JP3334592B2 - 筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置Info
- Publication number
- JP3334592B2 JP3334592B2 JP02569398A JP2569398A JP3334592B2 JP 3334592 B2 JP3334592 B2 JP 3334592B2 JP 02569398 A JP02569398 A JP 02569398A JP 2569398 A JP2569398 A JP 2569398A JP 3334592 B2 JP3334592 B2 JP 3334592B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- air
- internal combustion
- fuel
- combustion engine
- 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 - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内噴射型内燃機
関の排気浄化装置に係り、特に吸蔵型ＮＯx触媒を備え
た排気浄化装置のＮＯx或いはＳＯxパージ技術に関す
る。
関の排気浄化装置に係り、特に吸蔵型ＮＯx触媒を備え
た排気浄化装置のＮＯx或いはＳＯxパージ技術に関す
る。
【０００２】
【関連する背景技術】内燃機関が所定運転状態にある時
に空燃比を理論空燃比（値１４．７）よりも燃料希薄側
（リーン側）の目標値（例えば、値２２以上）に制御し
て、エンジンの燃費特性等を改善する空燃比制御方法が
知られている。このようなリーン空燃比制御方法におい
て、従来の三元触媒では排ガス中のＮＯx（窒素酸化
物）が充分に浄化できないという問題がある。
に空燃比を理論空燃比（値１４．７）よりも燃料希薄側
（リーン側）の目標値（例えば、値２２以上）に制御し
て、エンジンの燃費特性等を改善する空燃比制御方法が
知られている。このようなリーン空燃比制御方法におい
て、従来の三元触媒では排ガス中のＮＯx（窒素酸化
物）が充分に浄化できないという問題がある。
【０００３】この問題を解決するために、酸素過剰状態
（酸化雰囲気）において排ガス中のＮＯxを硝酸塩Ｘ−
ＮＯ3として付着させ吸蔵し、吸蔵したＮＯxをＣＯ（一
酸化炭素）過剰状態（還元雰囲気）でＮ2（窒素）に還
元させる特性（同時に炭酸塩Ｘ−ＣＯ3が生成される）
を有した排気浄化触媒、所謂吸蔵型ＮＯx触媒を使用し
て、大気へのＮＯx排出量を低減させることが知られて
いる。この吸蔵型ＮＯx触媒では、上記のようにリーン
空燃比制御時にＮＯxを吸蔵するのであるが、リーン燃
焼運転を長時間連続して行うと、触媒のＮＯx吸蔵量に
は限度があるために、ＮＯx吸蔵量が飽和量に達した時
点で排ガス中のＮＯxが触媒に吸蔵されずに大気に排出
されることになる。
（酸化雰囲気）において排ガス中のＮＯxを硝酸塩Ｘ−
ＮＯ3として付着させ吸蔵し、吸蔵したＮＯxをＣＯ（一
酸化炭素）過剰状態（還元雰囲気）でＮ2（窒素）に還
元させる特性（同時に炭酸塩Ｘ−ＣＯ3が生成される）
を有した排気浄化触媒、所謂吸蔵型ＮＯx触媒を使用し
て、大気へのＮＯx排出量を低減させることが知られて
いる。この吸蔵型ＮＯx触媒では、上記のようにリーン
空燃比制御時にＮＯxを吸蔵するのであるが、リーン燃
焼運転を長時間連続して行うと、触媒のＮＯx吸蔵量に
は限度があるために、ＮＯx吸蔵量が飽和量に達した時
点で排ガス中のＮＯxが触媒に吸蔵されずに大気に排出
されることになる。
【０００４】そこで、吸蔵型ＮＯx触媒の吸蔵量が飽和
に達する前に、空燃比を理論空燃比またはその近傍値に
制御するリッチ空燃比運転に定期的に切換え（これをリ
ッチスパイクという）、ＣＯの多い還元雰囲気（リッチ
状態）でＮＯxの浄化還元（ＮＯxパージ）を行い吸蔵型
ＮＯx触媒を再生する構成の排気浄化装置が、特開平７
−１６６９１３号公報等により知られている。
に達する前に、空燃比を理論空燃比またはその近傍値に
制御するリッチ空燃比運転に定期的に切換え（これをリ
ッチスパイクという）、ＣＯの多い還元雰囲気（リッチ
状態）でＮＯxの浄化還元（ＮＯxパージ）を行い吸蔵型
ＮＯx触媒を再生する構成の排気浄化装置が、特開平７
−１６６９１３号公報等により知られている。
【０００５】また、排ガス中には硫黄成分（Ｓ成分）が
含まれており、吸蔵型ＮＯx触媒がＮＯxを吸蔵する際に
硫黄酸化物（ＳＯx）も吸蔵してしまい、故に触媒担体
が被毒して触媒の浄化効率が低下するという問題があ
る。このため、ＮＯx触媒からＳＯxを離脱させ触媒の浄
化効率を再生させるべくＮＯxパージと同様に空燃比を
リッチ状態にする必要がある。この一例として、硫黄の
吸着量を推定し、所定時間に亘って触媒温度を電気ヒー
タ等によって高温とし且つ空燃比をリッチ状態に変更す
る技術が特開平６−６６１２９号等により知られてい
る。
含まれており、吸蔵型ＮＯx触媒がＮＯxを吸蔵する際に
硫黄酸化物（ＳＯx）も吸蔵してしまい、故に触媒担体
が被毒して触媒の浄化効率が低下するという問題があ
る。このため、ＮＯx触媒からＳＯxを離脱させ触媒の浄
化効率を再生させるべくＮＯxパージと同様に空燃比を
リッチ状態にする必要がある。この一例として、硫黄の
吸着量を推定し、所定時間に亘って触媒温度を電気ヒー
タ等によって高温とし且つ空燃比をリッチ状態に変更す
る技術が特開平６−６６１２９号等により知られてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、空燃比をリ
ーン空燃比から理論空燃比またはリッチ空燃比に切り換
える際、上記後者の公報のように当該切換を行い燃料量
を一気に増大させると、筒内圧が急激に上昇して内燃機
関の出力トルクが一時的に大きく変動するという問題が
ある。そこで、上記前者の公報では、燃料噴射量を徐々
に増加させて空燃比を所望のリッチ空燃比まで極力緩や
かにテーリングさせるようにしており、これにより出力
トルク変動を抑えるようにしている。また、これとは別
に、燃料噴射量を増加させるとともに吸入空気量を適宜
変化させて空燃比を徐々にリッチ空燃比に移行させ出力
トルク変動を抑えることも行われている。
ーン空燃比から理論空燃比またはリッチ空燃比に切り換
える際、上記後者の公報のように当該切換を行い燃料量
を一気に増大させると、筒内圧が急激に上昇して内燃機
関の出力トルクが一時的に大きく変動するという問題が
ある。そこで、上記前者の公報では、燃料噴射量を徐々
に増加させて空燃比を所望のリッチ空燃比まで極力緩や
かにテーリングさせるようにしており、これにより出力
トルク変動を抑えるようにしている。また、これとは別
に、燃料噴射量を増加させるとともに吸入空気量を適宜
変化させて空燃比を徐々にリッチ空燃比に移行させ出力
トルク変動を抑えることも行われている。
【０００７】ところが、このように空燃比をテーリング
させた場合、そのテーリングが出力トルク変動を抑える
のに好ましいほど緩やかであると、空燃比が所望のリッ
チ空燃比となるまでに時間を要し、このテーリング期間
においては、ＣＯの生成量は少なくＮＯxパージが良好
に行われず、つまりＮＯxパージの開始が遅れることに
なり好ましいことではない。つまり、テーリングが緩や
かであるほど全体としてＮＯxパージに要する時間が長
くなり、内燃機関本来の運転状態に影響を与え好ましい
ことではない。
させた場合、そのテーリングが出力トルク変動を抑える
のに好ましいほど緩やかであると、空燃比が所望のリッ
チ空燃比となるまでに時間を要し、このテーリング期間
においては、ＣＯの生成量は少なくＮＯxパージが良好
に行われず、つまりＮＯxパージの開始が遅れることに
なり好ましいことではない。つまり、テーリングが緩や
かであるほど全体としてＮＯxパージに要する時間が長
くなり、内燃機関本来の運転状態に影響を与え好ましい
ことではない。
【０００８】また、ＮＯxは空燃比が値１６近傍である
ときに最も多く発生するものであり、空燃比を上記のよ
うにリーン空燃比からリッチ空燃比に切り換えるときに
は必ずこの値１６近傍を経るのであるが、このように空
燃比のテーリング期間が長いと、必然的に空燃比が値１
６近傍である期間が長くなり空燃比の切換中にＮＯxが
多量に発生し（これをＮＯxスパイクという）、故にこ
の間に多くのＮＯxが浄化されずに排出されてしまうと
