JP2016113950A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

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茂雅 下条
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine suitable for improving a purification rate of exhaust gas during a high load operation.SOLUTION: An exhaust emission control device for an internal combustion engine includes: the engine 1 operated by using an air fuel mixture at an air fuel ratio deviated from a stoichiometric ratio by increasing fuel amount during a high load operation; and a manifold catalyst 3 and an underfloor catalyst 4 installed on the upstream and downstream sides of an exhaust passage 2 of the engine 1 to purify exhaust gas. The exhaust emission control device for the internal combustion engine further includes: an exhaust gas cooling device 5 disposed between the manifold catalyst 3 and the underfloor catalyst 4 to cool exhaust gas passing through the exhaust passage 2 so as to inhibit the temperature of the exhaust gas from being raised and exceeding a preset set temperature; and a secondary air supply device 6 serving as an air fuel ratio correction section for injecting secondary air between the exhaust gas cooling device 5 and the underfloor catalyst 4 to set the air fuel ratio of the exhaust gas flowing in to the underfloor catalyst 4 to a stoichiometric ratio during the high load operation of the engine 1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の排出ガス浄化装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.

従来から排気ガスの温度が高くなる高負荷運転時における内燃機関の排気ガスを浄化する排出ガス浄化装置が提案されている(特許文献1参照)。この排気浄化装置では、触媒下流に2次空気の供給装置を配置して、高負荷運転での高温の排気ガスから触媒等の排気部品を保護するために、燃料を増量してリッチ化させた排気ガスを触媒に供給し、触媒で浄化しきれないリッチ化成分を触媒下流において2次空気の酸素と酸化反応させて浄化するようにしている。   2. Description of the Related Art An exhaust gas purification device that purifies exhaust gas of an internal combustion engine during high load operation where the temperature of the exhaust gas becomes high has been proposed (see Patent Document 1). In this exhaust purification device, a secondary air supply device is disposed downstream of the catalyst, and the amount of fuel is increased and enriched to protect exhaust components such as the catalyst from high-temperature exhaust gas during high-load operation. Exhaust gas is supplied to the catalyst, and a rich component that cannot be purified by the catalyst is purified by oxidizing it with oxygen in the secondary air downstream of the catalyst.

特開2007−138882号公報JP 2007-138882 A

しかしながら、上記従来例では、触媒の過熱防止のため、触媒下流において排気ガスの温度を確保しつつリッチ化成分を酸化反応のみにより還元せざる得ないため、排気ガスの浄化率を向上させることには限界があった。   However, in the above conventional example, in order to prevent overheating of the catalyst, the enrichment component must be reduced only by the oxidation reaction while ensuring the exhaust gas temperature downstream of the catalyst, so that the exhaust gas purification rate is improved. There was a limit.

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、高負荷運転時における排気ガスの浄化率を向上させるに好適な内燃機関の排出ガス浄化装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an exhaust gas purification device for an internal combustion engine suitable for improving the exhaust gas purification rate during high-load operation.

本発明の内燃機関の排出ガス浄化装置は、高負荷運転時に燃料を増量若しくは減量してストイキを外れた空燃比の混合気で運転される内燃機関と、内燃機関の排気通路の上流側及び下流側に設置されて排気ガスを浄化する上流側触媒及び下流側触媒と、を備える。そして、上流側触媒と下流側触媒との間に配置されて、排気通路を通過する排気ガスを冷却してその温度が予め設定した設定温度を超えて上昇されることを抑制する排気ガス冷却装置と、内燃機関の高負荷運転時に、排気ガス冷却装置と下流側触媒との間に二次エア若しくは二次燃料を噴射して下流側触媒に流入する排気ガスの空燃比をストイキとする空燃比補正部と、を備えることを特徴とする。   An internal combustion engine exhaust gas purifying apparatus according to the present invention includes an internal combustion engine that is operated with an air-fuel ratio mixture that increases or decreases fuel during high load operation and deviates from stoichiometry, and upstream and downstream of an exhaust passage of the internal combustion engine. An upstream catalyst and a downstream catalyst that are disposed on the side and purify the exhaust gas. And the exhaust gas cooling device which is arrange | positioned between an upstream catalyst and a downstream catalyst, cools the exhaust gas which passes an exhaust passage, and suppresses that the temperature rises exceeding the preset preset temperature. And an air-fuel ratio in which the air-fuel ratio of the exhaust gas that flows into the downstream catalyst by injecting secondary air or secondary fuel between the exhaust gas cooling device and the downstream catalyst during high-load operation of the internal combustion engine is stoichiometric And a correction unit.

したがって、本発明では、高負荷運転時に内燃機関から排出される高温の排気ガスを排気ガス冷却装置により冷却することで、その温度が予め設定した設定温度を超えて上昇することを抑制する。このため、内燃機関から排出されるストイキを外れた空燃比の排気ガスを空燃比補正部によりストイキ化させて下流側触媒に供給しても、下流側触媒を劣化させることなく排気ガスを浄化でき、排気ガスの浄化率を向上させることができる。   Therefore, in the present invention, the high-temperature exhaust gas discharged from the internal combustion engine during high load operation is cooled by the exhaust gas cooling device, so that the temperature is prevented from rising beyond a preset temperature. For this reason, even if the air-fuel ratio exhaust gas discharged from the internal combustion engine is stoichiometrically exhausted by the air-fuel ratio correction unit and supplied to the downstream catalyst, the exhaust gas can be purified without deteriorating the downstream catalyst. The exhaust gas purification rate can be improved.

本発明の第1実施形態を示す内燃機関の排出ガス浄化装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purifying device for an internal combustion engine showing a first embodiment of the present invention. 床下触媒の排気ガス空燃比に対する浄化特性図である。It is a purification characteristic diagram with respect to the exhaust gas air-fuel ratio of the underfloor catalyst. 床下触媒の排気ガス温度に対する浄化特性図である。It is a purification characteristic figure with respect to the exhaust gas temperature of an underfloor catalyst. 排熱回収制御における流路切替弁の制御線図である。It is a control diagram of a flow path switching valve in exhaust heat recovery control. 二次エア供給制御のフローチャートである。It is a flowchart of secondary air supply control. 二次エア供給制御によるタイムチャートである。It is a time chart by secondary air supply control. 二次エア供給制御による所定時刻間の詳細なタイムチャートである。It is a detailed time chart between predetermined time by secondary air supply control. 本発明の第2実施形態を示す内燃機関の排出ガス浄化装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the exhaust-gas purification apparatus of the internal combustion engine which shows 2nd Embodiment of this invention. 二次燃料供給制御のフローチャートである。It is a flowchart of secondary fuel supply control. 二次燃料供給制御によるタイムチャートである。It is a time chart by secondary fuel supply control. 二次燃料供給制御による所定時刻間の詳細なタイムチャートである。It is a detailed time chart between predetermined time by secondary fuel supply control.

以下、本発明の内燃機関の排出ガス浄化装置を各実施形態に基づいて説明する。   Hereinafter, an exhaust gas purifying device for an internal combustion engine of the present invention will be described based on each embodiment.

(第1実施形態)
図1は、本発明を適用した第1実施形態による内燃機関の排出ガス浄化装置の概略構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to a first embodiment to which the present invention is applied.

図1において、内燃機関の排出ガス浄化装置は、エンジン1の排気中の有害物質(HC,CO,NOx)を無害な物質(H2O,CO2)に転換し低減させた上で外気に排出するために、排気通路2にマニホールド触媒3及び床下触媒4をこの順に配置して備える。また、内燃機関の排出ガス浄化装置は、マニホールド触媒3と床下触媒4との間に、排気ガスの温度を低下させる排気ガス冷却装置5と二次エア供給装置6とを備える。 In FIG. 1, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine converts harmful substances (HC, CO, NOx) in the exhaust of the engine 1 into harmless substances (H 2 O, CO 2 ) and reduces them into the outside air. In order to discharge, a manifold catalyst 3 and an underfloor catalyst 4 are arranged in this order in the exhaust passage 2. Further, the exhaust gas purifying device for the internal combustion engine includes an exhaust gas cooling device 5 and a secondary air supply device 6 for reducing the temperature of the exhaust gas between the manifold catalyst 3 and the underfloor catalyst 4.

マニホールド触媒3は、排気中に含まれる炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)及び窒素酸化物(NOx)を浄化する機能を備えた周知の三元触媒を内蔵する。マニホールド触媒3は、床下触媒4よりも小容量であり排気ガス浄化可能量が小さいが、高温の排気ガスが流れると迅速に活性可能な触媒である。また、マニホールド触媒3は、触媒温度が低いときはHCを吸着し、触媒温度が高くなっていくと吸着したHCを脱離しながら二酸化炭素及び水に酸化することができる。マニホールド触媒3の入口には入口空燃比センサ41が設けられる。   The manifold catalyst 3 contains a known three-way catalyst having a function of purifying hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas. The manifold catalyst 3 has a smaller capacity than the underfloor catalyst 4 and has a small amount of exhaust gas purification, but is a catalyst that can be activated quickly when high-temperature exhaust gas flows. The manifold catalyst 3 can adsorb HC when the catalyst temperature is low, and can oxidize the adsorbed HC into carbon dioxide and water while desorbing the adsorbed HC as the catalyst temperature increases. An inlet air-fuel ratio sensor 41 is provided at the inlet of the manifold catalyst 3.

