JP2669093B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Info

Publication number
JP2669093B2
JP2669093B2 JP2022105A JP2210590A JP2669093B2 JP 2669093 B2 JP2669093 B2 JP 2669093B2 JP 2022105 A JP2022105 A JP 2022105A JP 2210590 A JP2210590 A JP 2210590A JP 2669093 B2 JP2669093 B2 JP 2669093B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water injection
nox
internal combustion
combustion engine
active species
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2022105A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03229915A (en
Inventor
宗一 松下
清 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2022105A priority Critical patent/JP2669093B2/en
Publication of JPH03229915A publication Critical patent/JPH03229915A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2669093B2 publication Critical patent/JP2669093B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、排気系にいわゆるリーンNOx触媒を備えた
内燃機関における、リーンNOx触媒によるNOx浄化に必要
な、HCの部分酸化により生成される活性種を、活性種不
足時に、吸気系または燃焼室内に水を噴射することによ
り多量生成せしめ、リーンNOx触媒によるNOx浄化を促進
させる内燃機関の排気浄化装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention is produced by partial oxidation of HC necessary for NOx purification by a lean NOx catalyst in an internal combustion engine having a so-called lean NOx catalyst in an exhaust system. The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, which produces a large amount of active species by injecting water into an intake system or a combustion chamber when the active species is insufficient, and promotes NOx purification by a lean NOx catalyst.

[従来の技術] 最近、燃費向上のために、希薄域の空燃比で燃焼させ
るリーンバーン内燃機関の開発が進められ、一部は実用
化されている。希薄空燃比領域においては、従来の触媒
ではNOxを浄化できないので、NOx低減がリーンバーン内
燃機関の課題になっており、希薄空燃比でもNOxを浄化
できる触媒が注目されている。
[Related Art] In recent years, in order to improve fuel efficiency, the development of a lean burn internal combustion engine that burns at an air-fuel ratio in a lean region has been promoted, and a part thereof has been put into practical use. In the lean air-fuel ratio range, NOx cannot be purified by conventional catalysts, so reduction of NOx has become a problem for lean-burn internal combustion engines, and catalysts that can purify NOx even at lean air-fuel ratios are drawing attention.

特開平1−130735号公報、特願昭63−95026号は、遷
移金属を担持せしめたゼオライトからなり、酸化雰囲気
中、HC存在下でNOxを還元する触媒(以下、リーンNOx触
媒という)を教示している。
JP-A-1-130735 and Japanese Patent Application No. 63-95026 teach a catalyst (hereinafter, referred to as a lean NOx catalyst) which is composed of a zeolite supporting a transition metal and reduces NOx in the presence of HC in an oxidizing atmosphere. doing.

[発明が解決しようとする課題] しかし、内燃機関の排気系にリーンNOx触媒を装着し
ても、機関の運転状態によっては、NOx浄化率が低下し
て、NOx排出量が増加してしまい、NOx量を規則値以内に
抑えることができなくなるという問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, even if a lean NOx catalyst is installed in the exhaust system of an internal combustion engine, the NOx purification rate decreases and the NOx emission amount increases depending on the operating state of the engine. There is a problem that the NOx amount cannot be suppressed within the regulation value.

一方、リーンNOx触媒によるNOx還元メカニズムは、第
10図に示すごとく、排気ガス中のHCの一部、部分酸化に
より生成される活性種とNOxとの反応であると推定され
る。したがって、第9図に示す如く、排気ガス中のHC濃
度が大になればなる程活性種の生成量も増え、NOx浄化
率が大になる。上記のように、運転状態によってはNOx
浄化率が低下するのは、内燃機関の運転状態によっては
排気ガス中のHC濃度が低減するからであると考えられ
る。
On the other hand, the NOx reduction mechanism by lean NOx catalyst
As shown in Fig. 10, it is presumed that it is a reaction between NOx and a part of HC in exhaust gas, an active species generated by partial oxidation. Therefore, as shown in FIG. 9, as the HC concentration in the exhaust gas increases, the generation amount of the active species increases, and the NOx purification rate increases. As mentioned above, depending on the operating condition, NOx
It is considered that the purification rate decreases because the HC concentration in the exhaust gas decreases depending on the operating state of the internal combustion engine.

