JP2658757B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

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JP2658757B2
JP2658757B2 JP4214313A JP21431392A JP2658757B2 JP 2658757 B2 JP2658757 B2 JP 2658757B2 JP 4214313 A JP4214313 A JP 4214313A JP 21431392 A JP21431392 A JP 21431392A JP 2658757 B2 JP2658757 B2 JP 2658757B2
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JP
Japan
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air
absorbent
engine
exhaust gas
fuel ratio
Prior art date
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JP4214313A
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Japanese (ja)
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JPH0666135A (en
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伸一 竹島
哲郎 木原
里美 瀬戸
健治 加藤
哲 井口
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • Y02T10/40Engine management systems

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】大部分の機関運転領域においてリーン混
合気を燃焼せしめるようにした内燃機関において、流入
排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOx を吸収し、
流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したNOx
を放出するNOx 吸収剤を機関排気通路内に配置し、リ
ーン混合気の燃焼期間が一定期間以上継続したときには
NOx 吸収剤への流入排気ガスの空燃比をリッチにして
NOx 吸収剤からNOxを放出させると共に放出された
NOx を還元するようにした内燃機関が本出願人により
既に提案されている(特願平3−284095号参
照)。
BACKGROUND OF THE INVENTION Most internal combustion engine so as to allowed to burn a lean mixture in the engine operating region of absorbing the NO x when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean,
NO x absorbed when the oxygen concentration in the incoming exhaust gas decreases
The the NO x absorbent to release disposed in the engine exhaust passage and from the NO x absorbent and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO x absorbent rich when the combustion period of the lean air-fuel mixture is continued over a certain period of time internal combustion engine so as to reduce the released NO x with the release of NO x has been already proposed by the present applicant (see Japanese Patent application No. 3-284095).

【0003】この内燃機関では機関からのNOx の排出
量が多い機関中高負荷運転時であっても機関からのNO
x の排出量が少ない機関低負荷運転時であってもリーン
混合気の燃焼期間が一定期間以上継続すればNOx 吸収
剤への流入排気ガスの空燃比がリッチとされる。
[0003] NO from the engine even at the time of NO x emissions is large engine medium and high load operation of the institutions in this internal combustion engine
Even when x emissions less engine low load operation of the combustion period of the lean air-fuel mixture air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the NO x absorbent when continued over a certain period of time is made rich.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところでNOx 吸収剤
への流入排気ガスの空燃比をリッチにすると機関からは
多量の未燃HC,CO等が排出され、しかも流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下するためにNOx 吸収剤からは吸
収されているNOx が放出される。このとき機関から排
出された未燃HC,CO等の一部は機関から排出された
NOx を還元するために使用され、残りの未燃HC,C
O等はNOx 吸収剤から放出されたNOxを還元するた
めに使用される。従ってこの場合、NOx が大気中に放
出されるのを抑制するためには機関から排出されるNO
x およびNOx 吸収剤から放出されるNOx を共に還元
しうる量の未燃HC,CO等を機関から排出させる必要
がある。
THE INVENTION Problems to be Solved By the way NO x large amount of unburned HC is the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas from the engine when the rich to the absorbent, CO and the like are discharged, moreover the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas Due to the decrease, the absorbed NO x is released from the NO x absorbent. At this time, a part of the unburned HC, CO, etc. discharged from the engine is used to reduce NO x discharged from the engine, and the remaining unburned HC, C
O and the like are used to reduce NO x released from the NO x absorbent. In this case, therefore, NO NO x is discharged from the engine to be prevented from being released into the atmosphere
it is necessary to discharge x and NO x absorbent unburned HC amount that can both reduce NO x released from the CO and the like from the engine.

【0005】ところで機関から排出される未燃HC,C
O等の量は機関において燃焼せしめられる混合気の空燃
比をリッチにすればするほど増大する。従って上述の内
燃機関におけるようにNOx の排出量が多い機関中高負
荷運転時にNOx 吸収剤からNOx を放出させるように
した場合には機関において燃焼せしめられる混合気の空
燃比をかなりリッチにしなければNOx が大気に放出さ
れるのを抑制できないことになる。
[0005] By the way, unburned HC, C discharged from the engine
The amount of O and the like increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the engine becomes richer. Thus considerable fuel ratio of the mixture burned in engine when the the NO x absorbent when the discharge amount is large engine medium and high load operation of the NO x so as to release the NO x as in the above internal combustion engine to a rich If not, the emission of NO x into the atmosphere cannot be suppressed.

【0006】しかしながら機関において燃焼せしめられ
る混合気の空燃比のリッチの度合を大きくすると燃料消
費率が増大するばかりでなく、トルク変動が大きくなる
という問題を生ずる。
[0006] However, if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the engine is increased, the fuel consumption rate is increased and the torque fluctuation is increased.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、大部分の機関運転領域においてリ
ーン混合気を燃焼せしめるようにした内燃機関におい
て、流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOx
吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収し
たNOx を放出するNOx 吸収剤を機関排気通路内に配
置し、機関の運転状態により予め定められているリッチ
運転領域があるときにはそのときを除いて機関負荷が予
め定められた負荷以下の低負荷となったときにNOx
収剤への流入排気ガスの空燃比をリッチにし、NOx
収剤からNOx を放出させると共に放出されたNOx
還元するようにしている。
According to the present invention, in order to solve the above problems, in an internal combustion engine in which a lean air-fuel mixture is burned in most of the engine operating range, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is reduced. absorbs NO x when the lean, the the NO x absorbent the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas to release NO x absorbed to decrease placed engine exhaust passage, rich are predetermined by the engine operating condition when there is the operating region is the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO x absorbent rich when a low load of less load engine load is predetermined except when its, NO x from the NO x absorbent Is released and the released NO x is reduced.

【0008】[0008]

【作用】機関から排出されるNOx の量が少ないときに
NOx 吸収剤への流入ガスの空燃比がリッチにされる。
従ってこのときリッチの度合をさほど大きくしなくても
NOx が大気に放出するのが抑制される。
Air-fuel ratio of the inflowing gas into the NO x absorbent when a small amount of NO x discharged from the [action] engine is rich.
Therefore, at this time, the emission of NO x to the atmosphere is suppressed even if the degree of the richness is not so increased.

【0009】[0009]

【実施例】図1を参照すると、1は機関本体、2はピス
トン、3は燃焼室、4は点火栓、5は吸気弁、6は吸気
ポート、7は排気弁、8は排気ポートを夫々示す。吸気
ポート6は対応する枝管9を介してサージタンク10に
連結され、各枝管9には夫々吸気ポート6内に向けて燃
料を噴射する燃料噴射弁11が取付けられる。サージタ
ンク10は吸気ダクト12およびエアフローメータ13
を介してエアクリーナ14に連結され、吸気ダクト12
内にはスロットル弁15が配置される。一方、排気ポー
ト8は排気マニホルド16および排気管17を介してN
x 吸収剤18を内蔵したケーシング19に接続され
る。
Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a piston, 3 is a combustion chamber, 4 is a spark plug, 5 is an intake valve, 6 is an intake port, 7 is an exhaust valve, and 8 is an exhaust port. Show. The intake port 6 is connected to a surge tank 10 via a corresponding branch pipe 9, and a fuel injection valve 11 for injecting fuel into the intake port 6 is attached to each branch pipe 9. The surge tank 10 includes an intake duct 12 and an air flow meter 13.
Is connected to the air cleaner 14 through the
Inside, a throttle valve 15 is arranged. On the other hand, the exhaust port 8 is connected to the N through the exhaust manifold 16 and the exhaust pipe 17.
It is connected to a casing 19 containing an O x absorbent 18.

