JP2009092029A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.
排気通路に触媒を直列に設け、上流側の触媒を迂回するバイパス通路と、該バイパス通路及び上流側の触媒を通過する排気の量を調節する弁と、を備え、内燃機関のリーン運転時にバイパス通路へ排気を流し、リーン運転時以外には上流側の触媒へ排気を流す技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 A catalyst is provided in series in the exhaust passage, and includes a bypass passage that bypasses the upstream catalyst and a valve that adjusts the amount of exhaust gas that passes through the bypass passage and the upstream catalyst, and is bypassed during lean operation of the internal combustion engine A technique is known in which exhaust gas is supplied to a passage and exhaust gas is supplied to an upstream catalyst except during lean operation (see, for example, Patent Document 1).
この技術によれば、内燃機関のリーン運転時であっても下流側のNOx触媒におけるN
Ox浄化効率を確保することができる。
According to this technique, even in the lean operation of the internal combustion engine, N
Ox purification efficiency can be ensured.
しかし、燃料カット終了直後には、燃料カットの時間が長いと上流側の触媒及び下流側の触媒の何れもがリーン空燃比となる。そのため、NOxの浄化が困難となる。また、燃
料カット終了直後に触媒を速やかにリッチ空燃比とするために、供給燃料を増量させることがある。しかし、燃料を増量しすぎると、上流側の触媒及び下流側の触媒の何れもがリッチ空燃比となる。そのため、HCやCOの浄化が困難となる。このように、燃料カット直後には、排気の浄化が困難となる虞がある。
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気浄化装置において、燃料カット終了直後であっても排気を浄化することができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technology capable of purifying exhaust gas even after the end of fuel cut in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine. To do.
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に備わる第1触媒と、
前記第1触媒よりも下流側の排気通路に備わる第2触媒と、
前記第1触媒よりも上流の排気通路と前記第1触媒よりも下流で且つ前記第2触媒よりも上流の排気通路とを接続するバイパス通路と、
前記第1触媒及び前記バイパス通路を通過する排気の割合を調節する排気通過量調節手段と、
前記第1触媒内の空燃比を推定する第1空燃比推定手段と、
前記第2触媒内の空燃比を推定する第2空燃比推定手段と、
前記内燃機関の燃料カットが終了した直後に、他の時期よりも供給燃料を増量させる燃料カット後増量手段と、
を備え、
前記燃料カット後増量手段による供給燃料の増量が行われるときに、前記第2触媒がリーン空燃比でかつ前記第1触媒がリーン空燃比のときには前記バイパス通路へ排気を流し且つ前記第1触媒へ排気を流し、前記第2触媒がリーン空燃比で且つ前記第1触媒がリッチ空燃比のときには前記バイパス通路へ排気を流し且つ前記第1触媒へ排気を流さず、前記第2触媒がリッチ空燃比のときには前記バイパス通路へ排気を流さず且つ前記第1触媒へ排気を流し、
前記第1触媒又は前記第2触媒の少なくとも一方の少なくとも上流側の一部をリッチ空
燃比とすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention comprises:
A first catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A second catalyst provided in an exhaust passage downstream of the first catalyst;
A bypass passage connecting an exhaust passage upstream of the first catalyst and an exhaust passage downstream of the first catalyst and upstream of the second catalyst;
An exhaust passage amount adjusting means for adjusting a ratio of exhaust gas passing through the first catalyst and the bypass passage;
First air-fuel ratio estimating means for estimating an air-fuel ratio in the first catalyst;
Second air-fuel ratio estimating means for estimating an air-fuel ratio in the second catalyst;
Immediately after the fuel cut of the internal combustion engine is completed, an increase means after fuel cut for increasing the amount of fuel supplied from other times; and
With
When the fuel supply is increased by the increase means after the fuel cut, when the second catalyst is at a lean air-fuel ratio and the first catalyst is at a lean air-fuel ratio, exhaust gas is allowed to flow to the bypass passage and to the first catalyst. When exhaust gas is flown and the second catalyst has a lean air-fuel ratio and the first catalyst has a rich air-fuel ratio, the exhaust gas flows into the bypass passage and does not flow into the first catalyst, and the second catalyst has a rich air-fuel ratio In such a case, the exhaust gas does not flow to the bypass passage and the exhaust gas flows to the first catalyst,
At least a part of at least one upstream side of the first catalyst or the second catalyst has a rich air-fuel ratio.