いう問題もある。
ときに最も多く発生するものであり、空燃比を上記のよ
うにリーン空燃比からリッチ空燃比に切り換えるときに
は必ずこの値１６近傍を経るのであるが、このように空
燃比のテーリング期間が長いと、必然的に空燃比が値１
６近傍である期間が長くなり空燃比の切換中にＮＯxが
多量に発生し（これをＮＯxスパイクという）、故にこ
の間に多くのＮＯxが浄化されずに排出されてしまうと
いう問題もある。
【０００９】また、吸蔵ＮＯx量が多いと空燃比が理論
空燃比近傍である場合において吸蔵型ＮＯx触媒から多
量にＮＯxが放出されることがあるが、当該理論空燃比
近傍ではＮＯxを還元するための還元剤（ＣＯ，ＨＣ
等）が少なく、故に上記のようにテーリングが緩やかで
あって理論空燃比近傍である期間が長くなると、当該Ｎ
Ｏxの放出量が必然的に増加し、これにより大気中に排
出されるＮＯx量が増加するという問題もある。
空燃比近傍である場合において吸蔵型ＮＯx触媒から多
量にＮＯxが放出されることがあるが、当該理論空燃比
近傍ではＮＯxを還元するための還元剤（ＣＯ，ＨＣ
等）が少なく、故に上記のようにテーリングが緩やかで
あって理論空燃比近傍である期間が長くなると、当該Ｎ
Ｏxの放出量が必然的に増加し、これにより大気中に排
出されるＮＯx量が増加するという問題もある。
【００１０】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、吸蔵型Ｎ
Ｏx触媒を備えた排気浄化装置において、吸蔵型ＮＯx触
媒をトルク変動や不用意なＮＯxの排出なく迅速に再生
可能な筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置を提供するこ
とにある。
になされたもので、その目的とするところは、吸蔵型Ｎ
Ｏx触媒を備えた排気浄化装置において、吸蔵型ＮＯx触
媒をトルク変動や不用意なＮＯxの排出なく迅速に再生
可能な筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置を提供するこ
とにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明によれば、吸蔵型ＮＯx触媒の
ＮＯxまたはＳＯx吸蔵量が所定量に達して理論空燃比ま
たはリッチ空燃比運転への切換指令が発せられると、空
燃比切換手段によって主噴射手段による内燃機関の空燃
比が理論空燃比またはリッチ空燃比に向けて徐々に変化
させられる。この様に空燃比が急変しないので、空燃比
変化とくに触媒再生の始期における空燃比変化に起因す
る機関出力トルクの変動が抑制される。そして、当該切
換指令が発せられて空燃比切換手段による触媒再生のた
めの空燃比制御の実施中、膨張行程で副噴射手段により
燃料が筒内に追加供給される。この副噴射燃料は、膨張
行程で供給されるため、筒内圧すなわち内燃機関の出力
トルクの増大に寄与せず、副噴射によって内燃機関の出
力トルク変動が引き起こされることはない。また、副噴
射手段では全体空燃比が理論空燃比またはリッチ空燃比
となるように燃料が追加供給されるため、ＮＯxパージ
が速やかに開始されて理論空燃比または所定のリッチ空
燃比が維持され、ＮＯｘパージの実施期間が短縮する。
ために、請求項１の発明によれば、吸蔵型ＮＯx触媒の
ＮＯxまたはＳＯx吸蔵量が所定量に達して理論空燃比ま
たはリッチ空燃比運転への切換指令が発せられると、空
燃比切換手段によって主噴射手段による内燃機関の空燃
比が理論空燃比またはリッチ空燃比に向けて徐々に変化
させられる。この様に空燃比が急変しないので、空燃比
変化とくに触媒再生の始期における空燃比変化に起因す
る機関出力トルクの変動が抑制される。そして、当該切
換指令が発せられて空燃比切換手段による触媒再生のた
めの空燃比制御の実施中、膨張行程で副噴射手段により
燃料が筒内に追加供給される。この副噴射燃料は、膨張
行程で供給されるため、筒内圧すなわち内燃機関の出力
トルクの増大に寄与せず、副噴射によって内燃機関の出
力トルク変動が引き起こされることはない。また、副噴
射手段では全体空燃比が理論空燃比またはリッチ空燃比
となるように燃料が追加供給されるため、ＮＯxパージ
が速やかに開始されて理論空燃比または所定のリッチ空
燃比が維持され、ＮＯｘパージの実施期間が短縮する。
【００１２】つまり、吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮ
Ｏxの還元除去、即ちＮＯxパージは、内燃機関の出力ト
ルク変動なく実施され、副噴射手段による筒内への燃料
の追加供給により内燃機関から多くのＣＯが排出されて
ＮＯｘパージやＳＯｘパージ（以下、単にＮＯｘパージ
という）が促進されることになる。これにより、ＮＯx
パージの実施期間が短縮されることになり、該ＮＯxパ
ージが内燃機関の運転状態に与える影響が少なくなる。
Ｏxの還元除去、即ちＮＯxパージは、内燃機関の出力ト
ルク変動なく実施され、副噴射手段による筒内への燃料
の追加供給により内燃機関から多くのＣＯが排出されて
ＮＯｘパージやＳＯｘパージ（以下、単にＮＯｘパージ
という）が促進されることになる。これにより、ＮＯx
パージの実施期間が短縮されることになり、該ＮＯxパ
ージが内燃機関の運転状態に与える影響が少なくなる。
【００１３】また、空燃比がリーン空燃比（例えば、値
２２以上）から所定のリッチ空燃比に切り換わるときに
は、ＮＯxを発生し易い空燃比（値１６近傍）を経るこ
とになるが、副噴射によって空燃比のリッチ化が促進さ
れるので、当該空燃比（値１６近傍）となる期間が極め
て短い瞬間的なものとされ、故に所謂ＮＯxスパイクが
防止され、ＮＯxパージ中において不用意にＮＯxが排出
されてしまうこともない。
２２以上）から所定のリッチ空燃比に切り換わるときに
は、ＮＯxを発生し易い空燃比（値１６近傍）を経るこ
とになるが、副噴射によって空燃比のリッチ化が促進さ
れるので、当該空燃比（値１６近傍）となる期間が極め
て短い瞬間的なものとされ、故に所謂ＮＯxスパイクが
防止され、ＮＯxパージ中において不用意にＮＯxが排出
されてしまうこともない。
【００１４】また、空燃比がリーン空燃比（例えば、値
２２以上）から所定のリッチ空燃比に切り換わるときに
は、吸蔵されたＮＯxを放出するが十分に還元できない
空燃比（値１４．５近傍）を通ることになるのである
が、副噴射によって空燃比のリッチ化が促進されるの
で、当該値１４．５近傍の空燃比となる期間が極めて短
い瞬間的なものとされ、やはりＮＯxパージ中にＮＯxが
不用意に排出されてしまうことがない。請求項２の発明
では、ＮＯx触媒の再生後に、理論空燃比またはリッチ
空燃比からリーン空燃比に向けて徐々に変化するように
主噴射手段による内燃機関の空燃比が制御されると共に
内燃機関の膨張行程で燃料が筒内に追加供給される。こ
のため、触媒再生後においても、空燃比変化に起因する
機関出力トルク変動を来すことがなく、また、全体空燃
比が理論空燃比またはリッチ空燃比となるように燃料が
追加供給されるため、値１６または１４．５近傍の空燃
比をとる期間が短くなってＮＯx排出量が低減する。ま
た、請求項１または２の発明において、副噴射手段によ
る燃料の追加供給を、請求項３に記載のように空燃比切
換手段による空燃比のテーリングに合わせて行うことが
好ましく、或いは、請求項４に記載のように空燃比切換
手段による目標空燃比と理論空燃比またはリッチ空燃比
との差分に応じて実施することが好ましい。これによ
り、追加供給される燃料量が適正化され、ＮＯxパージ
期間の短縮およびＮＯx排出量の低減が図られる。請求
項５の発明では、ＮＯx触媒の再生時、リーン空燃比か
ら理論空燃比またはリッチ空燃比に向けて徐々に変化す
るように空燃比切換手段により主噴射手段による内燃機
関の空燃比が制御されると共に、この空燃比制御の開始
後理論空燃比またはリッチ空燃比になるまで、全体空燃
比が理論空燃比またはリッチ空燃比となるように燃料が
追加供給される。この発明によれば、触媒再生のための
空燃比切換制御の始期におけるトルク変動が抑制され、
ＮＯxパージが促進されると共にＮＯx排出量が低減す
る。請求項６の発明では、ＮＯx触媒の再生後、理論空
燃比またはリッチ空燃比からリーン空燃比に向けて徐々
に変化するように空燃比切換手段により主噴射手段 によ
る内燃機関の空燃比が制御されると共に、この空燃比制
御の開始後リーン空燃比になるまで、全体空燃比が理論