本発明は、内燃機関の運転状態によっては生じるNOx
浄化率の低下或いはHC量の不足を、内燃機関の燃焼温度
を制御することによって解決することを目的とする。
The present invention relates to a method for producing NOx depending on the operating state of an internal combustion engine.
It is an object of the present invention to solve a reduction in purification rate or a shortage of HC amount by controlling a combustion temperature of an internal combustion engine.

[課題を解決するための手段] 上記目的は、本発明によれば、 内燃機関の排気系に設けられたリーンNOx触媒(遷移
金属或いは貴金属を担持せしめたデオライトからなり、
酸化雰囲気中、HC存在下でNOxを還元する触媒として定
義される)と、 HCの部分酸化により生成される活性種がリーンNOx触
媒によるNOxの還元に必要とされる活性種量に対して直
接的に判断するHC不足判定手段と、 HC不足判定手段が、活性種が不足する運転状態と判断
したときには、吸気系または燃焼室内に水を噴射する水
噴射手段と、 からなる内燃機関の排気浄化装置によって、達成され
る。
Means for Solving the Problems According to the present invention, the object is to provide a lean NOx catalyst (made of deolite supporting a transition metal or a noble metal, provided in an exhaust system of an internal combustion engine,
(Defined as a catalyst that reduces NOx in the presence of HC in an oxidizing atmosphere), and the active species generated by partial oxidation of HC are directly related to the amount of active species required for NOx reduction by lean NOx catalyst. Exhaust purification of the internal combustion engine, which comprises: HC shortage determination means that makes a dynamic judgment, and when the HC shortage determination means determines that the operating state is short of active species, and water injection means that injects water into the intake system or the combustion chamber. Achieved by the device.

[作用] 排気ガスのHC濃度は、したがってNOx浄化率も、第7
図に示す如く、空燃比によて、また、第8図に示す如
く、触媒温度によって、大きく左右される。すなわち、
空燃比に関しては、理論空燃比より希薄(リーン)側の
空燃比領域においては、トルク変動が急激に大きくなり
始める空燃比迄は、HC量が徐々に低下し、NOx浄化率が
低下する。また、触媒温度に関しては、触媒温度がある
温度以上になれば急激にNOx浄化率が低下する。
[Action] The HC concentration of the exhaust gas, and thus the NOx purification rate,
As shown in the figure, it greatly depends on the air-fuel ratio and, as shown in FIG. 8, on the catalyst temperature. That is,
Regarding the air-fuel ratio, in the air-fuel ratio region leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the HC amount gradually decreases and the NOx purification rate decreases until the air-fuel ratio where the torque fluctuation starts to increase rapidly. Regarding the catalyst temperature, if the catalyst temperature exceeds a certain temperature, the NOx purification rate will suddenly decrease.

トルク変動が急激に立上る空燃比迄の希薄空燃比領域
で運転されているか、または触媒温度(排気温度に相関
する)が所定温度以上となるような、高負荷あるいは高
回転域では、HC不足判定手段が、活性種が不足する運転
状態と判断し、水噴射手段が吸気系または燃焼室内に水
を噴射するので、内燃機関の燃焼温度は低くされる。こ
の結果、燃焼室壁内のクエンチングエリアが拡がり、燃
料の一部が不完全燃焼し、未燃燃料が増えて、排気ガス
中のHCが増加する。このHCがリーンNOx触媒に流れて、N
Ox浄化率を向上させる。
HC is insufficient in a high load or high speed range where the engine is operating in a lean air-fuel ratio range up to the air-fuel ratio where the torque fluctuation rises abruptly, or the catalyst temperature (correlation with exhaust temperature) exceeds a specified temperature. The determining means determines that the active species is insufficient, and the water injection means injects water into the intake system or the combustion chamber, so that the combustion temperature of the internal combustion engine is reduced. As a result, the quenching area in the combustion chamber wall is widened, part of the fuel is incompletely burned, unburned fuel is increased, and HC in the exhaust gas is increased. This HC flows to the lean NOx catalyst,
Improves Ox purification rate.