すなわち燃料カット時に第1触媒及び第2触媒がリーン空燃比となったとしても、第1触媒又は第2触媒の少なくとも一方の少なくとも上流側の一部をリッチ空燃比とすることにより、NOxを速やかに浄化可能な状態とすることができる。また、第1触媒又は第2
触媒がリッチ空燃比の場合には、燃料カットの時間が短かった等によりリーン空燃比とならなかったので、燃料カット前と同等の浄化能力を発揮することができる。このような場合には、燃料カット後増量手段により燃料供給量が増加されたときの排気を流さないようにすることで、過剰なリッチとなることを抑制できるため、COやHCの浄化を行なうことができる。
That is, even if the first catalyst and the second catalyst have a lean air-fuel ratio at the time of fuel cut, at least a part of at least one upstream side of the first catalyst or the second catalyst has a rich air-fuel ratio, so that NOx can be quickly obtained. It can be in a state that can be purified. Also, the first catalyst or the second
When the catalyst has a rich air-fuel ratio, the lean air-fuel ratio was not achieved because the fuel cut time was short, etc., so that the purification ability equivalent to that before the fuel cut can be exhibited. In such a case, it is possible to suppress excessive richness by preventing the exhaust when the fuel supply amount is increased by the increase means after the fuel cut, thereby purifying CO and HC. be able to.
ここで、第1空燃比推定手段及び第2空燃比推定手段は、空燃比を直接測定しても良いし、内燃機関の運転状態から推定しても良い。また、夫々の触媒の上流側または下流側の排気の空燃比を測定することにより夫々の触媒内の空燃比を推定してもよい。 Here, the first air-fuel ratio estimating means and the second air-fuel ratio estimating means may directly measure the air-fuel ratio or may estimate it from the operating state of the internal combustion engine. Further, the air-fuel ratio in each catalyst may be estimated by measuring the air-fuel ratio of the upstream or downstream exhaust of each catalyst.
また、排気通過量調節手段により、第1触媒またはバイパス通路の少なくとも一方へ排気が流される。第1触媒及びバイパス通路へ排気を流すときには、夫々へ流す排気の割合を一定としても良く、可変としても良い。 Further, the exhaust gas flow is adjusted to at least one of the first catalyst and the bypass passage by the exhaust gas passage amount adjusting means. When the exhaust gas flows through the first catalyst and the bypass passage, the ratio of the exhaust gas flowing through each of the first catalyst and the bypass passage may be constant or variable.
燃料カット後増量手段は、他の時期(以下、「通常時」ともいう。)において決定される燃料供給量よりも燃料を増量させる。例えば通常時には、内燃機関の負荷に基づいて燃料供給量を決定し、燃料カット後増量手段は、内燃機関の負荷に基づいて決定される燃料供給量よりも増量させる。 The increase means after the fuel cut increases the fuel more than the fuel supply amount determined at another time (hereinafter also referred to as “normal time”). For example, in normal times, the fuel supply amount is determined based on the load of the internal combustion engine, and the post-fuel cut increasing means increases the fuel supply amount determined based on the load of the internal combustion engine.
ここで、燃料カットが終了した直後に第2触媒がリッチ空燃比となっていれば、該第2触媒へリッチ空燃比の排気を流さなくてもNOxの浄化が可能である。つまり、燃料カッ
ト後増量手段により燃料供給量が増加されたときの排気を第2触媒へ流す必要はない。そのため、バイパス通路へ排気を流さない。
Here, if the second catalyst has a rich air-fuel ratio immediately after the fuel cut is completed, NOx can be purified without flowing the rich air-fuel ratio to the second catalyst. That is, it is not necessary to flow the exhaust gas when the fuel supply amount is increased by the increasing means after the fuel cut to the second catalyst. Therefore, no exhaust gas is allowed to flow into the bypass passage.
また、このときには第1NOx触媒へ排気を流すことにより、該第1触媒の少なくとも
一部がリッチ空燃比となるため、排気浄化装置全体としてのNOx浄化率を高めることが
できる。
Further, at this time, by flowing the exhaust gas to the first NOx catalyst, at least a part of the first catalyst has a rich air-fuel ratio, so the NOx purification rate of the exhaust gas purification device as a whole can be increased.
一方、燃料カットが終了した直後に第2触媒がリーン空燃比となっている場合には、その一部を速やかにリッチ空燃比としなければ、該第2触媒においてはNOxの浄化が困難
である。これに対しバイパス通路へ排気を流せば、燃料供給量が増加されたときの排気を直接第2触媒へ流すことができるため、該第2触媒の少なくとも一部をリッチ空燃比とすることができる。
On the other hand, when the second catalyst has a lean air-fuel ratio immediately after the fuel cut is finished, it is difficult to purify NOx in the second catalyst unless a part of the second catalyst is quickly made to have a rich air-fuel ratio. . On the other hand, if the exhaust gas is flowed to the bypass passage, the exhaust gas when the fuel supply amount is increased can be directly flowed to the second catalyst. Therefore, at least a part of the second catalyst can have a rich air-fuel ratio. .
