JP2009047002A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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Hiroyuki Hokutou
宏之 北東
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance exhaust emission control efficiency by suppressing the exhaust of unburned gas in a control device of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: An NOx storage reduction catalyst 40 for storing NOx in exhaust gas during operation in a lean air fuel ratio and releasing and reducing the NOx stored during operation in a rich air fuel ratio, is provided to an exhaust pipe 38. An ECU 61 allows the execution of lean operation through the change to the lean air fuel ratio on the basis of the engine operating condition, and prohibits the lean operation when an alcohol concentration in fuel exceeds a prescribed value set in advance. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、空燃比に基づいて燃料噴射量を補正する内燃機関の制御装置に関し、特に、燃料にアルコールが混合されたアルコール混合燃料により運転可能な内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that corrects a fuel injection amount based on an air-fuel ratio, and more particularly to a control device for an internal combustion engine that can be operated with an alcohol-mixed fuel in which alcohol is mixed with fuel.

近年、空燃比を高くして通常よりも薄い混合気で燃焼させ、安定した希薄燃焼により排気ガスの浄化性能と低燃費を両立することが可能なリーンバーンエンジンがある。このようなリーンバーンエンジンでは、排気管に三元触媒とNOx吸蔵還元型触媒が設けられている。三元触媒は、排気空燃比がストイキのときに排気ガス中に含まれるHC、CO、NOxを酸化還元反応により同時に浄化処理できる。NOx吸蔵還元型触媒は、排気空燃比がリーンのときに排気ガス中に含まれるNOxを一旦吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下したリッチ燃焼領域またはストイキ燃焼領域にあるときに吸蔵したNOxを放出し、添加した還元剤としての燃料によりNOxを還元(リッチスパイク制御)する。   In recent years, there is a lean burn engine in which an air-fuel ratio is increased and combustion is performed with an air-fuel mixture thinner than normal, and both exhaust gas purification performance and low fuel consumption can be achieved by stable lean combustion. In such a lean burn engine, a three-way catalyst and a NOx occlusion reduction type catalyst are provided in the exhaust pipe. The three-way catalyst can simultaneously purify HC, CO, and NOx contained in the exhaust gas by an oxidation-reduction reaction when the exhaust air-fuel ratio is stoichiometric. The NOx occlusion reduction type catalyst temporarily occludes NOx contained in the exhaust gas when the exhaust air-fuel ratio is lean, and stores the NOx occluded when the oxygen concentration in the exhaust gas is in the rich combustion region or stoichiometric combustion region. And NOx is reduced (rich spike control) by the added fuel as the reducing agent.

ところで、近年、内燃機関にて、燃料性状の異なる複数種類の燃料を用い、それぞれの短所を補って長所を相互補完させる、所謂、多種燃料内燃機関が採用されている。この多種燃料内燃機関が搭載された車両は、一般にフレキシブル燃料自動車(FFV:Flexible Fuel Vehicle)と呼ばれている。その一例としては、ガソリン燃料とエタノール等のアルコール燃料を要求性能に合わせて単独で又は混合して使用し、内燃機関のエミッション性能の向上やガソリン燃料等の化石燃料の消費抑制などのような環境性能の向上を図るものが知られている。   By the way, in recent years, so-called multi-fuel internal combustion engines, which use a plurality of types of fuels having different fuel properties and complement each other by complementing each other, have been adopted in internal combustion engines. A vehicle equipped with this multi-fuel internal combustion engine is generally called a flexible fuel vehicle (FFV). One example is the use of gasoline fuels and alcohol fuels such as ethanol alone or in combination to meet the required performance to improve the internal combustion engine emission performance and control consumption of fossil fuels such as gasoline fuel. Those that improve performance are known.

この場合、NOxの排出量は、燃料性状によっても変動することから、内燃機関の運転状態だけでなく、燃料性状に基づいてNOx吸蔵還元型触媒へのNOx吸蔵量を推定し、リッチスパイク時期を制御する必要がある。例えば、下記特許文献1の内燃機関の燃料供給装置では、燃料の比重に基づいてセタン価、オクタン価、蒸発性、発熱量、芳香族炭化水素含有量、の中の少なくとも一つの燃料性状を検出し、内燃機関に吸入される空気量及び燃料性状に応じて排出されるNOx量及びNOxトラップ総量を算出し、NOxトラップ制御を実行するようにしている。   In this case, since the NOx emission amount also varies depending on the fuel properties, the NOx storage amount to the NOx storage reduction catalyst is estimated based on not only the operating state of the internal combustion engine but also the fuel properties, and the rich spike time is set. Need to control. For example, the fuel supply device for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 1 below detects at least one fuel property among cetane number, octane number, evaporability, calorific value, and aromatic hydrocarbon content based on the specific gravity of the fuel. The amount of NOx discharged and the total amount of NOx traps are calculated according to the amount of air sucked into the internal combustion engine and the fuel properties, and NOx trap control is executed.

特開平03−037343号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-037343

ところが、アルコール混合燃料にて、ガソリンは沸点が高く、アルコールは沸点が低いことから、ガソリンに所定量のアルコールを混合してアルコール混合燃料を生成するとき、ガソリンだけの燃料の性状に近くなるように、高沸点成分(重質成分)を混合させている。そのため、アルコール混合燃料が燃料タンクに貯留されている状態で、高温状態や高気圧状態、または、残量が少なくなると、燃料タンク内のアルコール混合燃料が蒸発しやすくなる。そして、沸点が低いアルコールが先に蒸発するため、燃料として残っている成分は、ガソリンや高沸点成分が多くなる。   However, in alcohol-mixed fuel, gasoline has a high boiling point and alcohol has a low boiling point. Therefore, when a predetermined amount of alcohol is mixed with gasoline to produce an alcohol-mixed fuel, it is close to the properties of fuel only with gasoline. In addition, a high boiling point component (heavy component) is mixed. Therefore, when the alcohol mixed fuel is stored in the fuel tank, the alcohol mixed fuel in the fuel tank easily evaporates when the high temperature state, the high atmospheric pressure state, or the remaining amount decreases. And since alcohol with a low boiling point evaporates first, the component which remains as fuel increases gasoline and a high boiling point component.

そのため、上述したリーンバーンエンジンのリーン運転中に、NOx吸蔵還元型触媒の吸蔵されたNOxが増加し、リッチ燃焼により吸蔵したNOxを放出して還元するとき、燃料が高沸点成分を多く含んだ重質燃料であるため、過リッチ状態となる。また、燃料タンク内に発生した燃料のパージガスが吸気系に排出されるため、更に過リッチ状態となる。すると、燃焼室で燃料が気化しにくく、空気とのミキシングが悪化し、未燃HCが増加して排気浄化効率が低下してしまうと共に、失火してしまうおそれがある。   Therefore, during the lean operation of the above-described lean burn engine, the NOx occluded by the NOx occlusion reduction type catalyst increases, and when the NOx occluded by rich combustion is released and reduced, the fuel contains a lot of high-boiling components. Because it is heavy fuel, it becomes over-rich. Further, since the purge gas of the fuel generated in the fuel tank is discharged to the intake system, it becomes further rich. Then, it is difficult for the fuel to evaporate in the combustion chamber, mixing with air is deteriorated, unburned HC is increased, exhaust purification efficiency is lowered, and there is a risk of misfire.

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、未燃ガスの排出を抑制することで排気浄化効率の向上を図る内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that improves exhaust purification efficiency by suppressing discharge of unburned gas.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、リーン空燃比での運転中に排気ガス中のNOxを吸蔵し、リッチ空燃比での運転中に吸蔵したNOxを放出して還元するNOx吸蔵還元型触媒が排気通路に設けられた内燃機関において、前記内燃機関の運転状態に基づいて空燃比を変更可能な空燃比変更手段と、燃料中のアルコール濃度を検出または推定するアルコール濃度検出推定手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記空燃比変更手段によりリーン空燃比に変更してリーン運転を実行可能であると共に前記アルコール濃度検出推定手段により検出または推定されたアルコール濃度が予め設定された所定値を超えたときに前記リーン運転を禁止するリーン運転制御手段と、を具えたことを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention occludes NOx in exhaust gas during operation at a lean air-fuel ratio and occludes during operation at a rich air-fuel ratio. In the internal combustion engine in which the NOx occlusion reduction catalyst for releasing and reducing the NOx is provided in the exhaust passage, air-fuel ratio changing means capable of changing the air-fuel ratio based on the operating state of the internal combustion engine, and the alcohol concentration in the fuel An alcohol concentration detection / estimation means for detecting or estimating the lean air-fuel ratio based on the operating state of the internal combustion engine, the lean air-fuel ratio can be changed and the lean operation can be executed, and the alcohol concentration detection / estimation means detects Or a lean operation control means for prohibiting the lean operation when the estimated alcohol concentration exceeds a predetermined value set in advance. It is intended.

本発明の内燃機関の制御装置では、燃料タンクのパージガスを前記内燃機関の吸気通路に排出するパージ手段を設け、前記リーン運転制御手段により前記リーン運転を禁止するとき、前記パージ手段により前記吸気通路へのパージガスの排出量を増加させることを特徴としている。   In the control device for an internal combustion engine of the present invention, purge means for discharging the purge gas of the fuel tank to the intake passage of the internal combustion engine is provided, and when the lean operation is prohibited by the lean operation control means, the purge passage causes the intake passage to It is characterized by increasing the amount of purge gas discharged to the tank.