【0010】電子制御ユニット30はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス31によって相互に接続
されたROM(リードオンリメモリ)32,RAM(ラ
ンダムアクセスメモリ(RAM))33,CPU(マイ
クロプロセッサ)34、入力ポート35および出力ポー
ト36を具備する。エアフローメータ13は吸入空気量
に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧がAD変換
器37を介して入力ポート35に入力される。スロット
ル弁15にはスロットル開度に比例した出力電圧を発生
するスロットルセンサ20が取付けられ、このスロット
ルセンサ20の出力電圧がAD変換器38を介して入力
ポート35に入力される。機関本体1には機関冷却水温
に比例した出力電圧を発生する水温センサ21が取付け
られ、この水温センサ21の出力電圧がAD変換器39
を介して入力ポート35に入力される。また、入力ポー
ト35には機関回転数を表わす出力パルスを発生する回
転数センサ22が接続される。一方、出力ポート36は
対応する駆動回路40,41を介して夫々点火栓4およ
び燃料噴射弁11に接続される。
The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory (RAM)) 33, a CPU (Microprocessor) 34, An input port 35 and an output port 36 are provided. The air flow meter 13 generates an output voltage proportional to the amount of intake air, and the output voltage is input to the input port 35 via the AD converter 37. A throttle sensor 20 that generates an output voltage proportional to the throttle opening is attached to the throttle valve 15, and the output voltage of the throttle sensor 20 is input to an input port 35 via an AD converter 38. A water temperature sensor 21 for generating an output voltage proportional to the engine cooling water temperature is attached to the engine body 1, and the output voltage of the water temperature sensor 21 is converted to an AD converter 39.
Through the input port 35. The input port 35 is connected to a rotation speed sensor 22 that generates an output pulse representing the engine rotation speed. On the other hand, the output port 36 is connected to the ignition plug 4 and the fuel injection valve 11 via corresponding drive circuits 40 and 41, respectively.

【0011】図1に示す内燃機関では例えば次式に基い
て燃料噴射時間TAUが算出される。 TAU=TP・K ここでTPは基本燃料噴射時間を示しており、Kは補正
係数を示している。基本燃料噴射時間TPは機関シリン
ダ内に供給される混合気の空燃比を理論空燃比とするの
に必要な燃料噴射時間を示している。この基本燃料噴射
時間TPは予め実験により求められ、機関負荷Q/N
(吸入空気量Q/機関回転数N)および機関回転数Nの
関数として図2に示すようなマップの形で予めROM3
2内に記憶されている。補正係数Kは機関シリンダ内に
供給される混合気の空燃比を制御するための係数であっ
てK=1.0であれば機関シリンダ内に供給される混合
気は理論空燃比となる。これに対してK<1.0になれ
ば機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比は理論空
燃比よりも大きくなり、即ちリーンとなり、K>1.0
になれば機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比は
理論空燃比よりも小さくなる、即ちリッチとなる。
In the internal combustion engine shown in FIG. 1, the fuel injection time TAU is calculated based on, for example, the following equation. TAU = TP · K Here, TP indicates a basic fuel injection time, and K indicates a correction coefficient. The basic fuel injection time TP indicates a fuel injection time required for setting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder to the stoichiometric air-fuel ratio. This basic fuel injection time TP is obtained in advance by an experiment, and the engine load Q / N
As a function of (intake air amount Q / engine speed N) and engine speed N, the ROM 3 is previously stored in the form of a map as shown in FIG.
2 is stored. The correction coefficient K is a coefficient for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder. If K = 1.0, the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder becomes the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, if K <1.0, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, lean, and K> 1.0
, The air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder becomes smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, becomes rich.

【0012】この補正係数Kは機関の運転状態に応じて
制御され、図3はこの補正係数Kの制御の一実施例を示
している。図3に示す実施例では暖機運転中は機関冷却
水温が高くなるにつれて補正係数Kが徐々に低下せしめ
られ、暖機が完了すると補正係数Kは1.0よりも小さ
い一定値、即ち機関シリンダ内に供給される混合気の空
燃比がリーンに維持される。次いで加速運転が行われれ
ば補正係数Kは例えば1.0とされ、即ち機関シリンダ
内に供給される混合気の空燃比は理論空燃比とされ、全
負荷運転が行われれば補正係数Kは1.0よりも大きく
される、即ち機関シリンダ内に供給される混合気の空燃
比はリッチにされる。図3からわかるように図3に示さ
れる実施例では暖機運転時、加速運転時および全負荷運
転時を除けば機関シリンダ内に供給される混合気の空燃
比は一定のリーン空燃比に維持されており、従って大部
分の機関運転領域においてリーン混合気が燃焼せしめら
れることになる。
The correction coefficient K is controlled according to the operating state of the engine. FIG. 3 shows an embodiment of the control of the correction coefficient K. In the embodiment shown in FIG. 3, during the warm-up operation, the correction coefficient K is gradually decreased as the engine cooling water temperature increases, and when the warm-up is completed, the correction coefficient K is a constant value smaller than 1.0, that is, the engine cylinder. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the inside is maintained lean. Next, when the acceleration operation is performed, the correction coefficient K is set to, for example, 1.0, that is, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder is set to the stoichiometric air-fuel ratio. .0, that is, the air-fuel ratio of the mixture supplied to the engine cylinder is made rich. As can be seen from FIG. 3, in the embodiment shown in FIG. 3, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder is maintained at a constant lean air-fuel ratio except during warm-up operation, acceleration operation and full load operation. Therefore, the lean mixture is burned in most of the engine operating range.

【0013】図4は燃焼室3から排出される排気ガス中
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図4から
わかるように燃焼室3から排出される排気ガス中の未燃
HC,COの量は燃焼室3内に供給される混合気の空燃
比がリッチになるほど増大し、燃焼室3から排出される
排気ガス中の酸素O2 の量は燃焼室3内に供給される混
合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
FIG. 4 schematically shows the concentration of typical components in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3. As can be seen from FIG. 4, the amounts of unburned HC and CO in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3 increase as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 increases, and the amount of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3 increases. The amount of oxygen O 2 in the exhaust gas increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes leaner.