第2触媒がリーン空燃比となっていて、且つ第1触媒もリーン空燃比となっている場合には、排気浄化装置全体としてのNOxの浄化が困難となる。この場合、バイパス通路へ
排気を流すと共に、第1触媒へも排気を流す。つまり、燃料供給量が増加されたときの排気を第1触媒へも流すことにより、該第1触媒の少なくとも一部をリッチ空燃比とすることができるため、該第1触媒においてもNOxの浄化が可能となる。一方、第2触媒がリ
ーン空燃比となっていて、且つ第1触媒はリッチ空燃比となっている場合には、燃料供給量が増加されたときの排気をこれ以上流す必要はない。これに対し、第1触媒へ排気を流さないようにし、且つバイパス通路へ排気を流すようにすれば、第2触媒の一部を速やかにリッチ空燃比とすることができる。これにより、排気浄化装置全体として速やかにNOxの浄化率を高めることができる。
When the second catalyst has a lean air-fuel ratio and the first catalyst also has a lean air-fuel ratio, it becomes difficult to purify NOx as the whole exhaust gas purification device. In this case, exhaust gas is allowed to flow to the bypass passage, and exhaust gas is also allowed to flow to the first catalyst. That is, by flowing the exhaust gas when the fuel supply amount is increased also to the first catalyst, at least a part of the first catalyst can be made to have a rich air-fuel ratio. Therefore, NOx purification is also performed in the first catalyst. Is possible. On the other hand, when the second catalyst has a lean air-fuel ratio and the first catalyst has a rich air-fuel ratio, it is not necessary to flow exhaust when the fuel supply amount is increased. On the other hand, if the exhaust gas is prevented from flowing to the first catalyst and the exhaust gas is allowed to flow to the bypass passage, a part of the second catalyst can be quickly made to have a rich air-fuel ratio. As a result, the NOx purification rate can be quickly increased as the whole exhaust gas purification apparatus.
このように、第1触媒及び第2触媒の状態に応じて、第1触媒及びバイパス通路へ排気を流したり、流さなかったりすることで、少なくとも一方の触媒の少なくとも一部をリッチ空燃比とすることができる。これにより、排気浄化装置全体としてのNOx浄化率を高
めることができる。
As described above, depending on the state of the first catalyst and the second catalyst, the exhaust air is allowed to flow through the first catalyst and the bypass passage, or at least a part of at least one of the catalysts is set to the rich air-fuel ratio. be able to. Thereby, the NOx purification rate as the whole exhaust gas purification device can be increased.
また本発明においては、前記燃料カット後増量手段による燃料の増加量を、
前記第2触媒がリーン空燃比で且つ前記第1触媒がリーン空燃比のとき、
前記第2触媒がリッチ空燃比で且つ前記第1触媒がリーン空燃比のとき、
前記第2触媒がリーン空燃比で且つ前記第1触媒がリッチ空燃比のとき又は前記第2触媒がリッチ空燃比で且つ前記第1触媒がリッチ空燃比のとき、
の順に少なくすることができる。
In the present invention, the amount of fuel increase by the means for increasing after the fuel cut is
When the second catalyst is a lean air-fuel ratio and the first catalyst is a lean air-fuel ratio,
When the second catalyst has a rich air-fuel ratio and the first catalyst has a lean air-fuel ratio,
When the second catalyst is a lean air-fuel ratio and the first catalyst is a rich air-fuel ratio, or when the second catalyst is a rich air-fuel ratio and the first catalyst is a rich air-fuel ratio,
Can be reduced in order.
第2触媒がリーン空燃比で且つ第1触媒がリーン空燃比のときには、第1触媒及びバイパス通路へ排気を流し、第1触媒及び第2触媒の夫々の一部をリッチ空燃比とする。そのため、多くの燃料が必要となるので、燃料の増加量を多くする。 When the second catalyst has a lean air-fuel ratio and the first catalyst has a lean air-fuel ratio, exhaust gas is allowed to flow to the first catalyst and the bypass passage, and a part of each of the first catalyst and the second catalyst is set to a rich air-fuel ratio. Therefore, since a lot of fuel is required, the amount of increase in fuel is increased.
第2触媒がリッチ空燃比で且つ第1触媒がリーン空燃比のときには、バイパス通路には排気が流されない。そして、第1触媒のみの少なくとも一部をリッチ空燃比とすればよいため、両方の触媒の少なくとも一部をリッチ空燃比とするときよりは燃料の増加量は少なくて良い。 When the second catalyst has a rich air-fuel ratio and the first catalyst has a lean air-fuel ratio, no exhaust gas flows through the bypass passage. Since at least a part of the first catalyst only needs to have a rich air-fuel ratio, the amount of fuel increase may be smaller than when at least a part of both catalysts have a rich air-fuel ratio.