空燃比またはリッチ空燃比となるように燃料が追加供給
される。この発明によれば、触媒再生後においても、や
はりトルク変動が抑制され、ＮＯx排出量が低減する。
２２以上）から所定のリッチ空燃比に切り換わるときに
は、吸蔵されたＮＯxを放出するが十分に還元できない
空燃比（値１４．５近傍）を通ることになるのである
が、副噴射によって空燃比のリッチ化が促進されるの
で、当該値１４．５近傍の空燃比となる期間が極めて短
い瞬間的なものとされ、やはりＮＯxパージ中にＮＯxが
不用意に排出されてしまうことがない。請求項２の発明
では、ＮＯx触媒の再生後に、理論空燃比またはリッチ
空燃比からリーン空燃比に向けて徐々に変化するように
主噴射手段による内燃機関の空燃比が制御されると共に
内燃機関の膨張行程で燃料が筒内に追加供給される。こ
のため、触媒再生後においても、空燃比変化に起因する
機関出力トルク変動を来すことがなく、また、全体空燃
比が理論空燃比またはリッチ空燃比となるように燃料が
追加供給されるため、値１６または１４．５近傍の空燃
比をとる期間が短くなってＮＯx排出量が低減する。ま
た、請求項１または２の発明において、副噴射手段によ
る燃料の追加供給を、請求項３に記載のように空燃比切
換手段による空燃比のテーリングに合わせて行うことが
好ましく、或いは、請求項４に記載のように空燃比切換
手段による目標空燃比と理論空燃比またはリッチ空燃比
との差分に応じて実施することが好ましい。これによ
り、追加供給される燃料量が適正化され、ＮＯxパージ
期間の短縮およびＮＯx排出量の低減が図られる。請求
項５の発明では、ＮＯx触媒の再生時、リーン空燃比か
ら理論空燃比またはリッチ空燃比に向けて徐々に変化す
るように空燃比切換手段により主噴射手段による内燃機
関の空燃比が制御されると共に、この空燃比制御の開始
後理論空燃比またはリッチ空燃比になるまで、全体空燃
比が理論空燃比またはリッチ空燃比となるように燃料が
追加供給される。この発明によれば、触媒再生のための
空燃比切換制御の始期におけるトルク変動が抑制され、
ＮＯxパージが促進されると共にＮＯx排出量が低減す
る。請求項６の発明では、ＮＯx触媒の再生後、理論空
燃比またはリッチ空燃比からリーン空燃比に向けて徐々
に変化するように空燃比切換手段により主噴射手段 によ
る内燃機関の空燃比が制御されると共に、この空燃比制
御の開始後リーン空燃比になるまで、全体空燃比が理論
空燃比またはリッチ空燃比となるように燃料が追加供給
される。この発明によれば、触媒再生後においても、や
はりトルク変動が抑制され、ＮＯx排出量が低減する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づき説明する。図１を参照すると、車両に搭載
された本発明に係る筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置
の概略構成図が示されており、以下同図に基づいて本発
明に係る排気浄化装置の構成を説明する。
図面に基づき説明する。図１を参照すると、車両に搭載
された本発明に係る筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置
の概略構成図が示されており、以下同図に基づいて本発
明に係る排気浄化装置の構成を説明する。
【００１６】同図に示すように、エンジン本体（以下、
単にエンジンという）１としては、例えば、燃料噴射モ
ード（運転モード）を切換えることで吸気行程での燃料
噴射または圧縮行程での燃料噴射（主噴射手段）を実施
可能な筒内噴射型火花点火式直列４気筒ガソリンエンジ
ンが適用される。この筒内噴射型のエンジン１は、容易
にして理論空燃比（ストイキオ）での運転やリッチ空燃
比での運転（リッチ空燃比運転）の他、リーン空燃比で
の運転（リーン空燃比運転）が実現可能とされている。
単にエンジンという）１としては、例えば、燃料噴射モ
ード（運転モード）を切換えることで吸気行程での燃料
噴射または圧縮行程での燃料噴射（主噴射手段）を実施
可能な筒内噴射型火花点火式直列４気筒ガソリンエンジ
ンが適用される。この筒内噴射型のエンジン１は、容易
にして理論空燃比（ストイキオ）での運転やリッチ空燃
比での運転（リッチ空燃比運転）の他、リーン空燃比で
の運転（リーン空燃比運転）が実現可能とされている。
【００１７】同図に示すように、エンジン１のシリンダ
ヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式
の燃料噴射弁６が取り付けられており、これにより、燃
焼室内に燃料を直接噴射可能とされている。点火プラグ
４には高電圧を出力する点火コイル８が接続されてい
る。また、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃
料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続され
ている。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃料ポ
ンプと高圧燃料ポンプとが設けられており、これによ
り、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁６に対し低燃圧或
いは高燃圧で供給し、該燃料を燃料噴射弁６から燃焼室
内に向けて所望の燃圧で噴射可能とされている。この
際、燃料噴射量は高圧燃料ポンプの燃料吐出圧と燃料噴
射弁６の開弁時間、即ち燃料噴射時間Ｔinjとから決定
される。
ヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式
の燃料噴射弁６が取り付けられており、これにより、燃
焼室内に燃料を直接噴射可能とされている。点火プラグ
４には高電圧を出力する点火コイル８が接続されてい
る。また、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃
料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続され
ている。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃料ポ
ンプと高圧燃料ポンプとが設けられており、これによ
り、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁６に対し低燃圧或
いは高燃圧で供給し、該燃料を燃料噴射弁６から燃焼室
内に向けて所望の燃圧で噴射可能とされている。この
際、燃料噴射量は高圧燃料ポンプの燃料吐出圧と燃料噴
射弁６の開弁時間、即ち燃料噴射時間Ｔinjとから決定
される。
【００１８】シリンダヘッド２には、各気筒毎に略直立
方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連
通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞ
れ接続されている。また、シリンダヘッド２には、各気
筒毎に略水平方向に排気ポートが形成されており、各排
気ポートと連通するようにして排気マニホールド１２の
一端がそれぞれ接続されている。
方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連
通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞ
れ接続されている。また、シリンダヘッド２には、各気
筒毎に略水平方向に排気ポートが形成されており、各排
気ポートと連通するようにして排気マニホールド１２の
一端がそれぞれ接続されている。
【００１９】なお、当該筒内噴射型のエンジン１は既に
公知であり、その構成の詳細についてはここでは説明を
省略する。同図に示すように、吸気マニホールド１０に
は排気管（排気通路）１４が接続されており、この排気
管１４には排気浄化触媒装置２０を介してマフラー（図
示せず）が接続されている。また、排気管１４にはＯ2
センサ１８が設けられている。該Ｏ2センサ１８は、排
気中のＯ2量に基づいて主として燃焼室内の空燃比Ａ／
Ｆを検出するものである。
公知であり、その構成の詳細についてはここでは説明を
省略する。同図に示すように、吸気マニホールド１０に
は排気管（排気通路）１４が接続されており、この排気
管１４には排気浄化触媒装置２０を介してマフラー（図
示せず）が接続されている。また、排気管１４にはＯ2