【0014】ケーシング19内に収容されているNOx
吸収剤18は例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムK、ナトリウムNa、リチウムLi、セ
シウムCsのようなアルカリ金属、バリウムBa、カル
シウムCaのようなアルカリ土類、ランタンLa、イッ
トリウムYのような希土類から選ばれた少くとも一つ
と、白金Ptのような貴金属とが担持されている。機関
吸気通路およびNOx 吸収剤18上流の排気通路内に供
給された空気および燃料の比をNOx 吸収剤18への流
入排気ガスの空燃比と称するとこのNOx 吸収剤18は
流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOx を吸収
し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したN
x を放出するNOx の吸放出作用を行う。なお、NO
x 吸収剤18上流の排気通路内に燃料或いは空気が供給
されない場合には流入排気ガスの空燃比は燃焼室3内に
供給される混合気の空燃比に一致し、従ってこの場合に
はNOx 吸収剤18は燃焼室3内に供給される混合気の
空燃比がリーンのときにはNOx を吸収し、燃焼室3内
に供給される混合気中の酸素濃度が低下すると吸収した
NOx を放出することになる。
The NO x contained in the casing 19
The absorbent 18 is made of, for example, alumina as a carrier. On this carrier, for example, potassium K, sodium Na, lithium Li, alkali metal such as cesium Cs, barium Ba, alkaline earth such as calcium Ca, lanthanum La, yttrium Y At least one selected from such rare earths and a noble metal such as platinum Pt are supported. Engine intake passage and the NO x absorbent 18 upstream ratio of the exhaust passages supplied air and fuel into the of Toko called air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO x absorbent 18 the NO x absorbent 18 is the exhaust gas flowing N the air-fuel ratio of the absorbs NO x when the lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is absorbed and reduced
The O x performs the absorbing and releasing action of NO x to be released. Note that NO
When no fuel or air is supplied into the exhaust passage upstream of the absorbent 18, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas matches the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3, and in this case, NO x absorbent 18 release the NO x concentration of oxygen absorbed and reduced in the mixture air-fuel ratio of the mixture supplied into the combustion chamber 3 absorb NO x when the lean, fed into the combustion chamber 3 Will do.

【0015】上述のNOx 吸収剤18を機関排気通路内
に配置すればこのNOx 吸収剤18は実際にNOx の吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図5に示すようなメカニズムで行われている
ものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上
に白金PtおよびバリウムBaを担持させた場合を例に
とって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ
土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
If the above-described NO x absorbent 18 is arranged in the engine exhaust passage, the NO x absorbent 18 actually performs the absorption and release of NO x , but the detailed mechanism of the absorption and release is not clear. There is also. However, it is considered that this absorption / release action is performed by a mechanism as shown in FIG. Next, this mechanism will be described by taking as an example a case where platinum Pt and barium Ba are supported on a carrier, but the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths and rare earths.

【0016】即ち、流入排気ガスがかなりリーンになる
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図5
(A)に示されるようにこれら酸素O2 がO2 - の形で
白金Ptの表面に付着する。一方、流入排気ガス中のN
Oは白金Ptの表面上でO2 - と反応し、NO2 となる
(2NO+O2 →2NO2 )。次いで生成されたNO2
の一部は白金Pt上で酸化されつつ吸収剤内に吸収され
て酸化バリウムBaOと結合しながら図5(A)に示さ
れるように硝酸イオンNO3 - の形で吸収剤内に拡散す
る。このようにしてNOx がNOx 吸収剤18内に吸収
される。
That is, when the inflowing exhaust gas becomes considerably lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas greatly increases.
As shown in (A), these oxygens O 2 adhere to the surface of platinum Pt in the form of O 2 . On the other hand, N
O is O 2 on the surface of the platinum Pt - reacted with, and NO 2 (2NO + O 2 → 2NO 2). NO 2 generated
Some of the nitrate ions NO 3 as shown in FIG. 5 (A) while bonding with the barium oxide BaO is absorbed into the absorbent while being oxidized on the platinum Pt - diffused in the absorbent in the form of. In this way, NO x is absorbed in the NO x absorbent 18.

【0017】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ptの表面でNO2 が生成され、吸収剤のNOx 吸収能
力が飽和しない限りNO2 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンNO3 - が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してNO2 の生成量が低下すると
反応が逆方向(NO3 - →NO2 )に進み、斯くして吸
収剤内の硝酸イオンNO3 - がNO2 の形で吸収剤から
放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
るとNOx 吸収剤18からNOx が放出されることにな
る。図4に示されるように流入排気ガスのリーンの度合
が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、従っ
て流入排気ガスのリーンの度合を低くすればNOx 吸収
剤18からNOx が放出されることになる。
As long as the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is high, NO 2 is generated on the surface of the platinum Pt, and as long as the NO x absorption capacity of the absorbent is not saturated, NO 2 is absorbed in the absorbent and the nitrate ion NO 3 Is generated. On the other hand, when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases and the amount of generated NO 2 decreases, the reaction proceeds in the opposite direction (NO 3 → NO 2 ), thus the nitrate ion NO 3 in the absorbent. There are released from the absorbent in the form of NO 2. Namely, when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is released NO x from the NO x absorbent 18 when lowered. Figure 4 is the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas when the degree of leanness becomes lower in the inflowing exhaust gas as shown in drops, thus when low lean degree of the inflowing exhaust gas NO x from the absorbent 18 NO x is Will be released.

【0018】一方、このとき流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすると図4に示されるように機関からは多量の未
燃HC,COが排出され、これら未燃HC,COは白金
Pt上の酸素O2 - と反応して酸化せしめられる。ま
た、流入排気ガスの空燃比をリッチにすると流入排気ガ
ス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤からNO
2 が放出され、このNO2 は図5(B)に示されるよう
に未燃HC,COと反応して還元せしめられる。このよ
うにして白金Ptの表面上にNO2 が存在しなくなると
吸収剤から次から次へとNO2 が放出される。従って流
入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時間のうちにN
x 吸収剤18からNOx が放出されることになる。
On the other hand, at this time, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is reset.
As shown in FIG. 4, a large amount of
Fuel HC and CO are discharged, and these unburned HC and CO are converted to platinum.
Oxygen O on PtTwo -And oxidize. Ma
When the air-fuel ratio of the inflow exhaust gas is made rich, the inflow exhaust gas
NOx from the absorbent because the oxygen concentration in the
TwoIs released and this NOTwoIs as shown in FIG.
And reacts with unburned HC and CO to be reduced. This
NO on the surface of platinum PtTwoIs no longer present
NO from next to next from absorbentTwoIs released. Therefore the flow
If the air-fuel ratio of the incoming and exhaust gas is made rich, N
OxNO from absorbent 18xWill be released.

