JP2012021419A - Control system of electric heating catalyst - Google Patents

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JP2012021419A JP2010158122A JP2010158122A JP2012021419A JP 2012021419 A JP2012021419 A JP 2012021419A JP 2010158122 A JP2010158122 A JP 2010158122A JP 2010158122 A JP2010158122 A JP 2010158122A JP 2012021419 A JP2012021419 A JP 2012021419A
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衛 ▲吉▼岡
Mamoru Yoshioka
Naoya Takagi
直也 高木
Noriaki Kumagai
典昭 熊谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove a PM more suitably which adheres on an end face of an insulating member installed between a carrier and a case in an EHC when the EHC is used as a three way catalyst.SOLUTION: An air-fuel ratio of exhaust of an internal combustion engine is repeatedly changed into a lean air-fuel ratio and a rich air-fuel ratio, and thereby its average value is maintained in the vicinity of a theoretical air-fuel ratio. While the PM adhering on the end face of the insulating member of the EHC is removed, when a PM adhesion amount is large, the air-fuel ratio during the rich air-fuel ratio is set lower than the case that the PM adhesion amount is small, and furthermore, a period of the rich air-fuel ratio is set shorter or a period of the lean air-fuel ratio is set longer.

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる電気加熱式触媒の制御システムに関する。   The present invention relates to a control system for an electrically heated catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine.

従来、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒として、担体への通電によって加熱される電気加熱式触媒(Electric Heating Catalyst:以下、EHCと称する)が開発
されている。特許文献1には、EHCを用いたハイブリッド車両の排気浄化装置に関する技術が開示されている。
Conventionally, as an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, an electrically heated catalyst (hereinafter referred to as EHC) that is heated by energization of a carrier has been developed. Patent Document 1 discloses a technology related to an exhaust purification device for a hybrid vehicle using EHC.

また、特許文献2には、内燃機関の排気通路に、上流側から順に、酸化触媒、パティキュレートフィルタ、及びNOx吸収剤を配置する構成が開示されている。これによれば、排気中のNOが酸化触媒において酸化されることでNOが生成される。生成されたNOとパティキュレートフィルタに捕集された煤とが反応し煤が燃焼する。NOと煤との反応により生成されたNOがNOx吸収剤に吸収される。 Patent Document 2 discloses a configuration in which an oxidation catalyst, a particulate filter, and a NOx absorbent are arranged in this order from the upstream side in the exhaust passage of an internal combustion engine. According to this, NO 2 is produced by NO in the exhaust gas is oxidized in the oxidation catalyst. The generated NO 2 reacts with the soot trapped in the particulate filter, and soot burns. NO produced by the reaction between NO 2 and soot is absorbed by the NOx absorbent.

特許文献3には、排気通路に設けられた三元触媒の活性を高めるべく、排気空燃比を、三元触媒が酸素を十分に吸蔵した第1酸素吸蔵状態となるまで理論空燃比よりも大きいリーン空燃比に維持し、その後、三元触媒が酸素を十分に放出した第2酸素吸蔵状態となるまで理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に維持する技術が開示されている。   In Patent Document 3, in order to increase the activity of the three-way catalyst provided in the exhaust passage, the exhaust air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio until the three-way catalyst is in a first oxygen storage state in which oxygen is sufficiently stored. A technique for maintaining a lean air-fuel ratio and then maintaining a rich air-fuel ratio smaller than the stoichiometric air-fuel ratio until the three-way catalyst reaches a second oxygen storage state in which oxygen is sufficiently released is disclosed.

特開2009−281254号公報JP 2009-281254 A 特開2006−283766号公報JP 2006-283766 A 特開2004−285948号公報JP 2004-285948 A 特開2006−112414号公報JP 2006-112414 A 特開2004−068804号公報JP 2004-068804 A 特開2000−356155号公報JP 2000-356155 A

担体への通電によって加熱されるEHCにおいては、担体(触媒本体)を収納するケース(或いは排気管)と担体との間の電気の流れを絶縁する必要がある。そのため、担体とケースとの間には、電気を絶縁する絶縁部材が設けられている。しかしながら、この絶縁部材の上流側又は下流側の端面に排気中の粒子状物質(Particulate Matter:以下、PMと称する)が付着する場合がある。絶縁部材の端面におけるPMの付着量が増加すると、該PMによって担体とケースとの間が短絡する虞がある。   In the EHC heated by energizing the carrier, it is necessary to insulate the flow of electricity between the case (or the exhaust pipe) housing the carrier (catalyst body) and the carrier. Therefore, an insulating member for insulating electricity is provided between the carrier and the case. However, particulate matter (hereinafter referred to as PM) in exhaust gas may adhere to the upstream or downstream end face of the insulating member. When the adhesion amount of PM on the end face of the insulating member increases, there is a possibility that the carrier and the case are short-circuited by the PM.

このようなマットの端面へのPMの付着を抑制するための方法として、EHCの上流側の排気通路にパティキュレートフィルタを設置する方法が考えられる。しかしながら、このような位置にパティキュレートフィルタを設置すると、背圧の増加やEHCの暖機性能の悪化を招き易くなる。また、搭載性の悪化やコストの増加を招くことにもなる。さらに、パティキュレートフィルタを設置したとしても、排気中のPMを全て捕集することは困難であり、マットの端面へのPMの付着を完全に防ぐことは難しい。   As a method for suppressing the adhesion of PM to the end face of the mat, a method of installing a particulate filter in the exhaust passage upstream of the EHC can be considered. However, if the particulate filter is installed at such a position, it tends to increase the back pressure and deteriorate the warm-up performance of EHC. In addition, the mountability is deteriorated and the cost is increased. Furthermore, even if a particulate filter is installed, it is difficult to collect all the PM in the exhaust gas, and it is difficult to completely prevent the PM from adhering to the end face of the mat.

また、EHCを三元触媒とした場合、通常の三元触媒の場合と同様、その排気浄化能力を高く維持するためには、排気の空燃比を理論空燃比近傍に制御する必要がある。   Further, when EHC is used as a three-way catalyst, as in the case of a normal three-way catalyst, it is necessary to control the air-fuel ratio of the exhaust to be close to the stoichiometric air-fuel ratio in order to maintain its exhaust purification capacity high.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、EHCを三元触媒とした場合において、該EHCにおける担体とケースとの間に設けられた絶縁部材の端面に付着したPMをより好適に除去することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and when EHC is used as a three-way catalyst, PM adhering to the end face of an insulating member provided between the carrier and the case in the EHC is obtained. It aims at removing more suitably.

本発明では、三元触媒であるEHCの絶縁部材の端面、又は該端面の近傍に設けられた触媒担持部材に、酸化機能を有する触媒が担持されている。また、内燃機関の排気の空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに繰り返し変化させることで、その平均値が理論空燃比近傍に維持される。そして、EHCの絶縁部材の端面に付着したPMを除去する時に、絶縁部材の端面におけるPM付着量が多いときは、該PM付着量が少ないときに比べて、リッチ空燃比時の空燃比をより低くし、且つリッチ空燃比期間をより短くするか又はリーン空燃比期間をより長くする。   In the present invention, a catalyst having an oxidation function is supported on the end surface of an insulating member of EHC, which is a three-way catalyst, or on a catalyst supporting member provided in the vicinity of the end surface. Further, by repeatedly changing the air-fuel ratio of the exhaust gas of the internal combustion engine to the lean air-fuel ratio and the rich air-fuel ratio, the average value is maintained near the stoichiometric air-fuel ratio. When removing PM adhering to the end face of the insulating member of the EHC, when the amount of PM adhering on the end face of the insulating member is large, the air-fuel ratio at the rich air-fuel ratio is greater than when the amount of PM adhering is small. Lower the rich air / fuel ratio period or make the lean air / fuel period longer.

本発明に係る電気加熱式触媒の制御システムは、
内燃機関の排気通路に設けられる三元触媒であって、
通電によって発熱する担体と、
前記担体を収納するケースと、
前記担体と前記ケースとの間に設けられ電気を絶縁する絶縁部材と、
前記絶縁部材の上流側若しくは下流側の少なくともいずれかの端面、又は該端面の近傍に設けられた触媒担持部材に担持された酸化機能を有する触媒と、を有する電気加熱式触媒と、
内燃機関の排気の空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに繰り返し変化させることで、その平均値を理論空燃比近傍に維持する空燃比制御手段と、
前記絶縁部材の端面に付着した粒子状物質の量を推定するPM付着量推定手段と、を備え、
前記絶縁部材の端面に付着した粒子状物質を除去する時に、前記空燃比制御手段が、前記PM付着量推定手段によって推定された前記絶縁部材の端面におけるPM付着量が多いときは、該PM付着量が少ないときに比べて、排気の空燃比をリッチ空燃比に制御した時の空燃比をより低くし、且つリッチ空燃比期間をより短くするか又はリーン空燃比期間をより長くする。
The control system for the electrically heated catalyst according to the present invention includes:
A three-way catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
A carrier that generates heat when energized;
A case for storing the carrier;
An insulating member provided between the carrier and the case for insulating electricity;
An electrically heated catalyst having an oxidation function carried on at least one of the upstream or downstream end face of the insulating member, or a catalyst carrying member provided in the vicinity of the end face;
Air-fuel ratio control means for maintaining the average value in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio by repeatedly changing the air-fuel ratio of the exhaust gas of the internal combustion engine to a lean air-fuel ratio and a rich air-fuel ratio;
PM adhesion amount estimation means for estimating the amount of particulate matter adhered to the end face of the insulating member,
When the particulate matter adhering to the end face of the insulating member is removed, if the air-fuel ratio control means has a large amount of PM attached to the end face of the insulating member estimated by the PM attached amount estimating means, the PM attachment Compared to when the amount is small, the air-fuel ratio when the exhaust air-fuel ratio is controlled to a rich air-fuel ratio is made lower, and the rich air-fuel ratio period is made shorter or the lean air-fuel ratio period is made longer.