他方、HC不足判定手段が、活性種が不足する運転状態
でないと判断したときには、水噴射が停止されるので、
燃焼温度は高くされ、ほぼ完全燃焼が行われて燃費が良
くされ、HCミッションも低減される。
On the other hand, when the HC deficiency determination means determines that the operating state is not such that the active species is deficient, the water injection is stopped,
Combustion temperature is raised, almost complete combustion is performed, fuel efficiency is improved, and HC mission is also reduced.

[実施例] 以下、本発明の望ましい実施例を説明する。EXAMPLES Hereinafter, desirable examples of the present invention will be described.

第1図において、内燃機関2の排気系4には、リーン
NOx触媒6が設けられ、その上流に、空燃比センサ8、
排気温センサ10が設けられている。
In FIG. 1, the exhaust system 4 of the internal combustion engine 2 has a lean
A NOx catalyst 6 is provided, and an air-fuel ratio sensor 8,
An exhaust temperature sensor 10 is provided.

内燃機関2の吸気系12には、吸気管圧力センサ14が設
けられている。また、吸気系12には、ONのときに水を吸
気ガス中に噴射し、OFFのときに水噴射を停止する水噴
射弁18が設けられている。水噴射弁18は吸気系12の代り
に各気筒の燃焼室に直接噴射するように設けられてもよ
い。水反射弁18にはウォータポンプ24からの圧力水が水
供給管22を介して導かれ、水噴射弁ON時に、水20が噴射
される。
An intake pipe pressure sensor 14 is provided in the intake system 12 of the internal combustion engine 2. In addition, the intake system 12 is provided with a water injection valve 18 that injects water into the intake gas when ON, and stops water injection when OFF. The water injection valve 18 may be provided so as to directly inject into the combustion chamber of each cylinder instead of the intake system 12. The pressurized water from the water pump 24 is guided to the water reflection valve 18 via the water supply pipe 22, and the water 20 is injected when the water injection valve is turned on.

内燃機関2のクランク軸と連動されるディストリビュ
ータにはクランク角度センサ16が設けられ、後述する演
算の割り込みのタイミングをとる信号を発するととも
に、該信号を演算して機関回転速度を得ることができる
ようになっている。また、内燃機関2には、機関冷却水
温度を検出する水温センサ28が設けられている。
A crank angle sensor 16 is provided in the distributor that is interlocked with the crankshaft of the internal combustion engine 2 so as to issue a signal for timing the interrupt of the calculation described later and to calculate the signal to obtain the engine rotation speed. It has become. Further, the internal combustion engine 2 is provided with a water temperature sensor 28 that detects the engine cooling water temperature.

内燃機関2の運転を制御するために、制御装置30が設
けられる。制御装置30はマイクロコンピュータからな
り、演算を実行するセントラルプロセッサユニット(CP
U)30a、読出し専用のリードオンリメモリ(ROM)30b、
一時記憶用のランダムアクセスメモリ(RAM)30c、アナ
ログ入力をディジタル量に変換するアナログ/ディジタ
ル変換器30d、ディジタル入力を受信する入力インター
フェース30e、演算結果を指令信号として出力する出力
インターフェース30f、およびこれらの各要素を連絡す
るパス30gを有する。
A control device 30 is provided to control the operation of the internal combustion engine 2. The control device 30 is composed of a microcomputer, and executes a central processing unit (CP)
U) 30a, read-only read only memory (ROM) 30b,
A random access memory (RAM) 30c for temporary storage, an analog / digital converter 30d for converting an analog input into a digital quantity, an input interface 30e for receiving a digital input, an output interface 30f for outputting a calculation result as a command signal, and the like Has a path 30g that communicates each element of.