第2触媒がリーン空燃比で且つ第1触媒がリッチ空燃比のときには、バイパス通路へ排気が流され、第1触媒へは排気が流されない。このような場合には、NOxを第1触媒で
浄化可能であるが、該第1触媒からNOxが流出する虞もあるため、第2触媒の少なくと
も一部をリッチ空燃比とする。このように第2触媒の少なくとも一部のみをリッチ空燃比とすれば良いため、燃料の増加量は少なくて良い。
When the second catalyst has a lean air-fuel ratio and the first catalyst has a rich air-fuel ratio, exhaust gas flows through the bypass passage, and no exhaust gas flows through the first catalyst. In such a case, NOx can be purified by the first catalyst, but NOx may flow out from the first catalyst, so at least a part of the second catalyst has a rich air-fuel ratio. As described above, since it is sufficient that at least a part of the second catalyst has a rich air-fuel ratio, the amount of increase in fuel may be small.
さらに、第2触媒がリッチ空燃比で且つ前記第1触媒がリッチ空燃比のときには、NOxの浄化が可能であるが、燃料カット時に触媒へ空気の流入があったために燃料を増加さ
せるが、このときの増加量は少なくて良い。
Further, when the second catalyst has a rich air-fuel ratio and the first catalyst has a rich air-fuel ratio, it is possible to purify NOx, but the fuel is increased due to the inflow of air to the catalyst when the fuel is cut. The amount of increase may be small.
このように、燃料供給量を増加させる度合いを、夫々の触媒の状態に応じて決定することにより、両触媒を速やかにリッチ空燃比としつつ両触媒をHC及びCO、さらにはNOxがすり抜けることを抑制できる。 In this way, by determining the degree of increase in the fuel supply amount according to the state of each catalyst, it is possible to quickly pass both catalysts to the rich air-fuel ratio while passing both catalysts to HC and CO, and further to NOx. Can be suppressed.
本発明によれば、内燃機関の排気浄化装置において、燃料カット終了直後であっても排気を浄化することができる。 According to the present invention, in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, exhaust gas can be purified even immediately after the end of fuel cut.
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係る排気浄化装置の概略構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exhaust emission control apparatus according to the present embodiment.
本実施例に係る内燃機関1には、排気通路2が接続されている。排気通路2には、上流側から順に、第1触媒3と、第2触媒4とが備えられている。第1触媒3及び第2触媒4は、少なくともNOxを還元可能な触媒であり、例えば、三元触媒を採用することができ
る。
An
そして、第1触媒3よりも上流の排気通路2と、第1触媒3よりも下流で且つ第2触媒4よりも上流の排気通路2と、を接続し、第1触媒3を迂回するバイパス通路5が設けられている。第1触媒3よりも上流であって、バイパス通路5の接続箇所よりも下流の排気通路2には、第1遮断弁6が備えられている。また、バイパス通路5の途中には、第2遮断弁7が備えられている。第1遮断弁6及び第2遮断弁7は、夫々の通路において開弁することにより排気を流通させ、閉弁することにより排気の流通を停止させる。なお、本実施例においては第1遮断弁6及び第2遮断弁7が、本発明における排気通過量調節手段に相当する。
A bypass passage that connects the
また、第1触媒3よりも上流であってバイパス通路5が接続される箇所よりもさらに上流の排気通路2には、排気の空燃比を測定する上流側空燃比センサ8が取り付けられている。さらに、第1触媒3よりも下流であってバイパス通路5が接続される箇所よりも上流の排気通路2には、排気の空燃比を測定する第1空燃比センサ9が取り付けられている。また、第2触媒4よりも下流の排気通路2には、排気の空燃比を測定する第2空燃比センサ10が取り付けられている。第1空燃比センサ9により第1触媒3内の空燃比が測定される。また、第2空燃比センサ10により第2触媒4内の空燃比が測定される。すなわち、本実施例においては第1空燃比センサ9が、本発明における第1空燃比推定手段に相当する。また、本実施例においては第2空燃比センサ10が、本発明における第2空燃比推定手段に相当する。
An upstream air-fuel ratio sensor 8 for measuring the air-fuel ratio of exhaust gas is attached to the
なお、第2空燃比センサ10により第2触媒4内の空燃比を得る代わりに、上流側空燃比センサ8及び第1空燃比センサ9により得られる空燃比と、第2触媒4に流入する排気の空燃比と、吸入空気量と、に基づいて第2触媒4内の空燃比を推定することもできる。この場合、第2触媒4内の空燃比は、該第2触媒4の劣化の度合いに影響を受ける。ここで、第1触媒3の劣化の度合いをO2ストレージ量に基づいて推定し、これに基づいて第2触媒4の劣化の度合いを推定することができる。この第2触媒4の劣化の度合いに応じて第2触媒4内の空燃比の推定値を補正してもよい。なお、第1触媒3の劣化の度合いは、空燃比のフィードバック制御時に得ることができる。
Instead of obtaining the air-fuel ratio in the second catalyst 4 by the second air-