本発明によれば、絶縁部材の端面におけるPM付着量が多いときは、より多くの未燃燃料成分を、酸化機能を有する触媒に供給することができ、且つ未燃燃料成分の酸化に必要な酸素の供給量を確保することができる。これにより、PMの酸化・除去を促進させることができる。その結果、EHCの上流側にパティキュレートフィルタを設置することなしに、EHCにおける担体とケースとの間の短絡を抑制することができる。また、排気の空燃比の平均値を理論空燃比近傍に維持することができるため、三元触媒であるEHCの排気浄化能力を高く維持することができる。   According to the present invention, when the amount of PM adhering to the end face of the insulating member is large, more unburned fuel components can be supplied to the catalyst having an oxidation function and is necessary for the oxidation of the unburned fuel components. The supply amount of oxygen can be ensured. Thereby, oxidation / removal of PM can be promoted. As a result, it is possible to suppress a short circuit between the carrier and the case in the EHC without installing a particulate filter upstream of the EHC. Moreover, since the average value of the air-fuel ratio of the exhaust can be maintained in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust purification ability of EHC, which is a three-way catalyst, can be maintained high.

本発明によれば、EHCを三元触媒とした場合において、該EHCにおける担体とケースとの間に設けられた絶縁部材の端面に付着したPMをより好適に除去することができる。   According to the present invention, when EHC is used as a three-way catalyst, PM adhering to the end face of the insulating member provided between the carrier and the case in the EHC can be more suitably removed.

実施例1に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an intake / exhaust system of an internal combustion engine according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係るEHCの概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an EHC according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る他のEHCの概略構成を示す第一の図である。FIG. 3 is a first diagram illustrating a schematic configuration of another EHC according to the first embodiment. 実施例1に係る他のEHCの概略構成を示す第二の図である。FIG. 6 is a second diagram illustrating a schematic configuration of another EHC according to the first embodiment. 実施例1に係る他のEHCの概略構成を示す第三の図である。FIG. 6 is a third diagram illustrating a schematic configuration of another EHC according to the first embodiment. 実施例1に係る、ストイキA/F制御における、リッチ側A/F及びリーン側A/FとPM付着量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rich side A / F and lean side A / F, and PM adhesion amount in stoichiometric A / F control based on Example 1. FIG. 実施例1に係る、ストイキA/F制御実行時の排気の空燃比の推移を示すタイムチャートである。6 is a time chart showing the transition of the air-fuel ratio of exhaust when executing stoichiometric A / F control according to the first embodiment. 実施例1に係る、ストイキA/F制御の実行時における、リッチ側A/Fと酸化触媒の温度上昇量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rich side A / F and the temperature rise amount of an oxidation catalyst at the time of execution of stoichiometric A / F control based on Example 1. FIG. 実施例1に係るストイキA/F制御のフローを示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a flow of stoichiometric A / F control according to the first embodiment. 実施例2に係る、内燃機関での燃料噴射弁からの燃料噴射時期と、内燃機関からの未燃燃料成分の排出量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the fuel injection timing from the fuel injection valve in an internal combustion engine, and the discharge amount of the unburned fuel component from an internal combustion engine based on Example 2. FIG. 実施例2に係る、内燃機関での燃料噴射弁からの燃料噴射時期と、PM付着量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the fuel injection timing from the fuel injection valve in an internal combustion engine, and PM adhesion amount based on Example 2. FIG. 実施例2に係る燃料噴射時期制御のフローを示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a flow of fuel injection timing control according to the second embodiment. 実施例3に係る、排気行程噴射比率とPM付着量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the exhaust stroke injection ratio and PM adhesion amount based on Example 3. FIG. 実施例3に係る排気行程噴射制御のフローを示すフローチャートである。12 is a flowchart showing a flow of exhaust stroke injection control according to the third embodiment. 実施例4に係る空気供給停止制御のフローを示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating a flow of air supply stop control according to a fourth embodiment. 実施例4の変形例に係る空気供給量減少制御のフローを示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating a flow of air supply amount reduction control according to a modification of the fourth embodiment. 実施例5に係るオーバーリーン燃料噴射制御のフローを示す図17に示すフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart shown in FIG. 17 showing a flow of overlean fuel injection control according to the fifth embodiment.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

<実施例1>
[内燃機関の吸排気系の概略構成]
図1は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関1は車両駆動用のガソリンエンジンである。内燃機関1の各気筒には燃料噴射弁が設けられている。該燃料噴射弁は、吸気ポート内に燃料を噴射するものでもよく、また気筒内に燃料を直接噴射するものでもよい。内燃機関1には、吸気通路2及び排気通路3が接続されている。
<Example 1>
[Schematic configuration of intake and exhaust system of internal combustion engine]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an intake / exhaust system of an internal combustion engine according to the present embodiment. The internal combustion engine 1 is a gasoline engine for driving a vehicle. Each cylinder of the internal combustion engine 1 is provided with a fuel injection valve. The fuel injection valve may inject fuel into the intake port, or may inject fuel directly into the cylinder. An intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected to the internal combustion engine 1.

吸気通路2には、エアフローメータ4及びスロットル弁5が設けられている。エアフローメータ4は内燃機関1の吸入空気量を検出する。スロットル弁5は、吸気通路2の流路断面積を変更することで、該吸気通路2を流通する吸気の流量を調節する。   An air flow meter 4 and a throttle valve 5 are provided in the intake passage 2. The air flow meter 4 detects the intake air amount of the internal combustion engine 1. The throttle valve 5 adjusts the flow rate of the intake air flowing through the intake passage 2 by changing the cross-sectional area of the intake passage 2.

排気通路3にはEHC6が設けられている。EHC6にはバッテリ7から電力が供給される。EHC6の詳細な構成については後述する。   An EHC 6 is provided in the exhaust passage 3. The EHC 6 is supplied with power from the battery 7. The detailed configuration of the EHC 6 will be described later.

排気通路3におけるEHC6より上流側には、空燃比センサ11及び上流側排気温度センサ12が設けられている。排気通路3におけるEHC6より下流側には、Oセンサ13及び下流側排気温度センサ14が設けられている。空燃比センサ11は排気の空燃比を検出する。上流側及び下流側排気温度センサ12,14は排気の温度を検出する。Oセンサ13は排気の酸素濃度を検出する。 An air-fuel ratio sensor 11 and an upstream exhaust temperature sensor 12 are provided upstream of the EHC 6 in the exhaust passage 3. An O 2 sensor 13 and a downstream exhaust temperature sensor 14 are provided downstream of the EHC 6 in the exhaust passage 3. The air-fuel ratio sensor 11 detects the air-fuel ratio of the exhaust. The upstream and downstream exhaust temperature sensors 12 and 14 detect the temperature of the exhaust. The O 2 sensor 13 detects the oxygen concentration in the exhaust.

また、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(ECU)10が併設されている。ECU10には、エアフローメータ4、空燃比センサ11、上流側
排気温度センサ12、Oセンサ13、及び下流側排気温度センサ14が電気的に接続されている。さらに、ECU10には、内燃機関1の冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ15、及び内燃機関1が搭載された車両のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ16が電気的に接続されている。そして、これらの出力信号がECU10に入力される。
The internal combustion engine 1 is also provided with an electronic control unit (ECU) 10 for controlling the internal combustion engine 1. An air flow meter 4, an air-fuel ratio sensor 11, an upstream side exhaust temperature sensor 12, an O 2 sensor 13, and a downstream side exhaust temperature sensor 14 are electrically connected to the ECU 10. Further, the ECU 10 is electrically connected to a cooling water temperature sensor 15 that detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 1 and an accelerator opening sensor 16 that detects the accelerator opening of a vehicle on which the internal combustion engine 1 is mounted. ing. These output signals are input to the ECU 10.

さらに、ECU10には、スロットル弁5、EHC6、及び内燃機関1の燃料噴射弁(図示せず)が電気的に接続されている。ECU10によって、これらの装置の動作が制御される。   Further, the ECU 10 is electrically connected to the throttle valve 5, the EHC 6, and a fuel injection valve (not shown) of the internal combustion engine 1. The operation of these devices is controlled by the ECU 10.

[EHCの概略構成]
図2は、本実施例に係るEHC6の概略構成を示す図である。図2は、排気通路3の中心軸Aに沿ってEHC6を縦方向に切断した断面図である。なお、EHC6の形状は、中心軸Aに対して線対称のため、図2では、上側の部分のみを示している。
[Schematic configuration of EHC]
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the EHC 6 according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the EHC 6 cut in the longitudinal direction along the central axis A of the exhaust passage 3. Since the shape of the EHC 6 is line symmetric with respect to the central axis A, only the upper part is shown in FIG.

本実施例に係るEHC6は、触媒担体61、ケース62、マット63、内管64、及び電極65を備えている。触媒担体61は、円柱状に形成されており、その中心軸が排気通路3の中心軸Aと同軸となるように設置されている。本実施例では、触媒担体61には排気浄化触媒として三元触媒67が担持されている。   The EHC 6 according to this embodiment includes a catalyst carrier 61, a case 62, a mat 63, an inner tube 64, and an electrode 65. The catalyst carrier 61 is formed in a cylindrical shape, and is installed so that its central axis is coaxial with the central axis A of the exhaust passage 3. In this embodiment, the catalyst carrier 61 carries a three-way catalyst 67 as an exhaust purification catalyst.

ケース62は、触媒担体61を収納している。触媒担体61の外壁面とケース62の内壁面との間にはマット63が挟み込まれている。また、マット63には内管64が挟み込まれている。触媒担体61には一対の電極65(図2では一方の電極のみを図示)が接続されている。   The case 62 houses the catalyst carrier 61. A mat 63 is sandwiched between the outer wall surface of the catalyst carrier 61 and the inner wall surface of the case 62. An inner pipe 64 is sandwiched between the mats 63. A pair of electrodes 65 (only one electrode is shown in FIG. 2) is connected to the catalyst carrier 61.