クランク角度センサ16の出力は入力インターフェース
30eに、空燃比センサ8、排気温センサ10、吸気管圧セ
ンサ14、水温センサ28の出力はアナログ/ディジタル変
換器30dに、それぞれ入力され、出力インターフェース3
0fからの指令は水噴射弁18に送られる。
The output of the crank angle sensor 16 is an input interface
30e, the outputs of the air-fuel ratio sensor 8, the exhaust temperature sensor 10, the intake pipe pressure sensor 14, and the water temperature sensor 28 are input to the analog / digital converter 30d, respectively.
The command from 0f is sent to the water injection valve 18.

第2図、第6図のルーチンは、それぞれ、本発明の第
1実施例、第2実施例の内燃機関の水噴射制御ルーチン
であり、第3図のサブルーチンは第1、第2実施例に共
用される。第1実施例はHCの部分酸化により生成される
活性種が不足する運転状態か否かを空燃比や排気温度か
ら間接的に判断する場合に対応し、第2実施例は排気ガ
ス中のHC濃度から直接的に判断する場合に対応する。こ
れらのルーチンは、ROM30bに記憶されていて、CPU30aに
読出されて、一定のクランク角度毎に割込まれて、演算
が実行される。
The routines of FIGS. 2 and 6 are water injection control routines for the internal combustion engine of the first and second embodiments of the present invention, respectively. The subroutine of FIG. 3 corresponds to the first and second embodiments. It is shared. The first embodiment corresponds to a case in which it is indirectly determined from an air-fuel ratio or an exhaust temperature whether or not an operating state in which active species generated by partial oxidation of HC is insufficient, and a second embodiment corresponds to a case where HC in the exhaust gas This corresponds to the case where the determination is made directly from the density. These routines are stored in the ROM 30b, read out to the CPU 30a, interrupted at every fixed crank angle, and executed.

まず、第1実施例を第2図から第5図までを参照して
説明する。第2図において、ステップ101、102で内燃機
関の運転状態を読込む。図示例では、ステップ101で空
燃比センサ8からの出力である空燃比ABFを読込み、ス
テップ102で排気温センサ10からの出力である排気温度T
EXを読込む。ステップ102は、また、吸気管圧力センサ1
4からの出力である吸気管圧力PM、クランク角度センサ1
6の出力を演算して得た機関回転速度NEを読込んで、P
M、NEより排気温度TEXを推定するようにしてもよい。
First, the first embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, in steps 101 and 102, the operating state of the internal combustion engine is read. In the illustrated example, at step 101, the air-fuel ratio ABF output from the air-fuel ratio sensor 8 is read, and at step 102, the exhaust temperature T
Read EX. Step 102 also includes an intake pipe pressure sensor 1
Intake pipe pressure PM, output from 4, crank angle sensor 1
The engine speed NE obtained by calculating the output of 6 is read and P
The exhaust gas temperature TEX may be estimated from M and NE.

続いてステップ103、104へと進み、空燃比ABF、HCの
少ない領域を決める下側の空燃比ABF1と上側の空燃比AB
F2との間にあるか否か、すなわち第7図のABF1とABF2の
間の、HCの少ない領域にあるか否かを判断し、HCが少な
い空燃比領域にあるときはステップ105に進み、HCが多
い空燃比領域にあるときはステップ106へと進む。
Subsequently, the process proceeds to steps 103 and 104, where the lower air-fuel ratio ABF1 and the upper air-fuel ratio AB that determine the region where the air-fuel ratio ABF and HC are low are determined.
It is determined whether or not it is between F2, that is, whether it is in the region with a small amount of HC between ABF1 and ABF2 in FIG. 7, and when it is in the air-fuel ratio region with a small amount of HC, proceed to step 105, When it is in the air-fuel ratio region where the amount of HC is large, the process proceeds to step 106.

ステップ105に進むとき、すなわちHC不足のときは、
ステップ105で第4図の空燃比ABF、排気温度TEX−目標
水噴射時間TWマップから、目標水噴射時間TWを算出す
る。第4図では、空燃比ABFが大であればあるほど、目
標水噴射時間TWは大であり、排気温度TEXが大であれば
あるほど、目標水噴射時間TWは大とされている。
When proceeding to step 105, that is, when HC is insufficient,
In step 105, the target water injection time TW is calculated from the air-fuel ratio ABF and exhaust temperature TEX-target water injection time TW map of FIG. In FIG. 4, the larger the air-fuel ratio ABF, the larger the target water injection time TW, and the larger the exhaust gas temperature TEX, the larger the target water injection time TW.