また、内燃機関1には、該内燃機関1の気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁11が取り付けられている。
The internal combustion engine 1 is also provided with a
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU10が併設されている。このECU10は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御する。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an
そして、ECU20には、上記センサが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU20に入力されるようになっている。また、ECU20には、第1遮断弁6及び第2遮断弁7、燃料噴射弁11が電気配線を介して接続されており、該ECU20によりこれらの機器が制御される。
The sensor is connected to the
ここで、本実施例では、車両の減速時に内燃機関1への燃料の供給を停止する燃料カットを実施する。例えば車両の速度が低下し且つ運転者がアクセルを踏んでいないときに燃料カットが実施される。そして、車両が減速から加速へ転じたときには、内燃機関1への燃料の供給が再開されるが、再開されてから所定の期間は燃料供給量の増量を行う。すなわち、燃料カットが行なわれると、排気通路へ空気が流入するため、第1触媒3及び第2触媒4内の雰囲気が何れもリーン空燃比となる虞がある。そうすると、NOxの浄化が困
難となる。これに対し、燃料カット終了直後に燃料供給量を増量すれば、より低い空燃比の排気により、第1触媒3及び第2触媒4内の空燃比を速やかに低下させることができる
。なお、燃料供給量の増量が終了した後には、上流側空燃比センサ8により測定される空燃比が理論空燃比よりもややリッチ側(以下、弱リッチという。)となるように、燃料供給量がフィードバック制御される。本実施例においては燃料カット終了後に燃料供給量を増加させるECU20が、本発明における燃料カット後増量手段に相当する。
Here, in this embodiment, a fuel cut is performed to stop the supply of fuel to the internal combustion engine 1 when the vehicle is decelerated. For example, the fuel cut is performed when the vehicle speed decreases and the driver does not step on the accelerator. When the vehicle changes from deceleration to acceleration, the supply of fuel to the internal combustion engine 1 is resumed, but the fuel supply amount is increased for a predetermined period after the restart. That is, since air flows into the exhaust passage when the fuel cut is performed, there is a possibility that the atmosphere in the
なお、燃料供給量の増量を行う期間が長かったり、量が多すぎたりする場合には、第1触媒3又は第2触媒4内の空燃比が低下しすぎる場合がある。これを抑制するために、本実施例では以下の制御を行う。
Note that if the period for increasing the fuel supply amount is long or the amount is too large, the air-fuel ratio in the
図2は、本実施例による空燃比制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に繰り返し実行される。 FIG. 2 is a flowchart showing a flow of air-fuel ratio control according to the present embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time.
ステップS101では、燃料カット中であるか否か判定される。つまり、内燃機関1へ燃料が供給されていないか否か判定される。燃料カット終了直後以外では燃料供給量の増加は行なわれず、通常の燃料量が供給される。ステップS101で肯定判定がなされた場合にはステップS102へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップS116へ進む。 In step S101, it is determined whether or not the fuel is being cut. That is, it is determined whether or not fuel is being supplied to the internal combustion engine 1. The fuel supply amount is not increased except immediately after the end of the fuel cut, and the normal fuel amount is supplied. If a positive determination is made in step S101, the process proceeds to step S102, whereas if a negative determination is made, the process proceeds to step S116.
ステップS102では、燃料カットが終了したか否か判定される。つまり、燃料カット終了後の燃料増量が行われるか否か判定される。ステップS102で肯定判定がなされた場合にはステップS103へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップS116へ進む。 In step S102, it is determined whether or not the fuel cut is completed. That is, it is determined whether or not the fuel increase after the fuel cut is completed. If an affirmative determination is made in step S102, the process proceeds to step S103, whereas if a negative determination is made, the process proceeds to step S116.