触媒担体61は、電気抵抗となって通電により発熱する材料によって形成されている。触媒担体61の材料としては、SiCを例示することができる。触媒担体61は、排気の流れる方向(すなわち、中心軸Aの方向)に伸び且つ排気の流れる方向と垂直な断面がハニカム状をなす複数の通路を有している。この通路を排気が流通する。なお、中心軸Aと直交する断面による触媒担体61の断面形状は、たとえば楕円形であっても良い。中心軸Aは、排気通路3、触媒担体61、内管64、及びケース62で共通の中心軸である。   The catalyst carrier 61 is formed of a material that generates electrical resistance and generates heat when energized. Examples of the material of the catalyst carrier 61 include SiC. The catalyst carrier 61 has a plurality of passages extending in the direction in which the exhaust flows (that is, in the direction of the central axis A) and having a cross section perpendicular to the direction in which the exhaust flows in a honeycomb shape. Exhaust gas flows through this passage. Note that the cross-sectional shape of the catalyst carrier 61 having a cross section orthogonal to the central axis A may be, for example, an ellipse. The central axis A is a central axis common to the exhaust passage 3, the catalyst carrier 61, the inner pipe 64, and the case 62.

触媒担体61に接続された一対の電極65にバッテリ7から電力が供給されることで、触媒担体61に通電される。通電されると、触媒担体61は、その電気抵抗により発熱する。その結果、触媒担体61に担持された三元触媒が加熱され、その活性化が促進される。   Electric power is supplied to the catalyst carrier 61 by supplying electric power from the battery 7 to the pair of electrodes 65 connected to the catalyst carrier 61. When energized, the catalyst carrier 61 generates heat due to its electrical resistance. As a result, the three-way catalyst supported on the catalyst carrier 61 is heated and its activation is promoted.

マット63は、電気絶縁材によって形成されている。マット63を形成する材料としては、アルミナを主成分とするセラミックファイバーを例示することができる。マット63は、触媒担体61の外周面及び内管64の外周面に巻きつけられる。マット63が、触媒担体61とケース62との間に設けられることで、触媒担体61に通電したときに、ケース62へ電気が流れることが抑制される。   The mat 63 is made of an electrical insulating material. As a material for forming the mat 63, a ceramic fiber mainly composed of alumina can be exemplified. The mat 63 is wound around the outer peripheral surface of the catalyst carrier 61 and the outer peripheral surface of the inner tube 64. By providing the mat 63 between the catalyst carrier 61 and the case 62, electricity is suppressed from flowing to the case 62 when the catalyst carrier 61 is energized.

内管64は、電気絶縁材によって形成されている。内管64を形成する材料としては、アルミナを例示することができる。内管64は、中心軸Aを中心とした管状に形成されている。図2に示すように、内管64は、中心軸A方向の長さがマット63より長い。そのため、内管64の上流側及び下流側の端部64a,64bは、マット63の上流側及び下
流側の端面63a,63bから突出している。
The inner tube 64 is made of an electrical insulating material. As a material for forming the inner tube 64, alumina can be exemplified. The inner tube 64 is formed in a tubular shape centered on the central axis A. As shown in FIG. 2, the length of the inner tube 64 in the direction of the central axis A is longer than that of the mat 63. Therefore, the upstream and downstream end portions 64 a and 64 b of the inner pipe 64 protrude from the upstream and downstream end surfaces 63 a and 63 b of the mat 63.

ケース62は、金属によって形成されている。ケース62を形成する材料としては、ス
テンレス鋼材を例示することができる。ケース62は、中心軸Aと平行な曲面を含んで構成される収容部62aと、該収容部62aよりも上流側及び下流側で該収容部62aと排気通路3とを接続するテーパ部62b,62cと、を有している。収容部62aの通路断面積は排気通路3の通路断面積よりも大きくなっており、その内側に、触媒担体61、マット63、及び内管64が収容されている。テーパ部62b,62cは、収容部62aから離れるに従って通路断面積が縮小するテーパ形状をしている。
The case 62 is made of metal. As a material forming the case 62, a stainless steel material can be exemplified. The case 62 includes an accommodating portion 62a that includes a curved surface parallel to the central axis A, and a tapered portion 62b that connects the accommodating portion 62a and the exhaust passage 3 on the upstream side and the downstream side of the accommodating portion 62a. 62c. The passage sectional area of the accommodating portion 62a is larger than the passage sectional area of the exhaust passage 3, and the catalyst carrier 61, the mat 63, and the inner pipe 64 are accommodated therein. The tapered portions 62b and 62c have a tapered shape in which the passage cross-sectional area decreases as the distance from the accommodating portion 62a increases.

ケース62及び内管64には、電極65を通すために、貫通孔62c,64cが開けられている。また、ケース62内における、電極65が触媒担体61に接続されるまでの間の該電極65の周りには、マット63が設けられていない。ケース62に開けられている貫通孔62cには、電極65を支持する支持部材66が設けられている。この支持部材66は電気絶縁材によって形成されており、ケース62と電極65との間に隙間なく設けられている。   In the case 62 and the inner tube 64, through holes 62c and 64c are opened to allow the electrode 65 to pass therethrough. Further, no mat 63 is provided around the electrode 65 until the electrode 65 is connected to the catalyst carrier 61 in the case 62. A support member 66 that supports the electrode 65 is provided in the through-hole 62 c opened in the case 62. The support member 66 is formed of an electrical insulating material, and is provided between the case 62 and the electrode 65 without a gap.

このように構成されたEHC6では、触媒担体61よりも上流側で凝縮した水が、排気通路3やケース62の内壁を流れてマット63に付着することがある。このときには、収容部62aの内壁を水が流れてくるので、この水は内管64と収容部62aとの間のマット63に付着する。つまり、内管64がマット63よりも上流側及び下流側に突出しているため、水が内管64よりも中心軸Aの方向に入り込むことが抑制される。これにより、マット63の上流側及び下流側の端面63a,63bにおいてケース62と触媒担体61とが水により短絡することが抑制される。   In the EHC 6 configured as described above, water condensed on the upstream side of the catalyst carrier 61 may flow on the exhaust passage 3 or the inner wall of the case 62 and adhere to the mat 63. At this time, since water flows through the inner wall of the accommodating portion 62a, the water adheres to the mat 63 between the inner tube 64 and the accommodating portion 62a. In other words, since the inner pipe 64 protrudes upstream and downstream of the mat 63, water is prevented from entering the direction of the central axis A from the inner pipe 64. As a result, the case 62 and the catalyst carrier 61 are prevented from being short-circuited by water on the upstream and downstream end faces 63a, 63b of the mat 63.

また、マット63の上流側又は下流側の端面63a,63bには排気中のPMが付着する。このPM付着量が増加すると、該PMによりケース62と触媒担体61とが短絡する虞がある。そのため、本実施例においては、内管64の上流側及び下流側のマット63からの突出部64a,64bに、酸化触媒68が担持されている。該酸化触媒68に排気中
の未燃燃料成分(HC、CO)が供給されると、該酸化触媒68において該未燃燃料成分が酸化される。その時に生じる酸化熱によって、マット63の端面63a,63bに付着したPMを酸化させ除去することができる。その結果、ケース62と触媒担体61とがPMにより短絡することを抑制することができる。
Further, PM in the exhaust gas adheres to the upstream or downstream end faces 63a and 63b of the mat 63. When this amount of PM adhesion increases, the case 62 and the catalyst carrier 61 may be short-circuited by the PM. Therefore, in this embodiment, the oxidation catalyst 68 is supported on the protrusions 64 a and 64 b from the mat 63 on the upstream side and the downstream side of the inner pipe 64. When the unburned fuel component (HC, CO) in the exhaust gas is supplied to the oxidation catalyst 68, the unburned fuel component is oxidized in the oxidation catalyst 68. The PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63 can be oxidized and removed by the oxidation heat generated at that time. As a result, it is possible to prevent the case 62 and the catalyst carrier 61 from being short-circuited by PM.

尚、内管64の突出部64a,64bに担持される触媒は必ずしも酸化触媒である必要
はなく、酸化機能を有する触媒であれば、どのような触媒であってもよい。
The catalyst supported on the protrusions 64a and 64b of the inner pipe 64 is not necessarily an oxidation catalyst, and may be any catalyst as long as it has an oxidation function.

本実施例においては、EHC6が本発明に係る電気加熱式触媒に相当する。また、触媒担体61が本発明に係る担体に相当し、ケース62が本発明に係るケースに相当し、マット63が本発明に係る絶縁部材に相当する。また、突出部64a,64bが本発明に係る
触媒担持部材に相当し、酸化触媒68が本発明に係る酸化機能を有する触媒に相当する。
In this embodiment, EHC6 corresponds to the electrically heated catalyst according to the present invention. The catalyst carrier 61 corresponds to the carrier according to the present invention, the case 62 corresponds to the case according to the present invention, and the mat 63 corresponds to the insulating member according to the present invention. The protrusions 64a and 64b correspond to the catalyst support member according to the present invention, and the oxidation catalyst 68 corresponds to the catalyst having an oxidation function according to the present invention.

[EHCのその他の構成]
本実施例に係るEHC6の構成は、図2に示す構成に限られるものではない。図3〜5は、本実施例に係るEHC6のその他の構成を示す図である。尚、図2に示す構成と同様の部分についての説明は省略する。
[Other configurations of EHC]
The configuration of the EHC 6 according to the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. 3 to 5 are diagrams showing other configurations of the EHC 6 according to the present embodiment. A description of the same parts as those in the configuration shown in FIG. 2 is omitted.

図3〜5に示すEHC6においては、内管64が、その外周面がケース62の収容部62aの内周面と接するように設けられている。マット63は、触媒担体61の外壁面と内管64の内壁面との間に挟み込まれている。   In the EHC 6 shown in FIGS. 3 to 5, the inner tube 64 is provided such that the outer peripheral surface thereof is in contact with the inner peripheral surface of the housing portion 62 a of the case 62. The mat 63 is sandwiched between the outer wall surface of the catalyst carrier 61 and the inner wall surface of the inner tube 64.

図3に示すEHC6においては、内管64の上流側及び下流側のマット63からの突出部64a,64bにおける内壁面に酸化触媒68が担持されている。図4に示すEHC6
においては、マット63の上流側及び下流側の端面63a,63bに酸化触媒68が担持されている。図5に示すEHC6においては、触媒担体61の上流側及び下流側の端部がマット63よりも突出している。この触媒担体61の上流側及び下流側の突出部付近における外周面に酸化触媒68が担持されている。
In the EHC 6 shown in FIG. 3, an oxidation catalyst 68 is supported on the inner wall surfaces of the protrusions 64 a and 64 b from the mat 63 on the upstream side and the downstream side of the inner pipe 64. EHC6 shown in FIG.
, The oxidation catalyst 68 is carried on the upstream and downstream end faces 63a, 63b of the mat 63. In the EHC 6 shown in FIG. 5, the upstream and downstream ends of the catalyst carrier 61 protrude from the mat 63. An oxidation catalyst 68 is supported on the outer peripheral surface of the catalyst carrier 61 in the vicinity of the upstream and downstream protrusions.