床下触媒4は、大容量であり排気ガス浄化容量が大きい。床下触媒4は、触媒温度が活性温度以上になると活性化して、排気中に含まれるHC、CO及びNOxを浄化する機能を備えた周知の三元触媒を内蔵する。三元触媒は、周知のように、供給される排気ガスの空燃比が、ストイキ(14.7)である場合には、未燃焼のHC,CO及びNOxの浄化率が最大となり、リッチ側になる場合には、未燃焼のHC,COの浄化率が低下し、リーン側になる場合には窒素酸化物NOxの浄化率が低下する(図2参照)。また、三元触媒は、供給される排気ガスの温度が、例えば、400〜950[℃]の温度範囲で浄化作用を発揮する(図3参照)。三元触媒は、この温度範囲を超える温度の排気を供給される場合にはその浄化が妨げられ、触媒劣化に至るため、供給する排気ガスは、上記温度範囲内の温度とする必要がある。床下触媒4の入口には排気温度センサ42が設けられる。床下触媒4の出口にはO2センサ43が設けられる。   The underfloor catalyst 4 has a large capacity and a large exhaust gas purification capacity. The underfloor catalyst 4 incorporates a known three-way catalyst having a function of purifying HC, CO and NOx contained in the exhaust gas when the catalyst temperature becomes higher than the activation temperature. As is well known, when the air-fuel ratio of the supplied exhaust gas is stoichiometric (14.7), the three-way catalyst has a maximum purification rate of unburned HC, CO, and NOx, and is on the rich side. In such a case, the purification rate of unburned HC and CO is reduced, and when it is on the lean side, the purification rate of nitrogen oxides NOx is reduced (see FIG. 2). The three-way catalyst exhibits a purification action when the temperature of the exhaust gas supplied is, for example, in the temperature range of 400 to 950 [° C.] (see FIG. 3). When exhaust gas having a temperature exceeding this temperature range is supplied to the three-way catalyst, purification of the three-way catalyst is hindered and catalyst deterioration occurs. Therefore, the exhaust gas to be supplied needs to have a temperature within the above temperature range. An exhaust temperature sensor 42 is provided at the inlet of the underfloor catalyst 4. An O2 sensor 43 is provided at the outlet of the underfloor catalyst 4.

排気ガス冷却装置5は、マニホールド触媒3の下流の排気通路2を分岐させ、床下触媒4の入口で再び合流させるバイパス通路11を備える。排気通路2とバイパス通路11との分岐部には、排気通路2の開口面積を調整することにより排気通路2とバイパス通路11とに流れる排気ガス量を調整する流路切替弁12が配置されている。   The exhaust gas cooling device 5 includes a bypass passage 11 that branches the exhaust passage 2 downstream of the manifold catalyst 3 and joins again at the inlet of the underfloor catalyst 4. A flow path switching valve 12 that adjusts the amount of exhaust gas flowing through the exhaust passage 2 and the bypass passage 11 by adjusting the opening area of the exhaust passage 2 is disposed at a branch portion between the exhaust passage 2 and the bypass passage 11. Yes.

流路切替弁12は、バイパス通路11の入口を閉じて排気通路2を全開する場合には排気ガスの全量を排気通路2に流し、排気通路2を閉じてバイパス通路11の入口を全開する場合には排気ガスの全量をバイパス通路11に流す。また、流路切替弁12は、排気通路2を全開状態と全閉状態との中間開度とすることにより、排気通路2の開口割合に応じて排気通路2を流れる排気ガス量とバイパス通路11を流れる排気ガス量とを連続的に調整することができる。流路切替弁12の開閉位置は、排熱回収制御部10により制御される。   When the inlet of the bypass passage 11 is closed and the exhaust passage 2 is fully opened, the flow path switching valve 12 causes the entire amount of exhaust gas to flow through the exhaust passage 2, and the exhaust passage 2 is closed and the inlet of the bypass passage 11 is fully opened. The total amount of exhaust gas is caused to flow through the bypass passage 11. Further, the flow path switching valve 12 sets the exhaust passage 2 to an intermediate opening between the fully open state and the fully closed state, whereby the amount of exhaust gas flowing through the exhaust passage 2 and the bypass passage 11 according to the opening ratio of the exhaust passage 2. The amount of exhaust gas flowing through can be continuously adjusted. The open / close position of the flow path switching valve 12 is controlled by the exhaust heat recovery control unit 10.

バイパス通路11には、排気の排熱を回収して、通過する排気ガスの温度を低下させる排熱回収器13が配置されている。排熱回収器13は、エンジン1の冷却水、例えば、ラジエータ15の冷却水を図示しないポンプを介して循環させ、排熱回収器13を通過する排気と循環する冷却水との間で熱交換して、通過する排気ガスの温度を低下させる。排熱回収制御部10には、水温センサ44からの冷却水温度信号と、床下触媒4の入口に設けた排気温度センサ42よりの温度信号と、エンジン制御部7(ECU)からエンジン1の運転状態信号とが、入力される。排熱回収器13へ導入する冷却水量は、排熱回収制御部10により制御される流量制御弁14により調整される。   The bypass passage 11 is provided with an exhaust heat recovery unit 13 that recovers exhaust heat of exhaust gas and lowers the temperature of exhaust gas passing therethrough. The exhaust heat recovery unit 13 circulates the cooling water of the engine 1, for example, the cooling water of the radiator 15 through a pump (not shown), and exchanges heat between the exhaust gas passing through the exhaust heat recovery unit 13 and the circulating cooling water. Thus, the temperature of the exhaust gas passing therethrough is lowered. The exhaust heat recovery control unit 10 includes a coolant temperature signal from the water temperature sensor 44, a temperature signal from the exhaust temperature sensor 42 provided at the inlet of the underfloor catalyst 4, and an operation of the engine 1 from the engine control unit 7 (ECU). A status signal is input. The amount of cooling water introduced into the exhaust heat recovery unit 13 is adjusted by a flow rate control valve 14 controlled by the exhaust heat recovery control unit 10.

排熱回収制御部10は、エンジン制御部7(ECU)からエンジン1の運転状態が、高負荷燃料増量中である場合に、床下触媒4の入口に設けた排気温度センサ42と水温センサ44からの温度信号に基づいて、流路切替弁12の開閉位置と流量制御弁14の開度とを制御する。   The exhaust heat recovery control unit 10 receives an exhaust temperature sensor 42 and a water temperature sensor 44 provided at the inlet of the underfloor catalyst 4 when the operation state of the engine 1 from the engine control unit 7 (ECU) is increasing the high load fuel. Based on the temperature signal, the opening / closing position of the flow path switching valve 12 and the opening degree of the flow control valve 14 are controlled.

即ち、床下触媒4が有効に浄化作用を発揮する排気ガス温度の範囲は、例えば、400〜950[℃]の範囲であり、この温度範囲を超える場合には、床下触媒4による排気浄化が妨げられ、触媒劣化に至る。このため、排熱回収制御部10は、床下触媒4の浄化可能温度範囲の上限温度よりも低い昇温抑制値を設定し、排気ガス温度が設定した昇温抑制値を超えて上昇する場合に、流路切替弁12と流量制御弁14を制御して、排気ガス温度を昇温抑制値以下に低下させる。   That is, the range of the exhaust gas temperature at which the underfloor catalyst 4 effectively exhibits the purifying action is, for example, in the range of 400 to 950 [° C.], and if this temperature range is exceeded, the exhaust purification by the underfloor catalyst 4 is hindered. This leads to catalyst deterioration. Therefore, the exhaust heat recovery control unit 10 sets a temperature rise suppression value lower than the upper limit temperature of the purifiable temperature range of the underfloor catalyst 4 and the exhaust gas temperature rises beyond the set temperature rise suppression value. Then, the flow path switching valve 12 and the flow rate control valve 14 are controlled to lower the exhaust gas temperature below the temperature rise suppression value.

図4は、排気ガス温度と昇温抑制値との差分を縦軸とし、バイパス通路11の全開状態を1、全閉状態を0とした流路切替弁12の分流率を横軸とした、流路切替弁12の制御線図である。また、図中の縦軸のA点は、流路切替弁12の分流率がゼロでの排気ガス温度であり、当該A点を起点として下方に向かって排気ガス温度と昇温抑制値との差分(目標低下温度)を割り当てる。そして、A点から流路切替弁12の分流率が増加するにつれて右下がりに描かれたB1〜B3線が流路切替弁12の制御線図である。なお、制御線図B1〜B3が複数記載されているのは、排熱回収器13に導入される冷却水の流量および冷却水温に応じて排気ガスと冷却水との熱交換量が増減するためであり、水温が低下するに連れて、また、流量の増加につれて、制御線図の下り勾配が、B1→B2→B3と強くなっている。   FIG. 4 shows the difference between the exhaust gas temperature and the temperature rise suppression value as the vertical axis, the diversion rate of the flow path switching valve 12 with the fully open state of the bypass passage 11 being 1 and the fully closed state being 0, and the horizontal axis. 3 is a control diagram of a flow path switching valve 12. FIG. In addition, the point A on the vertical axis in the figure is the exhaust gas temperature when the flow rate of the flow path switching valve 12 is zero, and the exhaust gas temperature and the temperature rise suppression value are lowered downward from the point A as a starting point. Assign the difference (target drop temperature). And the B1-B3 line drawn to the lower right is a control diagram of the flow-path switching valve 12 as the diversion rate of the flow-path switching valve 12 increases from A point. The plurality of control diagrams B1 to B3 are described because the amount of heat exchange between the exhaust gas and the cooling water increases or decreases according to the flow rate of cooling water introduced into the exhaust heat recovery unit 13 and the cooling water temperature. As the water temperature decreases and the flow rate increases, the descending slope of the control diagram increases as B1 → B2 → B3.