ステップS103では、第2触媒4内がリーン空燃比であるか否か判定される。つまり、第2空燃比センサ10により得られる空燃比がリーンとなっているか否か判定される。これは、第2触媒4内の全体がリーン空燃比となっているため該第2触媒4へリッチ空燃比の排気を速やかに供給する必要があるか否か判定している。つまり、燃料カットにより第2触媒4内がリーン空燃比となっていると、第1触媒3をすり抜けたNOxを浄化する
ことができなくなるため、第2触媒4内をリッチ空燃比とする。この場合、第2触媒4内の上流側をリッチ空燃比とし、下流側をリーン空燃比とする。すなわち、第2触媒4の少なくとも一部をリッチ空燃比とする。このようにすることで、第2触媒4において、NOx、HC、COの浄化が可能となる。ステップS103で肯定判定がなされた場合にはス
テップS104へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップS110へ進む。
In step S103, it is determined whether the inside of the second catalyst 4 has a lean air-fuel ratio. That is, it is determined whether the air-fuel ratio obtained by the second air-
ステップS104では、第2遮断弁7が開弁される。このようにすることでバイパス通路5へ排気が流れるため、燃料増量によりリッチ空燃比となっている排気を第2触媒4へ供給することができる。
In step S104, the
ステップS105では、第1触媒3内がリーン空燃比であるか否か判定される。つまり、第1空燃比センサ9により得られる空燃比がリーンとなっているか否か判定される。これは、第1触媒3内の全体がリーン空燃比となっているため該第1触媒4へリッチ空燃比の排気を速やかに供給する必要があるか否か判定している。つまり、燃料カットにより第1触媒3内がリーン空燃比となっていると、該第1触媒3にてNOxを浄化することがで
きなくなるため、第1触媒3内をリッチ空燃比とする。この場合、第1触媒3の上流側をリッチ空燃比とし、下流側をリーン空燃比とする。すなわち、第1触媒3の少なくとも一部をリッチ空燃比とする。このようにすることで、第1触媒3において、NOx、HC、
COの浄化が可能となる。ステップS105で肯定判定がなされた場合にはステップS106へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップS108へ進む。
In step S105, it is determined whether or not the inside of the
CO purification becomes possible. If an affirmative determination is made in step S105, the process proceeds to step S106, whereas if a negative determination is made, the process proceeds to step S108.
ステップS106では、第1遮断弁6が開弁される。つまり、第1触媒3へリッチ空燃
比の排気が供給される。これにより、第1触媒3内の少なくとも一部をリッチ空燃比とすることができる。
In step S106, the
ステップS107では、内燃機関1の燃料供給量の増量の度合いが最大とされる。つまり、第1触媒3と第2触媒4との両方でリーン空燃比となっているため、速やかに両触媒をリッチ空燃比とするために、燃料供給量の増量の度合いを比較的大きくする。
In step S107, the degree of increase in the fuel supply amount of the internal combustion engine 1 is maximized. That is, since both the
ステップS108では、第1遮断弁6が閉弁される。第1触媒3はリッチ空燃比となっているため、リッチ空燃比の排気を該第1触媒3へ流す必要はない。そのため、第1触媒3を排気が通過しないようにする。
In step S108, the
ステップS109では、内燃機関1の燃料供給量の増量の度合いが比較的小さくされる。つまり、第2触媒4へのみリッチ空燃比の排気を供給すればよいため、燃料供給量の増量の度合いを比較的小さくする。 In step S109, the degree of increase in the fuel supply amount of the internal combustion engine 1 is made relatively small. That is, since it is only necessary to supply the rich air-fuel ratio exhaust gas to the second catalyst 4, the degree of increase in the fuel supply amount is made relatively small.