図3〜5に示すような構成においても、図2に示す構成の場合と同様、排気中の未燃燃料成分が酸化触媒68に供給され、該酸化触媒68において該未燃燃料成分が酸化される。そして、その時に生じる酸化熱によって、マット63の端面63a,63bに付着したPMを酸化させ除去することができる。   3 to 5, similarly to the configuration shown in FIG. 2, the unburned fuel component in the exhaust is supplied to the oxidation catalyst 68, and the unburned fuel component is oxidized in the oxidation catalyst 68. The The PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63 can be oxidized and removed by the oxidation heat generated at that time.

[排気空燃比制御]
本実施例においては、触媒担体61に担持されている三元触媒67の排気浄化能力を高く維持すべく、内燃機関1から排出される排気の空燃比を、理論空燃比より低いリッチ空燃比と、理論空燃比より高いリーン空燃比とに繰り返し変化させ、その平均値を理論空燃比近傍に維持している。以下、このような排気空燃比制御をストイキA/F制御と称する。排気の空燃比は、内燃機関1での燃料噴射量や吸入空気量を調整することで制御することができる。
[Exhaust air / fuel ratio control]
In this embodiment, the air-fuel ratio of the exhaust discharged from the internal combustion engine 1 is set to a rich air-fuel ratio lower than the stoichiometric air-fuel ratio in order to keep the exhaust purification capacity of the three-way catalyst 67 supported on the catalyst carrier 61 high. The air-fuel ratio is repeatedly changed to a lean air-fuel ratio higher than the stoichiometric air-fuel ratio, and the average value is maintained near the stoichiometric air-fuel ratio. Hereinafter, such exhaust air-fuel ratio control is referred to as stoichiometric A / F control. The air-fuel ratio of the exhaust can be controlled by adjusting the fuel injection amount and intake air amount in the internal combustion engine 1.

また、上述したように、EHC6のマット63の端面63a,63bに付着したPMの酸化を促進させ、該PMを除去するためには、酸化触媒68に未燃燃料成分を供給する必要がある。ストイキA/F制御を実行することで、リッチ空燃比時には、酸化触媒68に未燃燃料成分を供給することができ、リーン空燃比時には、酸化触媒68に酸素を供給することができる。そのため、マット63の端面63a,63bに付着したPMを酸化させ除去させることができる。   Further, as described above, it is necessary to supply unburned fuel components to the oxidation catalyst 68 in order to promote the oxidation of PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63 of the EHC 6 and to remove the PM. By executing the stoichiometric A / F control, an unburned fuel component can be supplied to the oxidation catalyst 68 when the air-fuel ratio is rich, and oxygen can be supplied to the oxidation catalyst 68 when the air-fuel ratio is lean. Therefore, the PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63 can be oxidized and removed.

さらに、本実施例においては、マット63の端面63a,63bに付着したPMを除去する際には、その付着量(以下、単にPM付着量と称する)に応じて、リッチ空燃比に制御した時の空燃比、及びリッチ空燃比期間を変更する。   Further, in this embodiment, when removing PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63, when the rich air-fuel ratio is controlled according to the adhering amount (hereinafter simply referred to as PM adhering amount). The air-fuel ratio and the rich air-fuel ratio period are changed.

図6は、ストイキA/F制御における、リッチ空燃比時の空燃比(以下、リッチ側A/Fと称する場合もある)及びリーン空燃比時の空燃比(以下、リーン側A/Fと称する場合もある)と、PM付着量との関係を示す図である。図6において、横軸はPM付着量を表しており、縦軸は排気の空燃比を表している。また、図6において、実線はリッチ側A/Fを示しており、破線はリーン側A/Fを示している。また、図6において、kpm0は、マット63の端面63a,63bからのPMの除去を実行する閾値となるPM付着量を表している。   FIG. 6 shows an air-fuel ratio at the time of rich air-fuel ratio (hereinafter also referred to as a rich side A / F) and an air-fuel ratio at the time of lean air-fuel ratio (hereinafter referred to as lean-side A / F) in stoichiometric A / F control. It is a figure which shows the relationship between PM adhesion amount and a case. In FIG. 6, the horizontal axis represents the PM adhesion amount, and the vertical axis represents the air-fuel ratio of the exhaust. In FIG. 6, the solid line indicates the rich side A / F, and the broken line indicates the lean side A / F. In FIG. 6, kpm0 represents a PM adhesion amount serving as a threshold for executing the removal of PM from the end faces 63a and 63b of the mat 63.

図7は、ストイキA/F制御実行時の排気の空燃比の推移を示すタイムチャートである。図7において、横軸は時間を表しており、縦軸は排気の空燃比を表している。また、図7において、実線はPM付着量が比較的多い場合を示しており、破線はPM付着量が比較的少ない場合を示している。また、Δtrは、リッチ空燃比とする期間(以下、リッチA/F期間と称する場合もある)を表している。   FIG. 7 is a time chart showing the transition of the air-fuel ratio of the exhaust when the stoichiometric A / F control is executed. In FIG. 7, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the air-fuel ratio of the exhaust. In FIG. 7, the solid line indicates a case where the PM adhesion amount is relatively large, and the broken line indicates a case where the PM adhesion amount is relatively small. Δtr represents a period during which the rich air-fuel ratio is set (hereinafter also referred to as a rich A / F period).

図8は、ストイキA/F制御の実行時における、リッチ側A/Fと酸化触媒68の温度上昇量との関係を示す図である。図8において、横軸はリッチ側A/Fを表しており、縦軸は酸化触媒68の温度上昇量を表している。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the rich side A / F and the temperature increase amount of the oxidation catalyst 68 when the stoichiometric A / F control is executed. In FIG. 8, the horizontal axis represents the rich side A / F, and the vertical axis represents the temperature increase amount of the oxidation catalyst 68.

図6及び7に示すように、本実施例においては、PM付着量が多いほど、ストイキA/F制御におけるリッチ側A/Fをより低くし、且つリッチA/F期間をより短くする。これにより、PM付着量が多いときには、より多くの未燃燃料成分を酸化触媒68に供給す
ることができ、且つ未燃燃料成分の酸化に必要な酸素の供給量を確保することができる。そのため、図8に示すように、未燃燃料成分の酸化による温度上昇量をより大きくすることができ、以ってマット63の端面63a,63bに付着したPMの酸化・除去をより促進させることが可能となる。その結果、EHC6における触媒担体61とケース62との間の短絡をより高い確率で抑制することができる。
As shown in FIGS. 6 and 7, in this embodiment, the richer A / F control in the stoichiometric A / F control is made lower and the rich A / F period is made shorter as the PM adhesion amount is larger. Thereby, when the amount of PM adhesion is large, more unburned fuel components can be supplied to the oxidation catalyst 68, and the supply amount of oxygen necessary for oxidation of the unburned fuel components can be ensured. Therefore, as shown in FIG. 8, the amount of temperature increase due to oxidation of the unburned fuel component can be further increased, thereby further promoting the oxidation / removal of PM adhering to the end faces 63a, 63b of the mat 63. Is possible. As a result, a short circuit between the catalyst carrier 61 and the case 62 in the EHC 6 can be suppressed with a higher probability.

また、上記のようなストイキA/F制御によれば、リッチ側A/Fをより低くした場合であっても、排気の空燃比の平均値を理論空燃比近傍に維持することができる。そのため、触媒担体61に担持された三元触媒67の排気浄化能力を高く維持することができる。   Further, according to the stoichiometric A / F control as described above, the average value of the air-fuel ratio of the exhaust can be maintained in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio even when the rich side A / F is made lower. Therefore, the exhaust purification capacity of the three-way catalyst 67 supported on the catalyst carrier 61 can be maintained high.

尚、リッチA/F期間を短くすることに代えて、又はそれと同時に、排気の空燃比をリーン空燃比とする期間(以下、リーンA/F期間と称する場合もある)をより長くしてもよい。これによっても、リッチ側A/Fをより低くしたときに、未燃燃料成分の酸化に必要な酸素の供給量を確保することができ、且つ排気の空燃比の平均値を理論空燃比近傍に維持することができる。   Instead of or simultaneously with shortening the rich A / F period, a period during which the air-fuel ratio of the exhaust is set to be a lean air-fuel ratio (hereinafter sometimes referred to as a lean A / F period) may be lengthened. Good. This also makes it possible to ensure the supply amount of oxygen necessary for oxidizing the unburned fuel component when the rich side A / F is lowered, and to bring the average value of the exhaust air / fuel ratio close to the stoichiometric air / fuel ratio. Can be maintained.

リッチA/F期間及びリーンA/F期間の長さを変えずに、リッチ側A/Fを低くしたときにリーン側A/Fを高くしても、未燃燃料成分の酸化に必要な酸素の供給量を確保することはでき、また排気の空燃比の平均値を理論空燃比近傍に維持することもできる。しかしながら、上記のように、リーン側A/Fの値は変更せずにリッチ側A/Fを低くすることで、それと同時にリーン側A/Fを高くする場合に比べて、リッチ側A/Fをより低くすることができる。その結果、より多くの未燃燃料成分を酸化触媒68に供給することができるため、マット63の端面63a,63bに付着したPMの酸化・除去をより促進させることができる。   Even if the lean side A / F is increased when the rich side A / F is lowered without changing the lengths of the rich A / F period and the lean A / F period, oxygen necessary for oxidizing the unburned fuel component Can be ensured, and the average value of the air-fuel ratio of the exhaust gas can be maintained in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. However, as described above, the value of the lean side A / F is not changed, and the rich side A / F is made lower, and at the same time, the lean side A / F is made higher. Can be made lower. As a result, more unburned fuel components can be supplied to the oxidation catalyst 68, and therefore oxidation and removal of PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63 can be further promoted.