一方、ステップ106に進んだときは、すなわちHC量が
比較的多量にあるときは、排気温度TEXが、第8図のNOx
浄化率が急激に低下する触媒温度に対応する排気温度TE
X1より大か否かを判断し、TEX>TEX1だと、HCが比較的
多量にあっても第10図の直接酸化および活性種のCO2
への酸化が進んでHCが不足するので、ステップ107に進
み、ステップ107で、第5図の排気温度TEX−目標水噴射
時間TWマップより、目標水噴射時間TWを算出する。第5
図では、排気温度TEXが大であればあるほど、目標水噴
射時間TWは大とされている。
On the other hand, when the routine proceeds to step 106, that is, when the amount of HC is comparatively large, the exhaust temperature TEX becomes NOx in FIG.
Exhaust gas temperature TE corresponding to catalyst temperature at which purification rate drops sharply
Judging whether or not it is larger than X1, and if TEX> TEX1, then even if the amount of HC is relatively large, the direct oxidation of Fig. 10 and the oxidation of active species to the CO 2 side will proceed, and HC will run short. In step 107, the target water injection time TW is calculated from the exhaust temperature TEX-target water injection time TW map shown in FIG. Fifth
In the figure, the larger the exhaust temperature TEX, the larger the target water injection time TW.

続いて、ステップ108〜109に進み、水噴射を、ステッ
プ103〜107で算出した目標水噴射時間TWだけ実行する。
すなわち、ステップ108で、水噴射弁18をONにして、水
噴射を開始し、続いてステップ109に進んで、現在の時
刻に水噴射時間TWを加えて演算した水噴射終了時刻にタ
イマをセットする。第3図はタイマがカウントする時刻
が水噴射終了時刻に一致した時に割込みがかかるサブル
ーチンで、第3図のステップ301で、水噴射弁18をOFFに
し、水噴射を終了する。水噴射実行中は、熱の一部が水
の蒸発に使われるので、燃焼温度は下がり、不完全燃焼
され、排気ガス中のHC量が増える。逆に、水噴射を停止
すると、燃焼温度は上る。
Then, the process proceeds to steps 108 to 109, and water injection is executed for the target water injection time TW calculated in steps 103 to 107.
That is, in step 108, the water injection valve 18 is turned on to start water injection, and then proceeds to step 109, where the timer is set to the water injection end time calculated by adding the water injection time TW to the current time. To do. FIG. 3 is a subroutine for interrupting when the time counted by the timer coincides with the water injection end time. In step 301 of FIG. 3, the water injection valve 18 is turned off to terminate the water injection. During the water injection, a part of the heat is used for evaporating water, so that the combustion temperature decreases, the combustion is incomplete, and the amount of HC in the exhaust gas increases. Conversely, when water injection is stopped, the combustion temperature rises.

ステップ106で排気温度TEXが所定温度TEX1以下のとき
は、HC量が比較的多量で、HCの直接酸化も進まない領域
であるから、水噴射を行う必要がなく、そのままリター
ンする。
When the exhaust gas temperature TEX is equal to or lower than the predetermined temperature TEX1 in step 106, since the amount of HC is relatively large and the direct oxidation of HC does not proceed, it is not necessary to perform water injection, and the routine returns.