本発明の内燃機関の制御装置では、大気圧が予め設定された所定値以下の条件、燃料残量が予め設定された所定値以下の条件、燃料のパージガス濃度学習値が予め設定された所定値以上の条件のうち、少なくとも一つの条件が成立したときに前記リーン運転制御手段により前記リーン運転を禁止することを特徴としている。   In the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the atmospheric pressure is a predetermined value that is less than a predetermined value, the fuel remaining amount is a predetermined value that is less than a predetermined value, and the fuel purge gas concentration learning value is a predetermined value that is set in advance. Among the above conditions, the lean operation is prohibited by the lean operation control means when at least one of the conditions is satisfied.

本発明の内燃機関の制御装置では、前記NOx吸蔵還元型触媒のNOx吸蔵量が予め設定された所定値を超えたときに、前記空燃比変更手段により第1リッチ空燃比に変更して吸蔵されたNOxの還元制御を実行するNOx還元制御手段を設け、前記リーン運転制御手段は、前記アルコール濃度検出推定手段により検出または推定されたアルコール濃度が予め設定された所定値を超え、且つ、大気圧が予め設定された所定値以下のときに、前記空燃比変更手段により前記リーン運転を実行すると共に、前記NOx還元制御手段は、前記空燃比変更手段により第1リッチ空燃比よりリーンな第2リッチ空燃比に変更してNOxの還元制御を実行することを特徴としている。   In the control device for an internal combustion engine according to the present invention, when the NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction catalyst exceeds a predetermined value set in advance, the air-fuel ratio changing means changes the first rich air-fuel ratio to occlude. NOx reduction control means for executing NOx reduction control is provided, wherein the lean operation control means has an alcohol concentration detected or estimated by the alcohol concentration detection estimating means exceeding a predetermined value set in advance, and atmospheric pressure When the air-fuel ratio is less than or equal to a predetermined value set in advance, the lean operation is performed by the air-fuel ratio changing means, and the NOx reduction control means is a second richer leaner than the first rich air-fuel ratio by the air-fuel ratio changing means. It is characterized in that NOx reduction control is executed by changing to an air-fuel ratio.

本発明の内燃機関の制御装置では、燃料残量が予め設定された所定値以下の条件、燃料のパージガス濃度学習値が予め設定された所定値以上の条件のうち、少なくとも一つの条件が成立したときに前記リーン運転制御手段により前記リーン運転を禁止することを特徴としている。   In the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, at least one of the conditions where the fuel remaining amount is equal to or less than a predetermined value and the conditions where the fuel purge gas concentration learning value is equal to or greater than a predetermined value is satisfied. In some cases, the lean operation is prohibited by the lean operation control means.

本発明の内燃機関の制御装置では、燃料タンクのパージガスを前記内燃機関の吸気通路に排出するパージ手段を設け、前記NOxの還元制御手段によりNOxの還元制御を実行するとき、前記パージ手段によりパージ処理を停止することを特徴としている。   In the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, purge means for discharging the purge gas of the fuel tank to the intake passage of the internal combustion engine is provided, and when the NOx reduction control is executed by the NOx reduction control means, the purge is performed by the purge means. It is characterized by stopping the processing.

本発明の内燃機関の制御装置では、前記アルコール濃度検出推定手段は、排気空燃比及び点火時期に基づいて燃料中のアルコール濃度を推定することを特徴としている。   In the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the alcohol concentration detection estimating means estimates the alcohol concentration in the fuel based on the exhaust air-fuel ratio and the ignition timing.

本発明の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の運転状態に基づいてリーン空燃比に変更してリーン運転を実行可能であると共に、燃料中のアルコール濃度が予め設定された所定値を超えたときにリーン運転を禁止するので、NOx吸蔵還元型触媒のNOx還元処理時に過リッチ状態となることはなく、未燃ガスの排出を抑制することで排気浄化効率の向上を図ることができる。   According to the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the lean air-fuel ratio can be changed to the lean air-fuel ratio based on the operation state of the internal combustion engine, and the alcohol concentration in the fuel exceeds a predetermined value set in advance. Since the lean operation is prohibited at this time, the exhaust gas purification efficiency can be improved by suppressing the discharge of unburned gas without being over-rich during the NOx reduction process of the NOx storage reduction catalyst.

以下に、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。   Embodiments of an internal combustion engine control apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.

図1は、本発明の実施例1に係る内燃機関の制御装置を表す概略構成図、図2は、実施例1の内燃機関の制御装置によるリーンバーン制御を表すフローチャートである。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an internal combustion engine control apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating lean burn control performed by the internal combustion engine control apparatus according to the first embodiment.

実施例1の内燃機関の制御装置において、図1に示すように、シリンダブロック11上にシリンダヘッド12が締結されており、このシリンダブロック11に形成された複数のシリンダボア13にピストン14がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック11の下部にクランクケース15が締結され、このクランクケース15内にクランクシャフト16が回転自在に支持されており、各ピストン14はコネクティングロッド17を介してこのクランクシャフト16にそれぞれ連結されている。   In the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, a cylinder head 12 is fastened on a cylinder block 11, and pistons 14 are vertically moved to a plurality of cylinder bores 13 formed in the cylinder block 11. Fits freely. A crankcase 15 is fastened to the lower part of the cylinder block 11, and a crankshaft 16 is rotatably supported in the crankcase 15. Each piston 14 is connected to the crankshaft 16 via a connecting rod 17. Has been.

燃焼室18は、シリンダブロック11におけるシリンダボア13の壁面とシリンダヘッド12の下面とピストン14の頂面により構成されており、この燃焼室18は、上部(シリンダヘッド12の下面)の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。そして、この燃焼室18の上部、つまり、シリンダヘッド12の下面に吸気ポート19及び排気ポート20が対向して形成されており、この吸気ポート19及び排気ポート20に対して吸気弁21及び排気弁22の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁21及び排気弁22は、シリンダヘッド12に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート19及び排気ポート20を閉止する方向(図1にて上方)に付勢支持されている。また、シリンダヘッド12には、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転自在に支持されており、吸気カム及び排気カムが吸気弁21及び排気弁22の上端部に接触している。   The combustion chamber 18 is constituted by the wall surface of the cylinder bore 13 in the cylinder block 11, the lower surface of the cylinder head 12, and the top surface of the piston 14, and the combustion chamber 18 has a high central portion at the upper portion (lower surface of the cylinder head 12). It has a pent roof shape that is slanted. An intake port 19 and an exhaust port 20 are formed on the upper portion of the combustion chamber 18, that is, the lower surface of the cylinder head 12, and the intake valve 19 and the exhaust valve 20 are opposed to the intake port 19 and the exhaust port 20. The lower end portions of 22 are respectively positioned. The intake valve 21 and the exhaust valve 22 are supported by the cylinder head 12 so as to be movable in the axial direction, and are urged and supported in a direction (upward in FIG. 1) for closing the intake port 19 and the exhaust port 20. ing. An intake cam shaft 23 and an exhaust cam shaft 24 are rotatably supported on the cylinder head 12, and the intake cam and the exhaust cam are in contact with upper ends of the intake valve 21 and the exhaust valve 22.

なお、図示しないが、クランクシャフト16に固結されたクランクシャフトスプロケットと、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24にそれぞれ固結された各カムシャフトスプロケットとは、無端のタイミングチェーンが掛け回されており、クランクシャフト16と吸気カムシャフト23と排気カムシャフト24が連動可能となっている。   Although not shown, the crankshaft sprocket fixed to the crankshaft 16 and the camshaft sprockets respectively fixed to the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are wound with endless timing chains. The crankshaft 16, the intake camshaft 23, and the exhaust camshaft 24 can be interlocked.

従って、クランクシャフト16に同期して吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転すると、吸気カム及び排気カムが吸気弁21及び排気弁22を所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート19及び排気ポート20を開閉し、吸気ポート19と燃焼室18、燃焼室18と排気ポート20とをそれぞれ連通することができる。この場合、この吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24は、クランクシャフト16が2回転(720度)する間に1回転(360度)するように設定されている。そのため、エンジンは、クランクシャフト16が2回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の4行程を実行することとなり、このとき、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が1回転することとなる。   Accordingly, when the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 rotate in synchronization with the crankshaft 16, the intake cam and the exhaust cam move up and down the intake valve 21 and the exhaust valve 22 at a predetermined timing. The exhaust port 20 can be opened and closed to allow the intake port 19 and the combustion chamber 18 to communicate with the combustion chamber 18 and the exhaust port 20. In this case, the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are set to rotate once (360 degrees) while the crankshaft 16 rotates twice (720 degrees). Therefore, the engine performs four strokes of the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke while the crankshaft 16 rotates twice. At this time, the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 rotate once. Will be.

また、このエンジンの動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁21及び排気弁22を最適な開閉タイミングに制御する吸気可変動弁機構(VVT:Variable Valve Timing-intelligent)25となっている。この吸気可変動弁機構25は、吸気カムシャフト23の軸端部にVVTコントローラ26が設けられて構成され、オイルコントロールバルブ27からの油圧をこのVVTコントローラ26の図示しない進角室及び遅角室に作用させることによりカムスプロケットに対する吸気カムシャフト23の位相を変更し、吸気弁21の開閉時期を進角または遅角することができるものである。この場合、吸気可変動弁機構25は、吸気弁21の作用角(開放期間)を一定としてその開閉時期を進角または遅角する。また、吸気カムシャフト23には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ28が設けられている。   The valve mechanism of the engine is a variable intake valve timing mechanism (VVT: Variable Valve Timing-intelligent) 25 that controls the intake valve 21 and the exhaust valve 22 at an optimal opening / closing timing according to the operating state. The intake variable valve mechanism 25 is configured by providing a VVT controller 26 at the shaft end of the intake camshaft 23, and the hydraulic pressure from the oil control valve 27 is supplied to an advance chamber and a retard chamber (not shown) of the VVT controller 26. By acting on this, the phase of the intake camshaft 23 with respect to the cam sprocket can be changed, and the opening / closing timing of the intake valve 21 can be advanced or retarded. In this case, the intake variable valve mechanism 25 advances or retards the opening / closing timing while keeping the operating angle (opening period) of the intake valve 21 constant. The intake camshaft 23 is provided with a cam position sensor 28 for detecting the rotational phase.