【0019】即ち、流入排気ガスの空燃比をリッチにす
るとまず初めに未燃HC,COが白金Pt上のO2 -
ただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金Pt上の
2 - が消費されてもまだ未燃HC,COが残っていれ
ばこの未燃HC,COによって吸収剤から放出されたN
x および機関から排出されたNOx が還元せしめられ
る。従って流入排気ガスの空燃比をリッチにしたときに
吸収剤から放出された全NOx および機関から排出され
た全NOx を還元せしめるには白金Pt上のO 2 - を消
費するのに必要な量の未燃HC,COと、全NOx を還
元させるのに必要な量の未燃HC,COがNOx 吸収剤
18に流入するように流入ガスの空燃比のリッチの度合
を制御しなければならないことになる。
That is, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich.
First, unburned HC and CO are converted to O on platinum Pt.Two -When
Immediately reacted and oxidized, then on platinum Pt
OTwo -If unburned HC and CO still remain even if
N released from the absorbent by unburned HC and CO
OxAnd NO emitted from the enginexIs reduced
You. Therefore, when the air-fuel ratio of the inflow exhaust gas is made rich,
Total NO released from absorbentxAnd emissions from institutions
All noxO on platinum Pt to reduce Two -Turn off
The amount of unburned HC and CO required to spend and total NOxReturn
Of unburned HC and CO required to recoverxAbsorbent
18 so that the air-fuel ratio of the inflow gas is rich
Must be controlled.

【0020】図6は本発明による実施例において用いら
れている流入ガスの空燃比のリッチ制御を示している。
図6に示される実施例ではNOx 吸収剤18からNOx
を放出すべきときには前述した燃料噴射時間TAUの算
出に用いられる補正係数KをKK(>1.0)まで増大
せしめることによって燃焼室3内に供給される混合気の
空燃比がリッチとされる。次いで補正係数Kが徐々に減
少せしめられ、次いで補正係数Kが1.0に、即ち燃焼
室3内に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に維持
される。次いでリッチ制御が開始されてからC0 時間経
過すると再び補正係数Kが1.0よりも小さくされて再
びリーン混合気の燃焼が開始される。
FIG. 6 shows the rich control of the air-fuel ratio of the inflow gas used in the embodiment according to the present invention.
NO x from the NO x absorbent 18 in the embodiment shown in FIG. 6
Is to be released, the air-fuel ratio of the mixture supplied to the combustion chamber 3 is made rich by increasing the correction coefficient K used for calculating the fuel injection time TAU to KK (> 1.0). . Next, the correction coefficient K is gradually decreased, and then the correction coefficient K is maintained at 1.0, that is, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio. Next, when the time C 0 elapses after the rich control is started, the correction coefficient K is made smaller than 1.0 again, and the combustion of the lean mixture is started again.

【0021】燃焼室3内に供給される混合気の空燃比が
リッチ(K=KK)になるとNOx吸収剤18に吸収さ
れている大部分のNOx が急激に放出される。補正係数
KKの値はこのとき白金Pt上のO2 - を消費しかつ全
NOx を還元させるのに必要な量の未燃HC,COが発
生するように定められている。この場合、排気ガス温が
高くなってNOx 吸収剤18の温度が高くなるほどNO
x 吸収剤18から放出されるNOx の量が増大する。従
って図7(A)に示されるように補正係数KKの値は排
気ガス温Tが高くなるほど大きくされる。なお、図7
(A)に示す補正係数KKと排気ガス温Tとの関係は予
めROM32内に記憶されている。
[0021] NO x Most of the air-fuel ratio of the mixture supplied into the combustion chamber 3 is absorbed in the NO x absorbent 18 becomes rich (K = KK) is suddenly released. The value of the correction coefficient KK is O 2 on this time the platinum Pt - are defined as unburned HC consumed and the amount needed to reduce the total NO x to, CO is generated. In this case, as the temperature of the NO x absorbent 18 an exhaust gas temperature becomes high is increased NO
The amount of NO x released from the x absorbent 18 increases. Therefore, as shown in FIG. 7A, the value of the correction coefficient KK increases as the exhaust gas temperature T increases. FIG.
The relationship between the correction coefficient KK and the exhaust gas temperature T shown in (A) is stored in the ROM 32 in advance.

【0022】この場合、排気ガス温Tは直接検出するこ
ともできるが吸入空気量Qと機関回転数Nから推定する
こともできる。そこで本発明による実施例では排気ガス
温Tと吸入空気量Q、機関回転数Nとの関係を予め実験
により求めておき、この関係を図8に示すようなマップ
の形で予めROM32内に記憶しておいてこのマップか
ら排気ガス温Tを算出するようにしている。
In this case, the exhaust gas temperature T can be directly detected, but can also be estimated from the intake air amount Q and the engine speed N. Therefore, in the embodiment according to the present invention, the relationship among the exhaust gas temperature T, the intake air amount Q, and the engine speed N is obtained in advance by experiments, and this relationship is stored in the ROM 32 in advance in the form of a map as shown in FIG. The exhaust gas temperature T is calculated from this map.

【0023】一方、前述したように燃焼室3内に供給さ
れる混合気の空燃比がリッチ(K=KK)になるとNO
x 吸収剤18に吸収されている大部分のNOx が急激に
放出され、その後は空燃比をリッチにしておいてもNO
x 吸収剤18からは少しずつしかNOx が放出されな
い。従って空燃比をリッチにし続けると未燃HC,CO
が大気に放出されることになる。そこで図6に示される
ように空燃比をリッチ(K=KK)にした後は少しずつ
リッチの度合を小さくし、次いで空燃比を理論空燃比
(K=1.0)に維持してNOx 吸収剤18から少しず
つ放出されるNOxを順次還元せしめるようにしてい
る。
On the other hand, if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes rich (K = KK) as described above, NO
Most of the NO x absorbed in the x absorbent 18 is rapidly released, and thereafter, even if the air-fuel ratio is made rich, NO
NO x is released from the x absorbent 18 little by little. Therefore, if the air-fuel ratio is kept rich, unburned HC, CO
Will be released to the atmosphere. So after the rich (K = KK) the air-fuel ratio as shown in Figure 6 to reduce the degree of rich little by little, followed by keeping the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio (K = 1.0) NO x so that allowed to successively reduce the NO x released little by little from the absorbent 18.

【0024】なお、空燃比をリッチにしたときにNOx
吸収剤18から放出されるNOx の量が多いほどその後
NOx 吸収剤18から放出されるNOx の量が少なくな
り、従ってNOx 吸収剤18がNOx を放出し終えるま
での時間が短かくなる。前述したように排気ガス温Tが
高くなるほど空燃比をリッチにしたときにNOx 吸収剤
18から放出されるNOx の量が多くなり、従って図7
(B)に示されるように空燃比をリッチにしてから再び
リーンに戻すまでの時間C0 は排気ガス温Tが高くなる
ほど短かくされる。なお、図7(B)に示す時間C0
排気ガス温Tとの関係は予めROM32内に記憶されて
いる。
When the air-fuel ratio is made rich, NO x
The amount of the NO x released as from then the NO x absorbent 18 an amount of the NO x often released from the absorbent 18 is decreased, therefore the NO x absorbent 18 is shorter the time until you release the NO x It becomes scary. The amount of the NO x released from the NO x absorbent 18 when the air-fuel ratio as the exhaust gas temperature T becomes higher as described above was rich is increased, thus 7
As shown in (B), the time C 0 from when the air-fuel ratio is made rich until it is returned to lean again becomes shorter as the exhaust gas temperature T becomes higher. Note that the relationship between the time C 0 and the exhaust gas temperature T shown in FIG. 7B is stored in the ROM 32 in advance.