センサ１８が設けられている。該Ｏ2センサ１８は、排
気中のＯ2量に基づいて主として燃焼室内の空燃比Ａ／
Ｆを検出するものである。
【００２０】排気浄化触媒装置２０は、吸蔵型ＮＯx触
媒２０ａと三元触媒２０ｂとの２つの触媒を備えて構成
されており、三元触媒２０ｂの方が吸蔵型ＮＯx触媒２
０ａよりも下流側に配設されている。吸蔵型ＮＯx触媒
２０ａは、酸化雰囲気においてＮＯxを一旦吸蔵させ、
主としてＣＯの存在する還元雰囲気中においてＮＯxを
Ｎ2（窒素）等に還元させる機能を持つものである。詳
しくは、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａは、貴金属として白金
（Ｐt），ロジウム（Ｒｈ）等を有した触媒として構成
されており、吸蔵材としてはバリウム（Ｂａ）等のアル
カリ金属、アルカリ土類金属が採用されている。
媒２０ａと三元触媒２０ｂとの２つの触媒を備えて構成
されており、三元触媒２０ｂの方が吸蔵型ＮＯx触媒２
０ａよりも下流側に配設されている。吸蔵型ＮＯx触媒
２０ａは、酸化雰囲気においてＮＯxを一旦吸蔵させ、
主としてＣＯの存在する還元雰囲気中においてＮＯxを
Ｎ2（窒素）等に還元させる機能を持つものである。詳
しくは、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａは、貴金属として白金
（Ｐt），ロジウム（Ｒｈ）等を有した触媒として構成
されており、吸蔵材としてはバリウム（Ｂａ）等のアル
カリ金属、アルカリ土類金属が採用されている。
【００２１】さらに、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、
ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コントロ
ールユニット）３０が設置されており、このＥＣＵ３０
により、エンジン１を含めた本発明に係る排気浄化装置
の総合的な制御が行われる。ＥＣＵ３０の入力側には、
上述したＯ2センサ１８等の各種センサ類が接続されて
おり、これらセンサ類からの検出情報が入力する。ま
た、入力側には、車両の走行距離を検出する距離計３２
も接続されている。
ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コントロ
ールユニット）３０が設置されており、このＥＣＵ３０
により、エンジン１を含めた本発明に係る排気浄化装置
の総合的な制御が行われる。ＥＣＵ３０の入力側には、
上述したＯ2センサ１８等の各種センサ類が接続されて
おり、これらセンサ類からの検出情報が入力する。ま
た、入力側には、車両の走行距離を検出する距離計３２
も接続されている。
【００２２】一方、出力側には、上述の燃料噴射弁６や
点火コイル８等が接続されており、これら燃料噴射弁
６、点火コイル８等には、各種センサ類からの検出情報
に基づき演算された燃料噴射量や点火時期等の最適値が
それぞれ出力される。これにより、燃料噴射弁６から適
正量の燃料が噴射され、点火プラグ４によって適正なタ
イミングで点火が実施される。
点火コイル８等が接続されており、これら燃料噴射弁
６、点火コイル８等には、各種センサ類からの検出情報
に基づき演算された燃料噴射量や点火時期等の最適値が
それぞれ出力される。これにより、燃料噴射弁６から適
正量の燃料が噴射され、点火プラグ４によって適正なタ
イミングで点火が実施される。
【００２３】次に、上述のように構成された本発明に係
る排気浄化装置の作用を説明する。なお、ここではエン
ジン１が圧縮行程で燃料噴射（主噴射）が行われ且つリ
ーン空燃比運転とされている場合を例に説明する。先ず
一般的な作用について説明する。エンジン１がリーン空
燃比運転とされている場合にはＮＯxの発生量が増大し
ている。しかしながら、ここでは上記のように吸蔵型Ｎ
Ｏx触媒２０ａと三元触媒２０ｂとが直列に配設されて
おり、三元触媒２０ｂがＮＯxを浄化できない分、吸蔵
型ＮＯx触媒２０ａがＮＯxを浄化することになる。故に
全体の排ガス浄化特性としてＨＣ，ＣＯのみならずＮＯ
xが洩れなく略完全に浄化される。
る排気浄化装置の作用を説明する。なお、ここではエン
ジン１が圧縮行程で燃料噴射（主噴射）が行われ且つリ
ーン空燃比運転とされている場合を例に説明する。先ず
一般的な作用について説明する。エンジン１がリーン空
燃比運転とされている場合にはＮＯxの発生量が増大し
ている。しかしながら、ここでは上記のように吸蔵型Ｎ
Ｏx触媒２０ａと三元触媒２０ｂとが直列に配設されて
おり、三元触媒２０ｂがＮＯxを浄化できない分、吸蔵
型ＮＯx触媒２０ａがＮＯxを浄化することになる。故に
全体の排ガス浄化特性としてＨＣ，ＣＯのみならずＮＯ
xが洩れなく略完全に浄化される。
【００２４】ところが、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａについ
ては、酸化雰囲気で吸蔵したＮＯxが飽和量に達すると
ＮＯx吸蔵能力が低下するため、該吸蔵させたＮＯxを上
述の如く還元雰囲気中においてＮ2等に還元除去してや
る必要がある。そこで、当該吸蔵型ＮＯx触媒２０ａを
有した排気浄化装置では、例えば予め設定された所定周
期で目標空燃比（主噴射用空燃比）を小さくし燃料噴射
量（主噴射量）を一旦増量して所定時間に亘りリッチ空
燃比運転を行い（これをリッチスパイクという）、これ
により吸蔵型ＮＯx触媒２０ａ内にＣＯ過剰状態、即ち
還元雰囲気を強制的に生起させ、吸蔵したＮＯxを放出
し還元除去（ＮＯxパージ）するようにしている。
ては、酸化雰囲気で吸蔵したＮＯxが飽和量に達すると
ＮＯx吸蔵能力が低下するため、該吸蔵させたＮＯxを上
述の如く還元雰囲気中においてＮ2等に還元除去してや
る必要がある。そこで、当該吸蔵型ＮＯx触媒２０ａを
有した排気浄化装置では、例えば予め設定された所定周
期で目標空燃比（主噴射用空燃比）を小さくし燃料噴射
量（主噴射量）を一旦増量して所定時間に亘りリッチ空
燃比運転を行い（これをリッチスパイクという）、これ
により吸蔵型ＮＯx触媒２０ａ内にＣＯ過剰状態、即ち
還元雰囲気を強制的に生起させ、吸蔵したＮＯxを放出
し還元除去（ＮＯxパージ）するようにしている。
【００２５】実際には、ＥＣＵ３０内のタイマカウンタ
によって上記所定周期が計時され、ＥＣＵ３０により当
該所定周期毎に燃料噴射弁６の開弁時間、即ち燃料噴射
時間Ｔinjが所定量増大するよう制御される。これによ
り、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａが再生されて常時ＮＯxを浄
化可能な状態に保持され、ＮＯxの浄化が安定して継続
実施されることになる。
によって上記所定周期が計時され、ＥＣＵ３０により当
該所定周期毎に燃料噴射弁６の開弁時間、即ち燃料噴射
時間Ｔinjが所定量増大するよう制御される。これによ
り、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａが再生されて常時ＮＯxを浄
化可能な状態に保持され、ＮＯxの浄化が安定して継続
実施されることになる。
【００２６】なお、上記所定周期は、通常の運転によっ
て吸蔵型ＮＯx触媒２０ａに吸蔵されたＮＯxが飽和量に
達したと推定される時間に基づき予め設定されている
が、その他にも、例えば距離計３２によって検出される
車両の走行距離に基づいて推定することもできる。つま
り、所定距離走行したら上記リッチ空燃比運転を行うよ
うにしてもよい。
て吸蔵型ＮＯx触媒２０ａに吸蔵されたＮＯxが飽和量に
達したと推定される時間に基づき予め設定されている
が、その他にも、例えば距離計３２によって検出される
車両の走行距離に基づいて推定することもできる。つま
り、所定距離走行したら上記リッチ空燃比運転を行うよ
うにしてもよい。
【００２７】ところで、本発明では、上記ＮＯxパージ
する際において、出力トルク変動を抑制することを目的
として目標空燃比をリーン空燃比からリッチ空燃比、及
びリッチ空燃比からリーン空燃比に向けてテーリングさ
せており、さらに、この目標空燃比のテーリングに合わ
せてエンジン１の膨張行程において燃料を燃焼室内に噴
射（副噴射）するようにしている（副噴射手段）。以
下、図２のタイムチャートに基づき、本発明に係る空燃
比切換制御（リッチスパイク制御）について説明する。
ここでは、主として目標空燃比がリーン空燃比からリッ