吸気ポート19には、吸気マニホールド29を介してサージタンク30が連結され、このサージタンク30に吸気管31が連結されており、この吸気管31の空気取入口にはエアクリーナ32が取付けられている。そして、このエアクリーナ32の下流側にスロットル弁33を有する電子スロットル装置34が設けられている。また、吸気ポート19には、スロットル弁33を迂回するバイパス通路35が設けられ、このバイパス通路35にアイドルスピードコントロールバルブ36が設けられている。   A surge tank 30 is connected to the intake port 19 via an intake manifold 29, and an intake pipe 31 is connected to the surge tank 30. An air cleaner 32 is attached to an air intake port of the intake pipe 31. . An electronic throttle device 34 having a throttle valve 33 is provided on the downstream side of the air cleaner 32. The intake port 19 is provided with a bypass passage 35 that bypasses the throttle valve 33, and an idle speed control valve 36 is provided in the bypass passage 35.

排気ポート20には、排気マニホールド37を介して排気管38が連結されており、この排気管38には排気ガス中に含まれる有害物質を浄化処理する三元触媒39及びNOx吸蔵還元型触媒40が装着されている。この三元触媒39は、空燃比(排気空燃比)がストイキのときに排気ガス中に含まれるHC、CO、NOxを酸化還元反応により同時に浄化処理するものである。NOx吸蔵還元型触媒40は、空燃比(排気空燃比)がリーンのときに排気ガス中に含まれるNOxを一旦吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下したリッチ燃焼領域またはストイキ燃焼領域にあるときに、吸蔵したNOxを放出し、添加した還元剤としての燃料によりNOxを還元するものである。   An exhaust pipe 38 is connected to the exhaust port 20 via an exhaust manifold 37, and the exhaust pipe 38 has a three-way catalyst 39 for purifying harmful substances contained in the exhaust gas and a NOx occlusion reduction type catalyst 40. Is installed. The three-way catalyst 39 simultaneously purifies HC, CO, and NOx contained in the exhaust gas by an oxidation-reduction reaction when the air-fuel ratio (exhaust air-fuel ratio) is stoichiometric. The NOx occlusion reduction type catalyst 40 is in a rich combustion region or stoichiometric combustion region where the NOx contained in the exhaust gas is temporarily stored when the air-fuel ratio (exhaust air-fuel ratio) is lean, and the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced. Sometimes, the stored NOx is released and NOx is reduced by the added fuel as a reducing agent.

吸気管31におけるサージタンク30の下流側と、排気管38における三元触媒39の上流側との間には、排気ガス再循環通路(EGR通路)41が設けられており、このEGR通路41には、EGR弁42とEGRクーラ43が設けられている。また、このEGR通路41におけるEGR弁42より吸気管31側に、EGRガスの温度を検出するEGRガス温度センサ44が設けられている。   An exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 41 is provided between the downstream side of the surge tank 30 in the intake pipe 31 and the upstream side of the three-way catalyst 39 in the exhaust pipe 38. Are provided with an EGR valve 42 and an EGR cooler 43. Further, an EGR gas temperature sensor 44 that detects the temperature of the EGR gas is provided on the intake pipe 31 side of the EGR passage 41 from the EGR valve 42.

シリンダヘッド12には、燃焼室18に直接燃料を噴射するインジェクタ45が装着されており、このインジェクタ45は、吸気ポート19側に位置して水平上端から下方に所定角度傾斜して配置されている。各気筒に装着されるインジェクタ45はデリバリパイプ46に連結され、このデリバリパイプ46には、高圧燃料供給管47を介して高圧燃料ポンプ48が連結され、この高圧燃料ポンプ48には、低圧燃料供給管49を介して燃料タンク50内の低圧燃料ポンプ(フィードポンプ)51が連結されている。従って、低圧燃料ポンプ51は、燃料タンク50内の燃料を所定の低圧まで加圧して低圧燃料供給管49に供給し、高圧燃料ポンプ48は、低圧燃料供給管49の低圧燃料を所定の高圧まで加圧し、高圧燃料供給管47を介してデリバリパイプ46に供給することができ、インジェクタ45は、デリバリパイプ46内の高圧燃料を燃焼室18に噴射することができる。また、シリンダヘッド12には、燃焼室18の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ52が装着されている。   The cylinder head 12 is provided with an injector 45 that directly injects fuel into the combustion chamber 18. The injector 45 is positioned on the intake port 19 side and is inclined at a predetermined angle downward from the horizontal upper end. . An injector 45 attached to each cylinder is connected to a delivery pipe 46, and a high pressure fuel pump 48 is connected to the delivery pipe 46 via a high pressure fuel supply pipe 47. The high pressure fuel pump 48 is supplied with a low pressure fuel supply. A low-pressure fuel pump (feed pump) 51 in the fuel tank 50 is connected via a pipe 49. Accordingly, the low-pressure fuel pump 51 pressurizes the fuel in the fuel tank 50 to a predetermined low pressure and supplies it to the low-pressure fuel supply pipe 49, and the high-pressure fuel pump 48 supplies the low-pressure fuel in the low-pressure fuel supply pipe 49 to a predetermined high pressure. The fuel can be pressurized and supplied to the delivery pipe 46 via the high-pressure fuel supply pipe 47, and the injector 45 can inject the high-pressure fuel in the delivery pipe 46 into the combustion chamber 18. The cylinder head 12 is provided with a spark plug 52 that is positioned above the combustion chamber 18 and ignites the air-fuel mixture.

また、燃料タンク50内には、キャニスタ53が設けられており、このキャニスタ53はパージ通路(パージ手段)54を介して吸気管31におけるサージタンク30より上流側に接続されている。そして、このパージ通路54にパージ弁55が設けられている。このキャニスタ53は、燃料タンク50にて発生したベーパ(蒸発燃料)を含むパージガスを吸着するものであり、パージ弁55を開放することで、吸着したパージガスをパージ通路54を通して吸気管31に排出することができる。   A canister 53 is provided in the fuel tank 50, and the canister 53 is connected to the upstream side of the surge tank 30 in the intake pipe 31 via a purge passage (purge means) 54. A purge valve 55 is provided in the purge passage 54. The canister 53 adsorbs purge gas including vapor (evaporated fuel) generated in the fuel tank 50, and opens the purge valve 55 to discharge the adsorbed purge gas to the intake pipe 31 through the purge passage 54. be able to.

車両には、電子制御ユニット(ECU)61が搭載されており、このECU61は、インジェクタ45の燃料噴射タイミングや点火プラグ52の点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、吸気温度、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。   The vehicle is equipped with an electronic control unit (ECU) 61, which can control the fuel injection timing of the injector 45, the ignition timing of the spark plug 52, and the like. The fuel injection amount, injection timing, ignition timing, and the like are determined based on engine operating conditions such as temperature, throttle opening, accelerator opening, engine speed, and coolant temperature.

即ち、吸気管31の上流側にはエアフローセンサ62及び吸気温センサ63が装着され、計測した吸入空気量及び吸気温度をECU61に出力している。電子スロットル装置34にはスロットルポジションセンサ64が設けられ、アクセルペダルにはアクセルポジションセンサ65が設けられており、現在のスロットル開度及びアクセル開度をECU61に出力している。クランクシャフト16にはクランク角センサ66が設けられ、検出したクランク角度をECU61に出力し、ECU61はクランク角度に基づいて各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出する。また、シリンダブロック11には水温センサ67が設けられており、検出したエンジン冷却水温をECU61に出力している。シリンダブロック11にはノックセンサ68が設けられており、検出したノッキング信号をECU61に出力している。   That is, an airflow sensor 62 and an intake air temperature sensor 63 are mounted on the upstream side of the intake pipe 31, and the measured intake air amount and intake air temperature are output to the ECU 61. The electronic throttle device 34 is provided with a throttle position sensor 64, and the accelerator pedal is provided with an accelerator position sensor 65, which outputs the current throttle opening and accelerator opening to the ECU 61. The crankshaft 16 is provided with a crank angle sensor 66 and outputs the detected crank angle to the ECU 61. The ECU 61 discriminates an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke in each cylinder based on the crank angle, and an engine. Calculate the number of revolutions. The cylinder block 11 is provided with a water temperature sensor 67 and outputs the detected engine cooling water temperature to the ECU 61. The cylinder block 11 is provided with a knock sensor 68 and outputs a detected knocking signal to the ECU 61.

車両には大気圧センサ69が設けられており、検出した大気圧をECU61に出力している。車両には車速センサ70が設けられており、検出した車速をECU61に出力している。   The vehicle is provided with an atmospheric pressure sensor 69 and outputs the detected atmospheric pressure to the ECU 61. A vehicle speed sensor 70 is provided in the vehicle, and the detected vehicle speed is output to the ECU 61.