【0025】図3に示されるように本発明による実施例
では暖機運転の初期および全負荷運転時には燃焼室3内
に供給される混合気がリッチにされ、また加速運転時に
は混合気が理論空燃比とされる。従ってこのときにもN
x 吸収剤18からNOx が放出される。しかしながら
全負荷運転時のように機関の運転状態により予め定めら
れているリッチ運転領域において機関が運転される頻度
が少ない場合にはこのようなリッチ運転領域のみにおい
てNOx 吸収剤18からNOx を放出させるようにする
とリーン運転中にNOx 吸収剤18によるNOx の吸収
能力が飽和してしまい、斯くしてNOx 吸収剤18によ
りNOx を吸収できなくなってしまう。そこで本発明に
よる実施例ではこのようなリッチ運転領域以外のときに
も流入排気ガスの空燃比をリッチにしてNOx 吸収剤1
8からNOx を放出させるようにしている。
As shown in FIG. 3, in the embodiment according to the present invention, the mixture supplied to the combustion chamber 3 is made rich at the beginning of the warm-up operation and at the time of full load operation, and the mixture is made stoichiometric during the acceleration operation. Fuel ratio. Therefore, N
NO x is released from the O x absorbent 18. However the NO x from the NO x absorbent 18 only in such a rich operation region when the frequency is less engine is operated in the rich operation region is predetermined by the operating state of the engine such as during full-load operation If the release is performed, the NO x absorption capacity of the NO x absorbent 18 becomes saturated during the lean operation, so that the NO x absorbent 18 cannot absorb NO x . Therefore, in this embodiment of the present invention by the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas even when these non-rich operation region rich the NO x absorbent 1
8 to release NO x .

【0026】ところが内燃機関では機関負荷が高くなる
と機関から排出されるNOx の量が増大し、従って機関
負荷が高いときにNOx 吸収剤18からNOx を放出さ
せるべく流入排気ガスの空燃比をリッチにするとこのと
き全NOx を還元するためには未燃HC,COの量を増
大させなければならない、即ち本発明による実施例では
燃焼室3内に供給される混合気のリッチの度合を大きく
しなければならないことになる。しかしながら燃焼室3
内に供給される混合気のリッチの度合を大きくすると燃
料消費率が悪化し、しかも機関出力が大巾に変動するの
でリッチの度合を大きくすることは回避しなければなら
ない。そこで本発明では機関からのNO x の排出量が少
ない機関低負荷運転時に流入排気ガスの空燃比をリッチ
にするようにしている。このように機関低負荷運転時に
流入排気ガスの空燃比をリッチにすれば全NOx を還元
するためにリッチの度合をさほど大きくする必要がな
く、斯くして燃料消費率を向上することができると共に
機関出力トルクの変動を抑制できることになる。これが
本発明によるリッチ制御の基本である。
However, in an internal combustion engine, the engine load increases.
And NO emitted from the enginexThe amount of
NO when load is highxNO from absorbent 18xReleased
When the air-fuel ratio of the inflow exhaust gas is made rich to
All NOxThe amount of unburned HC and CO to reduce
Must be increased, ie in the embodiment according to the invention
Increase the degree of richness of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3
You have to do it. However, combustion chamber 3
Increasing the richness of the air-fuel mixture supplied to the
The fuel consumption rate worsens and the engine output fluctuates widely
Must avoid increasing the degree of richness in
Absent. Therefore, in the present invention, the NO from the engine is xLow emissions
Rich engine air-fuel ratio during low engine load operation
I try to. Thus, when the engine is operating at low load,
If the air-fuel ratio of the inflow exhaust gas is made rich, all NOxReduce
You don't have to increase the richness
Thus, the fuel consumption rate can be improved, and
Thus, fluctuations in the engine output torque can be suppressed. This is
This is the basis of the rich control according to the present invention.

【0027】ところで図6において時間C0 が長くなれ
ば長くなるほど燃料消費率が悪化し、従って燃料消費率
を向上するには時間C0 をできるだけ短かくすることが
好ましい。時間C0 を短かくするためには流入排気ガス
をリッチにしたときのNOx吸収剤18からのNOx
出量を増大させればよく、そのためには流入排気ガスを
リッチにしたときの排気ガス温TおよびNOx 吸収剤1
8の温度を高くすればよいことになる。そこで本発明に
よる実施例ではスロットル弁15が閉弁した直後の低負
荷運転時に流入排気ガスをリッチにするようにしてい
る。即ちスロットル弁15が閉弁する前は機関負荷が高
い状態で運転されているので排気ガス温Tが高く、従っ
てNOx 吸収剤18の温度も高くなっている。従ってス
ロットル弁15が閉弁した直後はNOx 吸収剤18の温
度が高く、しかも燃焼室3および排気系の温度が高くな
っているので排気ガス温Tもかなり高くなっている。従
ってスロットル弁15が閉弁した直後に流入ガスの空燃
比をリッチにすると多量のNOx がNOx 吸収剤18か
ら放出され、斯くして時間C0 を短かくできることにな
る。
In FIG. 6, the longer the time C 0 , the worse the fuel consumption rate becomes. Therefore, to improve the fuel consumption rate, it is preferable to make the time C 0 as short as possible. It is sufficient to increase the the NO x releasing amount from the NO x absorbent 18 when the inflow exhaust gas rich in order to short the time C 0, the exhaust when the exhaust gas flowing into the rich for its gas temperature T and the NO x absorbent 1
It is only necessary to raise the temperature of 8. Therefore, in the embodiment according to the present invention, the inflow exhaust gas is made rich during the low-load operation immediately after the throttle valve 15 is closed. That is, before the throttle valve 15 is closed, the engine is operated with a high engine load, so that the exhaust gas temperature T is high, and therefore the temperature of the NO x absorbent 18 is also high. Therefore, immediately after the throttle valve 15 is closed, the temperature of the NO x absorbent 18 is high, and the temperatures of the combustion chamber 3 and the exhaust system are high, so that the exhaust gas temperature T is also considerably high. Thus the throttle valve 15 to the air-fuel ratio of the inflowing gas immediately after closing rich large amount of the NO x is released from the NO x absorbent 18, will be able thus to shorter time C 0 in.

【0028】また、スロットル弁15が閉弁せしめられ
ると機関出力トルクが低下するのでこのとき流入排気ガ
スの空燃比をリッチにしても運転者に機関出力トルクの
変動感を与えない。また、スロットル弁15が閉弁して
減速運転が開始されたときに燃料の噴射を停止するよう
にした内燃機関ではスロットル弁15が閉弁した直後に
流入排気ガスのリッチ制御を行い、その後燃料の噴射を
停止しても運転者に機関出力トルクの変動感を与えな
い。従って機関低負荷運転時とは云っても特に機関低負
荷運転に移行した直後に流入排気ガスのリッチ制御を行
うことが好ましいことになる。
Further, when the throttle valve 15 is closed, the engine output torque decreases. Therefore, at this time, even if the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich, the driver does not feel the fluctuation of the engine output torque. Further, in the internal combustion engine in which the fuel injection is stopped when the throttle valve 15 is closed and the deceleration operation is started, the rich control of the inflowing exhaust gas is performed immediately after the throttle valve 15 is closed. Even if the injection of fuel is stopped, the driver does not feel the fluctuation of the engine output torque. Therefore, it is preferable to perform the rich control of the inflowing exhaust gas especially immediately after the shift to the engine low load operation even during the engine low load operation.