チ空燃比に切り換わる場合について説明する。
する際において、出力トルク変動を抑制することを目的
として目標空燃比をリーン空燃比からリッチ空燃比、及
びリッチ空燃比からリーン空燃比に向けてテーリングさ
せており、さらに、この目標空燃比のテーリングに合わ
せてエンジン１の膨張行程において燃料を燃焼室内に噴
射（副噴射）するようにしている（副噴射手段）。以
下、図２のタイムチャートに基づき、本発明に係る空燃
比切換制御（リッチスパイク制御）について説明する。
ここでは、主として目標空燃比がリーン空燃比からリッ
チ空燃比に切り換わる場合について説明する。
【００２８】上記所定周期が計時されると、図２（ａ）
に示すように、Ａ時点においてＥＣＵ３０内部で空燃比
切換指令が発せられ（空燃比切換手段）、空燃比モード
（Ａ／Ｆモード）がリーン空燃比モードからリッチ空燃
比モードに切り換えられる。これにより、目標空燃比
（目標Ａ／Ｆ）がリーン空燃比から所定のリッチ空燃比
（例えば、Ａ／Ｆ＝１２）に切り換わることになるので
あるが、このとき、（ｂ）に示すように、目標空燃比は
上述したようにテーリングされて徐々にリッチ空燃比と
される（空燃比切換手段）。なお、このテーリングの度
合（傾き）、即ちテーリング係数は、予め出力トルク変
動が発生しない程度に設定されたものである。
に示すように、Ａ時点においてＥＣＵ３０内部で空燃比
切換指令が発せられ（空燃比切換手段）、空燃比モード
（Ａ／Ｆモード）がリーン空燃比モードからリッチ空燃
比モードに切り換えられる。これにより、目標空燃比
（目標Ａ／Ｆ）がリーン空燃比から所定のリッチ空燃比
（例えば、Ａ／Ｆ＝１２）に切り換わることになるので
あるが、このとき、（ｂ）に示すように、目標空燃比は
上述したようにテーリングされて徐々にリッチ空燃比と
される（空燃比切換手段）。なお、このテーリングの度
合（傾き）、即ちテーリング係数は、予め出力トルク変
動が発生しない程度に設定されたものである。
【００２９】そして、さらに、このテーリングに合わ
せ、（ｃ）に示すように、エンジン１が膨張行程にある
ときにおいて燃料噴射弁６から燃料が副噴射される。こ
の副噴射では、（ｄ）に示すように、目標空燃比のテー
リングの度合に応じ、全体の空燃比（全Ａ／Ｆ）が所定
のリッチ空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝１２）となるように
燃料が噴射される。つまり、当該副噴射では、テーリン
グにより変化する目標空燃比と所定のリッチ空燃比（例
えば、Ａ／Ｆ＝１２）との差分に相当する量の燃料がＥ
ＣＵ３０において演算され、この差分に相当する量の燃
料がテーリングにより変化する目標空燃比を補うよう燃
料噴射弁６より噴射される。なお、全Ａ／ＦはＯ2セン
サ１８によって常時検出されており、また、この副噴射
の時期は、膨張行程の間であれば任意とされる。
せ、（ｃ）に示すように、エンジン１が膨張行程にある
ときにおいて燃料噴射弁６から燃料が副噴射される。こ
の副噴射では、（ｄ）に示すように、目標空燃比のテー
リングの度合に応じ、全体の空燃比（全Ａ／Ｆ）が所定
のリッチ空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝１２）となるように
燃料が噴射される。つまり、当該副噴射では、テーリン
グにより変化する目標空燃比と所定のリッチ空燃比（例
えば、Ａ／Ｆ＝１２）との差分に相当する量の燃料がＥ
ＣＵ３０において演算され、この差分に相当する量の燃
料がテーリングにより変化する目標空燃比を補うよう燃
料噴射弁６より噴射される。なお、全Ａ／ＦはＯ2セン
サ１８によって常時検出されており、また、この副噴射
の時期は、膨張行程の間であれば任意とされる。
【００３０】このように空燃比切換時に膨張行程におい
て最終的に全Ａ／Ｆが所定のリッチ空燃比（例えば、Ａ
／Ｆ＝１２）となるよう副噴射が行われると、副噴射さ
れた燃料の一部が燃焼室内の残存Ｏ2の存在によって燃
焼するものの、燃料過剰状態であるために、副噴射を行
わない通常の主噴射の噴射量を増量した場合と同様にＨ
ＣやＣＯが多く排出される。
て最終的に全Ａ／Ｆが所定のリッチ空燃比（例えば、Ａ
／Ｆ＝１２）となるよう副噴射が行われると、副噴射さ
れた燃料の一部が燃焼室内の残存Ｏ2の存在によって燃
焼するものの、燃料過剰状態であるために、副噴射を行
わない通常の主噴射の噴射量を増量した場合と同様にＨ
ＣやＣＯが多く排出される。
【００３１】つまり、副噴射を行うことにより、空燃比
切換指令が発せられたＡ時点からすぐにＮＯxの還元に
必要なＣＯが吸蔵型ＮＯx触媒２０ａに供給され始める
ことになり、ＮＯxパージが遅れなく速やかに開始され
ることになる。このようにＮＯxパージが遅れなく開始
されると、結果としてＮＯxパージの実施期間を短くで
きることになり、これにより、ＮＯxパージが内燃機関
の通常の運転状態に与える影響を極力少なく抑えること
ができる。
切換指令が発せられたＡ時点からすぐにＮＯxの還元に
必要なＣＯが吸蔵型ＮＯx触媒２０ａに供給され始める
ことになり、ＮＯxパージが遅れなく速やかに開始され
ることになる。このようにＮＯxパージが遅れなく開始
されると、結果としてＮＯxパージの実施期間を短くで
きることになり、これにより、ＮＯxパージが内燃機関
の通常の運転状態に与える影響を極力少なく抑えること
ができる。
【００３２】ところで、このように膨張行程において副
噴射を行う場合には、該副噴射はピストンが下降を開始
した後に燃料を追加供給することになるため、（ｅ）に
示すように、その燃焼は筒内圧Ｐe、即ちエンジン１の
出力トルクに殆ど寄与することなく行われることにな
る。従って、副噴射によってエンジン１の出力トルクが
不用意に変動することはない。
噴射を行う場合には、該副噴射はピストンが下降を開始
した後に燃料を追加供給することになるため、（ｅ）に
示すように、その燃焼は筒内圧Ｐe、即ちエンジン１の
出力トルクに殆ど寄与することなく行われることにな
る。従って、副噴射によってエンジン１の出力トルクが
不用意に変動することはない。
【００３３】また、このように副噴射すると、瞬時にし
て全Ａ／Ｆが所定のリッチ空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝１
２）となるので、空燃比がＮＯxが最も多く発生する空
燃比（Ａ／Ｆ＝１６近傍）及び吸蔵されたＮＯxを放出
するが十分に還元できない空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５近
傍）に滞留することがなく、故に、（ｆ）に示すよう
に、空燃比切換時にＮＯx量の変動、即ちＮＯxスパイク
が発生することがなく、ＮＯxが不用意に大気中に排出
されることもない。もっとも、ＮＯxパージが実施され
ている間にはエンジン１から排出されるＮＯxを吸蔵型
ＮＯx触媒２０ａで処理することはできないことになる
のであるが、この間は上述のように確実に空燃比がリッ
チ空燃比とされることになるので、ＮＯxは三元触媒２
０ｂによって良好に浄化処理されることとなる。
て全Ａ／Ｆが所定のリッチ空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝１
２）となるので、空燃比がＮＯxが最も多く発生する空
燃比（Ａ／Ｆ＝１６近傍）及び吸蔵されたＮＯxを放出
するが十分に還元できない空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５近
傍）に滞留することがなく、故に、（ｆ）に示すよう
に、空燃比切換時にＮＯx量の変動、即ちＮＯxスパイク
が発生することがなく、ＮＯxが不用意に大気中に排出
されることもない。もっとも、ＮＯxパージが実施され
ている間にはエンジン１から排出されるＮＯxを吸蔵型
ＮＯx触媒２０ａで処理することはできないことになる
のであるが、この間は上述のように確実に空燃比がリッ
チ空燃比とされることになるので、ＮＯxは三元触媒２
０ｂによって良好に浄化処理されることとなる。
【００３４】つまり、本発明に係る筒内噴射型内燃機関
の排気浄化装置にあっては、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａの
ＮＯxパージを行う際、該ＮＯxパージをエンジン１の出
力変動なく空燃比切換指令が発せられた直後からすぐに
良好に実施することができ、故に車両の乗員にトルクシ