排熱回収制御部10は、この制御線図に基づいて、例えば、床下触媒4の入口温度をA点からの差分に基づいてC点を求める。次いで、排熱回収器13を循環する冷却水の水温と流量とにより設定される特性線がB2である場合には、流路切替弁12の分流率はD点であると判定する。そして、図示しないアクチュエータにより流路切替弁12を操作して、分流率Dとなるようその開度に調整する。   The exhaust heat recovery control unit 10 obtains a point C based on the difference from the point A, for example, the inlet temperature of the underfloor catalyst 4 based on the control diagram. Next, when the characteristic line set by the temperature and flow rate of the cooling water circulating through the exhaust heat recovery device 13 is B2, it is determined that the diversion rate of the flow path switching valve 12 is the D point. And the flow-path switching valve 12 is operated with the actuator which is not shown in figure, and it adjusts to the opening degree so that it may become the diversion rate D.

この結果、マニホールド触媒3を通過した排気ガスは、流路切替弁12の開度で設定された分流率に基づいて、排気通路2とバイパス通路11とに分流される。そして、バイパス通路11を通過する排気ガスは排熱回収器13を通過する際に冷却水と熱交換されることにより冷却され、排気ガスの温度が低下する。このため、排気通路2とバイパス通路11との排気ガスが床下触媒4の入口で合流すると、排気通路2を通過した排気ガスとバイパス通路11を通過して冷却された排気ガスとが混合して、昇温抑制値以下に温度低下した排気ガスが床下触媒4に供給される。床下触媒4に流入する排気ガスの温度低下量としては、例えば、100〜150[℃]程度の低下が可能となるため、ストイキ状態の排気ガスを浄化させても、床下触媒4の過熱による劣化を生じる限界温度を超えることを抑制できる。   As a result, the exhaust gas that has passed through the manifold catalyst 3 is diverted into the exhaust passage 2 and the bypass passage 11 based on the diversion ratio set by the opening degree of the flow path switching valve 12. The exhaust gas passing through the bypass passage 11 is cooled by heat exchange with the cooling water when passing through the exhaust heat recovery device 13, and the temperature of the exhaust gas decreases. Therefore, when the exhaust gas in the exhaust passage 2 and the bypass passage 11 merges at the inlet of the underfloor catalyst 4, the exhaust gas that has passed through the exhaust passage 2 and the exhaust gas that has been cooled through the bypass passage 11 are mixed. The exhaust gas whose temperature has dropped below the temperature rise suppression value is supplied to the underfloor catalyst 4. As the temperature decrease amount of the exhaust gas flowing into the underfloor catalyst 4, for example, a decrease of about 100 to 150 [° C.] is possible. Therefore, even if the exhaust gas in the stoichiometric state is purified, the underfloor catalyst 4 is deteriorated due to overheating. Exceeding the limit temperature that causes

以上のように、排気ガス冷却装置5は、排気ガスの冷却が必要となった時点で、バイパス通路11へ必要な量だけ流路切替弁12により排気ガスを導入して排熱回収器13により冷却することができる。このため、冷却が必要な時には流路切替弁12によりバイパス通路11を開けば即時に冷却を開始することができる。また、流路切替弁12の開度に応じて、冷却すべき排気ガス量を調整できるため、冷却能力を即時に調整することができる。しかも、排熱回収器13は、排気ガスが常時流れる排気通路2に設置するのでなく、排気ガスが流路切替弁12の作動により選択的に流されるバイパス通路11に設置しているため、排熱回収器13を常時冷却状態に作動させても、排気ガスを過冷却することがない。   As described above, when the exhaust gas cooling device 5 needs to cool the exhaust gas, the exhaust gas is introduced into the bypass passage 11 by the flow path switching valve 12 by a necessary amount, and the exhaust heat recovery unit 13 Can be cooled. For this reason, when cooling is required, cooling can be started immediately if the bypass passage 11 is opened by the flow path switching valve 12. Moreover, since the amount of exhaust gas to be cooled can be adjusted according to the opening degree of the flow path switching valve 12, the cooling capacity can be adjusted immediately. In addition, the exhaust heat recovery unit 13 is not installed in the exhaust passage 2 where exhaust gas always flows, but is installed in the bypass passage 11 through which the exhaust gas is selectively flowed by the operation of the flow path switching valve 12. Even if the heat recovery unit 13 is operated in a constantly cooled state, the exhaust gas is not supercooled.

二次エア供給装置6は、二次エアを排気ガス中に噴射して、排気ガスの空燃比をリッチ状態からストイキ状態へ変化させるものである。二次エア供給装置6は、二次エアを溜めるタンク21と、タンク21に二次エアを供給するポンプ22、二次エアを床下触媒4の入口へ供給する二次エアノズル23、及び、二次エアポンプ22及び二次エアノズル23を制御する二次エア制御部20と、を備える。二次エア制御部20は、タンク21に設けた圧力センサ24よりの信号に基づいて二次エアポンプ22を駆動して二次エアタンク21内に常に所定圧の二次エアが充填されている状態とする。   The secondary air supply device 6 injects secondary air into the exhaust gas and changes the air-fuel ratio of the exhaust gas from the rich state to the stoichiometric state. The secondary air supply device 6 includes a tank 21 that stores secondary air, a pump 22 that supplies secondary air to the tank 21, a secondary air nozzle 23 that supplies secondary air to the inlet of the underfloor catalyst 4, and a secondary air A secondary air control unit 20 that controls the air pump 22 and the secondary air nozzle 23. The secondary air control unit 20 drives the secondary air pump 22 based on a signal from the pressure sensor 24 provided in the tank 21 so that the secondary air tank 21 is always filled with secondary air of a predetermined pressure. To do.

二次エア制御部20は、エンジン制御部7(ECU)からエンジン1の運転状態が高負荷で燃料を増量中である場合に、エアフローメータよりのエンジン吸入空気量計測値(AFM)、マニホールド触媒3の入口空燃比センサ41からの上流触媒入口空燃比、O2センサ43の出力値に基づいて、床下触媒4の入口へ二次エアノズル23を介して二次エア供給を制御する。   The secondary air control unit 20 receives an engine intake air amount measurement value (AFM) from the air flow meter, a manifold catalyst when the operating state of the engine 1 from the engine control unit 7 (ECU) is high and fuel is increasing. The secondary air supply to the inlet of the underfloor catalyst 4 is controlled via the secondary air nozzle 23 based on the upstream catalyst inlet air-fuel ratio from the three inlet air-fuel ratio sensors 41 and the output value of the O2 sensor 43.

図5は二次エア制御部20で、高負荷で燃料増量中である場合に、実行される二次エア供給制御のフローチャートである。また、図6は排気ガス冷却装置5の動作も含む二次エア供給制御によるタイムチャートであり、図7は図6の時刻t2から時刻t3の範囲をより詳細に表現した二次エア供給制御によるタイムチャートである。以下では、二次エア供給制御の動作を、排気ガス冷却装置5における動作も含めて、図5〜図7に基づいて説明する。   FIG. 5 is a flowchart of secondary air supply control executed by the secondary air control unit 20 when the amount of fuel is increasing at a high load. FIG. 6 is a time chart based on secondary air supply control including the operation of the exhaust gas cooling device 5, and FIG. 7 is based on secondary air supply control expressing the range from time t2 to time t3 in FIG. 6 in more detail. It is a time chart. Below, the operation | movement of secondary air supply control including the operation | movement in the exhaust-gas cooling device 5 is demonstrated based on FIGS.

図6は車両が、時刻t1において加速を開始し、時刻t3において定常走行に移行し、時刻t5においてフューエルカットを伴う減速走行に移行し、時刻t6で停車する各時刻における(B)〜(H)各部の夫々の変化を示すものである。図6中の(B)は排熱回収制御、(C)は床下触媒4の入口温度、(D)はマニホールド触媒3の入口空燃比、(E)はマニホールド触媒3の出口排気ガスに含まれる未浄化成分、(F)は二次エア供給装置6の動作状態、(G)は床下触媒4の入口空燃比、(H)は床下触媒4から排出される未浄化成分を示す。   FIG. 6 shows that the vehicle starts acceleration at time t1, shifts to steady travel at time t3, shifts to deceleration travel with fuel cut at time t5, and stops at time t6 (B) to (H). ) Shows changes in each part. In FIG. 6, (B) is the exhaust heat recovery control, (C) is the inlet temperature of the underfloor catalyst 4, (D) is the inlet air-fuel ratio of the manifold catalyst 3, and (E) is included in the outlet exhaust gas of the manifold catalyst 3. (F) shows the operating state of the secondary air supply device 6, (G) shows the inlet air-fuel ratio of the underfloor catalyst 4, and (H) shows the unpurified component discharged from the underfloor catalyst 4.

