット制御の実行が停止された後に所定期間遅延させることができればよい。これにより、前述した(3)に記載の効果に準じた効果を得られる。しかも、この場合、上記実行継続時間が長いときほど所定期間を長い時間に設定することにより、前述した(4)に記載の効果に準じた効果も得られる。   In short, it is only necessary that the start of fuel addition by the fuel addition valve 26 can be delayed for a predetermined period after the execution of the fuel cut control is stopped. Thereby, the effect according to the effect as described in (3) mentioned above is acquired. In addition, in this case, by setting the predetermined period to a longer time as the execution duration is longer, an effect similar to the effect described in (4) above can be obtained.

なお上記実行継続時間が長いときほど所定期間を長い時間に設定するといった構成を省略することもできる。
・第1及び第2の実施の形態において、機関運転状態が移行したことを判断する条件は、機関運転状態が減速状態から他の運転状態に移行したことを判断することができる範囲で、任意に変更可能である。例えば燃料カット制御の実行される運転状態からその実行の停止される運転状態に移行したことを判断する場合には、燃料噴射量Qが第1の所定量Qbより少ない状態から第2の所定量Qc以上の状態になったことをもって機関運転状態が移行したと判断するようにすればよい(ただし、Qb≦Qc)。通常、機関回転速度NEを減速させる際には燃料噴射量Qがごく少ない量に設定される。そのため、燃料噴射量Qが少ないことによって減速状態であることを判断することができ、また燃料噴射量Qが多いことによって減速状態以外の運転状態であることを判断することができる。上記構成によれば、そうした燃料噴射量Qに基づいて機関運転状態が減速状態から他の運転状態に移行したことを判断することができる。
Note that a configuration in which the predetermined period is set to a longer time as the execution duration time is longer can be omitted.
In the first and second embodiments, the condition for determining that the engine operating state has shifted is arbitrary as long as it can be determined that the engine operating state has shifted from the deceleration state to another operating state. Can be changed. For example, when it is determined that the operating state in which the fuel cut control is performed has shifted to the operating state in which the fuel cut control is stopped, the fuel injection amount Q is reduced from the first predetermined amount Qb to the second predetermined amount. What is necessary is just to judge that the engine operation state has shifted when the state becomes equal to or higher than Qc (Qb ≦ Qc). Usually, when the engine speed NE is decelerated, the fuel injection amount Q is set to a very small amount. Therefore, it can be determined that the vehicle is in the deceleration state when the fuel injection amount Q is small, and it can be determined that the operation state is other than the deceleration state when the fuel injection amount Q is large. According to the above configuration, it is possible to determine that the engine operating state has shifted from the deceleration state to another operating state based on the fuel injection amount Q.

また、燃料噴射量Qに基づき判断することに限らず、車両及び内燃機関10の運転状態や操作状態に基づいて判定するようにしてもよい。そうした運転状態や操作状態としては、例えばアクセル踏み込み量ACCや、機関回転速度NE、吸入空気量GAの他、車両の走行速度や、ブレーキ操作部材の操作量などを挙げることができる。   Further, the determination is not limited to the determination based on the fuel injection amount Q, and the determination may be made based on the operation state and operation state of the vehicle and the internal combustion engine 10. Examples of such driving states and operating states include the accelerator depression amount ACC, the engine speed NE, the intake air amount GA, the traveling speed of the vehicle, the operation amount of the brake operation member, and the like.

・また、機関運転状態が移行した後に、燃料添加弁26からの燃料添加の実行開始を遅延させることなく、直ちに開始するようにしてもよい。
・第3の実施の形態において、機関運転状態が加速状態以外の運転状態から同加速状態に移行したことを判断する条件は適宜変更可能である。機関運転状態が加速状態に移行したことは、例えば燃料噴射量Qの増加速度や、機関回転速度NEの上昇速度、吸入空気量GAの増加速度、車両の走行速度の上昇速度が所定速度以上であることをもって判断することが可能である。
In addition, after the engine operating state shifts, the start of fuel addition from the fuel addition valve 26 may be started immediately without delay.
In the third embodiment, the condition for determining that the engine operating state has shifted from the operating state other than the accelerated state to the accelerated state can be changed as appropriate. The engine operating state has shifted to the acceleration state when, for example, the increasing speed of the fuel injection amount Q, the increasing speed of the engine rotational speed NE, the increasing speed of the intake air amount GA, or the increasing speed of the vehicle traveling speed is equal to or higher than a predetermined speed. It is possible to judge with certain things.