また、排気管38における三元触媒39より上流側に、空燃比(A/F)センサ71が設けられ、三元触媒39より下流側に、酸素(O)センサ72が設けられている。このA/Fセンサ71及びOセンサ72は、燃焼室18から排気ポート20及び排気マニホールド37を通して排気管38に排気された排気ガスの排気空燃比(酸素量)を検出し、検出した排気空燃比をECU61に出力している。ECU61は、A/Fセンサ71及びOセンサ72が検出した排気空燃比をフィードバックし、エンジン運転状態に応じて設定された目標空燃比と比較することで、燃料噴射量を補正している。 An air-fuel ratio (A / F) sensor 71 is provided upstream of the three-way catalyst 39 in the exhaust pipe 38, and an oxygen (O 2 ) sensor 72 is provided downstream of the three-way catalyst 39. The A / F sensor 71 and the O 2 sensor 72 detect the exhaust air / fuel ratio (oxygen amount) of the exhaust gas exhausted from the combustion chamber 18 through the exhaust port 20 and the exhaust manifold 37 to the exhaust pipe 38, and the detected exhaust air is detected. The fuel ratio is output to the ECU 61. The ECU 61 corrects the fuel injection amount by feeding back the exhaust air-fuel ratio detected by the A / F sensor 71 and the O 2 sensor 72 and comparing it with the target air-fuel ratio set according to the engine operating state.

燃料タンク50には、貯留している燃料の残量を検出する残量センサ73が設けられており、検出した燃料残量をECU61に出力している。また、燃料タンク50には、この燃料タンク50の温度を検出するタンク温度センサ74が設けられており、検出した燃料タンク50の温度をECU61に出力している。   The fuel tank 50 is provided with a remaining amount sensor 73 for detecting the remaining amount of stored fuel, and outputs the detected remaining fuel amount to the ECU 61. The fuel tank 50 is provided with a tank temperature sensor 74 that detects the temperature of the fuel tank 50, and outputs the detected temperature of the fuel tank 50 to the ECU 61.

また、車両の運転席には、イグニッションキースイッチ75が設けられており、そのON・OFF状態がECU61に出力されている。   An ignition key switch 75 is provided at the driver's seat of the vehicle, and the ON / OFF state is output to the ECU 61.

また、ECU61は、エンジン運転状態に基づいて吸気可変動弁機構25を制御可能となっている。即ち、低温時、エンジン始動時、アイドル運転時や軽負荷時には、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップをなくすことで、排気ガスが吸気ポート19または燃焼室18に吹き返す量を少なくし、燃焼安定及び燃費向上を可能とする。また、中負荷時には、このオーバーラップを大きくすることで、内部EGR率を高めて排ガス浄化効率を向上させると共に、ポンピングロスを低減して燃費向上を可能とする。更に、高負荷低中回転時には、吸気弁21の閉止時期を進角することで、吸気が吸気ポート19に吹き返す量を少なくし、体積効率を向上させる。そして、高負荷高回転時には、吸気弁21の閉止時期を回転数にあわせて遅角することで、吸入空気の慣性力に合わせたタイミングとし、体積効率を向上させる。   The ECU 61 can control the intake variable valve mechanism 25 based on the engine operating state. That is, when the temperature is low, the engine is started, the engine is idle, or the load is light, the exhaust gas blows back into the intake port 19 or the combustion chamber 18 by eliminating the overlap between the exhaust valve 22 closing timing and the intake valve 21 opening timing. Reduce the amount to enable stable combustion and improved fuel efficiency. Further, at the time of medium load, by increasing the overlap, the internal EGR rate is increased to improve the exhaust gas purification efficiency, and the pumping loss is reduced to improve the fuel consumption. Further, at the time of high-load low-medium rotation, the closing timing of the intake valve 21 is advanced, thereby reducing the amount of intake air that blows back to the intake port 19 and improving the volume efficiency. At the time of high load and high rotation, the closing timing of the intake valve 21 is retarded in accordance with the rotation speed, so that the timing is adjusted to the inertial force of the intake air and the volume efficiency is improved.

ところで、本実施例のエンジンは、ガソリン燃料にエタノール等のアルコール燃料を所定割合混合したアルコール混合燃料を使用可能なものとなっており、エンジンのエミッション性能の向上やガソリン燃料等の化石燃料の消費抑制などのような環境性能の向上を図るものとなっている。しかし、アルコール混合燃料は、沸点の高いガソリン燃料に対して、沸点の低いアルコール燃料を混合すると共に、高沸点成分(重質成分)を混合させて生成されている。そのため、このアルコール混合燃料が燃料タンク50に貯留されている状態で蒸発すると、この燃料タンク50に残っている燃料成分は、高沸点成分が多くなる。   By the way, the engine of the present embodiment can use an alcohol mixed fuel obtained by mixing a predetermined ratio of alcohol fuel such as ethanol with gasoline fuel, thereby improving the emission performance of the engine and consuming fossil fuel such as gasoline fuel. It is intended to improve environmental performance such as suppression. However, alcohol-mixed fuel is produced by mixing low-boiling alcohol fuel with high-boiling gasoline fuel and mixing high-boiling components (heavy components). Therefore, if the alcohol-mixed fuel evaporates while being stored in the fuel tank 50, the fuel component remaining in the fuel tank 50 has a high boiling point component.

本実施例のエンジンは、通常よりも薄い混合気で燃焼させることができるリーンバーンエンジンがあり、排気系にNOx吸蔵還元型触媒40を有していることから、このNOx吸蔵還元型触媒40に吸蔵されたNOx量が所定量を超えると、リッチ空燃比として吸蔵されたNOxを放出して還元する必要がある。このとき、燃料が高沸点成分を多く含んだ重質燃料であるため、過リッチ状態となり、燃焼室18で燃料が気化しにくく、空気とのミキシングが悪化し、未燃HCが増加して排気浄化効率が低下してしまうおそれがある。   The engine of the present embodiment has a lean burn engine that can be burned with a gas mixture that is thinner than usual. Since the exhaust system has the NOx storage reduction catalyst 40, the NOx storage reduction catalyst 40 includes When the stored amount of NOx exceeds a predetermined amount, it is necessary to release and reduce the stored NOx as a rich air-fuel ratio. At this time, since the fuel is a heavy fuel containing a large amount of high-boiling components, it becomes an over-rich state, the fuel is difficult to vaporize in the combustion chamber 18, the mixing with air deteriorates, the unburned HC increases, and the exhaust There exists a possibility that purification efficiency may fall.

そこで、本実施例の内燃機関の制御装置にあっては、ECU61は、エンジンの運転状態に基づいて空燃比を変更(空燃比変更手段)可能であり、また、空燃比(排気空燃比)や点火時期に基づいてアルコール混合燃料中のアルコール濃度を推定(アルコール濃度検出推定手段)可能である。そして、ECU61は、エンジンの運転状態に基づいてリーン空燃比に変更してリーン運転を実行可能であると共に、アルコール混合燃料中のアルコール濃度が予め設定された所定値を超えたときにリーン運転を禁止(リーン運転制御手段)するようにしている。   Therefore, in the control device for the internal combustion engine of the present embodiment, the ECU 61 can change the air-fuel ratio (air-fuel ratio changing means) based on the operating state of the engine, Based on the ignition timing, the alcohol concentration in the alcohol mixed fuel can be estimated (alcohol concentration detection estimating means). The ECU 61 can execute the lean operation by changing to the lean air-fuel ratio based on the operation state of the engine, and performs the lean operation when the alcohol concentration in the alcohol mixed fuel exceeds a predetermined value set in advance. It is prohibited (lean operation control means).

また、本実施例にて、ECU61は、アルコール混合燃料中のアルコール濃度を所定値を超えたときに、大気圧が予め設定された所定値以下の条件、燃料残量が予め設定された所定値以下の条件、アルコール混合燃料のパージガス濃度学習値が予め設定された所定値以上の条件のうち、少なくとも一つの条件が成立したときにリーン運転を禁止し、それ以外のときには、リーン運転を許可している。   In this embodiment, when the alcohol concentration in the alcohol-mixed fuel exceeds a predetermined value, the ECU 61 has a condition that the atmospheric pressure is equal to or lower than a predetermined value, and a predetermined value that the fuel remaining amount is set in advance. Lean operation is prohibited when at least one of the following conditions is met and the purge gas concentration learning value of the alcohol-mixed fuel is greater than or equal to a predetermined value, and lean operation is permitted otherwise. ing.

そして、本実施例にて、ECU61は、リーン運転を禁止するとき、パージ弁55の開度を調整することで、燃料タンク50のキャニスタ53から吸気管31へのパージガスの排出量を増加させている。   In this embodiment, when the lean operation is prohibited, the ECU 61 adjusts the opening of the purge valve 55 to increase the amount of purge gas discharged from the canister 53 of the fuel tank 50 to the intake pipe 31. Yes.

ここで、上述した本実施例の内燃機関の制御装置において、リーンバーン制御について、図2のフローチャートに基づいて具体的に説明する。   Here, in the control apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment described above, the lean burn control will be specifically described based on the flowchart of FIG.

本実施例の内燃機関の制御装置において、図1及び図2に示すように、ステップS11では、ECU61は、ノックセンサ68が検出したノック信号のフィードバック値に基づいて点火時期を補正するための現在のノック学習値KGKCSを算出する。ステップS12では、A/Fセンサ71が検出したA/F信号のフィードバック値に基づいて燃料噴射量を補正するための現在の空燃比学習値EFGAFを算出する。そして、ステップS13では、ノック学習値KGKCSが予め設定された所定値よりも進角側であり、且つ、空燃比学習値EFGAFが予め設定された所定値よりも大きいかどうかを判定する。   In the control apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, in step S11, the ECU 61 corrects the ignition timing based on the feedback value of the knock signal detected by the knock sensor 68. The knock learning value KGKCS is calculated. In step S12, a current air-fuel ratio learning value EFGAF for correcting the fuel injection amount is calculated based on the feedback value of the A / F signal detected by the A / F sensor 71. In step S13, it is determined whether the knock learning value KGKCS is on the advance side with respect to the predetermined value set in advance and the air-fuel ratio learning value EFGAF is greater than the predetermined value set in advance.