図6において、先ず時刻t1において、車両が加速走行に移行すると、エンジン負荷が上昇し、排気ガス温度が上昇される(図6(C))。図6(C)において、二点鎖線で示すマニホールド触媒3へ流入する排気ガス温度が上昇し、実線で示す床下触媒4へ流入する排気ガス温度も追従して上昇する。エンジン制御部7は、運転状態が高負荷運転状態であると判定して時刻t2において燃料増量を開始すると、マニホールド触媒3へ供給される排気ガスの空燃比がストイキ状態からリッチ側に変化する(図6(D),図7(B)参照)。このため、マニホールド触媒3を通過した排気ガス中には、未浄化成分のHC,COが含まれる(図6(E))。   In FIG. 6, first, when the vehicle shifts to acceleration traveling at time t1, the engine load increases and the exhaust gas temperature rises (FIG. 6C). In FIG. 6C, the exhaust gas temperature flowing into the manifold catalyst 3 indicated by the two-dot chain line rises, and the exhaust gas temperature flowing into the underfloor catalyst 4 indicated by the solid line also rises following it. When the engine control unit 7 determines that the operation state is the high load operation state and starts fuel increase at time t2, the air-fuel ratio of the exhaust gas supplied to the manifold catalyst 3 changes from the stoichiometric state to the rich side ( (See FIG. 6D and FIG. 7B). For this reason, the exhaust gas that has passed through the manifold catalyst 3 contains unpurified components HC and CO (FIG. 6E).

本実施形態では、高負荷運転が継続されて、床下触媒4へ流入する排気ガス温度が設定した昇温抑制値を超えると、時刻t2で排熱回収制御が開始され、流路切替弁12がバイパス通路11を開き、排気ガスの温度に応じた一部の排気ガスはバイパス通路11へ分流される。これにより、排熱回収器13を通過して冷却された排気ガスと排気通路2を通過した排気ガスとが床下触媒4入口で混合して冷却された(図6(C)のハッチング領域)排気ガスが床下触媒4へ供給される。このため、床下触媒4は、高負荷運転時に排気ガスの浄化を継続してもその温度上昇が抑制され、過熱による触媒劣化を抑制できる。   In this embodiment, when the high load operation is continued and the exhaust gas temperature flowing into the underfloor catalyst 4 exceeds the set temperature rise suppression value, the exhaust heat recovery control is started at time t2, and the flow path switching valve 12 is turned on. The bypass passage 11 is opened and a part of the exhaust gas corresponding to the temperature of the exhaust gas is diverted to the bypass passage 11. As a result, the exhaust gas cooled by passing through the exhaust heat recovery unit 13 and the exhaust gas passing through the exhaust passage 2 are mixed and cooled at the inlet of the underfloor catalyst 4 (hatched region in FIG. 6C). Gas is supplied to the underfloor catalyst 4. For this reason, even if the underfloor catalyst 4 continues to purify the exhaust gas during high load operation, the temperature rise is suppressed, and catalyst deterioration due to overheating can be suppressed.

一方、二次エア供給装置6の二次エア制御部20は、図5のステップS1において、高負荷で燃料噴射量を増量して空燃比をリッチ化してエンジン1を運転する高負荷燃料増量中であるか否かを判定する。図7(B)に示すように、時刻t2において、高負荷運転で燃料増量中である場合、二次エア制御部20はステップS2の処理を実行し、二次エアタンク21の内圧が既定値を満たしている場合には、ステップS3の処理を実行する。また、ステップS1及びステップS2の判定がNOである場合には、今回の処理は終了する。   On the other hand, the secondary air control unit 20 of the secondary air supply device 6 increases the fuel injection amount at a high load to increase the fuel injection amount to enrich the air-fuel ratio and operate the engine 1 in step S1 of FIG. It is determined whether or not. As shown in FIG. 7B, at time t2, when the amount of fuel is increasing due to high load operation, the secondary air control unit 20 executes the process of step S2, and the internal pressure of the secondary air tank 21 reaches the predetermined value. If the condition is satisfied, the process of step S3 is executed. If the determinations in step S1 and step S2 are NO, the current process ends.

ステップS3では、噴射すべき二次エア量を演算する。即ち、高負荷燃料増量中は、床下触媒4に流入する排気ガスのリッチ成分濃度が床下触媒4の浄化能力(酸化処理能力)を超えるため、排気ガスの床下触媒4入口空燃比をストイキにするためには、二次エアの追加が必要である。床下触媒4の入口空燃比がリッチな排気ガスをストイキ化するために追加する必要なエア噴射量は、エアフローメータよりのエンジン吸入空気量計測値(AFM)と、入口空燃比センサ41からの上流触媒入口空燃比と、に基づいて、
二次エア量=(14.7−A/Fセンサ値)×エンジン吸入空気量計測値(AFM)
と演算する。そして、演算した空気噴射量となるよう二次エアノズル23を制御して、二次エアを床下触媒4の入口へ供給する(図6(F)、図7(C),時刻t21)。この空気噴射量制御は、吸入空気量計測値(AFM)と上流触媒入口空燃比とに基づいて、フィードフォワード制御(F/F制御)で実行される。
In step S3, the amount of secondary air to be injected is calculated. That is, during the high load fuel increase, the rich component concentration of the exhaust gas flowing into the underfloor catalyst 4 exceeds the purification capacity (oxidation treatment capacity) of the underfloor catalyst 4, so that the air-fuel ratio at the inlet of the underfloor catalyst 4 of the exhaust gas is stoichiometric. In order to do this, it is necessary to add secondary air. The amount of air injection required to stoichiometrically exhaust the exhaust gas having a rich inlet air-fuel ratio of the underfloor catalyst 4 includes an engine intake air amount measurement value (AFM) from the air flow meter and an upstream from the inlet air-fuel ratio sensor 41. Based on the catalyst inlet air-fuel ratio,
Secondary air amount = (14.7−A / F sensor value) × engine intake air amount measurement value (AFM)
And calculate. And the secondary air nozzle 23 is controlled so that it may become the calculated air injection quantity, and secondary air is supplied to the inlet_port | entrance of the underfloor catalyst 4 (FIG.6 (F), FIG.7 (C), time t21). This air injection amount control is executed by feedforward control (F / F control) based on the measured intake air amount (AFM) and the upstream catalyst inlet air-fuel ratio.

本実施形態では、床下触媒4の温度が予め設定した設定温度を超えてしまうことを抑制でき、さらに二次エア供給装置6によりストイキ化された排気ガスを床下触媒4に対して供給できるため、過度な温度上昇による触媒劣化を生ずることなく、排気ガスを浄化させることができる。   In the present embodiment, the temperature of the underfloor catalyst 4 can be suppressed from exceeding a preset temperature, and the exhaust gas stoichiometricized by the secondary air supply device 6 can be supplied to the underfloor catalyst 4. Exhaust gas can be purified without causing catalyst deterioration due to excessive temperature rise.

次いで、二次エア供給装置6の二次エア制御部20は、ステップS4において、空気噴射量制御中に、床下触媒4出口のO2センサ43の出力がリッチ状態からリーン状態に振れたか否かを判定する。そして、リーン状態とならない場合には二次エア噴射を継続し、リーン状態に振れた場合には二次エアの供給を一時停止する。   Next, in step S4, the secondary air control unit 20 of the secondary air supply device 6 determines whether or not the output of the O2 sensor 43 at the outlet of the underfloor catalyst 4 has swung from the rich state to the lean state during the air injection amount control. judge. When the lean state is not achieved, the secondary air injection is continued, and when the lean state is swung, the supply of the secondary air is temporarily stopped.

床下触媒4には、時刻t21から二次エアが混合された排気ガスが供給され、図7(F)に示すように、触媒の酸素ストレージ量が、リッチな排気ガスの浄化により一時的に低下する。その後ストレージ量は、二次エアの混合により排気ガス浄化により消費される分を補って徐々に増加し、時刻t22において酸素ストレージ量がFULL状態となる。このため、図7(E)に示すように、床下触媒4から排出される排気ガス成分がリッチ状態から急激にリーン状態に変化する。この変化により、二次エア供給装置6は、ステップS4でのO2センサ43の測定値変化判定が満足されたとして、フィードフォワード制御(F/F制御)の二次エア噴射を停止させる。   The exhaust gas mixed with the secondary air is supplied to the underfloor catalyst 4 from time t21, and as shown in FIG. 7F, the oxygen storage amount of the catalyst is temporarily reduced by the purification of the rich exhaust gas. To do. Thereafter, the storage amount gradually increases to compensate for the amount consumed by the exhaust gas purification by mixing the secondary air, and the oxygen storage amount becomes the FULL state at time t22. For this reason, as shown in FIG. 7 (E), the exhaust gas component discharged from the underfloor catalyst 4 suddenly changes from the rich state to the lean state. Due to this change, the secondary air supply device 6 stops the secondary air injection in the feedforward control (F / F control), assuming that the determination of the change in the measured value of the O2 sensor 43 in step S4 is satisfied.

この時刻t22においては、床下触媒4の酸素ストレージ量がFULL状態となるため、床下触媒4から排出される排気ガス中の未浄化成分として、窒素酸化物NOx成分が若干排出される(図7(G)参照)。   At this time t22, the oxygen storage amount of the underfloor catalyst 4 is in the FULL state, and therefore, a little nitrogen oxide NOx component is discharged as an unpurified component in the exhaust gas discharged from the underfloor catalyst 4 (FIG. 7 ( G)).