・本発明は、アクセルペダルに代えて、例えばアクセルレバー等の他のアクセル操作部材が設けられた内燃機関にも適用することができる。
・本発明は、トルク発生のための燃料噴射とは別に、膨張行程或いは排気行程において燃料噴射弁から燃焼室内に燃料を噴射することによって排気に燃料が添加される排気浄化装置にも適用することができる。
The present invention can also be applied to an internal combustion engine provided with another accelerator operation member such as an accelerator lever instead of the accelerator pedal.
The present invention is also applicable to an exhaust purification device in which fuel is added to exhaust gas by injecting fuel from a fuel injection valve into a combustion chamber in an expansion stroke or an exhaust stroke separately from fuel injection for generating torque. Can do.

・本発明は、ディーゼル機関の他、希薄燃焼が実行されるガソリン機関にも適用することができる。   The present invention can be applied to a gasoline engine in which lean combustion is performed in addition to a diesel engine.

本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第1の実施の形態についてその概略構成を示す概略構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram which shows the schematic structure about 1st Embodiment which actualized the exhaust gas purification device of the internal combustion engine concerning this invention. 第1の実施の形態の燃料添加弁についてその駆動態様の一例を示すタイミングチャート。The timing chart which shows an example of the drive mode about the fuel addition valve of 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかる燃料添加制御処理についてその具体的な処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the specific process sequence about the fuel addition control process concerning 1st Embodiment. (a)〜(e)同燃料添加制御処理についてその処理態様の一例を示すタイミングチャート。(A)-(e) The timing chart which shows an example of the process aspect about the fuel addition control process. 本発明の第2の実施の形態にかかる燃料添加制御処理についてその具体的な処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the specific process sequence about the fuel addition control process concerning the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施の形態における所定値と実行継続時間との関係を示す略図。The schematic diagram which shows the relationship between the predetermined value and execution continuation time in 2nd Embodiment. (a)〜(e)第2の実施の形態にかかる燃料添加制御処理についてその処理態様の一例を示すタイミングチャート。(A)-(e) The timing chart which shows an example of the process aspect about the fuel addition control process concerning 2nd Embodiment. 本発明の第3の実施の形態にかかる燃料添加制御処理についてその具体的な処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the specific process sequence about the fuel addition control process concerning the 3rd Embodiment of this invention. (a)〜(c)同燃料添加制御処理についてその処理態様の一例を示すタイミングチャート。(A)-(c) The timing chart which shows an example of the process aspect about the fuel addition control process. 第2の実施の形態にかかる燃料添加制御処理の変更例についてその具体的な処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the specific process sequence about the example of a change of the fuel addition control process concerning 2nd Embodiment. 同変更例における所定時間と実行継続時間との関係を示す略図。The schematic diagram which shows the relationship between the predetermined time in the example of a change, and execution duration.

符号の説明Explanation of symbols

10…内燃機関、12…燃焼室、14…燃料噴射弁、16…蓄圧配管、18…燃料ポンプ、20…燃料タンク、22…排気通路、24…排気マニホールド、26…燃料添加弁、28…出力軸、30…NOx吸蔵還元触媒、32…アクセルペダル、40…電子制御ユニット、42…吸気量センサ、44…回転速度センサ、46…アクセルセンサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 12 ... Combustion chamber, 14 ... Fuel injection valve, 16 ... Accumulation piping, 18 ... Fuel pump, 20 ... Fuel tank, 22 ... Exhaust passage, 24 ... Exhaust manifold, 26 ... Fuel addition valve, 28 ... Output Axis 30 ... NOx occlusion reduction catalyst 32 ... accelerator pedal 40 ... electronic control unit 42 ... intake amount sensor 44 ... rotation speed sensor 46 ... accelerator sensor

Claims (11)