即ち、アルコール燃料は、ガソリン燃料に比べてオクタン価が高くてノッキングしにくいことから、点火時期を進角側に補正することで、エンジン出力や燃費を高めることができる。また、アルコール燃料は、ガソリン燃料に比べて含有する酸素量が多くて理論空燃比がガソリン燃料に比べてリッチ側となる。そのため、ノック学習値KGKCSが所定値よりも進角側であり、且つ、空燃比学習値EFGAFが所定値よりも大きい、つまり、目標空燃比と排気空燃比のずれ量が大きいと判定されたとき、燃料に所定割合以上のアルコールが含有されているものと判定することができる。   That is, alcohol fuel has a higher octane number than gasoline fuel and is difficult to knock. Therefore, the engine output and fuel consumption can be improved by correcting the ignition timing to the advance side. Also, alcohol fuel contains more oxygen than gasoline fuel, and the stoichiometric air-fuel ratio is richer than gasoline fuel. Therefore, when it is determined that knock learning value KGKCS is more advanced than the predetermined value and air-fuel ratio learning value EFGAF is larger than the predetermined value, that is, the deviation amount between the target air-fuel ratio and the exhaust air-fuel ratio is large. It can be determined that the fuel contains a predetermined ratio or more of alcohol.

このステップS13にて、ノック学習値KGKCSが所定値よりも進角側であり、且つ、空燃比学習値EFGAFが所定値よりも大きいと判定されたら、ステップS14にて、アルコール混合燃料判定フラグを「ON」とする。   If it is determined in step S13 that the knock learning value KGKCS is more advanced than the predetermined value and the air-fuel ratio learning value EFGAF is larger than the predetermined value, an alcohol mixed fuel determination flag is set in step S14. Set to “ON”.

そして、燃料がアルコール混合燃料であると判定されたら、ECU61は、ステップS15で、大気圧センサ69が検出した現在の大気圧PAを読込み、ステップS16で、残量センサ73が検出した燃料タンク50内の現在の燃料残量Rfuelを読込み、ステップS17で、タンク温度センサ74が検出した現在の燃料タンクの温度Ttankを読み込む。また、ECU61は、ステップS18で、現在のパージ濃度学習値FGPGを読込む。この場合、現在のパージ濃度学習値FGPGは、A/Fセンサ71による空燃比フィードバック値と、キャニスタ53からパージ通路54を通して吸気管31へパージされるパージガス流量に基づいて算出される。なお、パージガス流量は、図示しない圧力センサにより検出された燃料タンク50(キャニスタ53)内の圧力と、パージ弁55の開度とに基づいて算出される。   If it is determined that the fuel is alcohol mixed fuel, the ECU 61 reads the current atmospheric pressure PA detected by the atmospheric pressure sensor 69 in step S15, and the fuel tank 50 detected by the remaining amount sensor 73 in step S16. The current fuel remaining amount Rfuel is read, and in step S17, the current fuel tank temperature Ttank detected by the tank temperature sensor 74 is read. In step S18, the ECU 61 reads the current purge concentration learning value FGPG. In this case, the current purge concentration learning value FGPG is calculated based on the air-fuel ratio feedback value by the A / F sensor 71 and the purge gas flow rate purged from the canister 53 to the intake pipe 31 through the purge passage 54. The purge gas flow rate is calculated based on the pressure in the fuel tank 50 (canister 53) detected by a pressure sensor (not shown) and the opening of the purge valve 55.

ステップS19にて、ECU61は、まず、大気圧PAが予め設定された所定値以下かどうかを判定する。即ち、高地では、大気圧が低く、燃料のアルコール成分が蒸発しやすいため、燃料タンク50内でのパージガス発生量が増加する。そのため、ステップS19で、大気圧PAが所定値以下であると判定されたら、ステップS20にて、ECU61は、エンジンをストイキ(理論空燃比)運転とし、リーンバーン運転を禁止する。このとき、エンジンがストイキ運転となることから、サージタンク30での吸気負圧が増加し、キャニスタ53からパージ通路54を通って吸気管31に導入されるパージガス流量が増加することとなり、燃料タンク50内のパージガスが適正に処理される。なお、この場合、パージ弁55の開度を大きくすることで、キャニスタ53からパージ通路54を通って吸気管31に導入されるパージガス流量を積極的に増加させてもよい。   In step S19, the ECU 61 first determines whether or not the atmospheric pressure PA is equal to or less than a predetermined value set in advance. That is, at high altitude, the atmospheric pressure is low and the alcohol component of the fuel is likely to evaporate, so the amount of purge gas generated in the fuel tank 50 increases. Therefore, if it is determined in step S19 that the atmospheric pressure PA is equal to or lower than the predetermined value, in step S20, the ECU 61 causes the engine to perform stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) operation and prohibits lean burn operation. At this time, since the engine is in a stoichiometric operation, the intake negative pressure in the surge tank 30 increases, the flow rate of the purge gas introduced from the canister 53 through the purge passage 54 into the intake pipe 31 increases, and the fuel tank The purge gas in 50 is properly processed. In this case, the purge gas flow rate introduced into the intake pipe 31 from the canister 53 through the purge passage 54 may be positively increased by increasing the opening of the purge valve 55.

また、ステップS19にて、大気圧PAが所定値以下ではないと判定されたら、ステップS21にて、ECU61は、次に、燃料残量Rfuelが予め設定された所定値以下かどうかを判定する。即ち、燃料タンク50内に残っている燃料が少ないと、燃料のアルコール成分が蒸発しやすいため、燃料タンク50内でのパージガス発生量が増加する。そのため、ステップS21にて、燃料残量Rfuelが所定値以下であると判定されたら、ステップS20にて、ECU61は、エンジンをストイキ(理論空燃比)運転とし、リーンバーン運転を禁止する。   If it is determined in step S19 that the atmospheric pressure PA is not equal to or less than the predetermined value, then in step S21, the ECU 61 determines whether or not the remaining fuel amount Rfuel is equal to or less than a predetermined value. That is, if the amount of fuel remaining in the fuel tank 50 is small, the alcohol component of the fuel is likely to evaporate, and the amount of purge gas generated in the fuel tank 50 increases. Therefore, if it is determined in step S21 that the remaining fuel amount Rfuel is equal to or less than the predetermined value, in step S20, the ECU 61 causes the engine to perform stoichiometric (stoichiometric air-fuel ratio) operation and prohibits lean burn operation.

更に、ステップS21にて、燃料残量Rfuelが所定値以下ではないと判定されたら、ステップS22にて、ECU61は、次に、パージ濃度学習値FGPGが予め設定された所定値以上かどうかを判定する。即ち、パージ濃度学習値FGPGが大きいということは、キャニスタ53内のパージガスが十分に処理できておらず、燃料タンク50内のパージガスが多いということである。そのため、ステップS22にて、パージ濃度学習値FGPGが所定値以上であると判定されたら、ステップS20にて、ECU61は、エンジンをストイキ(理論空燃比)運転とし、リーンバーン運転を禁止する。   Further, if it is determined in step S21 that the remaining fuel amount Rfuel is not less than or equal to a predetermined value, in step S22, the ECU 61 next determines whether or not the purge concentration learning value FGPG is greater than or equal to a predetermined value. To do. That is, the large purge concentration learning value FGPG means that the purge gas in the canister 53 has not been sufficiently processed and the purge gas in the fuel tank 50 is large. Therefore, if it is determined in step S22 that the purge concentration learned value FGPG is greater than or equal to a predetermined value, in step S20, the ECU 61 causes the engine to perform stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) operation and prohibits lean burn operation.

また、ステップS22にて、パージ濃度学習値FGPGが所定値以上でないと判定されたら、ステップS23にて、ECU61は、最後に、燃料タンクの温度Ttankが予め設定された所定値以上かどうかを判定する。即ち、燃料タンクの温度Ttankが高いと、燃料のアルコール成分が蒸発しやすいため、燃料タンク50内でのパージガス発生量が増加する。そのため、ステップS23にて、燃料タンクの温度Ttankが所定値以上であると判定されたら、ステップS20にて、ECU61は、エンジンをストイキ(理論空燃比)運転とし、リーンバーン運転を禁止する。   If it is determined in step S22 that the purge concentration learning value FGPG is not equal to or higher than the predetermined value, in step S23, the ECU 61 finally determines whether or not the temperature Ttank of the fuel tank is equal to or higher than a predetermined value. To do. That is, if the temperature Ttank of the fuel tank is high, the alcohol component of the fuel is likely to evaporate, and the amount of purge gas generated in the fuel tank 50 increases. Therefore, if it is determined in step S23 that the temperature Ttank of the fuel tank is equal to or higher than a predetermined value, in step S20, the ECU 61 sets the engine to stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) operation and prohibits the lean burn operation.

一方、ステップS23にて、燃料タンクの温度Ttankが所定値以上でないと判定されたら、ステップS24にて、ECU61は、エンジンのリーンバーン運転を許可する。また、上述したステップS13にて、ノック学習値KGKCSが所定値よりも進角側でないと判定されたり、または、空燃比学習値EFGAFが所定値よりも大きくないと判定されたら、ステップS25にて、アルコール混合燃料判定フラグを「OFF」とし、ステップS24にて、ECU61は、エンジンのリーンバーン運転を許可する。   On the other hand, if it is determined in step S23 that the temperature Ttank of the fuel tank is not equal to or higher than a predetermined value, the ECU 61 permits the lean burn operation of the engine in step S24. If it is determined in step S13 described above that the knock learning value KGKCS is not advanced from the predetermined value, or if it is determined that the air-fuel ratio learning value EFGAF is not larger than the predetermined value, in step S25. Then, the alcohol mixed fuel determination flag is set to “OFF”, and in step S24, the ECU 61 permits the lean burn operation of the engine.