ョック等の違和感を与えないようにしながら、ＮＯxパ
ージ時をも含め常に良好にＮＯxの排出を抑えることが
可能となる。
の排気浄化装置にあっては、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａの
ＮＯxパージを行う際、該ＮＯxパージをエンジン１の出
力変動なく空燃比切換指令が発せられた直後からすぐに
良好に実施することができ、故に車両の乗員にトルクシ
ョック等の違和感を与えないようにしながら、ＮＯxパ
ージ時をも含め常に良好にＮＯxの排出を抑えることが
可能となる。
【００３５】なお、目標空燃比が所定のリッチ空燃比
（例えば、Ａ／Ｆ＝１２）となってＮＯxパージが実施
された後所定期間が経過すると、目標空燃比は今度は空
燃比切換指令が停止されるまで所定のリッチ空燃比から
リーン空燃比に向けてテーリングすることになり、この
場合においても上記同様にして副噴射が行われることと
なる。
（例えば、Ａ／Ｆ＝１２）となってＮＯxパージが実施
された後所定期間が経過すると、目標空燃比は今度は空
燃比切換指令が停止されるまで所定のリッチ空燃比から
リーン空燃比に向けてテーリングすることになり、この
場合においても上記同様にして副噴射が行われることと
なる。
【００３６】ところで、最近ではＨＣをＣＯに変換し易
い触媒が開発されており、図３に示すように、このよう
な触媒２０ｃを吸蔵型ＮＯx触媒２０ａの上流に設ける
ことでさらに良好な効果が得られる。このＨＣをＣＯに
変換し易い触媒としては、例えば特開平６−２２１１４
０号公報に開示されているものがある。以下、当該ＨＣ
をＣＯに変換し易い触媒２０ｃを用いた場合の作用及び
効果について説明する。
い触媒が開発されており、図３に示すように、このよう
な触媒２０ｃを吸蔵型ＮＯx触媒２０ａの上流に設ける
ことでさらに良好な効果が得られる。このＨＣをＣＯに
変換し易い触媒としては、例えば特開平６−２２１１４
０号公報に開示されているものがある。以下、当該ＨＣ
をＣＯに変換し易い触媒２０ｃを用いた場合の作用及び
効果について説明する。
【００３７】膨張行程で副噴射を行う際に当該副噴射を
膨張行程の後半に実施するようにすると、噴射された燃
料は排気行程が近いことからその殆どが燃焼に至らずに
未燃燃料、即ちＨＣのままに排出されることになる。こ
のとき、触媒２０ｃがＨＣをＣＯに変換し易い触媒であ
ると、当該燃焼せずエンジン１から排出されたＨＣはそ
の殆どがＣＯに変換されることになる。そして、このよ
うに変換されたＣＯは、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａにおい
てＮＯxパージに良好に使用されることになる。
膨張行程の後半に実施するようにすると、噴射された燃
料は排気行程が近いことからその殆どが燃焼に至らずに
未燃燃料、即ちＨＣのままに排出されることになる。こ
のとき、触媒２０ｃがＨＣをＣＯに変換し易い触媒であ
ると、当該燃焼せずエンジン１から排出されたＨＣはそ
の殆どがＣＯに変換されることになる。そして、このよ
うに変換されたＣＯは、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａにおい
てＮＯxパージに良好に使用されることになる。
【００３８】つまり、当該ＣＯを発生し易い触媒を用い
且つ副噴射を膨張行程の後半に実施するようにすると、
主噴射のみでリーン空燃比からリッチ空燃比に空燃比切
換した場合や上記実施形態のように副噴射を行った場合
よりも多くのＣＯを存在させてＮＯxパージを実施で
き、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａに吸蔵されたＮＯxを早期に
して略完全に還元除去するようにできる。故に、ＮＯx
パージの時間を極力短縮することができ、ＮＯxパージ
がエンジン１の本来の運転状態に与える影響をより一層
少なくすることができることになる。
且つ副噴射を膨張行程の後半に実施するようにすると、
主噴射のみでリーン空燃比からリッチ空燃比に空燃比切
換した場合や上記実施形態のように副噴射を行った場合
よりも多くのＣＯを存在させてＮＯxパージを実施で
き、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａに吸蔵されたＮＯxを早期に
して略完全に還元除去するようにできる。故に、ＮＯx
パージの時間を極力短縮することができ、ＮＯxパージ
がエンジン１の本来の運転状態に与える影響をより一層
少なくすることができることになる。
【００３９】なお、上記実施形態では、ＮＯxパージ時
の空燃比を所定のリッチ空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝１
２）としたが、該所定のリッチ空燃比を必要に応じて変
化させるようにしてもよい。また、上記実施形態では、
副噴射量をテーリングにより変化する目標空燃比と所定
のリッチ空燃比との差分に相当する燃料量としたが、該
燃料量をエンジン回転速度、筒内圧Ｐe、Ａ／Ｎ、エン
ジン冷却水温、吸気温、触媒温度、排気温等に応じて補
正するようにしてもよい。これにより、より一層良好に
ＮＯxパージを行うことができる。
の空燃比を所定のリッチ空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝１
２）としたが、該所定のリッチ空燃比を必要に応じて変
化させるようにしてもよい。また、上記実施形態では、
副噴射量をテーリングにより変化する目標空燃比と所定
のリッチ空燃比との差分に相当する燃料量としたが、該
燃料量をエンジン回転速度、筒内圧Ｐe、Ａ／Ｎ、エン
ジン冷却水温、吸気温、触媒温度、排気温等に応じて補
正するようにしてもよい。これにより、より一層良好に
ＮＯxパージを行うことができる。
【００４０】また、上記実施形態では、リーン空燃比運
転時においてＮＯxパージを行い、副噴射を実施するよ
うにしたが、理論空燃比運転時やリッチ空燃比運転時に
おいてＮＯxパージを行ってもよく、これに併せて副噴
射を実施するようにしてもよい。また、上記実施形態で
は、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａに吸蔵されたＮＯxのパージ
に関してのみ言及したが、さらに、本発明を吸蔵型ＮＯ
x触媒２０ａに吸蔵されるＳＯxのパージ時に適用するこ
ともできる。つまり、ＳＯxのパージは、吸蔵型ＮＯx触
媒２０ａに吸蔵されたＳＯx量を推定し、該ＳＯx量が所
定量を超えたときに電気ヒータ等で触媒温度を上昇させ
て空燃比をリーン空燃比からリッチ空燃比に切り換える
ものであるが、この空燃比切換の際に上記同様の副噴射
を実施するようにしてもよい。
転時においてＮＯxパージを行い、副噴射を実施するよ
うにしたが、理論空燃比運転時やリッチ空燃比運転時に
おいてＮＯxパージを行ってもよく、これに併せて副噴
射を実施するようにしてもよい。また、上記実施形態で
は、吸蔵型ＮＯx触媒２０ａに吸蔵されたＮＯxのパージ
に関してのみ言及したが、さらに、本発明を吸蔵型ＮＯ
x触媒２０ａに吸蔵されるＳＯxのパージ時に適用するこ
ともできる。つまり、ＳＯxのパージは、吸蔵型ＮＯx触
媒２０ａに吸蔵されたＳＯx量を推定し、該ＳＯx量が所
定量を超えたときに電気ヒータ等で触媒温度を上昇させ
て空燃比をリーン空燃比からリッチ空燃比に切り換える
ものであるが、この空燃比切換の際に上記同様の副噴射
を実施するようにしてもよい。
【００４１】これにより、ＳＯxのパージの際において
も、エンジン１の出力トルク変動を抑止でき、所謂ＮＯ
xスパイクを防止して不用意にＮＯxを排出しないように
できる。また、上記実施形態では、１本の噴射弁で主噴
射と副噴射とを実施するようにしているが、主噴射用と
副噴射用の噴射弁をそれぞれ設け、主噴射及び副噴射を
当該それぞれの噴射弁で実施するようにしてもよい。
も、エンジン１の出力トルク変動を抑止でき、所謂ＮＯ
xスパイクを防止して不用意にＮＯxを排出しないように
できる。また、上記実施形態では、１本の噴射弁で主噴
射と副噴射とを実施するようにしているが、主噴射用と
副噴射用の噴射弁をそれぞれ設け、主噴射及び副噴射を
当該それぞれの噴射弁で実施するようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１ないし６の筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置に