ステップS110では、第2遮断弁7が閉弁される。つまり、第2触媒4内はリッチ空燃比となっているため、バイパス通路5を介してリッチ空燃比の排気を該第2触媒4へ直接供給する必要はない。そのため、バイパス通路5へ排気を流さないようにしている。
In step S110, the second shut-off
ステップS111では、第1触媒3内がリーン空燃比であるか否か判定される。本ステップでは、ステップS105と同様の判定がなされる。ステップS111で肯定判定がなされた場合にはステップS112へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップS114へ進む。
In step S111, it is determined whether or not the inside of the
ステップS112では、第1遮断弁6が開弁される。つまり、第1触媒3へリッチ空燃比の排気が供給される。これにより、第1触媒3内の上流側をリッチ空燃比とすることができる。
In step S112, the
ステップS113では、内燃機関1の燃料供給量の増量の度合いが中程度とされる。つまり、第1触媒4へのみリッチ空燃比の排気を供給すればよいため、燃料供給量の増量の度合いを、ステップS107の場合よりも少なくし且つステップS109の場合よりも多くする。
In step S113, the degree of increase in the fuel supply amount of the internal combustion engine 1 is set to a medium level. That is, since it is only necessary to supply the rich air-fuel ratio exhaust gas to the first catalyst 4, the degree of increase in the fuel supply amount is made smaller than that in
ステップS114では、第1遮断弁6が開弁される。ここでは、第1触媒3及び第2触媒4がリッチ空燃比となっているため、通常と同様に第1触媒3及び第2触媒4へ排気が流される。
In step S114, the
ステップS115では、内燃機関1の燃料供給量の増量の度合いが比較的小さくされる。第1触媒3及び第2触媒4がリッチ空燃比となっているが、リッチ空燃比を維持するために、燃料供給量を少しだけ増量させている。燃料供給量の増量の度合いは、ステップS109の場合と同程度にする。
In step S115, the degree of increase in the fuel supply amount of the internal combustion engine 1 is made relatively small. Although the
ステップS116では、第1遮断弁6が開弁される。つまり、燃料カット終了直後でない通常の燃料供給時や、燃料カット中には第1触媒3へ排気を流している。ここで、通常の燃料供給時には弱リッチ空燃比の排気が第1触媒3へ流入するが、この場合でも排気中に酸素が残っているため、第1触媒3へは酸素が供給されている。そのため、HC及びCOの酸化は可能である。
In step S116, the
ステップS117では、第2触媒4内がリーン空燃比であるか否か判定される。つまり、第2触媒4内がリーン空燃比となっているか否か判定される。ここで、第2触媒4内が
リッチ空燃比となっている場合には、HCやCOの浄化が困難となる虞がある。この場合、第2遮断弁7を開弁して排気中の酸素を取り込む。ステップS117で肯定判定がなされた場合にはステップS118へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップS119へ進む。
In step S117, it is determined whether or not the inside of the second catalyst 4 has a lean air-fuel ratio. That is, it is determined whether or not the inside of the second catalyst 4 has a lean air-fuel ratio. Here, when the inside of the second catalyst 4 has a rich air-fuel ratio, it may be difficult to purify HC and CO. In this case, the
ステップS118では、第2遮断弁7が閉弁される。
In step S118, the second shut-off
ステップS119では、第2遮断弁7が開弁される。
In step S119, the
このようにして、燃料カット終了直後に、第1触媒3及び第2触媒4の少なくとも一方の触媒内の少なくとも一部をリッチ空燃比とし、その他をリーン空燃比とすることができる。これにより、燃料カット終了直後においてNOx、HC、CO等を速やかに浄化可能
とすることができる。
In this way, immediately after the end of the fuel cut, at least a part of at least one of the
実施例1では、燃料カット終了直後に、第1触媒3及び第2触媒4の夫々の触媒内の上流側をリッチ空燃比とし、下流側をリーン空燃比としていたが、本実施例では、燃料カット中に第1触媒3をリッチ空燃比とし、第2触媒4をリーン空燃比とする。なお、本実施例では、第1遮断弁6を備える必要はない。
In the first embodiment, immediately after the end of the fuel cut, the upstream side in each of the
つまり、燃料カット中に、第1触媒3をリッチ空燃比とし、第2触媒4をリーン空燃比とすることで、燃料カット終了直後であっても第1触媒3にてNOxを、第2触媒4にて
HC及びCOを浄化することが可能となる。
That is, during the fuel cut, the
図3は、本実施例による空燃比制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に繰り返し実行される。 FIG. 3 is a flowchart showing a flow of air-fuel ratio control according to the present embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time.
ステップS201では、燃料カット中であるか否か判定される。ステップS101と同様の判定がなされる。ステップS201で肯定判定がなされた場合にはステップS202へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップS204へ進む。 In step S201, it is determined whether or not the fuel is being cut. The same determination as in step S101 is performed. If an affirmative determination is made in step S201, the process proceeds to step S202. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step S204.
ステップS202では、第2触媒4内がリーン空燃比であるか否か判定される。ステップS202で肯定判定がなされた場合にはステップS203へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップS204へ進む。 In step S202, it is determined whether or not the inside of the second catalyst 4 has a lean air-fuel ratio. If an affirmative determination is made in step S202, the process proceeds to step S203, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S204.