【0029】また、機関低負荷運転に移行する毎に流入
排気ガスのリッチ制御を行うと必然的に燃料消費率が悪
化する。そこで本発明による実施例ではNOx 吸収剤1
8に吸収されているNOx 量を推定し、NOx 吸収剤1
8に吸収されているNOx 量が一定量を越えたと推定さ
れた後、機関低負荷運転に移行したときに流入排気ガス
のリッチ制御を行うようにしている。
Further, if the rich control of the inflowing exhaust gas is performed every time the engine is shifted to the low load operation, the fuel consumption rate inevitably deteriorates. Therefore, in this embodiment of the present invention the NO x absorbent 1
Estimating the amount of NO x absorbed in the 8, NO x absorbent 1
After the amount of NO x absorbed in the 8 is estimated to exceed a certain amount, and to perform rich control of the inflowing exhaust gas when the transition to engine low load operation.

【0030】次に図9から図12を参照して本発明によ
るNOx 吸収剤18の吸放出制御の一実施例について説
明する。図9は燃料の噴射を停止すべきことを示す燃料
カットフラグの処理ルーチンを示しており、このルーチ
ンは一定時間毎の割込みによって実行される。図9を参
照するとまず初めにステップ50において燃料の噴射を
停止すべき条件が成立したことを示すカット条件成立フ
ラグがセットされているか否かが判別される。カット条
件成立フラグがセットされていないときはステップ51
に進んでスロットルセンサ20の出力信号に基きスロッ
トル弁15がアイドリング開度であるか否かが判別され
る。アイドリング開度であるときにはステップ52に進
んで機関回転数Nが予め定められた設定値、例えば12
00r.p.mよりも高いか否が判別され、N>120
0r.p.mのときにはステップ53に進む。即ち、ス
ロットル弁15がアイドリング開度であってN>120
0r.p.mのときには減速運転時であると判断し、ス
テップ53に進んでカット条件成立フラグがセットされ
る。
Next, with reference to FIGS. 9 to 12, one embodiment of the control of the absorption and release of the NO x absorbent 18 according to the present invention will be described. FIG. 9 shows a processing routine for a fuel cut flag indicating that fuel injection should be stopped, and this routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIG. 9, first, in step 50, it is determined whether or not a cut condition satisfaction flag indicating that a condition for stopping fuel injection has been satisfied has been set. If the cut condition satisfaction flag is not set, step 51
Then, it is determined whether or not the throttle valve 15 is at the idling opening based on the output signal of the throttle sensor 20. If it is the idling opening, the routine proceeds to step 52, where the engine speed N is set to a predetermined set value, for example, 12
00r. p. It is determined whether or not it is higher than m, and N> 120
0r. p. If it is m, the process proceeds to step 53. That is, when the throttle valve 15 has the idling opening degree and N> 120
0r. p. If m, it is determined that the vehicle is in deceleration operation, and the routine proceeds to step 53, where a cut condition satisfaction flag is set.

【0031】次いでステップ54ではNOx 吸収剤18
からNOx を放出させるためのリッチ制御が実行されて
いることを示す実行フラグがセットされているか否かが
判別される。この実行フラグは図10および図11に示
すルーチンにおいて制御される。実行フラグがセットさ
れていないときにはステップ55に進んで燃料カットフ
ラグがセットされる。この燃料カットフラグがセットさ
れると燃料の噴射が停止せしめられる。一方、ステップ
54において実行フラグがセットされていないと判別さ
れたときには処理サイクルを完了し、従ってこのときに
は燃料噴射は停止せしめられない。
Next, at step 54, the NO x absorbent 18
Run flag indicating that the rich control is performed for releasing the NO x is whether it is set is determined from the. This execution flag is controlled in the routine shown in FIGS. If the execution flag has not been set, the routine proceeds to step 55, where the fuel cut flag is set. When the fuel cut flag is set, fuel injection is stopped. On the other hand, when it is determined in step 54 that the execution flag is not set, the processing cycle is completed, and therefore, at this time, the fuel injection is not stopped.

【0032】カット条件成立フラグがセットされるとス
テップ56に進んでスロットルセンサ20の出力信号に
基きスロットル弁15が開弁したか否かが判別される。
スロットル弁15が開弁していないときにはステップ5
7に進んで機関回転数Nが予め定められた一定値、例え
ば900r.p.mよりも低くなったか否かが判別され
る。N≧900r.p.mのときには処理サイクルを完
了する。これに対してステップ56においてスロットル
弁15が開弁したと判別されたとき、或いはステップ5
7においてN<900r.p.mであると判別されたと
きにはステップ58に進んでカット条件成立フラグがリ
セットされる。次いでステップ59において燃料カット
フラグがリセットされ、燃料の噴射が開始される。
When the cut condition satisfaction flag is set, the routine proceeds to step 56, where it is determined whether or not the throttle valve 15 has been opened based on the output signal of the throttle sensor 20.
If the throttle valve 15 has not been opened, step 5
7, the engine speed N becomes a predetermined constant value, for example, 900 r. p. It is determined whether it has become lower than m. N ≧ 900r. p. If m, the processing cycle is completed. On the other hand, when it is determined in step 56 that the throttle valve 15 has been opened, or in step 5
7, N <900r. p. When it is determined that m is satisfied, the routine proceeds to step 58, where the cutting condition satisfaction flag is reset. Next, at step 59, the fuel cut flag is reset, and fuel injection is started.

【0033】図10および図11はリッチ制御時の補正
係数KKの算出ルーチンを示しており、このルーチンは
一定時間毎の割込みによって実行される。図10および
図11を参照するとまず初めにステップ60において補
正係数Kが1.0よりも小さいか否か、即ちリーン混合
気が燃焼せしめられているか否かが判別される。K≧
1.0のとき、即ち燃焼室3内に供給される混合気が理
論空燃比或いはリッチのときには処理サイクルを完了す
る。これに対してK<1.0のとき、即ちリーン混合気
が燃焼せしめられているときにはステップ61に進んで
NOx 吸収剤18に吸収されているNOx 量Wが算出さ
れる。即ち、燃焼室3から排出されるNOx 量は吸入空
気量Qが多くなるほど増大し、機関負荷Q/Nが高くな
るほど増大するのでNOx 吸収剤18に吸収されている
NOx 量WはWとk1 ・Q・Q/N(k1 は定数)との
和によって表わされることになる。
FIGS. 10 and 11 show a routine for calculating the correction coefficient KK during the rich control. This routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIGS. 10 and 11, first, at step 60, it is determined whether or not the correction coefficient K is smaller than 1.0, that is, whether or not the lean air-fuel mixture is being burned. K ≧
When 1.0, that is, when the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 is at the stoichiometric air-fuel ratio or rich, the processing cycle is completed. When K <1.0 In contrast, i.e. the amount of NO x W that is absorbed in the NO x absorbent 18 proceeds to step 61 is calculated when the lean air-fuel mixture is burned. That is, the NO x amount discharged from the combustion chamber 3 increases as the intake air amount Q increases, and increases as the engine load Q / N increases, so that the NO x amount W absorbed by the NO x absorbent 18 is W And k 1 · Q · Q / N (k 1 is a constant).