このように実施例1の内燃機関の制御装置にあっては、リーン空燃比での運転中に排気ガス中のNOxを吸蔵し、リッチ空燃比での運転中に吸蔵したNOxを放出して還元するNOx吸蔵還元型触媒40を排気管38に設け、ECU61が、エンジンの運転状態に基づいてリーン空燃比に変更してリーン運転を実行可能であると共に、燃料中のアルコール濃度が予め設定された所定値を超えたときにリーン運転を禁止するようにしている。   As described above, in the control apparatus for the internal combustion engine according to the first embodiment, the NOx in the exhaust gas is occluded during the operation at the lean air-fuel ratio, and the NOx occluded during the operation at the rich air-fuel ratio is released and reduced. The NOx occlusion reduction type catalyst 40 is provided in the exhaust pipe 38, and the ECU 61 can change to the lean air-fuel ratio based on the operating state of the engine and execute the lean operation, and the alcohol concentration in the fuel is preset. Lean operation is prohibited when a predetermined value is exceeded.

従って、燃料中のアルコール濃度が高いときには、リーン運転を禁止することとなり、燃料中のアルコール濃度が高いときに、NOx吸蔵還元型触媒40に吸蔵されたNOxを還元するNOx還元処理を実行することはなく、空燃比の過リッチ状態に伴う未燃ガスの排出を抑制することができ、排気浄化効率の向上を図ることができる。   Therefore, when the alcohol concentration in the fuel is high, the lean operation is prohibited, and when the alcohol concentration in the fuel is high, the NOx reduction process for reducing the NOx stored in the NOx storage reduction catalyst 40 is executed. However, it is possible to suppress the discharge of unburned gas due to the over-rich state of the air-fuel ratio, and it is possible to improve the exhaust purification efficiency.

そして、この燃料中のアルコール濃度が高く、リーン運転が禁止されたとき、エンジンがストイキ運転となることから、サージタンク30での吸気負圧が増加し、キャニスタ53からパージ通路54を通って吸気管31に導入されるパージガス流量が増加することとなり、燃料タンク50内のパージガスを適正に処理することができる。この場合、パージ弁55の開度を大きくすることで、キャニスタ53からパージ通路54を通って吸気管31に導入されるパージガス流量を更に増加することもできる。   When the alcohol concentration in the fuel is high and the lean operation is prohibited, the engine is stoichiometrically operated, so that the intake negative pressure in the surge tank 30 increases, and the intake air from the canister 53 passes through the purge passage 54. The flow rate of the purge gas introduced into the pipe 31 increases, and the purge gas in the fuel tank 50 can be properly processed. In this case, the flow rate of the purge gas introduced into the intake pipe 31 from the canister 53 through the purge passage 54 can be further increased by increasing the opening of the purge valve 55.

また、本実施例では、大気圧が予め設定された所定値以下の条件、燃料残量が予め設定された所定値以下の条件、燃料のパージガス濃度学習値が予め設定された所定値以上の条件のうち、少なくとも一つの条件が成立したときに、リーン運転を禁止するようにしている。従って、燃料中のアルコール濃度が高く、且つ、燃料タンク50でのベーパガスが増加しやすい環境下でリーン運転を禁止することで、未燃ガスの排出を抑制することができる一方で、リーン運転の運転領域を増加することで、燃費を向上することができる。   In this embodiment, the atmospheric pressure is set to a predetermined value or less, the fuel remaining amount is set to a predetermined value or less, and the fuel purge gas concentration learning value is set to a preset value or more. Among these, when at least one condition is satisfied, lean operation is prohibited. Therefore, by prohibiting the lean operation in an environment where the alcohol concentration in the fuel is high and the vapor gas in the fuel tank 50 is likely to increase, the emission of unburned gas can be suppressed while the lean operation is suppressed. By increasing the driving range, fuel consumption can be improved.

なお、本実施例にて、ECU61が排気空燃比及び点火時期に基づいて燃料中のアルコール濃度を推定しており、別途アルコール濃度センサなどを設ける必要はなく、コストアップを抑制することができる。但し、制御の簡素化を考慮するときには、アルコール濃度センサを用いてもよい。   In this embodiment, the ECU 61 estimates the alcohol concentration in the fuel on the basis of the exhaust air-fuel ratio and the ignition timing, and it is not necessary to provide a separate alcohol concentration sensor or the like, so that an increase in cost can be suppressed. However, when considering simplification of control, an alcohol concentration sensor may be used.

図3は、本発明の実施例2に係る内燃機関の制御装置によるリーンバーン制御を表すフローチャートである。なお、本実施例の内燃機関の制御装置における全体構成は、上述した実施例1とほぼ同様であり、図1を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 3 is a flowchart showing lean burn control by the control device for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. The overall configuration of the control apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment described above, and will be described with reference to FIG. 1 and members having the same functions as those described in this embodiment. Are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

実施例2の内燃機関の制御装置において、ECU61は、NOx吸蔵還元型触媒40のNOx吸蔵量が予め設定された所定値を超えたときに、第1リッチ空燃比に変更して吸蔵されたNOxの還元制御を実行(NOx還元制御手段)可能とし、燃料中のアルコール濃度が予め設定された所定値を超え、且つ、大気圧が予め設定された所定値以下のときに、リーン運転を実行すると共に、第1リッチ空燃比よりリーンな第2リッチ空燃比に変更してNOx還元制御を実行するようにしている。   In the control apparatus for an internal combustion engine of the second embodiment, the ECU 61 changes the NOx occluded by changing to the first rich air-fuel ratio when the NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction catalyst 40 exceeds a predetermined value set in advance. When the alcohol concentration in the fuel exceeds a predetermined value that is set in advance and the atmospheric pressure is equal to or lower than the predetermined value that is set in advance, the lean operation is executed. At the same time, the NOx reduction control is executed by changing to the second rich air-fuel ratio that is leaner than the first rich air-fuel ratio.

また、本実施例にて、ECU61は、燃料残量が予め設定された所定値以下の条件、燃料のパージガス濃度学習値が予め設定された所定値以上の条件のうち、少なくとも一つの条件が成立したときにリーン運転を禁止するようにしている。   In this embodiment, the ECU 61 satisfies at least one of a condition where the remaining amount of fuel is equal to or less than a predetermined value set in advance and a condition where the learning value of the purge gas concentration of fuel is equal to or greater than a predetermined value set in advance. When you do, lean operation is prohibited.

また、本実施例にて、ECU61は、NOx吸蔵還元型触媒40のNOx還元制御を実行するとき、燃料タンク50のキャニスタ53から吸気管31へのパージガスの排出を停止されている。   In this embodiment, the ECU 61 is stopped from discharging the purge gas from the canister 53 of the fuel tank 50 to the intake pipe 31 when executing the NOx reduction control of the NOx storage reduction catalyst 40.

ここで、上述した本実施例の内燃機関の制御装置において、リーンバーン制御について、図3のフローチャートに基づいて具体的に説明する。   Here, in the control apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment described above, the lean burn control will be specifically described based on the flowchart of FIG.

本実施例の内燃機関の制御装置において、図1及び図3に示すように、ステップS31では、ECU61は、ノックセンサ68が検出したノック信号のフィードバック値に基づいて点火時期を補正するための現在のノック学習値KGKCSを算出する。ステップS32では、A/Fセンサ71が検出したA/F信号のフィードバック値に基づいて燃料噴射量を補正するための現在の空燃比学習値EFGAFを算出する。そして、ステップS33では、ノック学習値KGKCSが予め設定された所定値よりも進角側であり、且つ、空燃比学習値EFGAFが予め設定された所定値よりも大きいかどうかを判定する。   In the control apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, in step S31, the ECU 61 corrects the ignition timing based on the feedback value of the knock signal detected by the knock sensor 68. The knock learning value KGKCS is calculated. In step S32, a current air-fuel ratio learning value EFGAF for correcting the fuel injection amount is calculated based on the feedback value of the A / F signal detected by the A / F sensor 71. In step S33, it is determined whether the knock learning value KGKCS is on the advance side with respect to the predetermined value set in advance and the air-fuel ratio learning value EFGAF is greater than the predetermined value set in advance.

このステップS33にて、ノック学習値KGKCSが所定値よりも進角側であり、且つ、空燃比学習値EFGAFが所定値よりも大きいと判定されたら、ステップS34にて、アルコール混合燃料判定フラグを「ON」とする。一方、ステップS33にて、ノック学習値KGKCSが所定値よりも進角側でないと判定されたり、または、空燃比学習値EFGAFが所定値よりも大きくないと判定されたら、ステップS46にて、アルコール混合燃料判定フラグを「OFF」とし、ステップS45にて、ECU61は、エンジンのリーンバーン運転を許可する。この場合、ECU61は、エンジンがリーンバーン運転を実行しているとき、NOx吸蔵還元型触媒40のNOx吸蔵量が予め設定された所定値を超えたとき、第1リッチ空燃比マップを用いて第1リッチ空燃比に変更することで、吸蔵されたNOxの還元制御を実行するものとする。   If it is determined in step S33 that the knock learning value KGKCS is more advanced than the predetermined value and the air-fuel ratio learning value EFGAF is larger than the predetermined value, an alcohol mixed fuel determination flag is set in step S34. Set to “ON”. On the other hand, if it is determined in step S33 that the knock learning value KGKCS is not on the advance side from the predetermined value, or if it is determined that the air-fuel ratio learning value EFGAF is not larger than the predetermined value, in step S46, alcohol The mixed fuel determination flag is set to “OFF”, and in step S45, the ECU 61 permits the lean burn operation of the engine. In this case, when the engine is performing the lean burn operation, the ECU 61 uses the first rich air-fuel ratio map when the NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction type catalyst 40 exceeds a predetermined value set in advance. It is assumed that the reduction control of the stored NOx is executed by changing to 1 rich air-fuel ratio.