[ストイキA/F制御のフロー]
ここで、本実施例に係るストイキA/F制御のフローについて、図6に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって所定の間隔で繰り返し実行される。
[Stoichi A / F control flow]
Here, the flow of stoichiometric A / F control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This flow is stored in advance in the ECU 10 and is repeatedly executed by the ECU 10 at predetermined intervals.

本フローでは、先ずステップS101において、マット63の端面63a,63bにおけるPM付着量kpmが算出される。PM付着量kpmは、内燃機関1の運転状態の履歴等に基づいて推定することができる。   In this flow, first, in step S101, the PM adhesion amount kpm on the end faces 63a and 63b of the mat 63 is calculated. The PM adhesion amount kpm can be estimated based on the history of the operating state of the internal combustion engine 1 or the like.

次に、ステップS102において、内燃機関1の冷却水温度Thw及びEHC6の温度Tcatが読み込まれる。内燃機関1の冷却水温度Thwは冷却水温度センサ15によって検出される。EHC6の温度Tcatは、下流側排気温度センサ14の検出値に基づいて算出される。   Next, in step S102, the coolant temperature Thw of the internal combustion engine 1 and the temperature Tcat of the EHC 6 are read. The coolant temperature Thw of the internal combustion engine 1 is detected by a coolant temperature sensor 15. The temperature Tcat of the EHC 6 is calculated based on the detection value of the downstream side exhaust temperature sensor 14.

次に、ステップS103において、PM付着量kpmが、PM除去実行の閾値kpm0以上であるか否かが判別される。閾値kpm0は実験等に基づいて予め定められている。ステップS103において否定判定された場合、次にステップS108の処理が実行される。ステップS108においては、ストイキA/F制御におけるリッチ側A/F及びリッチA/F期間がそれぞれ標準値に設定される。該標準値は、通常のストイキA/F制御実行時のリッチ側A/F及びリッチA/F期間の値であり、予め定められた値である。次に、ステップS107において、リッチ側A/F及びリッチA/F期間をそれぞれ標準値とするストイキA/F制御が実行される。   Next, in step S103, it is determined whether or not the PM adhesion amount kpm is greater than or equal to the PM removal execution threshold value kpm0. The threshold value kpm0 is determined in advance based on experiments or the like. If a negative determination is made in step S103, the process of step S108 is then executed. In step S108, the rich side A / F and the rich A / F period in the stoichiometric A / F control are respectively set to standard values. The standard values are values of the rich side A / F and the rich A / F period when normal stoichiometric A / F control is executed, and are predetermined values. Next, in step S107, stoichiometric A / F control is performed with the rich side A / F and rich A / F periods as standard values.

ステップS103において肯定判定された場合、次にステップS104の処理が実行される。ステップS104においては、内燃機関1の冷却水温度Thwが、PM除去実行の
下限温度Thw0以上であるか否かが判別される。下限温度Thw0は実験等に基づいて予め定められている。ステップS104において、肯定判定された場合、次にステップS105の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップS108の処理が実行される。
If an affirmative determination is made in step S103, then the process of step S104 is executed. In step S104, it is determined whether or not the coolant temperature Thw of the internal combustion engine 1 is equal to or higher than the lower limit temperature Thw0 for PM removal execution. The lower limit temperature Thw0 is determined in advance based on experiments and the like. If an affirmative determination is made in step S104, the process of step S105 is executed next, and if a negative determination is made, the process of step S108 is executed next.

ステップS105においては、EHC6の温度Tcatが、PM除去実行の下限温度Tcat0以上であり且つその上限温度Tcat1以下であるか否かが判別される。下限温度Tcat0及び上限温度Tcat1は実験等に基づいて予め定められている。ステップS105において、肯定判定された場合、次にステップS106の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップS108の処理が実行される。   In step S105, it is determined whether or not the temperature Tcat of the EHC 6 is not less than the lower limit temperature Tcat0 for executing PM removal and not more than the upper limit temperature Tcat1. The lower limit temperature Tcat0 and the upper limit temperature Tcat1 are determined in advance based on experiments and the like. If an affirmative determination is made in step S105, the process of step S106 is executed next. If a negative determination is made, the process of step S108 is executed next.

ステップS106においては、マット63の端面63a,63bに付着したPMを除去する際のストイキA/F制御におけるリッチ側A/F及びリッチA/F期間であるRr_pm及びΔtr_pmが、PM付着量kpmに基づいて、それぞれ算出される。Rr_pmの値はリッチ側A/Fの標準値よりも小さく、Δtr_pmの値はリッチA/F期間の標準値よりも小さい。また、Rr_pm及びΔtr_pmの値は、いずれも、PM付着量kpmが多いほど小さくなる。PM付着量とRr_pmとの関係、およびPM付着量とΔtr_pmとの関係は、実験等に基づいて予め求めることができ、これらの関係がマップとしてECU10に記憶されている。   In step S106, Rr_pm and Δtr_pm which are the rich side A / F and rich A / F period in the stoichiometric A / F control when removing PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63 are set to the PM adhering amount kpm. It is calculated based on each. The value of Rr_pm is smaller than the standard value of the rich A / F, and the value of Δtr_pm is smaller than the standard value of the rich A / F period. Further, the values of Rr_pm and Δtr_pm are both smaller as the PM adhesion amount kpm is larger. The relationship between the PM adhesion amount and Rr_pm and the relationship between the PM adhesion amount and Δtr_pm can be obtained in advance based on experiments or the like, and these relationships are stored in the ECU 10 as a map.

次に、ステップS107において、リッチ側A/FをステップS106で算出されたRr_pmとし、リッチA/F期間をステップS106で算出されたΔtr_pmとするストイキA/F制御が実行される。   Next, in step S107, stoichiometric A / F control is performed in which the rich A / F is set to Rr_pm calculated in step S106, and the rich A / F period is set to Δtr_pm calculated in step S106.

尚、PMの除去実行時において、ストイキA/F制御におけるリッチA/F期間を短くすることに代えて、又はそれと同時に、リーンA/F期間を長くする場合は、上記フローにおけるステップS106において、PM付着量に基づいてリーンA/F期間を算出する。このとき、PM付着量が多いほどリーンA/F期間の長さは長くなる。そして、この場合、ステップS107においては、リーンA/F期間を、ステップS106において算出された値とするストイキA/F制御が実行される。   At the time of PM removal execution, instead of shortening the rich A / F period in the stoichiometric A / F control, or at the same time, when the lean A / F period is lengthened, in step S106 in the above flow, A lean A / F period is calculated based on the PM adhesion amount. At this time, the lean A / F period becomes longer as the PM adhesion amount increases. In this case, in step S107, stoichiometric A / F control is executed with the lean A / F period as the value calculated in step S106.

<実施例2>
本発明の実施例2について説明する。ここでは、実施例1と異なる点についてのみ説明する。
<Example 2>
A second embodiment of the present invention will be described. Here, only differences from the first embodiment will be described.

[燃料噴射時期制御]
本実施例では、内燃機関1の各気筒において、燃料噴射弁が吸気ポートに設けられており、燃料噴射弁から吸気ポート内に燃料が噴射される。そして、本実施例においては、マット63の上流側又は下流側の端面63a,63bに付着したPMを除去する際に、燃料噴射弁からの燃料噴射時期を制御することで、酸化触媒68に未燃燃料成分を供給する。このとき、PM付着量に応じて、燃料噴射時期を変更する。
[Fuel injection timing control]
In this embodiment, in each cylinder of the internal combustion engine 1, a fuel injection valve is provided in the intake port, and fuel is injected into the intake port from the fuel injection valve. In this embodiment, when the PM adhering to the upstream or downstream end faces 63a, 63b of the mat 63 is removed, the fuel injection timing from the fuel injection valve is controlled, so that the oxidation catalyst 68 is not subjected to the control. Supply fuel components. At this time, the fuel injection timing is changed according to the PM adhesion amount.

図10は、内燃機関1での燃料噴射弁からの燃料噴射時期と、内燃機関1からの未燃燃料成分の排出量との関係を示す図である。図10において、横軸は燃料噴射弁からの燃料噴射時期を表しており、縦軸は未燃燃料成分の排出量を表している。図10の横軸においては、吸気行程上死点を0CA°とする。   FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the fuel injection timing from the fuel injection valve in the internal combustion engine 1 and the discharge amount of the unburned fuel component from the internal combustion engine 1. In FIG. 10, the horizontal axis represents the fuel injection timing from the fuel injection valve, and the vertical axis represents the discharge amount of the unburned fuel component. In the horizontal axis of FIG. 10, the intake stroke top dead center is set to 0 CA °.

図11は、内燃機関1での燃料噴射弁からの燃料噴射時期と、PM付着量との関係を示す図である。図11において、横軸はPM付着量を表しており、縦軸は燃料噴射弁からの燃料噴射時期を表している。また、図11において、kpm0は、マット63の端面63
a,63bからのPMの除去を実行する閾値となるPM付着量を表している。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the fuel injection timing from the fuel injection valve in the internal combustion engine 1 and the PM adhesion amount. In FIG. 11, the horizontal axis represents the PM adhesion amount, and the vertical axis represents the fuel injection timing from the fuel injection valve. In FIG. 11, kpm0 is an end face 63 of the mat 63.
a represents the amount of PM adhering to be a threshold value for executing the removal of PM from a and 63b.

図10に示すように、吸気行程において燃料噴射を実行する場合、ある程度の時期までは、燃料噴射時期が遅くなるほど、未燃燃料成分の排出量が増加する。つまり、酸化触媒68に供給される未燃燃料成分の量が増加する。そこで、本実施例では、図11に示すように、PM付着量が多いほど、内燃機関1からの未燃燃料成分の排出量が最大値となるまでの範囲内において、燃料噴射時期を遅くする。   As shown in FIG. 10, when fuel injection is performed in the intake stroke, the amount of unburned fuel component increases as the fuel injection timing is delayed until a certain time. That is, the amount of unburned fuel component supplied to the oxidation catalyst 68 increases. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the fuel injection timing is delayed within a range until the amount of unburned fuel components discharged from the internal combustion engine 1 reaches the maximum value as the PM adhesion amount increases. .