二次エア供給装置6の二次エア制御部20は、ステップS5において、減少させた噴射量による二次エアを供給し、O2センサ43のフィードバック制御により、その出力がリッチ側に振れるまで、減少させた噴射量による二次エアを供給する。これにより、床下触媒4中の酸素ストレージ量は、減少させた二次エアによる供給量と排気ガスの浄化作用により消費される量とのバランスにより徐々に適正値まで減少され、床下触媒4出口のO2センサ43の出力値が再びリッチ側に戻される(時刻t3)。   In step S5, the secondary air control unit 20 of the secondary air supply device 6 supplies secondary air with the reduced injection amount, and decreases until the output swings to the rich side by feedback control of the O2 sensor 43. Secondary air is supplied by the injected amount. As a result, the oxygen storage amount in the underfloor catalyst 4 is gradually reduced to an appropriate value due to the balance between the amount of supply by the reduced secondary air and the amount consumed by the purifying action of the exhaust gas. The output value of the O2 sensor 43 is returned to the rich side again (time t3).

二次エア供給装置6の二次エア制御部20は、ステップS6によりO2センサ43の測定値がリッチ状態に復帰したことを判定して、ステップS7へ進み二次エアの供給を停止させ、今回の処理を終了させる。二次エア供給装置6の二次エア制御部20は、高負荷燃料増量中の運転状態が継続されている間においては、上記ステップS1〜ステップS7の処理を所定時間毎に実行する。   The secondary air control unit 20 of the secondary air supply device 6 determines that the measured value of the O2 sensor 43 has returned to the rich state in step S6, proceeds to step S7, and stops the supply of secondary air. End the process. The secondary air control unit 20 of the secondary air supply device 6 executes the processing of step S1 to step S7 every predetermined time while the operation state during the high load fuel increase is continued.

二次エア供給装置6のステップS1〜ステップS7の処理により、時刻t2から時刻t3において、床下触媒4に供給される排気ガス成分は、図6(G)の破線のリッチ状態から実線のストイキ状態とされる。このため、床下触媒4により充分に浄化されて、図6(H)の破線で示すように未浄化成分HC,COがエミッションとして排出されることを阻止できる。   The exhaust gas component supplied to the underfloor catalyst 4 from the time t2 to the time t3 by the processing of the step S1 to the step S7 of the secondary air supply device 6 is changed from the rich state of the broken line to the solid stoichiometric state of FIG. It is said. Therefore, it can be sufficiently purified by the underfloor catalyst 4 to prevent the unpurified components HC and CO from being discharged as emissions as shown by the broken line in FIG. 6 (H).

車両が時刻t3において定常走行に移行すると、エンジン制御部7は高負荷運転状態から定常運転状態となるため、燃料増量を停止させる。また、エンジン1からの排気ガス温度も徐々に低下するため、床下触媒4入口の排気ガス温度も徐々に低下される。このため、時刻t4において、排熱回収制御部10へ入力される排気ガス温度が昇温抑制値以下に低下すると、排熱回収制御部10は、流路切替弁12によりバイパス通路11を閉じ、排気ガスの全量を排気通路2を経由して床下触媒4へ流入させる。   When the vehicle shifts to steady running at time t3, the engine control unit 7 changes from the high load running state to the steady running state, and therefore stops the fuel increase. Further, since the exhaust gas temperature from the engine 1 gradually decreases, the exhaust gas temperature at the inlet of the underfloor catalyst 4 also gradually decreases. For this reason, when the exhaust gas temperature input to the exhaust heat recovery control unit 10 falls below the temperature rise suppression value at time t4, the exhaust heat recovery control unit 10 closes the bypass passage 11 with the flow path switching valve 12, The entire amount of exhaust gas flows into the underfloor catalyst 4 via the exhaust passage 2.

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。   In the present embodiment, the following effects can be achieved.

(ア)本実施形態の内燃機関の排出ガス浄化装置は、高負荷運転時に燃料を増量してストイキを外れた空燃比の混合気で運転されるエンジン1と、エンジン1の排気通路2の上流側及び下流側に設置されて排気ガスを浄化するマニホールド触媒3及び床下触媒4と、を備える。そして、マニホールド触媒3と床下触媒4との間に配置されて、排気通路2を通過する排気ガスを冷却してその温度が予め設定した設定温度を超えて上昇されることを抑制する排気ガス冷却装置5と、エンジン1の高負荷運転時に、排気ガス冷却装置5と床下触媒4との間に二次エアを噴射して床下触媒4に流入する排気ガスの空燃比をストイキとする空燃比補正部としての二次エア供給装置6と、を備えることを特徴とする。   (A) The exhaust gas purifying device for an internal combustion engine according to the present embodiment includes an engine 1 that is operated with an air-fuel ratio mixture that has increased the amount of fuel during high-load operation and is out of stoichiometry, and an upstream side of the exhaust passage 2 of the engine 1. And a manifold catalyst 3 and an underfloor catalyst 4 that are disposed on the side and the downstream side to purify exhaust gas. And it is arrange | positioned between the manifold catalyst 3 and the underfloor catalyst 4, and exhaust gas cooling which cools the exhaust gas which passes the exhaust passage 2, and suppresses that the temperature exceeds a preset preset temperature is suppressed. Air-fuel ratio correction in which secondary air is injected between the exhaust gas cooling device 5 and the underfloor catalyst 4 and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the underfloor catalyst 4 is stoichiometric during high load operation of the device 5 and the engine 1 And a secondary air supply device 6 as a unit.

即ち、本実施形態では、高負荷運転時にエンジン1から排出される高温の排気ガスを排気ガス冷却装置5により冷却してその温度が予め設定した設定温度を超えて上昇されることを抑制する。このため、エンジン1から排出されるストイキを外れた空燃比の排気ガスを二次エアによりストイキ化させて床下触媒4に供給しても、床下触媒4は劣化されることなく排気ガスを浄化でき、排気ガスの浄化率を向上させることができる。   That is, in this embodiment, the high-temperature exhaust gas discharged from the engine 1 during high load operation is cooled by the exhaust gas cooling device 5, and the temperature is prevented from rising beyond a preset temperature. For this reason, even if the exhaust gas of the air-fuel ratio which has been exhausted from the engine 1 is stoichiometrically supplied by the secondary air and supplied to the underfloor catalyst 4, the underfloor catalyst 4 can be purified without deteriorating. The exhaust gas purification rate can be improved.

(イ)排気通路2は、マニホールド触媒3の下流部分と床下触媒4の上流部分とに入口及び出口が開口して排気通路2をバイパスするバイパス通路11を備え、当該バイパス通路11に排気ガス冷却装置5が設置される。そして、排気ガス冷却装置5は、排気通路2を通過する排気ガスの温度が予め設定した設定温度に到達した場合に、排気通路2を流れる排気の流量を絞り、バイパス通路11に流れる排気の流量を増加させるようバイパス通路11に流れる排気の流量を制御するバイパス流量制御部としての流路切替弁12を備えることを特徴とする。   (A) The exhaust passage 2 includes a bypass passage 11 that opens at an inlet and an outlet at a downstream portion of the manifold catalyst 3 and an upstream portion of the underfloor catalyst 4 and bypasses the exhaust passage 2. A device 5 is installed. The exhaust gas cooling device 5 restricts the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 2 and the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass passage 11 when the temperature of the exhaust gas passing through the exhaust passage 2 reaches a preset set temperature. The flow path switching valve 12 is provided as a bypass flow rate control unit that controls the flow rate of the exhaust gas flowing in the bypass passage 11 so as to increase the flow rate.

即ち、排気ガスの冷却が必要となった時点で、バイパス通路11へ必要な量だけ流路切替弁12により排気ガスを導入して排気ガス冷却装置5により冷却することができる。このため、冷却が必要な時には流路切替弁12によりバイパス通路11を開けば即時に冷却を開始することができる。また、流路切替弁12の開度に応じて、冷却すべき排気ガス量を調整できるため、冷却能力を即時に調整することができる。   That is, when the exhaust gas needs to be cooled, the exhaust gas can be cooled by the exhaust gas cooling device 5 by introducing the exhaust gas into the bypass passage 11 by a required amount by the flow path switching valve 12. For this reason, when cooling is required, cooling can be started immediately if the bypass passage 11 is opened by the flow path switching valve 12. Moreover, since the amount of exhaust gas to be cooled can be adjusted according to the opening degree of the flow path switching valve 12, the cooling capacity can be adjusted immediately.

(ウ)排気ガス冷却装置5は、エンジン1の冷却水を循環させて排気の排熱を回収する排熱回収器13により構成されていることを特徴とする。このため、エンジン1の冷却水を排気ガスの冷却に有効利用することができる。   (C) The exhaust gas cooling device 5 is configured by an exhaust heat recovery unit 13 that circulates cooling water of the engine 1 and recovers exhaust heat of exhaust. For this reason, the cooling water of the engine 1 can be effectively used for cooling the exhaust gas.

(エ)空燃比補正部としての二次エア供給装置6は、高負荷運転時にエンジン1に供給される空気量と、エンジン1から排出される排気ガスの空燃比とストイキとの偏差と、により演算した量の二次エアをフィードフォワード制御により噴射するよう校正されている。このため、フィードフォワード制御により、排気ガスの空燃比を制御遅れなく補正することができる。   (D) The secondary air supply device 6 as an air-fuel ratio correction unit is based on the amount of air supplied to the engine 1 during high load operation and the deviation between the air-fuel ratio of exhaust gas discharged from the engine 1 and stoichiometry. It is calibrated to inject the calculated amount of secondary air by feedforward control. For this reason, the air-fuel ratio of the exhaust gas can be corrected without a control delay by feedforward control.