第1実施例では、ステップ101、102、103、104、106
および空燃比センサ8、排気温センサ10(或いは排気温
度を推定する吸気管圧力センサ14および機関回転速度セ
ンサとしてのクランク角度センサ16)が、HCしたがって
活性種がNOx還元上必要とされる量に対して不足するか
否かを判断するHC不足判定手段を構成する。また、ステ
ップ105、107、108、109、第3図のサブルーチン、およ
び第4図、第5図のマップ、水噴射弁18と水噴射弁18へ
の水供給装置22、24が水噴射手段を構成する。
In the first embodiment, steps 101, 102, 103, 104, 106
And the air-fuel ratio sensor 8, the exhaust gas temperature sensor 10 (or the intake pipe pressure sensor 14 for estimating the exhaust gas temperature and the crank angle sensor 16 as the engine rotational speed sensor) are set to the amount that HC and thus the active species are required for NOx reduction. An HC shortage determination means for determining whether or not there is a shortage is configured. Steps 105, 107, 108, 109, the subroutine of FIG. 3, and the maps of FIGS. 4 and 5, the water injection valve 18 and the water supply devices 22 and 24 for the water injection valve 18 serve as water injection means. Configure.

つぎに、HCしたがて活性種の不足を直接的に判断する
第2実施例を、第6図を参照して説明する。ただし、第
1図において、リーンNOx触媒6の下流または上流に排
気ガス中のHC濃度を検出するHCセンサ26を設置し、その
出力をアナログ/ディジタル変換器30dに入力する。
Next, a second embodiment for directly determining the lack of the active species due to HC will be described with reference to FIG. However, in FIG. 1, an HC sensor 26 for detecting the concentration of HC in the exhaust gas is provided downstream or upstream of the lean NOx catalyst 6, and its output is input to an analog / digital converter 30d.

第6図において、ステップ201にて、HCセンサ26の出
力であるHC濃度VHCを読込む。続いて、ステップ202に進
み、現在のVHCが所定のHC濃度V0より小か否かを判断す
る。VHC<V0ならHCしたがって活性種が不足するからス
テップ203に進み、水噴射弁18をONにし、続いてステッ
プ204に進んで水噴射終了タイマをセットする。ステッ
プ203、204は第1実施例の108、109に対応し、水噴射停
止に第3図のサブルーチンが用いられることも第1実施
例に準じる。また、ステップ202でVHC<V0でないなら、
HC濃度が比較的大であるから、水噴射を実行する必要が
なく、そのままリターンする。
In FIG. 6, in step 201, the HC concentration VHC output from the HC sensor 26 is read. Then, it progresses to step 202 and it is judged whether present VHC is smaller than predetermined HC concentration V0. If VHC <V0, the flow proceeds to step 203 because the HC is insufficient for the active species, and the water injection valve 18 is turned on. Then, the flow proceeds to step 204 to set the water injection end timer. Steps 203 and 204 correspond to steps 108 and 109 of the first embodiment, and the subroutine of FIG. 3 is used for stopping the water injection according to the first embodiment. If VHC <V0 is not satisfied in step 202,
Since the HC concentration is relatively high, it is not necessary to execute water injection, and the flow returns as it is.

第2実施例においては、ステップ201、202、HCセンサ
26がHC不足判定手段を構成する。また、ステップ203、2
04、第3図のサブルーチン、および水噴射弁182と水噴
射弁18への水供給装置22、24が、水噴射手段を構成す
る。
In the second embodiment, steps 201 and 202, the HC sensor
26 constitutes HC shortage determination means. Also, steps 203 and 2
04, the subroutine of FIG. 3, and the water injection valve 182 and the water supply devices 22 and 24 for the water injection valve 18 constitute water injection means.

つぎに、本発明の作用について説明する。 Next, the operation of the present invention will be described.

希薄空燃比領域で空燃比ABFがABF1(たとえば「1
6」)とABF2(たとえば「19」)の間にある場合、およ
び空燃比がABF1以下或いはABF2以上であっても排気温度
TEXが所定温度TEX1より高い場合、およびHC濃度VHCが所
定濃度V0より低い場合には、HCしたがって活性種がNOx
還元上不足と判断され、水噴射手段により水噴射が所定
時間、実行される。上記の場合以外はHCしたがって活性
種がNOx還元上不足しないことを判断され、水噴射が停
止される。
In the lean air-fuel ratio region, the air-fuel ratio ABF is ABF1 (for example, “1
6 ”) and ABF2 (for example,“ 19 ”), and even if the air-fuel ratio is ABF1 or less or ABF2 or more, exhaust temperature
When TEX is higher than the predetermined temperature TEX1, and when the HC concentration VHC is lower than the predetermined concentration V0, HC and therefore the active species is NOx.
It is judged to be insufficient in terms of reduction, and the water injection means executes water injection for a predetermined time. In cases other than the above, it is determined that HC and therefore the active species will not be insufficient for NOx reduction, and water injection is stopped.