これにより、PM付着量が多いときには、より多くの未燃燃料成分を酸化触媒68に供給することができる。そのため、マット63の端面63a,63bに付着したPMの酸化・除去をより促進させることが可能となる。その結果、EHC6における触媒担体61とケース62との間の短絡をより高い確率で抑制することができる。   Thereby, when the amount of PM attached is large, more unburned fuel components can be supplied to the oxidation catalyst 68. Therefore, it becomes possible to further promote the oxidation / removal of PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63. As a result, a short circuit between the catalyst carrier 61 and the case 62 in the EHC 6 can be suppressed with a higher probability.

また、燃料噴射弁からの燃料噴射時期を標準値とは異なる時期としても、排気空燃比の平均値は理論空燃比近傍に維持することができる。そのため、触媒担体61に担持された三元触媒67の排気浄化能力を高く維持することができる。   Even if the fuel injection timing from the fuel injection valve is different from the standard value, the average value of the exhaust air-fuel ratio can be maintained near the theoretical air-fuel ratio. Therefore, the exhaust purification capacity of the three-way catalyst 67 supported on the catalyst carrier 61 can be maintained high.

[燃料噴射時期制御のフロー]
ここで、本実施例に係る燃料噴射時期制御のフローについて、図12に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、本フローにおけるステップS101〜S105については、図9に示すフローと同様であるため、その説明を省略する。
[Flow of fuel injection timing control]
Here, the flow of fuel injection timing control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This flow is stored in advance in the ECU 10 and is repeatedly executed by the ECU 10 at predetermined intervals. Note that steps S101 to S105 in this flow are the same as those in the flow shown in FIG.

本フローでは、ステップS103、S104、又はS105において否定判定された場合、ステップS208の処理が実行される。ステップS208においては、燃料噴射弁からの燃料噴射時期が標準値に設定される。該標準値は予め定められており、通常運転時における燃料噴射時期の値である。次に、ステップS207において、燃料噴射時期を標準値とする燃料噴射が実行される。   In this flow, if a negative determination is made in step S103, S104, or S105, the process of step S208 is executed. In step S208, the fuel injection timing from the fuel injection valve is set to a standard value. The standard value is determined in advance and is the value of the fuel injection timing during normal operation. Next, in step S207, fuel injection with the fuel injection timing as a standard value is executed.

ステップS105において肯定判定された場合、次にステップS206の処理が実行される。ステップS206においては、マット63の端面63a,63bに付着したPMを除去する際の燃料噴射弁からの燃料噴射時期であるtinj_pmが、PM付着量kpmに基づいて算出される。tinj_pmは、燃料噴射時期の標準値よりも遅い時期であり、また、PM付着量が多いほど遅い時期となる。PM付着量とtinj_pmとの関係は、実験等に基づいて予め求めることができ、これらの関係がマップとしてECU10に記憶されている。   If an affirmative determination is made in step S105, then the process of step S206 is executed. In step S206, tinj_pm, which is the fuel injection timing from the fuel injection valve when removing PM adhering to the end faces 63a, 63b of the mat 63, is calculated based on the PM adhering amount kpm. tinj_pm is a time later than the standard value of the fuel injection time, and becomes a later time as the amount of PM adhesion increases. The relationship between the PM adhesion amount and tinj_pm can be obtained in advance based on experiments or the like, and these relationships are stored in the ECU 10 as a map.

次に、ステップS207において、燃料噴射時期をステップS206で算出されたtinj_pmとする燃料噴射が実行される。   Next, in step S207, fuel injection is performed with the fuel injection timing as tinj_pm calculated in step S206.

<実施例3>
本発明の実施例3について説明する。ここでは、実施例1と異なる点についてのみ説明する。
<Example 3>
A third embodiment of the present invention will be described. Here, only differences from the first embodiment will be described.

[排気行程噴射制御]
本実施例では、内燃機関1の各気筒において、燃料噴射弁から気筒内に燃料が直接噴射される。そして、本実施例においては、マット63の上流側又は下流側の端面63a,63bに付着したPMを除去する際に、圧縮行程で行われる通常の主燃料噴射に加え、排気行程で燃料噴射弁から燃料を噴射する排気行程噴射を実行することで、酸化触媒68に未燃燃料成分を供給する。このとき、PM付着量に応じて、総燃料噴射量に対する排気行程
噴射による燃料噴射量の比率である排気行程噴射比率を変更する。
[Exhaust stroke injection control]
In this embodiment, in each cylinder of the internal combustion engine 1, fuel is directly injected into the cylinder from the fuel injection valve. In this embodiment, when removing the PM adhering to the upstream or downstream end faces 63a, 63b of the mat 63, in addition to the normal main fuel injection performed in the compression stroke, the fuel injection valve in the exhaust stroke The unburned fuel component is supplied to the oxidation catalyst 68 by executing the exhaust stroke injection for injecting the fuel. At this time, the exhaust stroke injection ratio, which is the ratio of the fuel injection amount by the exhaust stroke injection to the total fuel injection amount, is changed according to the PM adhesion amount.

図13は、排気行程噴射比率とPM付着量との関係を示す図である。図13において、横軸はPM付着量を表しており、縦軸は排気行程噴射比率を表している。また、図13において、kpm0は、マット63の端面63a,63bからのPMの除去を実行する閾値となるPM付着量を表している。   FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the exhaust stroke injection ratio and the PM adhesion amount. In FIG. 13, the horizontal axis represents the PM adhesion amount, and the vertical axis represents the exhaust stroke injection ratio. In FIG. 13, kpm0 represents a PM adhesion amount serving as a threshold for executing the removal of PM from the end faces 63a and 63b of the mat 63.

排気行程噴射によって内燃機関1の気筒内に噴射された燃料は、未燃燃料成分として内燃機関1から排出される。そのため、排気行程噴射比率が高いほど、酸化触媒68に供給される未燃燃料成分の量が増加する。そこで、本実施例では、図13に示すように、PM付着量が多いほど、排気行程噴射比率を高くする。   The fuel injected into the cylinder of the internal combustion engine 1 by the exhaust stroke injection is discharged from the internal combustion engine 1 as an unburned fuel component. Therefore, the higher the exhaust stroke injection ratio, the greater the amount of unburned fuel component supplied to the oxidation catalyst 68. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 13, the exhaust stroke injection ratio is increased as the PM adhesion amount increases.

これにより、PM付着量が多いときには、より多くの未燃燃料成分を酸化触媒68に供給することができる。そのため、マット63の端面63a,63bに付着したPMの酸化・除去をより促進させることが可能となる。その結果、EHC6における触媒担体61とケース62との間の短絡をより高い確率で抑制することができる。   Thereby, when the amount of PM attached is large, more unburned fuel components can be supplied to the oxidation catalyst 68. Therefore, it becomes possible to further promote the oxidation / removal of PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63. As a result, a short circuit between the catalyst carrier 61 and the case 62 in the EHC 6 can be suppressed with a higher probability.

また、燃料噴射弁から噴射される総燃料噴射量の一部を排気行程噴射によって噴射したとしても、排気空燃比の平均値は理論空燃比近傍に維持することができる。そのため、触媒担体61に担持された三元触媒67の排気浄化能力を高く維持することができる。   Even if a part of the total fuel injection amount injected from the fuel injection valve is injected by the exhaust stroke injection, the average value of the exhaust air / fuel ratio can be maintained in the vicinity of the theoretical air / fuel ratio. Therefore, the exhaust purification capacity of the three-way catalyst 67 supported on the catalyst carrier 61 can be maintained high.

[排気行程噴射制御のフロー]
ここで、本実施例に係る排気行程噴射制御のフローについて、図14に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、本フローにおけるステップS101〜S105については、図9に示すフローと同様であるため、その説明を省略する。
[Flow of exhaust stroke injection control]
Here, the flow of the exhaust stroke injection control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This flow is stored in advance in the ECU 10 and is repeatedly executed by the ECU 10 at predetermined intervals. Note that steps S101 to S105 in this flow are the same as those in the flow shown in FIG.

本フローでは、ステップS103、S104、又はS105において否定判定された場合、ステップS308の処理が実行される。ステップS308においては、排気行程噴射の実行が禁止される。次に、ステップS307において、燃料噴射弁によって通常の主燃料噴射のみが実行される。   In this flow, if a negative determination is made in step S103, S104, or S105, the process of step S308 is executed. In step S308, execution of exhaust stroke injection is prohibited. Next, in step S307, only normal main fuel injection is executed by the fuel injection valve.

ステップS105において肯定判定された場合、次にステップS306の処理が実行される。ステップS306においては、マット63の端面63a,63bに付着したPMを除去すべく排気行程噴射を実行する際の排気行程噴射比率が算出される。排気行程噴射比率は、PM付着量が多いほど高くなる。PM付着量と排気行程噴射比率との関係は、実験等に基づいて予め求めることができ、これらの関係がマップとしてECU10に記憶されている。   If an affirmative determination is made in step S105, then the process of step S306 is executed. In step S306, the exhaust stroke injection ratio when exhaust stroke injection is executed to remove PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63 is calculated. The exhaust stroke injection ratio increases as the PM adhesion amount increases. The relationship between the PM adhesion amount and the exhaust stroke injection ratio can be obtained in advance based on experiments or the like, and these relationships are stored in the ECU 10 as a map.

次に、ステップS307において、排気行程噴射比率をステップS306で算出された値として、主燃料噴射に加え、排気行程噴射が実行される。   Next, in step S307, the exhaust stroke injection is executed in addition to the main fuel injection, with the exhaust stroke injection ratio being the value calculated in step S306.

<実施例4>
本発明の実施例4について説明する。ここでは、実施例1と異なる点についてのみ説明する。
<Example 4>
Embodiment 4 of the present invention will be described. Here, only differences from the first embodiment will be described.

[フューエルカット制御]
本実施例では、内燃機関1において、減速運転時に燃料噴射弁からの燃料噴射が停止される、所謂、フューエルカット制御が行なわれる。フューエルカット制御が実行されると、スロットル弁5の開度も低減され、内燃機関1の吸入空気量は減少する。しかしながら
、内燃機関1において燃焼が行なわれないため、内燃機関1に吸入された新気(空気)がそのまま排気通路3に排出される。そのため、EHC6に多量の酸素が供給されることとなる。その結果、十分な温度が維持されていれば、マット63の端面63a,63bに付着したPMの酸化が促進される。
[Fuel cut control]
In the present embodiment, in the internal combustion engine 1, so-called fuel cut control is performed in which fuel injection from the fuel injection valve is stopped during deceleration operation. When the fuel cut control is executed, the opening degree of the throttle valve 5 is also reduced, and the intake air amount of the internal combustion engine 1 is reduced. However, since no combustion is performed in the internal combustion engine 1, fresh air (air) sucked into the internal combustion engine 1 is directly discharged into the exhaust passage 3. Therefore, a large amount of oxygen is supplied to EHC6. As a result, if a sufficient temperature is maintained, oxidation of PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63 is promoted.