(第2実施形態)
図8〜図11は、本発明を適用した内燃機関の排出ガス浄化装置の第2実施形態を示す。即ち、図8は内燃機関の排出ガス浄化装置の概略構成図、図9は二次燃料制御部で、高負荷でのリーン状態運転中である場合に、実行される二次燃料供給制御のフローチャートである。また、図10は排気ガス冷却装置5の動作も含む二次燃料供給制御によるタイムチャートであり、図11は時刻t13から時刻t14の部分をより詳細に表す二次燃料供給制御によるタイムチャートである。本実施形態においては、高負荷運転状態において、ノッキング防止等によりストイキとできずに燃料を減量してリーン状態とされる場合に対する構成を第1実施形態に追加したものである。なお、第1実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。また、二次エア供給装置6の記載は省略した。
(Second Embodiment)
FIGS. 8-11 shows 2nd Embodiment of the exhaust gas purification apparatus of the internal combustion engine to which this invention is applied. That is, FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, and FIG. 9 is a flowchart of secondary fuel supply control that is executed when the secondary fuel control unit is operating in a lean state at a high load. It is. FIG. 10 is a time chart based on the secondary fuel supply control including the operation of the exhaust gas cooling device 5, and FIG. 11 is a time chart based on the secondary fuel supply control showing the portion from time t13 to time t14 in more detail. . In the present embodiment, in the high-load operation state, a configuration for the case where the lean state is achieved by reducing the amount of fuel without being stoichiometric due to prevention of knocking or the like is added to the first embodiment. The same devices as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified. The description of the secondary air supply device 6 is omitted.

図8において、本実施形態の内燃機関の排出ガス浄化装置では、高負荷運転状態において燃料を減量してリーン状態とされることに対応して、マニホールド触媒3と床下触媒4との間に、排気ガスの温度を低下させる排気ガス冷却装置5と二次燃料供給装置8とを備える。排気ガス冷却装置5は、第1実施形態と同様に構成され、エンジン制御部7(ECU)からエンジン1が高負荷運転状態でストイキ状態から燃料噴射量を減少させて排気空燃比がリーン化される高負荷リーン運転状態中である場合に、動作するよう構成されている。   In FIG. 8, in the exhaust gas purifying apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment, in response to the fuel being reduced to a lean state in the high load operation state, between the manifold catalyst 3 and the underfloor catalyst 4, An exhaust gas cooling device 5 for reducing the temperature of the exhaust gas and a secondary fuel supply device 8 are provided. The exhaust gas cooling device 5 is configured in the same manner as in the first embodiment, and the exhaust air-fuel ratio is made lean by reducing the fuel injection amount from the stoichiometric state when the engine 1 is in a high load operation state from the engine control unit 7 (ECU). It is configured to operate when in a high load lean operation state.

二次燃料供給装置8は、二次燃料を排気ガス中に噴射して、排気ガスの空燃比をリーン状態からストイキ状態へ変化させるものである。二次燃料供給装置8は、二次燃料、例えば、ガソリンを溜めるタンク31と、二次燃料を床下触媒4の入口へ供給する二次燃料ノズル32、及び、二次燃料ノズル32を制御する二次燃料制御部30と、を備える。   The secondary fuel supply device 8 injects secondary fuel into the exhaust gas and changes the air-fuel ratio of the exhaust gas from the lean state to the stoichiometric state. The secondary fuel supply device 8 controls a secondary fuel nozzle 32, a secondary fuel nozzle 32 that supplies secondary fuel, for example, a tank 31 that stores gasoline, a secondary fuel nozzle 32 that supplies secondary fuel to the inlet of the underfloor catalyst 4, and a secondary fuel nozzle 32. And a next fuel control unit 30.

二次燃料制御部30は、エンジン制御部7(ECU)からエンジン1の運転状態が高負荷リーン運転中である場合に、エアフローメータよりのエンジン吸入空気量計測値(AFM)、マニホールド触媒3の入口空燃比センサ41からの上流触媒入口空燃比、O2センサ43の出力に基づいて、床下触媒4の入口へ二次燃料ノズル32を介して二次燃料供給を制御する。   When the operating state of the engine 1 is in a high load lean operation from the engine control unit 7 (ECU), the secondary fuel control unit 30 determines the engine intake air amount measurement value (AFM) from the air flow meter, the manifold catalyst 3 Based on the upstream catalyst inlet air-fuel ratio from the inlet air-fuel ratio sensor 41 and the output of the O2 sensor 43, the secondary fuel supply to the inlet of the underfloor catalyst 4 is controlled via the secondary fuel nozzle 32.

次に、二次燃料供給制御の動作を、排気ガス冷却装置5における動作も含めて、図9〜図11に基づいて説明する。   Next, the operation of the secondary fuel supply control, including the operation in the exhaust gas cooling device 5, will be described based on FIGS.

図10は車両が、時刻t11において加速を開始し、時刻t14において定常走行に移行し、時刻t16においてフューエルカットを伴う減速走行に移行し、時刻t17で停車する各時刻における(B)〜(H)各部の夫々の変化を示すものである。即ち、(B)は排熱回収制御、(C)は床下触媒4の入口温度、(D)はマニホールド触媒3の入口空燃比、(E)はマニホールド触媒3の出口排気ガスに含まれる未浄化成分、(F)は二次燃料供給装置8の動作状態、(G)は床下触媒4の入口空燃比、(H)は床下触媒4から排出される未浄化成分を示す。   FIG. 10 shows (B) to (H) at each time when the vehicle starts acceleration at time t11, shifts to steady travel at time t14, shifts to deceleration travel with fuel cut at time t16, and stops at time t17. ) Shows changes in each part. That is, (B) is exhaust heat recovery control, (C) is the inlet temperature of the underfloor catalyst 4, (D) is the inlet air-fuel ratio of the manifold catalyst 3, and (E) is unpurified contained in the outlet exhaust gas of the manifold catalyst 3. (F) shows the operating state of the secondary fuel supply device 8, (G) shows the inlet air-fuel ratio of the underfloor catalyst 4, and (H) shows the unpurified component discharged from the underfloor catalyst 4.

図10において、先ず時刻t11において、車両が加速走行に移行すると、エンジン負荷が上昇し、排気ガス温度が上昇する(図10(C))。図10(C)において、二点鎖線で示すマニホールド触媒3へ流入する排気ガス温度が上昇し、実線で示す床下触媒4へ流入する排気ガス温度も追従して上昇する。エンジン制御部7は、運転状態が高負荷運転状態であると判定して時刻t13において燃料減量が開始されると、マニホールド触媒3へ供給される排気ガスの空燃比がストイキ状態からリーン側に変化する(図10(D),図11(B)参照)。このため、マニホールド触媒3を通過した排気ガス中には、未浄化成分のNOxが含まれる(図10(E))。   In FIG. 10, first, at time t11, when the vehicle shifts to acceleration traveling, the engine load increases and the exhaust gas temperature rises (FIG. 10C). In FIG. 10C, the exhaust gas temperature flowing into the manifold catalyst 3 indicated by the two-dot chain line rises, and the exhaust gas temperature flowing into the underfloor catalyst 4 indicated by the solid line also rises following it. When the engine control unit 7 determines that the operation state is a high load operation state and starts fuel reduction at time t13, the air-fuel ratio of the exhaust gas supplied to the manifold catalyst 3 changes from the stoichiometric state to the lean side. (See FIG. 10D and FIG. 11B). For this reason, the exhaust gas that has passed through the manifold catalyst 3 contains unpurified component NOx (FIG. 10E).

また、高負荷運転が継続されて、床下触媒4へ流入する排気ガス温度が設定した昇温抑制値を超えると、排熱回収制御が開始され(図10(B))、流路切替弁12が作動されてバイパス通路11が開かれ、排気ガスの温度に応じた一部の排気ガスはバイパス通路11へ分流される。そして、排熱回収器13を通過して冷却された排気ガスと排気通路2を通過した排気ガスとが床下触媒4入口で混合して冷却された(図10(C)のハッチング領域)排気ガスが床下触媒4へ供給される。このため、床下触媒4は、温度上昇が抑制され、過熱による劣化が抑制される。   When the high load operation is continued and the exhaust gas temperature flowing into the underfloor catalyst 4 exceeds the set temperature rise suppression value, the exhaust heat recovery control is started (FIG. 10B), and the flow path switching valve 12 is started. Is activated, the bypass passage 11 is opened, and a part of the exhaust gas corresponding to the temperature of the exhaust gas is diverted to the bypass passage 11. Then, the exhaust gas cooled after passing through the exhaust heat recovery unit 13 and the exhaust gas passing through the exhaust passage 2 were mixed and cooled at the inlet of the underfloor catalyst 4 (hatched region in FIG. 10C). Is supplied to the underfloor catalyst 4. For this reason, the temperature increase of the underfloor catalyst 4 is suppressed, and deterioration due to overheating is suppressed.