そして、燃料がアルコール混合燃料であると判定されたら、ECU61は、ステップS35で、大気圧センサ69が検出した現在の大気圧PAを読込み、ステップS36で、残量センサ73が検出した燃料タンク50内の現在の燃料残量Rfuelを読込み、ステップS37で、タンク温度センサ74が検出した現在の燃料タンクの温度Ttankを読込、ステップS38で、現在のパージ濃度学習値FGPGを読み込む。   If it is determined that the fuel is alcohol mixed fuel, the ECU 61 reads the current atmospheric pressure PA detected by the atmospheric pressure sensor 69 in step S35, and the fuel tank 50 detected by the remaining amount sensor 73 in step S36. In step S37, the current fuel tank temperature Ttank detected by the tank temperature sensor 74 is read. In step S38, the current purge concentration learning value FGPG is read.

ステップS39にて、ECU61は、大気圧PAが予め設定された所定値以下かどうかを判定する。ここで、大気圧PAが所定値以下であると判定されたら、ステップS40にて、ECU61は、エンジンのリーンバーン運転を許可する。この場合、ECU61は、エンジンがリーンバーン運転を実行しているとき、NOx吸蔵還元型触媒40のNOx吸蔵量が予め設定された所定値を超えたとき、第2リッチ空燃比マップを用いて第2リッチ空燃比に変更することで、吸蔵されたNOxの還元制御を実行するものとする。ここで、第2リッチ空燃比は、第1リッチ空燃比よりリーンな空燃比である。   In step S39, the ECU 61 determines whether or not the atmospheric pressure PA is equal to or less than a predetermined value set in advance. Here, if it is determined that the atmospheric pressure PA is equal to or less than the predetermined value, in step S40, the ECU 61 permits the lean burn operation of the engine. In this case, when the engine is performing lean burn operation, the ECU 61 uses the second rich air-fuel ratio map when the NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction catalyst 40 exceeds a predetermined value set in advance. It is assumed that the reduction control of the stored NOx is executed by changing to the 2-rich air-fuel ratio. Here, the second rich air-fuel ratio is an air-fuel ratio leaner than the first rich air-fuel ratio.

一方、ステップS39にて、大気圧PAが所定値以下ではないと判定されたら、ステップS45にて、ECU61は、エンジンのリーンバーン運転を許可する。   On the other hand, if it is determined in step S39 that the atmospheric pressure PA is not less than the predetermined value, the ECU 61 permits the lean burn operation of the engine in step S45.

そして、ステップS41にて、ECU61は、燃料残量Rfuelが予め設定された所定値以下かどうかを判定する。ここで、燃料残量Rfuelが所定値以下であると判定されたら、ステップS42にて、ECU61は、エンジンをストイキ(理論空燃比)運転とし、リーンバーン運転を禁止する。このとき、エンジンがストイキ運転となることから、サージタンク30での吸気負圧が増加し、キャニスタ53からパージ通路54を通って吸気管31に導入されるパージガス流量が増加することとなり、燃料タンク50内のパージガスが適正に処理される。なお、この場合、パージ弁55の開度を大きくすることで、キャニスタ53からパージ通路54を通って吸気管31に導入されるパージガス流量を積極的に増加させてもよい。   In step S41, the ECU 61 determines whether the remaining fuel amount Rfuel is equal to or less than a predetermined value set in advance. Here, if it is determined that the remaining fuel amount Rfuel is equal to or less than the predetermined value, in step S42, the ECU 61 sets the engine to stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) operation and prohibits the lean burn operation. At this time, since the engine is in a stoichiometric operation, the intake negative pressure in the surge tank 30 increases, the flow rate of the purge gas introduced from the canister 53 through the purge passage 54 into the intake pipe 31 increases, and the fuel tank The purge gas in 50 is properly processed. In this case, the purge gas flow rate introduced into the intake pipe 31 from the canister 53 through the purge passage 54 may be positively increased by increasing the opening of the purge valve 55.

また、ステップS41にて、燃料残量Rfuelが所定値以下ではないと判定されたら、ステップS43にて、ECU61は、パージ濃度学習値FGPGが予め設定された所定値以上かどうかを判定する。ここで、パージ濃度学習値FGPGが所定値以上であると判定されたら、ステップS42にて、ECU61は、エンジンをストイキ(理論空燃比)運転とし、リーンバーン運転を禁止する。   If it is determined in step S41 that the remaining fuel amount Rfuel is not less than or equal to the predetermined value, in step S43, the ECU 61 determines whether or not the purge concentration learning value FGPG is greater than or equal to a predetermined value. Here, if it is determined that the purge concentration learning value FGPG is equal to or greater than the predetermined value, in step S42, the ECU 61 causes the engine to perform stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) operation and prohibits lean burn operation.

また、ステップS43にて、パージ濃度学習値FGPGが所定値以上でないと判定されたら、ステップS44にて、ECU61は、燃料タンクの温度Ttankが予め設定された所定値以上かどうかを判定する。ここで、燃料タンクの温度Ttankが所定値以上であると判定されたら、ステップS42にて、ECU61は、エンジンをストイキ(理論空燃比)運転とし、リーンバーン運転を禁止する。   If it is determined in step S43 that the purge concentration learning value FGPG is not equal to or higher than the predetermined value, in step S44, the ECU 61 determines whether or not the fuel tank temperature Ttank is equal to or higher than a predetermined value. Here, if it is determined that the temperature Ttank of the fuel tank is equal to or higher than the predetermined value, in step S42, the ECU 61 sets the engine to stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) operation and prohibits the lean burn operation.

一方、ステップS44にて、燃料タンクの温度Ttankが所定値以上でないと判定されたら、ECU61は、エンジンのリーンバーン運転を許可し、第2リッチ空燃比マップを用いてNOx還元制御を実行する状態を継続する。   On the other hand, when it is determined in step S44 that the temperature Ttank of the fuel tank is not equal to or higher than the predetermined value, the ECU 61 permits the lean burn operation of the engine and executes the NOx reduction control using the second rich air-fuel ratio map. Continue.

なお、ステップS40またはステップS45にて、エンジンのリーンバーン運転を許可し、第1または第2リッチ空燃比に変更してNOx吸蔵還元型触媒40のNOxの還元制御を実行するときは、パージ弁55を閉止することで、キャニスタ53からパージ通路54を通って吸気管31にパージガスを導入するパージ処理を停止する。   In step S40 or step S45, when the lean burn operation of the engine is permitted and the NOx occlusion reduction catalyst 40 is controlled to be reduced to the first or second rich air-fuel ratio and the NOx reduction control is executed, the purge valve By closing 55, the purge process for introducing the purge gas from the canister 53 to the intake pipe 31 through the purge passage 54 is stopped.

このように実施例2の内燃機関の制御装置にあっては、ECU61が、エンジンの運転状態に基づいてリーン空燃比に変更してリーン運転を実行可能であると共に、NOx吸蔵還元型触媒40のNOx吸蔵量が予め設定された所定値を超えたときに第1リッチ空燃比に変更してNOx還元制御を実行可能とし、燃料中のアルコール濃度が予め設定された所定値を超え、且つ、大気圧が予め設定された所定値以下のときに、リーン運転を許可すると共に第1リッチ空燃比よりリーンな第2リッチ空燃比に変更してNOx還元制御を実行するようにしている。   As described above, in the control device for the internal combustion engine according to the second embodiment, the ECU 61 can change to the lean air-fuel ratio based on the operating state of the engine and execute the lean operation, and also the NOx storage reduction catalyst 40. When the NOx occlusion amount exceeds a preset predetermined value, the first rich air-fuel ratio is changed to enable execution of NOx reduction control, the alcohol concentration in the fuel exceeds a preset predetermined value, and When the atmospheric pressure is less than or equal to a predetermined value set in advance, the lean operation is permitted, and the NOx reduction control is executed by changing to a second rich air-fuel ratio that is leaner than the first rich air-fuel ratio.

従って、燃料中のアルコール濃度が高いものの、大気圧が低くないときには、リーン運転を許可すると共に、通常よりリーンな第2リッチ空燃比でNOx還元制御を実行することで、リーン運転領域を拡大して燃費を向上することができると共に、通常よりリーンな第2空燃比でNOx吸蔵還元型触媒40に吸蔵されたNOxを還元するため、空燃比の過リッチを抑制して未燃ガスの排出を抑制することができる。   Accordingly, when the alcohol concentration in the fuel is high but the atmospheric pressure is not low, the lean operation is permitted and the lean operation range is expanded by executing the NOx reduction control at the second rich air-fuel ratio leaner than usual. The fuel consumption can be improved and the NOx occluded in the NOx occlusion reduction type catalyst 40 is reduced at a leaner second air-fuel ratio than usual. Can be suppressed.

また、本実施例では、燃料残量が予め設定された所定値以下の条件、燃料のパージガス濃度学習値が予め設定された所定値以上の条件のうち、少なくとも一つの条件が成立したときに、リーン運転を禁止するようにしている。従って、燃料中のアルコール濃度が高く、且つ、燃料タンク50でのベーパガスが増加しやすい環境下でリーン運転を禁止することで、未燃ガスの排出を抑制することができる一方で、リーン運転の運転領域を増加することで、燃費を向上することができる。   Further, in this embodiment, when at least one of the conditions where the remaining amount of fuel is equal to or less than a preset predetermined value and the conditions where the purge gas concentration learning value of the fuel is equal to or greater than a preset predetermined value is satisfied, Lean driving is prohibited. Therefore, by prohibiting the lean operation in an environment where the alcohol concentration in the fuel is high and the vapor gas in the fuel tank 50 is likely to increase, the emission of unburned gas can be suppressed while the lean operation is suppressed. By increasing the driving range, fuel consumption can be improved.