ステップS203では、第2遮断弁7が閉弁される。つまり、第2触媒4は既にリーン空燃比となっているため、燃料カット中の排気を直接第2触媒4へ供給する必要はない。そして、第2遮断弁7を閉弁させることにより、燃料カット中の排気の全てが第1触媒3を通過する。
In step S203, the
ステップS204では、第2遮断弁7が開弁される。つまり、第2触媒4がリッチ空燃比となっているため、燃料カット中の空気が多く含まれている排気を直接第2触媒4へ流入させる。これにより、第2触媒4内を速やかにリーン空燃比とすることができる。
In step S204, the
このようにして、燃料カット中に第1触媒3内をリッチ空燃比とし、第2触媒4内をリーン空燃比とすることができるため、燃料供給が再開されたときに第1触媒3でNOxを
浄化し、第2触媒4でHCやCOを浄化することができる。このように、排気浄化装置全体として高い浄化能力を維持することができる。
In this way, the inside of the
1 内燃機関
2 排気通路
3 第1触媒
4 第2触媒
5 バイパス通路
6 第1遮断弁
7 第2遮断弁
8 上流側空燃比センサ
9 第1空燃比センサ
10 第2空燃比センサ
11 燃料噴射弁
20 ECU
1
Claims (2)
前記第1触媒よりも下流側の排気通路に備わる第2触媒と、
前記第1触媒よりも上流の排気通路と前記第1触媒よりも下流で且つ前記第2触媒よりも上流の排気通路とを接続するバイパス通路と、
前記第1触媒及び前記バイパス通路を通過する排気の割合を調節する排気通過量調節手段と、
前記第1触媒内の空燃比を推定する第1空燃比推定手段と、
前記第2触媒内の空燃比を推定する第2空燃比推定手段と、
前記内燃機関の燃料カットが終了した直後に、他の時期よりも供給燃料を増量させる燃料カット後増量手段と、
を備え、
前記燃料カット後増量手段による供給燃料の増量が行われるときに、前記第2触媒がリーン空燃比でかつ前記第1触媒がリーン空燃比のときには前記バイパス通路へ排気を流し且つ前記第1触媒へ排気を流し、前記第2触媒がリーン空燃比で且つ前記第1触媒がリッチ空燃比のときには前記バイパス通路へ排気を流し且つ前記第1触媒へ排気を流さず、前記第2触媒がリッチ空燃比のときには前記バイパス通路へ排気を流さず且つ前記第1触媒へ排気を流し、
前記第1触媒又は前記第2触媒の少なくとも一方の少なくとも上流側の一部をリッチ空燃比とすることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A first catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A second catalyst provided in an exhaust passage downstream of the first catalyst;
A bypass passage connecting an exhaust passage upstream of the first catalyst and an exhaust passage downstream of the first catalyst and upstream of the second catalyst;
An exhaust passage amount adjusting means for adjusting a ratio of exhaust gas passing through the first catalyst and the bypass passage;
First air-fuel ratio estimating means for estimating an air-fuel ratio in the first catalyst;
Second air-fuel ratio estimating means for estimating an air-fuel ratio in the second catalyst;
Immediately after the fuel cut of the internal combustion engine is completed, an increase means after fuel cut for increasing the amount of fuel supplied from other times; and
With
When the supply fuel is increased by the increasing means after the fuel cut, when the second catalyst is at a lean air-fuel ratio and the first catalyst is at a lean air-fuel ratio, exhaust gas is allowed to flow through the bypass passage and to the first catalyst. When exhaust gas is flown and the second catalyst has a lean air-fuel ratio and the first catalyst has a rich air-fuel ratio, the exhaust gas flows into the bypass passage and does not flow into the first catalyst, and the second catalyst has a rich air-fuel ratio In such a case, the exhaust gas does not flow to the bypass passage and the exhaust gas flows to the first catalyst,
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein a part of at least the upstream side of at least one of the first catalyst or the second catalyst has a rich air-fuel ratio.
前記第2触媒がリーン空燃比で且つ前記第1触媒がリーン空燃比のとき、
前記第2触媒がリッチ空燃比で且つ前記第1触媒がリーン空燃比のとき、
前記第2触媒がリーン空燃比で且つ前記第1触媒がリッチ空燃比のとき又は前記第2触媒がリッチ空燃比で且つ前記第1触媒がリッチ空燃比のとき、
の順に少なくすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The amount of increase in fuel by the increase means after the fuel cut,
When the second catalyst is a lean air-fuel ratio and the first catalyst is a lean air-fuel ratio,
When the second catalyst has a rich air-fuel ratio and the first catalyst has a lean air-fuel ratio,
When the second catalyst is a lean air-fuel ratio and the first catalyst is a rich air-fuel ratio, or when the second catalyst is a rich air-fuel ratio and the first catalyst is a rich air-fuel ratio,
2. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas purification device is reduced in the order of.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007265258A JP2009092029A (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007265258A JP2009092029A (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009092029A true JP2009092029A (en) | 2009-04-30 |
Family
ID=40664247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007265258A Withdrawn JP2009092029A (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009092029A (en) |
-
2007
- 2007-10-11 JP JP2007265258A patent/JP2009092029A/en not_active Withdrawn
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