一方、二次燃料供給装置8の二次燃料制御部30は、図9のステップS11において、エンジン1が高負荷で燃料噴射量を減量して排気空燃比がリーン化される高負荷燃料減量中であるか否かを判定する。図11(B)にも示すように、時刻t13において、エンジン1が高負荷運転での燃料減量される運転状態の場合、二次燃料制御部30はステップS12の処理を実行し、二次燃料タンク31の燃料量が既定値を満たしている場合には、ステップS13の処理を実行する。また、ステップS11及びステップS12の判定がNOである場合には、今回の処理は終了する。   On the other hand, the secondary fuel control unit 30 of the secondary fuel supply device 8 performs the high load fuel reduction in step S11 of FIG. 9 in which the engine 1 reduces the fuel injection amount when the load is high and the exhaust air-fuel ratio becomes lean. It is determined whether or not. As shown in FIG. 11B, at time t13, when the engine 1 is in an operating state in which the fuel is reduced in the high load operation, the secondary fuel control unit 30 executes the process of step S12, and the secondary fuel If the fuel amount in the tank 31 satisfies the predetermined value, the process of step S13 is executed. If the determinations at step S11 and step S12 are NO, the current process ends.

ステップS13では、二次燃料制御部30は噴射すべき二次燃料量を演算する。即ち、高負荷燃料減量中は、床下触媒4に流入する排気ガスのリーン成分濃度が床下触媒4の浄化能力(酸化処理能力)を超えるため、床下触媒4入口における排気ガスの空燃比をストイキ化するためには、二次燃料の追加が必要である。床下触媒4入口空燃比をストイキにするために追加する必要な燃料噴射量は、エアフローメータよりのエンジン吸入空気量計測値(AFM)と、マニホールド触媒3の入口空燃比センサ41からの上流触媒入口空燃比と、に基づいて、
二次燃料量=(A/Fセンサ値−14.7)×エンジン吸入空気量計測値(AFM)
と演算する。そして、二次燃料制御部30は、演算した燃料噴射量となるよう二次燃料ノズル32を制御して、二次燃料を床下触媒4の入口へ供給させる(図11(C),時刻t31)。この燃料噴射量制御は、吸入空気量計測値(AFM)と上流触媒入口空燃比とに基づいて、フィードフォワード制御(F/F制御)で実行する。
In step S13, the secondary fuel control unit 30 calculates the amount of secondary fuel to be injected. That is, during the reduction of the high load fuel, the lean component concentration of the exhaust gas flowing into the underfloor catalyst 4 exceeds the purification capacity (oxidation capacity) of the underfloor catalyst 4, so that the air-fuel ratio of the exhaust gas at the inlet of the underfloor catalyst 4 is stoichiometric. In order to do so, it is necessary to add secondary fuel. The fuel injection amount required to make the under-floor catalyst 4 inlet air-fuel ratio stoichiometric is the engine intake air amount measured value (AFM) from the air flow meter and the upstream catalyst inlet from the inlet air-fuel ratio sensor 41 of the manifold catalyst 3. Based on the air / fuel ratio,
Secondary fuel amount = (A / F sensor value−14.7) × engine intake air amount measurement value (AFM)
And calculate. And the secondary fuel control part 30 controls the secondary fuel nozzle 32 so that it may become the computed fuel injection quantity, and supplies a secondary fuel to the inlet_port | entrance of the underfloor catalyst 4 (FIG.11 (C), time t31). . This fuel injection amount control is executed by feedforward control (F / F control) based on the measured intake air amount (AFM) and the upstream catalyst inlet air-fuel ratio.

次いで、二次燃料供給装置8の二次燃料制御部30は、ステップS14において、燃料噴射量制御中に、床下触媒4出口のO2センサ43の出力値がリーン状態に変化した後、リッチ側に振れたか否かを判定し、リッチ側に振れない場合には二次燃料噴射を継続し、リッチ側に振れた場合には二次燃料の供給を一時停止する。   Next, in step S14, the secondary fuel control unit 30 of the secondary fuel supply device 8 moves to the rich side after the output value of the O2 sensor 43 at the outlet of the underfloor catalyst 4 changes to the lean state during the fuel injection amount control. It is determined whether or not the fuel has swung. When the fuel cannot swing to the rich side, the secondary fuel injection is continued. When the fuel has swung to the rich side, the supply of the secondary fuel is temporarily stopped.

床下触媒4には、時刻t31から二次燃料が混合された排気ガスが供給されるが、図11(F)に示すように、床下触媒4の酸素ストレージ量が、リーンな排気ガスの浄化により一時的に上昇する。そして、その後に、二次燃料の混合により排気ガス浄化により消費されて徐々に減少され、時刻t32において酸素ストレージ量がEMPTY状態となる。このため、図11(E)に示すように、床下触媒4から排出される排気ガス成分がリーン状態から急激にリッチ状態に変化する。この変化により、二次燃料供給装置8の二次燃料制御部30は、ステップS14でのO2センサ43の測定値変化判定が満足されたとして、フィードフォワード制御(F/F制御)の二次燃料噴射を停止させる。   The exhaust gas mixed with the secondary fuel is supplied to the underfloor catalyst 4 from time t31. As shown in FIG. 11F, the oxygen storage amount of the underfloor catalyst 4 is reduced by lean exhaust gas purification. It rises temporarily. After that, it is consumed by exhaust gas purification due to the mixing of the secondary fuel and gradually decreased, and the oxygen storage amount becomes the EMPTY state at time t32. For this reason, as shown in FIG. 11 (E), the exhaust gas component discharged from the underfloor catalyst 4 suddenly changes from the lean state to the rich state. Due to this change, the secondary fuel control unit 30 of the secondary fuel supply device 8 assumes that the measurement value change determination of the O2 sensor 43 in step S14 is satisfied, and the secondary fuel of the feedforward control (F / F control). Stop spraying.

この時刻t32においては、床下触媒4の酸素ストレージ量がEMPTY状態となるため、床下触媒4から排出される排気ガス中の未浄化成分として、HC,CO成分が若干排出される(図11(G)参照)。   At time t32, since the oxygen storage amount of the underfloor catalyst 4 is in the EMPTY state, some HC and CO components are discharged as unpurified components in the exhaust gas discharged from the underfloor catalyst 4 (FIG. 11 (G )reference).

次いで、ステップS15に進み、減少させた噴射量による二次燃料を供給し、O2センサ43のフィードバック制御により、その出力がリッチ側に振れるまで、減少させた噴射量により二次燃料を供給する。これにより、床下触媒4中の酸素ストレージ量は、減少させた二次燃料供給量と排気ガスの浄化作用により消費される量とのバランスにより徐々に適正値まで増加され、床下触媒4出口のO2センサ43の出力値が再びリッチ側に戻される(時刻t14)。   Next, the process proceeds to step S15, where the secondary fuel is supplied by the reduced injection amount, and the secondary fuel is supplied by the reduced injection amount until the output fluctuates to the rich side by the feedback control of the O2 sensor 43. As a result, the oxygen storage amount in the underfloor catalyst 4 is gradually increased to an appropriate value due to the balance between the reduced secondary fuel supply amount and the amount consumed by the purifying action of the exhaust gas. The output value of the sensor 43 is returned to the rich side again (time t14).

二次燃料供給装置8の二次燃料制御部30は、ステップS16によりO2センサ43の測定値がリッチ状態に復帰したことを判定して、ステップS17へ進み二次燃料の供給を停止させ、今回の処理を終了させる。二次燃料供給装置8の二次燃料制御部30は、エンジン1の運転状態が高負荷燃料減量が継続されている間においては、上記ステップS11〜ステップS17の処理を所定時間毎に実行する。   The secondary fuel control unit 30 of the secondary fuel supply device 8 determines that the measured value of the O2 sensor 43 has returned to the rich state in step S16, and proceeds to step S17 to stop the supply of secondary fuel. End the process. The secondary fuel control unit 30 of the secondary fuel supply device 8 executes the processing of step S11 to step S17 every predetermined time while the operating state of the engine 1 is continuing the heavy load fuel reduction.

二次燃料供給装置8のステップS11〜ステップS17の処理により、床下触媒4に供給される排気ガス成分は、図10(G)の破線のリーン状態から実線のストイキ状態とされるため、床下触媒4により充分に浄化されて、図10(H)の破線で示すように未浄化成分NOxがエミッションとして排出されることを阻止できる。   The exhaust gas component supplied to the underfloor catalyst 4 is changed from the lean state of the broken line in FIG. 10G to the solid stoichiometric state by the processing of step S11 to step S17 of the secondary fuel supply device 8. 4 can be sufficiently purified, and the unpurified component NOx can be prevented from being discharged as emission as shown by the broken line in FIG.

車両が時刻t14において定常走行に移行すると、エンジン制御部7は高負荷運転状態から定常運転状態となるため、燃料減量を停止させる。また、エンジン1からの排気ガス温度も徐々に低下するため、床下触媒4入口の排気ガス温度も徐々に低下される。このため、時刻t15において、排熱回収制御部10へ入力される排気ガス温度が昇温抑制値以下に低下すると、流路切替弁12によりバイパス通路11を閉じ、排気ガスの全量を排気通路2を経由して床下触媒4へ流入させる。   When the vehicle shifts to steady running at time t14, the engine control unit 7 changes from the high load running state to the steady running state, and therefore stops the fuel reduction. Further, since the exhaust gas temperature from the engine 1 gradually decreases, the exhaust gas temperature at the inlet of the underfloor catalyst 4 also gradually decreases. For this reason, when the exhaust gas temperature input to the exhaust heat recovery control unit 10 falls below the temperature rise suppression value at time t15, the bypass passage 11 is closed by the flow path switching valve 12, and the entire amount of exhaust gas is exhausted to the exhaust passage 2. To flow into the underfloor catalyst 4.