よれば、ＮＯx触媒の再生に関連してリーン空燃比と理
論空燃比またはリッチ空燃比との間で空燃比を切り換え
る際に、主噴射手段による内燃機関の空燃比を徐々に変
化させて空燃比切換に伴う内燃機関の出力トルク変動を
抑制でき、ＮＯx触媒の再生時にあっては、副噴射を行
うことで内燃機関の出力トルク変動を抑制しながら触媒
再生のためのＮＯxパージまたはＳＯxパージを促進可能
な理論空燃比またはリッチ空燃比を得ることができ、こ
の際全体空燃比が理論空燃比またはリッチ空燃比となる
ように燃料を追加供給することで理論空燃比または所定
のリッチ空燃比を維持してＮＯxパージまたはＳＯxパー
ジの実施期間を短縮でき、該ＮＯxパージまたはＳＯxパ
ージが内燃機関の運転状態に与える影響を少なくでき
る。
求項１ないし６の筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置に
よれば、ＮＯx触媒の再生に関連してリーン空燃比と理
論空燃比またはリッチ空燃比との間で空燃比を切り換え
る際に、主噴射手段による内燃機関の空燃比を徐々に変
化させて空燃比切換に伴う内燃機関の出力トルク変動を
抑制でき、ＮＯx触媒の再生時にあっては、副噴射を行
うことで内燃機関の出力トルク変動を抑制しながら触媒
再生のためのＮＯxパージまたはＳＯxパージを促進可能
な理論空燃比またはリッチ空燃比を得ることができ、こ
の際全体空燃比が理論空燃比またはリッチ空燃比となる
ように燃料を追加供給することで理論空燃比または所定
のリッチ空燃比を維持してＮＯxパージまたはＳＯxパー
ジの実施期間を短縮でき、該ＮＯxパージまたはＳＯxパ
ージが内燃機関の運転状態に与える影響を少なくでき
る。
【００４３】また、副噴射により全体空燃比が理論空燃
比またはリッチ空燃比となるように燃料を追加供給する
ことにより、ＮＯxが排出され易い空燃比（値１６近
傍）及び吸蔵されたＮＯxを放出するが十分に還元でき
ない空燃比（値１４．５近傍）となる期間を極めて短い
瞬間的なものにでき、ＮＯx触媒の再生時のみならずＮ
Ｏx触媒の再生後においても、内燃機関の出力トルク変
動を抑制しながら、所謂ＮＯxスパイクを防止でき、Ｎ
Ｏxパージ中またはＳＯxパージ中に不用意にＮＯxを排
出しないようにできる。
比またはリッチ空燃比となるように燃料を追加供給する
ことにより、ＮＯxが排出され易い空燃比（値１６近
傍）及び吸蔵されたＮＯxを放出するが十分に還元でき
ない空燃比（値１４．５近傍）となる期間を極めて短い
瞬間的なものにでき、ＮＯx触媒の再生時のみならずＮ
Ｏx触媒の再生後においても、内燃機関の出力トルク変
動を抑制しながら、所謂ＮＯxスパイクを防止でき、Ｎ
Ｏxパージ中またはＳＯxパージ中に不用意にＮＯxを排
出しないようにできる。
【図１】本発明に係る筒内噴射型内燃機関の排気浄化装
置を示す概略構成図である。
置を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係るリッチスパイク制御を行いＮＯx
パージを実施したときの目標Ａ／Ｆ及び副噴射量と全Ａ
／Ｆとの関係並びに効果を示すタイムチャートである。
パージを実施したときの目標Ａ／Ｆ及び副噴射量と全Ａ
／Ｆとの関係並びに効果を示すタイムチャートである。
【図３】吸蔵型ＮＯx触媒の上流にＨＣをＣＯに変換し
易い触媒を設けた場合の排気浄化装置を示す概略構成図
である。
易い触媒を設けた場合の排気浄化装置を示す概略構成図
である。
１ エンジン本体（筒内噴射型内燃機関） ６ 燃料噴射弁 １４ 排気管（排気通路） １８ Ｏ2センサ ２０ａ 吸蔵型ＮＯx触媒 ２０ｂ 三元触媒 ２０ｃ 触媒 ３０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/14 310 F01N 3/08 F01N 3/20 F02D 41/02 330 F02D 41/04 305 F02D 41/34
Claims (6)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に配設され、前記内
燃機関がリーン空燃比運転状態にあるとき排気中のＮＯ
xを吸蔵させ、理論空燃比運転またはリッチ空燃比運転
状態にあるとき前記吸蔵させたＮＯxを還元する吸蔵型
ＮＯx触媒と、 機関運転状態に基づき前記内燃機関の吸気行程及び圧縮
行程のいずれかにおいて燃料を直接筒内に供給する主噴
射手段と、 前記吸蔵型ＮＯx触媒の再生時に、前記主噴射手段によ
る内燃機関の空燃比をリーン空燃比から理論空燃比また
はリッチ空燃比に向けて徐々に変化させるように制御す
る空燃比切換手段と、 前記空燃比切換手段による空燃比の制御中に、前記内燃
機関の膨張行程において燃料を前記筒内に追加供給する
副噴射手段とを備え、前記副噴射手段は、前記リーン空燃比と前記理論空燃比
またはリッチ空燃比との間で空燃比を徐々に切り換える
とき、前記主噴射手段と前記副噴射手段とによる内燃機
関の全体空燃比が前記理論空燃比またはリッチ空燃比と
なるような量の燃料を追加供給する ことを特徴とする筒
内噴射型内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 内燃機関の排気通路に配設され、前記内
燃機関がリーン空燃比運転状態にあるとき排気中のＮＯ
xを吸蔵させ、理論空燃比運転またはリッチ空燃比運転
状態にあるとき前記吸蔵させたＮＯxを還元する吸蔵型
ＮＯx触媒と、 機関運転状態に基づき前記内燃機関の吸気行程及び圧縮
行程のいずれかにおいて燃料を直接筒内に供給する主噴
射手段と、 前記吸蔵型ＮＯx触媒の再生後に、前記主噴射手段によ
る内燃機関の空燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比か
らリーン空燃比に向けて徐々に変化させるように制御す
る空燃比切換手段と、 前記空燃比切換手段による空燃比の制御中に、前記内燃
機関の膨張行程において燃料を前記筒内に追加供給する
副噴射手段とを備え、前記副噴射手段は、前記リーン空燃比と前記理論空燃比
またはリッチ空燃比との間で空燃比を徐々に切り換える
とき、前記主噴射手段と前記副噴射手段とによる内燃機
関の全体空燃比が前記理論空燃比またはリッチ空燃比と
なるような量の燃料を追加供給する ことを特徴とする筒
内噴射型内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 前記副噴射手段は、前記空燃比切換手段
により前記リーン空燃比と前記理論空燃比またはリッチ
空燃比との間で切り換えられる空燃比のテーリングに合
わせて前記内燃機関の膨張行程において燃料を前記筒内
に追加供給することを特徴とする、請求項１または２に
記載の筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 前記副噴射手段は、前記空燃比切換手段
により徐々に変化する目標空燃比と前記理論空燃比また
はリッチ空燃比との差分に相当する量の燃料を追加供給
することを特徴とする、請求項１または２に記載の筒内
噴射型内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項５】 内燃機関の排気通路に配設され、前記内
燃機関がリーン空燃比運転状態にあるとき排気中のＮＯ
xを吸蔵させ、理論空燃比運転またはリッチ空燃比運転
状態にあるとき前記吸蔵させたＮＯxを還元する吸蔵型
ＮＯx触媒と、 機関運転状態に基づき前記内燃機関の吸気行程及び圧縮
行程のいずれかにおいて燃料を直接筒内に供給する主噴
射手段と、 前記吸蔵型ＮＯx触媒の再生時に、前記主噴射手段によ
る内燃機関の空燃比をリーン空燃比から理論空燃比また
はリッチ空燃比に向けて徐々に変化させるように制御す
る空燃比切換手段と、 前記空燃比切換手段による空燃比の制御の開始後、前記
空燃比切換手段の制御による空燃比が前記理論空燃比ま
たはリッチ空燃比になるまで燃料を前記筒内に追加供給
する副噴射手段とを備え、前記副噴射手段は、前記リーン空燃比と前記理論空燃比
またはリッチ空燃比との間で空燃比を徐々に切り換える
とき、前記主噴射手段と前記副噴射手段とによる内燃機
関の全体空燃比が前記理論空燃比またはリッチ空燃比と
なるような量の燃料を追加供給する ことを特徴とする筒
内噴射型内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項６】 内燃機関の排気通路に配設され、前記内