しかしながら、EHC6に低温の新気が供給されることで、マット63の上流側端面63aの温度が低下する場合がある。この場合、逆にPMの酸化反応が抑制されることとなる。   However, when the low temperature fresh air is supplied to the EHC 6, the temperature of the upstream end face 63a of the mat 63 may be lowered. In this case, on the contrary, the oxidation reaction of PM is suppressed.

また、EHC6の触媒担体61に担持された三元触媒67は酸素吸蔵能力を有している。そのため、フューエルカット制御の実行が開始され、EHC6に多量の酸素が供給されても、該酸素が三元触媒67に吸蔵される間は、EHC6の下流側の酸素濃度は低下した状態となる。これにより、EHC6の下流側、即ちマット63の下流側端面63bに供給される酸素量が不足すると、該下流側端面63bに付着したPMの酸化反応が抑制されることとなる。   The three-way catalyst 67 supported on the catalyst carrier 61 of EHC 6 has an oxygen storage capacity. Therefore, even if the execution of the fuel cut control is started and a large amount of oxygen is supplied to the EHC 6, the oxygen concentration on the downstream side of the EHC 6 is reduced while the oxygen is stored in the three-way catalyst 67. As a result, when the amount of oxygen supplied to the downstream side of the EHC 6, that is, the downstream side end surface 63 b of the mat 63 is insufficient, the oxidation reaction of PM adhering to the downstream side end surface 63 b is suppressed.

そこで、本実施例では、フューエルカット制御の実行開始後、EHC6の下流側に、マット63の下流側端面63bに付着したPMを酸化・除去させるのに十分な量の酸素が供給されたと判断された時点で、EHC6への空気の供給を停止させる制御(以下、この制御を空気供給停止制御と称する)を実行する。   Therefore, in this embodiment, after the start of the fuel cut control, it is determined that a sufficient amount of oxygen is supplied to the downstream side of the EHC 6 to oxidize and remove the PM adhering to the downstream end surface 63b of the mat 63. At this point, control for stopping the supply of air to the EHC 6 (hereinafter, this control is referred to as air supply stop control) is executed.

このようなタイミングで空気供給停止制御を実行することで、マット63の上流側及び下流側端面63a,63bに十分な量の酸素を供給しつつ、マット63の上流側端面63aの温度低下を可及的に抑制することができる。その結果、フューエルカット制御実行時におけるマット63の上流側及び下流側端面63a,63bでのPMの酸化・除去を促進させることができる。   By executing the air supply stop control at such timing, it is possible to reduce the temperature of the upstream end surface 63a of the mat 63 while supplying a sufficient amount of oxygen to the upstream and downstream end surfaces 63a, 63b of the mat 63. It can be suppressed as much as possible. As a result, it is possible to promote the oxidation / removal of PM on the upstream and downstream end faces 63a and 63b of the mat 63 when the fuel cut control is executed.

空気供給停止制御は、スロットル弁5の閉弁制御や、内燃機関1における吸気弁又は排気弁の閉弁制御等によって実現することができる。   The air supply stop control can be realized by closing control of the throttle valve 5, closing control of the intake valve or exhaust valve in the internal combustion engine 1, and the like.

[空気供給停止制御のフロー]
ここで、本実施例に係る空気供給停止制御のフローについて、図15に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって所定の間隔で繰り返し実行される。
[Air supply stop control flow]
Here, the flow of the air supply stop control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This flow is stored in advance in the ECU 10 and is repeatedly executed by the ECU 10 at predetermined intervals.

本フローでは、先ずステップS401において、フューエルカット制御が実行されたか否かが判別される。S401において、フューエルカット制御が実行されたと判定された場合、次にステップS402において、EHC6の下流側のO濃度Cdが所定濃度Cd0以下であるか否かが判別される。ここで、所定濃度Cd0は、三元触媒67に酸素が吸蔵されることによって、EHC6の下流側のO濃度Cdが低下していると判断できる閾値である。このような所定濃度Cd0は、実験等に基づいて予め求めることができる。 In this flow, first, in step S401, it is determined whether or not fuel cut control has been executed. If it is determined in S401 that the fuel cut control has been executed, then in step S402, it is determined whether or not the O 2 concentration Cd on the downstream side of the EHC 6 is equal to or less than a predetermined concentration Cd0. Here, the predetermined concentration Cd0 is a threshold at which it is possible to determine that the O 2 concentration Cd on the downstream side of the EHC 6 has decreased due to oxygen being stored in the three-way catalyst 67. Such a predetermined concentration Cd0 can be obtained in advance based on experiments or the like.

ステップS403において、EHC6の下流側のO濃度Cdが所定濃度Cd0以下であると判定された場合、次にステップS404において、EHC6の下流側のO濃度Cdが所定濃度Cd0以下となってからの内燃機関1の吸入空気量の積算値(以下、積算空気量と称する)Σgaを算出する。 If it is determined in step S403 that the O 2 concentration Cd on the downstream side of EHC6 is equal to or lower than the predetermined concentration Cd0, then in step S404, the O 2 concentration Cd on the downstream side of EHC6 becomes equal to or lower than the predetermined concentration Cd0. The integrated value (hereinafter referred to as the integrated air amount) Σga of the intake air amount of the internal combustion engine 1 is calculated.

次に、ステップS405において、積算空気量Σgaが所定積算空気量Σga1以上となったか否かが判別される。ここで、所定積算空気量Σga1とは、EHC6の下流側に、マット63の下流側端面63bに付着したPMを酸化・除去させるのに十分な量の酸素
が供給されたと判断できる閾値である。このような所定積算空気量Σga1は、実験等に基づいて予め求めることができる。
Next, in step S405, it is determined whether or not the integrated air amount Σga is equal to or greater than a predetermined integrated air amount Σga1. Here, the predetermined integrated air amount Σga1 is a threshold at which it can be determined that a sufficient amount of oxygen has been supplied to the downstream side of the EHC 6 to oxidize and remove the PM adhering to the downstream end surface 63b of the mat 63. Such a predetermined integrated air amount Σga1 can be obtained in advance based on experiments or the like.

ステップS405において、積算空気量Σgaが所定積算空気量Σga1以上となったと判定された場合、次にステップS406において、空気供給停止制御が実行される。   If it is determined in step S405 that the integrated air amount Σga has become equal to or greater than the predetermined integrated air amount Σga1, then in step S406, air supply stop control is executed.

[変形例]
本実施例の変形例について説明する。上記においては、フューエルカット制御を実行した際に、EHC6のマット63の上流側端面63aの温度低下を抑制すべく空気供給停止制御を実行した。しかしながら、EHC6への空気の供給量(以下、供給空気量と称する)を減少させることで、マット63の上流側端面63aの過剰な温度低下を抑制できれば、必ずしも、EHC6への空気の供給を停止する必要はない。EHC6への空気の供給を停止させることなく、PMの酸化が可能な温度を維持できれば、より多くの酸素を供給することが可能となるため、フューエルカット制御の実行中にPMの酸化・除去をより促進させることができる。
[Modification]
A modification of this embodiment will be described. In the above, when the fuel cut control is executed, the air supply stop control is executed so as to suppress the temperature drop of the upstream end surface 63a of the mat 63 of the EHC 6. However, if the excessive temperature drop of the upstream end face 63a of the mat 63 can be suppressed by reducing the air supply amount to the EHC 6 (hereinafter referred to as supply air amount), the supply of air to the EHC 6 is not necessarily stopped. do not have to. If the temperature at which PM can be oxidized can be maintained without stopping the supply of air to the EHC 6, more oxygen can be supplied. Therefore, oxidation / removal of PM can be performed during fuel cut control. It can be promoted more.

また、供給空気量を減少させる制御(以下、この制御を空気供給量減少制御と称する)を実行する場合、EHC6へ供給される空気の温度(以下、供給空気温度と称する)に応じて、供給空気量を制御してもよい。フューエルカット制御の実行時における内燃機関1の温度が高いために供給空気温度が高い場合、供給空気量をより多くしてもPMの酸化が可能な温度を維持することができる。そこで、供給空気温度が高いほど、空気供給量減少制御の実行時における供給空気量をより多くする(つまり、供給空気量の減少量をより少なくする)。これにより、PMの酸化が可能な温度を維持しつつ、より多くの酸素をEHC6に供給することができる。   In addition, when control for reducing the supply air amount (hereinafter, this control is referred to as air supply amount reduction control) is performed according to the temperature of the air supplied to the EHC 6 (hereinafter referred to as supply air temperature). The amount of air may be controlled. When the supply air temperature is high because the temperature of the internal combustion engine 1 at the time of executing the fuel cut control is high, the temperature at which PM can be oxidized can be maintained even if the supply air amount is increased. Therefore, the higher the supply air temperature, the more the supply air amount when the air supply amount decrease control is executed (that is, the decrease amount of the supply air amount is decreased). Thereby, more oxygen can be supplied to EHC6, maintaining the temperature which can oxidize PM.

供給空気量は、スロットル弁5の開度や、内燃機関1の吸気弁又は排気弁の開閉タイミングを調整すること等により制御することができる。   The supply air amount can be controlled by adjusting the opening degree of the throttle valve 5 and the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve of the internal combustion engine 1.

[空気供給量減少制御のフロー]
ここで、本変形例に係る空気供給量減少制御のフローについて、図16に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、本フローにおけるステップS401〜S405については、図15に示すフローと同様であるため、その説明を省略する。
[Flow of air supply reduction control]
Here, the flow of the air supply amount reduction control according to this modification will be described based on the flowchart shown in FIG. This flow is stored in advance in the ECU 10 and is repeatedly executed by the ECU 10 at predetermined intervals. Note that steps S401 to S405 in this flow are the same as those in the flow shown in FIG.