そして、この燃料中のアルコール濃度が高く、リーン運転が禁止されたとき、エンジンがストイキ運転となることから、サージタンク30での吸気負圧が増加し、キャニスタ53からパージ通路54を通って吸気管31に導入されるパージガス流量が増加することとなり、燃料タンク50内のパージガスを適正に処理することができる。この場合、パージ弁55の開度を大きくすることで、キャニスタ53からパージ通路54を通って吸気管31に導入されるパージガス流量を更に増加することもできる。   When the alcohol concentration in the fuel is high and the lean operation is prohibited, the engine is stoichiometrically operated, so that the intake negative pressure in the surge tank 30 increases, and the intake air from the canister 53 passes through the purge passage 54. The flow rate of the purge gas introduced into the pipe 31 increases, and the purge gas in the fuel tank 50 can be properly processed. In this case, the flow rate of the purge gas introduced into the intake pipe 31 from the canister 53 through the purge passage 54 can be further increased by increasing the opening of the purge valve 55.

また、本実施例では、エンジンのリーンバーン運転を許可し、リッチ空燃比でNOx吸蔵還元型触媒40のNOxの還元制御を実行するとき、パージ弁55を閉止することで、キャニスタ53からパージ通路54を通って吸気管31にパージガスを導入するパージ処理を停止している。従って、空燃比の過リッチを抑制して未燃ガスの排出を抑制することができる。   In the present embodiment, when the lean burn operation of the engine is permitted and the NOx reduction control of the NOx occlusion reduction catalyst 40 is executed at the rich air-fuel ratio, the purge valve 55 is closed, so that the purge passage from the canister 53 is closed. The purging process for introducing the purge gas into the intake pipe 31 through 54 is stopped. Therefore, it is possible to suppress the over-richness of the air-fuel ratio and suppress the discharge of unburned gas.

なお、上述した実施例では、本発明の内燃機関を筒内噴射式エンジンとして説明したが、ポート噴射式エンジンであってもよく、リーン燃焼が可能な内燃機関であれば、その形式に限定されるものではない。   In the above-described embodiments, the internal combustion engine of the present invention has been described as a cylinder injection engine. However, the internal combustion engine may be a port injection engine and is limited to that type as long as it is an internal combustion engine capable of lean combustion. It is not something.

以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料中のアルコール濃度が予め設定された所定値を超えたときにリーン運転を禁止することで、未燃ガスの排出を抑制して排気浄化効率の向上を図るものであり、いずれの内燃機関にも有用である。   As described above, the control device for an internal combustion engine according to the present invention suppresses the discharge of unburned gas by prohibiting lean operation when the alcohol concentration in the fuel exceeds a predetermined value set in advance. It is intended to improve exhaust purification efficiency, and is useful for any internal combustion engine.

本発明の実施例1に係る内燃機関の制御装置を表す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a control device for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention. 実施例1の内燃機関の制御装置によるリーンバーン制御を表すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating lean burn control by the control device for an internal combustion engine according to the first embodiment. 本発明の実施例2に係る内燃機関の制御装置によるリーンバーン制御を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the lean burn control by the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on Example 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

18 燃焼室
19 吸気ポート
20 排気ポート
31 吸気管
34 電子スロットル装置
38 排気管
39 三元触媒
40 NOx吸蔵還元型触媒
45 インジェクタ
50 燃料タンク
52 点火プラグ
53 キャニスタ
54 パージ通路(パージ手段)
55 パージ弁
61 電子制御ユニット、ECU(空燃比変更手段、アルコール濃度検出推定手段、リーン運転制御手段、NOx還元制御手段)
68 ノックセンサ
69 大気圧センサ
71 A/Fセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 Combustion chamber 19 Intake port 20 Exhaust port 31 Intake pipe 34 Electronic throttle device 38 Exhaust pipe 39 Three way catalyst 40 NOx occlusion reduction type catalyst 45 Injector 50 Fuel tank 52 Spark plug 53 Canister 54 Purge passage (purge means)
55 purge valve 61 electronic control unit, ECU (air-fuel ratio changing means, alcohol concentration detection estimating means, lean operation control means, NOx reduction control means)
68 Knock sensor 69 Atmospheric pressure sensor 71 A / F sensor

Claims (7)

リーン空燃比での運転中に排気ガス中のNOxを吸蔵し、リッチ空燃比での運転中に吸蔵したNOxを放出して還元するNOx吸蔵還元型触媒が排気通路に設けられた内燃機関において、
前記内燃機関の運転状態に基づいて空燃比を変更可能な空燃比変更手段と、
燃料中のアルコール濃度を検出または推定するアルコール濃度検出推定手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記空燃比変更手段によりリーン空燃比に変更してリーン運転を実行可能であると共に前記アルコール濃度検出推定手段により検出または推定されたアルコール濃度が予め設定された所定値を超えたときに前記リーン運転を禁止するリーン運転制御手段と、
を具えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
In an internal combustion engine in which an NOx occlusion reduction type catalyst that stores NOx in exhaust gas during operation at a lean air-fuel ratio and releases and reduces NOx occluded during operation at a rich air-fuel ratio is provided in an exhaust passage.
Air-fuel ratio changing means capable of changing the air-fuel ratio based on the operating state of the internal combustion engine;
Alcohol concentration detection and estimation means for detecting or estimating the alcohol concentration in the fuel;
Based on the operating state of the internal combustion engine, the lean air-fuel ratio can be changed by the air-fuel ratio changing means and the lean operation can be executed, and the alcohol concentration detected or estimated by the alcohol concentration detection estimating means is preset. Lean operation control means for prohibiting the lean operation when a value is exceeded;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
燃料タンクのパージガスを前記内燃機関の吸気通路に排出するパージ手段を設け、前記リーン運転制御手段により前記リーン運転を禁止するとき、前記パージ手段により前記吸気通路へのパージガスの排出量を増加させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   Purging means for discharging the purge gas of the fuel tank into the intake passage of the internal combustion engine is provided, and when the lean operation is prohibited by the lean operation control means, the purge gas discharge amount to the intake passage is increased by the purge means. The control device for an internal combustion engine according to claim 1. 大気圧が予め設定された所定値以下の条件、燃料残量が予め設定された所定値以下の条件、燃料のパージガス濃度学習値が予め設定された所定値以上の条件のうち、少なくとも一つの条件が成立したときに前記リーン運転制御手段により前記リーン運転を禁止することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。   At least one of a condition where the atmospheric pressure is equal to or lower than a predetermined value, a condition where the remaining amount of fuel is equal to or lower than a predetermined value, and a condition where the learning value of the purge gas concentration of the fuel is equal to or higher than a predetermined value 3. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the lean operation is prohibited by the lean operation control means when the condition is established. 前記NOx吸蔵還元型触媒のNOx吸蔵量が予め設定された所定値を超えたときに、前記空燃比変更手段により第1リッチ空燃比に変更して吸蔵されたNOxの還元制御を実行するNOx還元制御手段を設け、前記リーン運転制御手段は、前記アルコール濃度検出推定手段により検出または推定されたアルコール濃度が予め設定された所定値を超え、且つ、大気圧が予め設定された所定値以下のときに、前記空燃比変更手段により前記リーン運転を実行すると共に、前記NOx還元制御手段は、前記空燃比変更手段により第1リッチ空燃比よりリーンな第2リッチ空燃比に変更してNOxの還元制御を実行することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   When the NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction catalyst exceeds a predetermined value set in advance, the NOx reduction is performed by reducing the occluded NOx by changing to the first rich air-fuel ratio by the air-fuel ratio changing means. The lean operation control means is provided when the alcohol concentration detected or estimated by the alcohol concentration detection estimating means exceeds a preset predetermined value and the atmospheric pressure is equal to or lower than a preset predetermined value. In addition, the lean operation is executed by the air-fuel ratio changing means, and the NOx reduction control means is changed to a second rich air-fuel ratio that is leaner than the first rich air-fuel ratio by the air-fuel ratio changing means to control NOx reduction. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein: 燃料残量が予め設定された所定値以下の条件、燃料のパージガス濃度学習値が予め設定された所定値以上の条件のうち、少なくとも一つの条件が成立したときに前記リーン運転制御手段により前記リーン運転を禁止することを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の制御装置。   When at least one of a condition in which the remaining amount of fuel is equal to or less than a preset predetermined value and a condition in which the purge gas concentration learning value of the fuel is equal to or greater than a preset predetermined value is satisfied, the lean operation control means performs the lean operation. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein operation is prohibited. 燃料タンクのパージガスを前記内燃機関の吸気通路に排出するパージ手段を設け、前記NOxの還元制御手段によりNOxの還元制御を実行するとき、前記パージ手段によりパージ処理を停止することを特徴とする請求項4または5に記載の内燃機関の制御装置。   A purge means for discharging the purge gas of the fuel tank to the intake passage of the internal combustion engine is provided, and when the NOx reduction control is executed by the NOx reduction control means, the purge process is stopped by the purge means. Item 6. The control device for an internal combustion engine according to Item 4 or 5. 前記アルコール濃度検出推定手段は、排気空燃比及び点火時期に基づいて燃料中のアルコール濃度を推定することを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the alcohol concentration detection estimation means estimates the alcohol concentration in the fuel based on the exhaust air-fuel ratio and the ignition timing.
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