【0034】次いでステップ62では実行フラグがセッ
トされているか否かが判別される。実行フラグがセット
されていないときにはステップ63に進んでスロットル
センサ20の出力信号に基きスロットル弁15の開度θ
が予め定められた設定開度θ 0 よりも小さいか否かが判
別される。なお、この設定開度θ0 はアイドリング開度
よりも若干大きな開度であり、従ってθ<θ0 は低負荷
運転が行われていることを意味している。θ≦θ0 のと
きには処理サイクルを完了し、θ<θ0 のときにはステ
ップ64に進む。
Next, at step 62, the execution flag is set.
It is determined whether or not it has been turned on. Execution flag set
If not, go to step 63 and throttle
The opening degree θ of the throttle valve 15 based on the output signal of the sensor 20
Is the preset opening θ 0Is smaller than
Separated. Note that this set opening θ0Is the idling opening
And slightly larger than θ, so that θ <θ0Is low load
It means that driving is being performed. θ ≦ θ0Noto
When the processing cycle is completed, θ <θ0When
Proceed to step 64.

【0035】ステップ64ではNOx 吸収剤18に吸収
されているNOx 量Wが予め定められた設定量W0 より
も大きいか否かが判別される。この設定量W0 は例えば
NO x 吸収剤18が吸収しうる最大NOx 量の30パー
セント程度である。W≦W0であれば処理サイクルを完
了し、W>W0 であればステップ65に進んで実行フラ
グがセットされる。従って実行フラグがセットされるの
は低負荷運転に移行したときにW>W0 となっていると
きである。なお、図9からわかるように実行フラグがセ
ットされるとこのときたとえ燃料噴射を停止すべき条件
が成立していたとしても燃料噴射は停止せしめられな
い。
In step 64, NOxAbsorbed by absorbent 18
NOxThe amount W is a predetermined set amount W0Than
Is also determined. This set amount W0Is for example
NO xMaximum NO that can be absorbed by the absorbent 18x30 par of quantity
It is about a cent. W ≦ W0If so, complete the processing cycle
W> W0If so, proceed to step 65 to execute
Is set. So the execution flag is set
Is W> W when shifting to low load operation0Is
It is. Note that the execution flag is set as shown in FIG.
If this is done, the conditions under which fuel injection should be stopped at this time
Fuel injection cannot be stopped even if
No.

【0036】実行フラグがセットされるとステップ66
において図7(A)に示す関係および図8に示すマップ
から補正係数KKが算出される。次いでステップ67で
はKKにk2 ・W(k2 は定数)を乗算することによっ
て最終的な補正係数KKが算出される。即ち、NOx
収剤18に吸収されているNOx 量Wが少ないほどリッ
チの度合(KK)が小さくされる。次いでステップ68
では図7(B)に示す関係および図8に示すマップから
時間C0 が算出される。次いでステップ69ではC0
3 ・W(k3 は定数)を乗算することによって最終的
な時間C0 が算出される。即ち、NOx 吸収剤18に吸
収されているNOx 量Wが少ないほど時間C0 が短かく
される。次いで処理サイクルを完了する。
When the execution flag is set, step 66 is executed.
In, the correction coefficient KK is calculated from the relationship shown in FIG. 7A and the map shown in FIG. Next, at step 67, the final correction coefficient KK is calculated by multiplying KK by k 2 · W (k 2 is a constant). That is, as the amount of NO x W that is absorbed in the NO x absorbent 18 is small degree of rich (KK) is reduced. Then step 68
Then, the time C 0 is calculated from the relationship shown in FIG. 7B and the map shown in FIG. Next, at step 69, the final time C 0 is calculated by multiplying C 0 by k 3 · W (k 3 is a constant). That, NO x absorbent 18 NO x amount W smaller the time C 0 has been absorbed is short hidden. Then the processing cycle is completed.

【0037】実行フラグがセットされると次の処理サイ
クルでは図10のステップ62から図11のステップ7
0に進んでNOx 放出フラグがセットされる。次いでス
テップ71ではカウント値Cが1だけインクリメントさ
れる。次いでステップ72ではカウント値Cが時間C0
よりも大きくなったか否か、即ちリッチ制御を開始して
から時間C0 が経過したか否かが判別される。C≦C0
のときにはステップ73に進んで補正係数KKから一定
値αが減算される。次いでステップ74では補正係数K
Kが1.0よりも小さくなったか否かが判別される。K
K≦1.0になるとステップ75に進んでKKが1.0
とされる。従って図6に示されるように補正係数KKは
徐々に小さくなり、次いで1.0に保持される。
When the execution flag is set, in the next processing cycle, from step 62 in FIG. 10 to step 7 in FIG.
The NO x releasing flag is set the routine proceeds to 0. Next, at step 71, the count value C is incremented by one. Next, at step 72, the count value C is changed to the time C 0.
Then, it is determined whether or not the time C0 has elapsed since the start of the rich control. C ≦ C 0
In step 73, the routine proceeds to step 73, where a constant value α is subtracted from the correction coefficient KK. Next, at step 74, the correction coefficient K
It is determined whether K has become smaller than 1.0. K
When K ≦ 1.0, the routine proceeds to step 75, where KK becomes 1.0
It is said. Accordingly, as shown in FIG. 6, the correction coefficient KK gradually decreases, and is then maintained at 1.0.

【0038】次いでC>C0 になるとステップ72から
ステップ76に進んで実行フラグがリセットされ、次い
で77においてNOx 放出フラグがリセットされる。次
いでステップ78ではNOx 吸収剤18に吸収されてい
るNOx 量Wが零とされ、次いでステップ79において
カウント値Cが零とされる。次いでステップ80ではカ
ット条件成立フラグがセットされているか否かが判別さ
れ、カット条件成立フラグがセットされている場合には
ステップ81に進んで燃料カットフラグがセットされ
る。即ち、燃料噴射を停止すべき条件が依然として成立
している場合にはステップ81に進んで燃料カットフラ
グがセットされ、燃料の噴射が停止せしめられる。
Next, when C> C 0 , the process proceeds from step 72 to step 76 where the execution flag is reset, and then at 77 the NO x release flag is reset. Then the amount of NO x W that is absorbed in the NO x absorbent 18 at step 78 is zero, then the count value C is made zero at step 79. Next, at step 80, it is determined whether or not the cut condition satisfaction flag is set. If the cut condition satisfaction flag is set, the routine proceeds to step 81, where the fuel cut flag is set. That is, if the condition for stopping the fuel injection is still satisfied, the routine proceeds to step 81, where the fuel cut flag is set, and the fuel injection is stopped.