HC不足と判断されて水噴射が実行されると、内燃機関
2の燃焼温度が低くなり、燃焼が一部不完全燃焼とな
り、未燃燃料によって排気ガス中のHC量が増え、これが
活性種を増やし、リーンNOx触媒6のNOx浄化率を向上さ
せる。
When it is judged that HC is insufficient and water injection is executed, the combustion temperature of the internal combustion engine 2 becomes low, the combustion becomes partially incomplete combustion, and the amount of HC in the exhaust gas increases due to unburned fuel. To increase the NOx purification rate of the lean NOx catalyst 6.

HCが不足しないと判断されて水噴射が停止されると、
内燃機関2の温度は上がり、ほぼ完全燃焼が行われて、
燃費が良好に維持され、HCエミッションも低い。
If it is determined that HC is not insufficient and water injection is stopped,
The temperature of the internal combustion engine 2 rises, almost complete combustion is performed,
Good fuel economy and low HC emissions.

[発明の効果] 本発明によれば、排気系にリーンNOx触媒を装着した
内燃機関において、HC不足判定手段と水噴射手段を設け
たので、HCの部分酸化によって生成される活性種の量が
NOx還元上不足と判断されたときには、水噴射が実行さ
れて燃焼温度がさげられ、一部不完全燃焼により、排気
ガス中のHC量、したがって活性種量を増やし、NOx浄化
率を高めることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, since the HC deficiency determination means and the water injection means are provided in the internal combustion engine in which the lean NOx catalyst is mounted in the exhaust system, the amount of active species generated by the partial oxidation of HC is reduced.
When it is determined that NOx reduction is insufficient, water injection is performed to lower the combustion temperature, and partially incomplete combustion can increase the amount of HC in exhaust gas, and thus the amount of active species, and increase the NOx purification rate. it can.

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

第1図は、本発明の一実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置の系統図、 第2図は本発明の第1実施例の制御フロー図、 第3図は第2図または第6図のルーチンで水噴射を停止
するための制御フロー図、 第4図は第2図のステップ105で用いられる空燃比ABF、
排気温度TEX−目標水噴射時間TWマップ図、 第5図は第2図のステップ107で用いられる空燃比TEX−
目標水噴射時間TWマップ図、 第6図は本発明の第2実施例の制御フロー図、 第7図は空燃比−トルク変動、HC、NOx特性図、 第8図は触媒温度−NOx浄化率特性図、 第9図はHC濃度−NOx浄化率特性図、 第10図はNOx還元メカニズム図、 である。 2……内燃機関 4……排気系 6……リーンNOx触媒 8……空燃比センサ 10……排気温センサ 12……吸気系 14……吸気管圧力センサ 16……クランク角度センサ 18……水噴射弁 20……噴射される水 26……HCセンサ 28……水温センサ 30……制御装置
FIG. 1 is a system diagram of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a control flow diagram of the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is FIG. 2 or FIG. Control flow chart for stopping the water injection in the routine of FIG. 4, FIG. 4 is the air-fuel ratio ABF used in step 105 of FIG.
Exhaust temperature TEX-Target water injection time TW map diagram, Fig. 5 shows air-fuel ratio TEX used in step 107 of Fig. 2-
Target water injection time TW map diagram, FIG. 6 is a control flow diagram of the second embodiment of the present invention, FIG. 7 is an air-fuel ratio-torque fluctuation, HC, NOx characteristic diagram, and FIG. 8 is catalyst temperature-NOx purification rate. Fig. 9 is a characteristic diagram, Fig. 9 is a characteristic diagram of HC concentration-NOx purification rate, and Fig. 10 is a NOx reduction mechanism diagram. 2 …… Internal combustion engine 4 …… Exhaust system 6 …… Lean NOx catalyst 8 …… Air-fuel ratio sensor 10 …… Exhaust temperature sensor 12 …… Intake system 14 …… Intake pipe pressure sensor 16 …… Crank angle sensor 18 …… Water Injection valve 20 …… Injected water 26 …… HC sensor 28 …… Water temperature sensor 30 …… Control device