希薄燃焼を実行する内燃機関の排気通路に設けられて排気空燃比がリーンであるときに排気中のNOxを吸蔵するとともに同排気空燃比をリッチ側にすることで吸蔵されているNOxを還元するNOx吸蔵還元触媒と、前記NOx吸蔵還元触媒よりも上流側で排気中に燃料を添加する燃料添加手段とを備え、該燃料添加手段による燃料添加を通じて排気空燃比を一時的にリッチ側にして前記NOx吸蔵還元触媒のNOx吸蔵能力を回復させる内燃機関の排気浄化装置において、
機関運転状態が減速状態から他の運転状態に移行したときに、前記燃料添加手段による燃料添加を実行する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
It is provided in the exhaust passage of an internal combustion engine that performs lean combustion, and stores NOx in the exhaust when the exhaust air-fuel ratio is lean, and reduces the stored NOx by making the exhaust air-fuel ratio rich. A NOx occlusion reduction catalyst; and a fuel addition means for adding fuel into the exhaust upstream of the NOx occlusion reduction catalyst, and the exhaust air-fuel ratio is temporarily made rich through the fuel addition by the fuel addition means. In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that recovers the NOx storage capacity of a NOx storage reduction catalyst,
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein fuel addition by the fuel addition means is executed when the engine operation state shifts from a deceleration state to another operation state.
請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記移行したことは、燃料噴射量が第1の所定量より少ない状態から同第1の所定量以上の量である第2の所定量以上の状態になったことをもって判断される
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The transition is determined when the fuel injection amount is less than the first predetermined amount and when the fuel injection amount is changed to a state equal to or greater than a second predetermined amount that is equal to or greater than the first predetermined amount. An exhaust purification device for an internal combustion engine.
請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記燃料添加手段は、前記排気通路の前記NOx吸蔵還元触媒より上流側に設けられる燃料添加弁である
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein the fuel addition means is a fuel addition valve provided upstream of the NOx storage reduction catalyst in the exhaust passage.
請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記燃料添加弁による燃料添加の実行開始を、前記移行した後に前記排気通路の壁面温度が所定温度以上になるまでの期間遅延する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
The start of fuel addition by the fuel addition valve is delayed for a period after the transition until the wall surface temperature of the exhaust passage becomes equal to or higher than a predetermined temperature.
請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記燃料添加弁による燃料添加の実行開始を、前記移行した後に所定期間遅延する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
The start of fuel addition by the fuel addition valve is delayed for a predetermined period after the shift.
請求項5に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記所定期間は、前記移行した後における燃料噴射量積算値が所定値以上になるまでの期間である
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 5,
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein the predetermined period is a period until the fuel injection amount integrated value after the transition becomes equal to or greater than a predetermined value.
請求項5または6に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記移行する直前における前記減速状態の継続時間が長いときほど、前記所定期間を長い期間に設定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 5 or 6,
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein the predetermined period is set to a longer period as the duration time of the deceleration state immediately before the transition is longer.
希薄燃焼を実行する内燃機関の排気通路に設けられて排気空燃比がリーンであるときに排気中のNOxを吸蔵するとともに同排気空燃比をリッチ側にすることで吸蔵されているNOxを還元するNOx吸蔵還元触媒と、前記NOx吸蔵還元触媒よりも上流側で排気中に燃料を添加する燃料添加手段とを備え、該燃料添加手段による燃料添加を通じて排気空燃比を一時的にリッチ側にして前記NOx吸蔵還元触媒のNOx吸蔵能力を回復させる内燃機関の排気浄化装置において、
機関運転状態が加速状態以外の運転状態から同加速状態に移行したときに、前記燃料添加手段による燃料添加を実行する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
It is provided in the exhaust passage of an internal combustion engine that performs lean combustion, and stores NOx in the exhaust when the exhaust air-fuel ratio is lean, and reduces the stored NOx by making the exhaust air-fuel ratio rich. A NOx occlusion reduction catalyst; and a fuel addition means for adding fuel into the exhaust upstream of the NOx occlusion reduction catalyst, and the exhaust air-fuel ratio is temporarily made rich through the fuel addition by the fuel addition means. In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that recovers the NOx storage capacity of a NOx storage reduction catalyst,
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, wherein fuel addition by the fuel addition means is executed when the engine operating state shifts from an operating state other than the accelerated state to the accelerated state.
請求項8に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記移行したことは、アクセル操作部材の加速側への操作速度が所定速度以上になったことをもって判断される
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 8,
The shift is determined when the operating speed of the accelerator operating member toward the acceleration side becomes equal to or higher than a predetermined speed.
請求項8または9に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記移行したことは、燃料噴射量の増加速度が所定速度以上になったことをもって判断される
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 8 or 9,
The shift is determined when the increasing speed of the fuel injection amount becomes equal to or higher than a predetermined speed.
請求項8〜10の何れか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記燃料添加手段は、前記排気通路の前記NOx吸蔵還元触媒より上流側に設けられる燃料添加弁である
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 8 to 10,
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein the fuel addition means is a fuel addition valve provided upstream of the NOx storage reduction catalyst in the exhaust passage.
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