【0039】図12は燃料噴射時間TAUの算出ルーチ
ンを示しており、このルーチンは繰返し実行される。図
12を参照するとまず初めにステップ90において図2
に示すマップから基本燃料噴射時間TPが算出される。
次いでステップ91では水温センサ21の出力信号から
暖機運転中か否かが判別される。暖機運転中のときには
ステップ93に進んで機関冷却水温の関数である値Aが
補正係数Kとされ、次いでステップ96に進む。一方、
暖機運転が完了したときにはステップ92に進んでNO
x 放出フラグがセットされているか否かが判別される。
NOx 放出フラグがセットされていないときにはステッ
プ94に進んで機関の運転状態により予め定められた値
Bが補正係数Kとされる。例えば加速運転時にはK=
1.0とされ、全負荷運転時にはK=1.3とされ、そ
の他の運転状態ではK=0.6とされる。次いでステッ
プ96に進む。
FIG. 12 shows a routine for calculating the fuel injection time TAU, and this routine is repeatedly executed. Referring to FIG. 12, first in step 90, FIG.
The basic fuel injection time TP is calculated from the map shown in FIG.
Next, at step 91, it is determined from the output signal of the water temperature sensor 21 whether or not the warm-up operation is being performed. During the warm-up operation, the routine proceeds to step 93, where the value A, which is a function of the engine cooling water temperature, is set as the correction coefficient K, and then the routine proceeds to step 96. on the other hand,
When the warm-up operation is completed, the routine proceeds to step 92, where NO
It is determined whether or not the x release flag is set.
Is a predetermined value B by the operation state of the engine proceeds to step 94 is the correction coefficient K when the the NO x releasing flag has not been set. For example, K =
1.0, K = 1.3 during full load operation, and K = 0.6 in other operation states. Next, the routine proceeds to step 96.

【0040】一方、ステップ92においてNOx 放出フ
ラグがセットされていると判別されたときにはステップ
95に進んで図10および図11のルーチンにより算出
されている補正係数KKがKとされ、次いでステップ9
6に進む。ステップ96では燃料カットフラグがセット
されているか否かが判別され、燃料カットフラグがセッ
トされていないときにはステップ98にジャンプする。
これに対して燃料カットフラグがセットされているとき
にはステップ97に進んで補正係数Kが零とされ、次い
でステップ98に進む。ステップ98では基本燃料噴射
時間TPに補正係数Kを乗算することによって燃料噴射
時間TAUが算出される。
On the other hand, is the correction coefficient KK is K which has been calculated by the routine of FIG. 10 and FIG. 11 proceeds to step 95 when the the NO x releasing flag is judged as being set in step 92, then step 9
Proceed to 6. At step 96, it is determined whether or not the fuel cut flag is set. If the fuel cut flag is not set, the routine jumps to step 98.
On the other hand, when the fuel cut flag is set, the routine proceeds to step 97, where the correction coefficient K is made zero, and then proceeds to step 98. In step 98, the fuel injection time TAU is calculated by multiplying the basic fuel injection time TP by the correction coefficient K.

【0041】[0041]

【発明の効果】燃料消費率を悪化させることなく、しか
も大きなトルク変動を生ずることなくNOx 吸収剤から
NOx を放出させることができる。
Without deteriorating the fuel consumption rate, according to the present invention, moreover it is possible to release the NO x from the NO x absorbent without causing large torque fluctuation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】内燃機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.

【図2】基本燃料噴射時間のマップを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a map of a basic fuel injection time.

【図3】補正係数Kの変化を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a change in a correction coefficient K;

【図4】機関から排出される排気ガス中の未燃HC,C
Oおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。
FIG. 4 shows unburned HC and C in exhaust gas discharged from the engine.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the concentrations of O and oxygen.

【図5】NOx の吸放出作用を説明するための図であ
る。
FIG. 5 is a diagram for explaining a NO x absorption / release effect.

【図6】リッチ制御時の補正係数Kの変化を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a change in a correction coefficient K during rich control.

【図7】補正係数KK、時間C0 と排気ガス温Tとの関
係を示す線図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a correction coefficient KK, a time C 0 and an exhaust gas temperature T.

【図8】排気ガス温Tのマップを示す図である。FIG. 8 is a view showing a map of an exhaust gas temperature T;

【図9】燃料カットフラグを処理するためのフローチャ
ートである。
FIG. 9 is a flowchart for processing a fuel cut flag.

【図10】補正係数KKを算出するためのフローチャー
トである。
FIG. 10 is a flowchart for calculating a correction coefficient KK.

【図11】補正係数KKを算出するためのフローチャー
トである。
FIG. 11 is a flowchart for calculating a correction coefficient KK.

【図12】燃料噴射時間TAUを算出するためのフロー
チャートである。
FIG. 12 is a flowchart for calculating a fuel injection time TAU.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…燃料噴射弁 15…スロットル弁 16…排気マニホルド 18…NOx 吸収剤11: fuel injection valve 15: throttle valve 16: exhaust manifold 18: NO x absorbent

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/20 F02D 45/00 301G 3/28 301 B01D 53/34 129A F02D 41/04 305 53/36 101Z 45/00 301 (72)発明者 加藤 健治 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 井口 哲 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−135417(JP,A) 特開 平1−247710(JP,A) 特開 昭62−117620(JP,A) 特開 昭62−106826(JP,A) 特開 昭62−97630(JP,A)──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display F01N 3/20 F02D 45/00 301G 3/28 301 B01D 53/34 129A F02D 41/04 305 53 / 36 101Z 45/00 301 (72) Inventor Kenji Kato 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Inventor Tetsu Iguchi 1 Toyota Town Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (56 References JP-A-3-135417 (JP, A) JP-A-1-247710 (JP, A) JP-A-62-117620 (JP, A) JP-A-62-106826 (JP, A) 62-97630 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 大部分の機関運転領域においてリーン混
合気を燃焼せしめるようにした内燃機関において、流入
排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOxを吸収し、
流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したNOx
を放出するNOx 吸収剤を機関排気通路内に配置し、機
関の運転状態により予め定められているリッチ運転領域
があるときにはそのときを除いて機関負荷が予め定めら
れた負荷以下の低負荷となったときにNOx 吸収剤への
流入排気ガスの空燃比をリッチにし、NOx 吸収剤から
NOx を放出させると共に放出されたNOx を還元する
ようにした内燃機関の排気浄化装置。
1. A internal combustion engine so as to allowed to burn a lean mixture in most engine operating region of the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is absorbed NO x when the lean,
NO x absorbed when the oxygen concentration in the incoming exhaust gas decreases
The the NO x absorbent to release disposed in the engine exhaust passage and a low-load engine load when there is a rich operation region is predetermined except when its load less than or equal to a predetermined by the engine operating condition the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO x absorbent rich when they become, the exhaust purification system of an internal combustion engine so as to reduce the released NO x with the release of NO x from the NO x absorbent.
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