───────────────────────────────────────────────────── 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 F02D 45/00 301 F02D 45/00 312H 312 368G 368 F02M 25/02 K F02M 25/022 H B01D 53/36 101B ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location F02D 45/00 301 F02D 45/00 312H 312 312 368G 368 F02M 25/02 K F02M 25/022 H B01D 53 / 36 101B

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内燃機関の排気系に設けられた、遷移金属
或いは貴金属を担持せしめたゼオライトからなり酸化雰
囲気中HC存在下でNOxを還元する触媒、いわゆるリーンN
Ox触媒と、 HCの部分酸化により生成される活性種がリーンNOx触媒
によるNOxの還元に必要とされる活性種量に対して不足
する運転状態か否かを、間接的或いは直接的に判断する
HC不足判定手段と、 前記HC不足判定手段が、活性種が不足する運転状態と判
断したときには、吸気系または燃焼室内に水を噴射する
水噴射手段と、 からなることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
1. A catalyst for reducing NOx in the presence of HC in an oxidizing atmosphere, which is a so-called lean N, comprising a zeolite supporting a transition metal or a noble metal, provided in an exhaust system of an internal combustion engine.
It is indirectly or directly determined whether or not the Ox catalyst and the active species generated by the partial oxidation of HC are in an operating state in which the amount of the active species required for the reduction of NOx by the lean NOx catalyst is insufficient.
An HC deficiency determination means, and a water injection means for injecting water into the intake system or the combustion chamber when the HC deficiency determination means determines that the operating state is short of active species. Exhaust purification device.
JP2022105A 1990-02-02 1990-02-02 Exhaust gas purification device for internal combustion engine Expired - Lifetime JP2669093B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022105A JP2669093B2 (en) 1990-02-02 1990-02-02 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022105A JP2669093B2 (en) 1990-02-02 1990-02-02 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03229915A JPH03229915A (en) 1991-10-11
JP2669093B2 true JP2669093B2 (en) 1997-10-27

Family

ID=12073613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022105A Expired - Lifetime JP2669093B2 (en) 1990-02-02 1990-02-02 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2669093B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017213705A1 (en) * 2017-08-07 2019-02-07 Jan Kramb Method and device for reducing the emissions of an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03229915A (en) 1991-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6148612A (en) Engine exhaust gas control system having NOx catalyst
JP2887933B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3285002B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine
US5661971A (en) Method for reducing pollutants in the exhaust gas of a multi-cylinder internal combustion engine
US6516612B1 (en) Exhaust gas purification device for an engine and A/F ratio control for early activating a NOx trapping catalyst
JPS62223427A (en) Air-fuel ratio controller
US6345500B2 (en) Cylinder direct injection spark-ignition internal combustion engine
JP2666508B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US6173704B1 (en) Exhaust gas purification system of internal combustion engine
JP2669093B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US6237328B1 (en) Engine control with a fuel vapor purge system
US6233924B1 (en) Temperature control method for a direct injection engine
JPH11107827A (en) Catalyst temperature controller for internal combustion engine
US6408816B1 (en) Control apparatus and method for direct-injection spark-ignition internal combustion engine
JP2669092B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2773341B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US6192672B1 (en) Engine control method with multiple emission control devices
JP3741209B2 (en) In-cylinder internal combustion engine
JP3680241B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4134395B2 (en) In-cylinder internal combustion engine
JP2000130212A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP3747726B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US6192674B1 (en) Heat generation method in an emission control device
JP2687654B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3427682B2 (en) Exhaust control device for internal combustion engine