本実施形態においては、第1実施形態における効果(イ)、(ウ)に加えて以下に記載した効果を奏することができる。   In the present embodiment, in addition to the effects (A) and (C) in the first embodiment, the following effects can be achieved.

(オ)本実施形態の内燃機関の排出ガス浄化装置は、高負荷運転時に燃料を減量してストイキを外れた空燃比の混合気で運転されるエンジン1と、エンジン1の排気通路2の上流側及び下流側に設置されて排気ガスを浄化するマニホールド触媒3及び床下触媒4と、を備える。そして、マニホールド触媒3と床下触媒4との間に配置されて、排気通路2を通過する排気ガスを冷却してその温度が予め設定した設定温度を超えて上昇されることを抑制する排気ガス冷却装置5と、エンジン1の高負荷運転時に、排気ガス冷却装置5と床下触媒4との間に二次燃料を噴射して床下触媒4に流入する排気ガスの空燃比をストイキとする空燃比補正部としての二次燃料供給装置8と、を備えることを特徴とする。   (E) The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment includes an engine 1 that is operated with an air-fuel ratio mixture that is out of stoichiometry by reducing fuel during high load operation, and upstream of the exhaust passage 2 of the engine 1. And a manifold catalyst 3 and an underfloor catalyst 4 that are disposed on the side and the downstream side to purify exhaust gas. And it is arrange | positioned between the manifold catalyst 3 and the underfloor catalyst 4, and exhaust gas cooling which cools the exhaust gas which passes the exhaust passage 2, and suppresses that the temperature exceeds a preset preset temperature is suppressed. Air-fuel ratio correction in which secondary fuel is injected between the exhaust gas cooling device 5 and the underfloor catalyst 4 and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the underfloor catalyst 4 is stoichiometric during high load operation of the device 5 and the engine 1 And a secondary fuel supply device 8 as a unit.

即ち、高負荷運転時にエンジン1から排出される高温の排気ガスを排気ガス冷却装置5により冷却してその温度が予め設定した設定温度を超えて上昇されることを抑制する。このため、エンジン1から排出されるストイキを外れた空燃比の排気ガスを二次燃料によりストイキ化させて床下触媒4に供給しても、床下触媒4は劣化されることなく排気ガスを浄化でき、排気ガスの浄化率を向上させることができる。   That is, the high-temperature exhaust gas discharged from the engine 1 during high-load operation is cooled by the exhaust gas cooling device 5 and the temperature is prevented from rising beyond a preset temperature. For this reason, even if the exhaust gas of the air-fuel ratio that has been removed from the engine 1 is stoichiometrically supplied by the secondary fuel and supplied to the underfloor catalyst 4, the underfloor catalyst 4 can be purified without being deteriorated. The exhaust gas purification rate can be improved.

(カ)空燃比補正部は、高負荷運転時にエンジン1に供給される空気量と、エンジン1から排出される排気ガスの空燃比とストイキとの偏差と、により演算した量の二次燃料をフィードフォワード制御により噴射する過程を備えることを特徴とする。このため、フィードフォワード制御により、排気ガスの空燃比を制御遅れなく補正することができる。   (F) The air-fuel ratio correction unit calculates the amount of secondary fuel calculated by the amount of air supplied to the engine 1 during high-load operation and the deviation between the air-fuel ratio of exhaust gas exhausted from the engine 1 and stoichiometry. It has the process of injecting by feedforward control. For this reason, the air-fuel ratio of the exhaust gas can be corrected without a control delay by feedforward control.

1 エンジン(内燃機関)
2 排気通路
3 マニホールド触媒(上流側触媒)
4 床下触媒(下流側触媒)
5 排気ガス冷却装置
6 二次エア供給装置(空燃比補正手段)
7 エンジン制御部7
8 二次燃料供給装置(空燃比補正手段)
10 排熱回収制御部
11 バイパス通路
12 流路切替弁(バイパス流量制御部)
13 排熱回収器
14 流量制御弁
1 engine (internal combustion engine)
2 Exhaust passage 3 Manifold catalyst (upstream catalyst)
4 Underfloor catalyst (downstream catalyst)
5 Exhaust gas cooling device 6 Secondary air supply device (air-fuel ratio correction means)
7 Engine control unit 7
8 Secondary fuel supply device (Air-fuel ratio correction means)
10 Waste heat recovery control unit 11 Bypass passage 12 Flow path switching valve (Bypass flow control unit)
13 Waste heat recovery device 14 Flow control valve

Claims (6)

高負荷運転時に燃料を増量若しくは減量してストイキを外れた空燃比の混合気で運転される内燃機関と、
前記内燃機関の排気通路の上流側及び下流側に設置されて排気ガスを浄化する上流側触媒及び下流側触媒と、
前記上流側触媒と下流側触媒との間に配置されて、排気通路を通過する排気ガスを冷却してその温度が予め設定した設定温度を超えて上昇されることを抑制する排気ガス冷却装置と、
前記内燃機関の高負荷運転時に、前記排気ガス冷却装置と下流側触媒との間に二次エア若しくは二次燃料を噴射して下流側触媒に流入する排気ガスの空燃比をストイキとする空燃比補正手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排出ガス浄化装置。
An internal combustion engine that is operated with an air-fuel ratio mixture that is out of stoichiometry by increasing or decreasing fuel during high-load operation;
An upstream catalyst and a downstream catalyst installed on the upstream side and downstream side of the exhaust passage of the internal combustion engine to purify exhaust gas;
An exhaust gas cooling device disposed between the upstream catalyst and the downstream catalyst for cooling the exhaust gas passing through the exhaust passage and suppressing the temperature from rising beyond a preset temperature. ,
An air-fuel ratio in which the air-fuel ratio of the exhaust gas injected into the downstream catalyst by injecting secondary air or secondary fuel between the exhaust gas cooling device and the downstream catalyst during high load operation of the internal combustion engine is stoichiometric And an exhaust gas purifying device for an internal combustion engine.
前記内燃機関は、高負荷運転時に燃料を増量してストイキを外れたリッチな空燃比の混合気で運転され、
前記空燃比補正手段は、前記内燃機関の高負荷運転時に二次エアを噴射して下流側触媒に流入する排気ガスの空燃比をストイキとすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排出ガス浄化装置。
The internal combustion engine is operated with a rich air-fuel ratio mixture that increases the amount of fuel during high-load operation and deviates from stoichiometry,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio correction means uses the air-fuel ratio of exhaust gas that injects secondary air and flows into the downstream catalyst during high-load operation of the internal combustion engine as a stoichiometry. Exhaust gas purification equipment.
前記内燃機関は、高負荷運転時に燃料を減量してストイキを外れたリーンな空燃比の混合気で運転され、
前記空燃比補正手段は、前記内燃機関の高負荷運転時に二次燃料を噴射して下流側触媒に流入する排気ガスの空燃比をストイキとすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排出ガス浄化装置。
The internal combustion engine is operated with a lean air-fuel ratio mixture in which fuel is reduced and off stoichiometry during high load operation,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio correction unit uses the air-fuel ratio of exhaust gas that injects secondary fuel and flows into the downstream catalyst during high-load operation of the internal combustion engine as a stoichiometry. Exhaust gas purification equipment.
前記排気通路は、上流側触媒の下流部分と下流側触媒の上流部分とに入口及び出口が開口して排気通路をバイパスするバイパス通路を備え、
前記排気ガス冷却装置は、前記バイパス通路に設置され、前記排気通路を通過する排気ガスの温度が予め設定した設定温度に到達した場合に、前記排気通路を流れる排気の流量を絞り、前記バイパス通路に流れる排気の流量を増加させるよう前記バイパス通路に流れる排気の流量を制御するバイパス流量制御手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一つに記載の内燃機関の排出ガス浄化装置。
The exhaust passage includes a bypass passage that opens at an inlet and an outlet at a downstream portion of the upstream catalyst and an upstream portion of the downstream catalyst to bypass the exhaust passage,
The exhaust gas cooling device is installed in the bypass passage, and restricts the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage when the temperature of the exhaust gas passing through the exhaust passage reaches a preset temperature. The exhaust of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising bypass flow rate control means for controlling a flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass passage so as to increase a flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust gas. Gas purification device.
前記排気ガス冷却装置は、内燃機関の冷却水を循環させて排気の排熱を回収する排熱回収器により構成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の内燃機関の排出ガス浄化装置。   5. The exhaust gas cooling device according to claim 1, wherein the exhaust gas cooling device includes an exhaust heat recovery unit that recovers exhaust heat of exhaust gas by circulating cooling water of an internal combustion engine. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine as described. 前記空燃比補正手段は、高負荷運転時に内燃機関に供給される空気量と、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比とストイキとの偏差と、により演算した量の二次エア若しくは二次燃料を、フィードフォワード制御により噴射する過程を備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一つに記載の内燃機関の排出ガス浄化装置。   The air-fuel ratio correction means is a secondary air or secondary air whose amount is calculated by the amount of air supplied to the internal combustion engine during high load operation and the deviation between the air-fuel ratio of exhaust gas discharged from the internal combustion engine and stoichiometry. The exhaust gas purifying device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, further comprising a process of injecting fuel by feedforward control.
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