本フローでは、ステップS405において、積算空気量Σgaが所定積算空気量Σga1以上となったと判定された場合、次にステップS506において、上流側排気温度センサ12によって検出される供給空気温度Tairが読み込まれる。   In this flow, if it is determined in step S405 that the integrated air amount Σga is equal to or greater than the predetermined integrated air amount Σga1, then in step S506, the supply air temperature Tair detected by the upstream side exhaust temperature sensor 12 is read. .

次に、ステップS507において、ステップS506で読み込まれた供給空気温度Tairに基づいて、空気供給量減少制御実行時における供給空気量の目標値Qairtを算出する。ここでは、供給空気温度Tairが高いほど、供給空気量の目標値Qairtは大きくなる。供給空気温度Tairと供給空気量の目標値Qairtとの関係は実験等に基づいて予め求めることができ、マップとしてECU10に記憶されている。   Next, in step S507, based on the supply air temperature Tair read in step S506, a target value Qairt of the supply air amount when the air supply amount reduction control is executed is calculated. Here, as the supply air temperature Tair is higher, the target value Qairt of the supply air amount becomes larger. The relationship between the supply air temperature Tair and the target value Qairt of the supply air amount can be obtained in advance based on experiments or the like, and is stored in the ECU 10 as a map.

次に、ステップS508において、空気供給量減少制御が実行される。このとき、供給空気量が、ステップS507で算出された目標値Qairtに制御される。   Next, in step S508, air supply amount reduction control is executed. At this time, the supply air amount is controlled to the target value Qairt calculated in step S507.

<実施例5>
本発明の実施例5について説明する。ここでは、実施例1と異なる点についてのみ説明する。
<Example 5>
A fifth embodiment of the present invention will be described. Here, only differences from the first embodiment will be described.

[オーバーリーン燃料噴射]
本実施例では、内燃機関1の各気筒において、燃料噴射弁が吸気ポートに設けられており、燃料噴射弁から吸気ポート内に燃料が噴射される。また、内燃機関1において、減速運転時にフューエルカット制御が行なわれる。
[Overlean fuel injection]
In this embodiment, in each cylinder of the internal combustion engine 1, a fuel injection valve is provided in the intake port, and fuel is injected into the intake port from the fuel injection valve. In the internal combustion engine 1, fuel cut control is performed during deceleration operation.

そして、フューエルカット制御の実行時において、マット63の端面63a,63bに付着したPMを除去する場合、内燃機関1の燃料噴射弁から、酸素過剰により気筒内で燃焼しない程度の微量な燃料を噴射する(以下、このような燃料噴射をオーバーリーン燃料噴射と称する)。オーバーリーン燃料噴射によって噴射された燃料は、内燃機関1から未燃の状態で排出され、空気と共に酸化触媒68に供給される。そして、該燃料が酸化触媒68において酸化される。このときに生じる酸化熱によって、フューエルカット制御の実行中における、マット63の端面63a,63bに付着したPMの酸化を促進させることができる。   When removing the PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63 during execution of the fuel cut control, a small amount of fuel is injected from the fuel injection valve of the internal combustion engine 1 so as not to burn in the cylinder due to excess oxygen. (Hereinafter, such fuel injection is referred to as overlean fuel injection). The fuel injected by the over lean fuel injection is discharged from the internal combustion engine 1 in an unburned state, and is supplied to the oxidation catalyst 68 together with air. Then, the fuel is oxidized in the oxidation catalyst 68. The oxidation heat generated at this time can promote the oxidation of PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63 during the execution of the fuel cut control.

[オーバーリーン燃料噴射制御のフロー]
ここで、本実施例に係るオーバーリーン燃料噴射制御のフローについて、図17に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって所定の間隔で繰り返し実行される。
[Overlean fuel injection control flow]
Here, the flow of overlean fuel injection control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This flow is stored in advance in the ECU 10 and is repeatedly executed by the ECU 10 at predetermined intervals.

本フローでは、先ずステップS601において、フューエルカット制御が実行されたか否かが判別される。S601において、フューエルカット制御が実行されたと判定された場合、次にステップS602において、マット63の端面63a,63bにおけるPM付着量kpmが算出される。   In this flow, first, in step S601, it is determined whether or not fuel cut control has been executed. If it is determined in S601 that the fuel cut control has been executed, then in step S602, the PM adhesion amount kpm on the end faces 63a and 63b of the mat 63 is calculated.

次にステップS603において、PM付着量kpmが、フューエルカット制御実行中におけるPM除去実行の閾値kpm1以上であるか否かが判別される。閾値kpm1は実験等に基づいて予め定められている。   Next, in step S603, it is determined whether or not the PM adhesion amount kpm is equal to or greater than a PM removal execution threshold value kpm1 during execution of fuel cut control. The threshold value kpm1 is determined in advance based on experiments or the like.

ステップS603において、PM付着量kpmが閾値kpm1以上であると判定された場合、次にステップS604において、上流側排気温度センサ12によって検出される供給空気温度Tairが読み込まれる。   If it is determined in step S603 that the PM adhesion amount kpm is equal to or greater than the threshold value kpm1, then in step S604, the supply air temperature Tair detected by the upstream side exhaust temperature sensor 12 is read.

次に、ステップS605において、ステップS604で読み込まれた供給空気温度Tairに基づいて、オーバーリーン燃料噴射での目標燃料噴射量Qftを算出する。マット63の端面63a,63bに付着したPMの酸化を促進させるためには、供給空気温度Tairが低いほど、酸化触媒68における燃料の酸化によって生じる熱量を大きくする必要がある。そのため、供給空気温度Tairが低いほど、オーバーリーン燃料噴射での目標燃料噴射量Qftは多くなる。また、該目標燃料噴射量Qftは、気筒内では燃焼しない程度の量になっている。供給空気温度Tairとオーバーリーン燃料噴射での目標燃料噴射量Qftとの関係は実験等に基づいて予め求めることができ、マップとしてECU10に記憶されている。   Next, in step S605, based on the supply air temperature Tair read in step S604, a target fuel injection amount Qft in overlean fuel injection is calculated. In order to promote the oxidation of PM adhering to the end faces 63a and 63b of the mat 63, it is necessary to increase the amount of heat generated by the oxidation of the fuel in the oxidation catalyst 68 as the supply air temperature Tair is lower. Therefore, the lower the supply air temperature Tair, the greater the target fuel injection amount Qft in overlean fuel injection. The target fuel injection amount Qft is an amount that does not burn in the cylinder. The relationship between the supply air temperature Tair and the target fuel injection amount Qft in overlean fuel injection can be obtained in advance based on experiments or the like, and is stored in the ECU 10 as a map.

次に、ステップS606において、オーバーリーン燃料噴射制御が実行される。このとき、燃料噴射量が、ステップS605で算出された目標燃料噴射量Qftに制御される。   Next, overlean fuel injection control is executed in step S606. At this time, the fuel injection amount is controlled to the target fuel injection amount Qft calculated in step S605.

尚、内燃機関1の燃料噴射弁が気筒内に燃料を直接噴射するものである場合は、フューエルカット制御の実行時において、排気行程での燃料噴射を実行することで、上記と同様、未燃の状態の燃料を空気と共に酸化触媒68に供給することができる。   When the fuel injection valve of the internal combustion engine 1 directly injects fuel into the cylinder, the fuel injection is performed in the exhaust stroke at the time of executing the fuel cut control. The fuel in the state can be supplied to the oxidation catalyst 68 together with air.

1・・・内燃機関
2・・・吸気通路
3・・・排気通路
5・・・スロットル弁
6・・・EHC
61・・触媒担体
62・・ケース
63・・マット
64・・内管
65・・電極
67・・三元触媒
68・・酸化触媒
7・・・バッテリ
10・・ECU
11・・空燃比センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Intake passage 3 ... Exhaust passage 5 ... Throttle valve 6 ... EHC
61..Catalyst carrier 62..Case 63..Mat 64..Inner tube 65..Electrode 67..Three-way catalyst 68..Oxidation catalyst 7 ... Battery 10..ECU
11. Air-fuel ratio sensor

Claims (1)

内燃機関の排気通路に設けられる三元触媒であって、
通電によって発熱する担体と、
前記担体を収納するケースと、
前記担体と前記ケースとの間に設けられ電気を絶縁する絶縁部材と、
前記絶縁部材の上流側若しくは下流側の少なくともいずれかの端面、又は該端面の近傍に設けられた触媒担持部材に担持された酸化機能を有する触媒と、を有する電気加熱式触媒と、
内燃機関の排気の空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比とに繰り返し変化させることで、その平均値を理論空燃比近傍に維持する空燃比制御手段と、
前記絶縁部材の端面に付着した粒子状物質の量を推定するPM付着量推定手段と、を備え、
前記絶縁部材の端面に付着した粒子状物質を除去する時に、前記空燃比制御手段が、前記PM付着量推定手段によって推定された前記絶縁部材の端面におけるPM付着量が多いときは、該PM付着量が少ないときに比べて、排気の空燃比をリッチ空燃比に制御した時の空燃比をより低くし、且つリッチ空燃比期間をより短くするか又はリーン空燃比期間をより長くする電気加熱式触媒の制御システム。
A three-way catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
A carrier that generates heat when energized;
A case for storing the carrier;
An insulating member provided between the carrier and the case for insulating electricity;
An electrically heated catalyst having an oxidation function carried on at least one of the upstream or downstream end face of the insulating member, or a catalyst carrying member provided in the vicinity of the end face;
Air-fuel ratio control means for maintaining the average value in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio by repeatedly changing the air-fuel ratio of the exhaust gas of the internal combustion engine to a lean air-fuel ratio and a rich air-fuel ratio;
PM adhesion amount estimation means for estimating the amount of particulate matter adhered to the end face of the insulating member,
When the particulate matter adhering to the end face of the insulating member is removed, if the air-fuel ratio control means has a large amount of PM attached to the end face of the insulating member estimated by the PM attached amount estimating means, the PM attachment Electric heating type that lowers the air-fuel ratio when controlling the exhaust air-fuel ratio to a rich air-fuel ratio and shortens the rich air-fuel ratio period or lengthens the lean air-fuel ratio period compared to when the amount is small Catalyst control system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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