燃機関がリーン空燃比運転状態にあるとき排気中のＮＯ
xを吸蔵させ、理論空燃比運転またはリッチ空燃比運転
状態にあるとき前記吸蔵させたＮＯxを還元する吸蔵型
ＮＯx触媒と、 機関運転状態に基づき前記内燃機関の吸気行程及び圧縮
行程のいずれかにおいて燃料を直接筒内に供給する主噴
射手段と、 前記吸蔵型ＮＯx触媒の再生後に、前記主噴射手段によ
る内燃機関の空燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比か
らリーン空燃比に向けて徐々に変化させるように制御す
る空燃比切換手段と、 前記空燃比切換手段による空燃比の制御中に、前記空燃
比切換手段の制御による空燃比が前記理論空燃比または
リッチ空燃比から前記リーン空燃比になるまで燃料を前
記筒内に追加供給する副噴射手段とを備え、 前記副噴射手段は、前記リーン空燃比と前記理論空燃比
またはリッチ空燃比との間で空燃比を徐々に切り換える
とき、前記主噴射手段と前記副噴射手段とによる内燃機
関の全体空燃比が前記理論空燃比またはリッチ空燃比と
なるような量の燃料を追加供給することを特徴とする筒
内噴射型内燃機関の排気浄化装置 。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02569398A JP3334592B2 (ja) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | 筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2000213996A JP3582582B2 (ja) | 1998-02-06 | 2000-07-14 | 筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02569398A JP3334592B2 (ja) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | 筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000213996A Division JP3582582B2 (ja) | 1998-02-06 | 2000-07-14 | 筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11223148A JPH11223148A (ja) | 1999-08-17 |
| JP3334592B2 true JP3334592B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=12172883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02569398A Expired - Fee Related JP3334592B2 (ja) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | 筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3334592B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160061077A1 (en) * | 2013-04-04 | 2016-03-03 | Isuzu Motors Limited | Exhaust gas purification system |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4687484B2 (ja) * | 2006-02-06 | 2011-05-25 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化システム |
| GB2491149A (en) * | 2011-05-24 | 2012-11-28 | Gm Global Tech Operations Inc | Regenerating a lean NOx trap |
-
1998
- 1998-02-06 JP JP02569398A patent/JP3334592B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160061077A1 (en) * | 2013-04-04 | 2016-03-03 | Isuzu Motors Limited | Exhaust gas purification system |
| US9670810B2 (en) * | 2013-04-04 | 2017-06-06 | Isuzu Motors Limited | Exhaust gas purification system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11223148A (ja) | 1999-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1067277B1 (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engines | |
| EP1065351B1 (en) | Exhaust gas purifying apparatus of internal combustion engine | |
| EP1087119B1 (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engines | |
| JP3446815B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3584798B2 (ja) | 車載用内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3334592B2 (ja) | 筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3582582B2 (ja) | 筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3747693B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP4492776B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3539286B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3997740B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3642194B2 (ja) | 筒内噴射型内燃機関 | |
| JP4867694B2 (ja) | エンジンの排気浄化装置 | |
| JP3661464B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3334635B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2001304016A (ja) | 内燃機関の排ガス浄化装置 | |
| JP4061817B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3334634B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3972620B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3468139B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2000080914A (ja) | 内燃機関 | |
| JP3661461B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP4244510B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2009019520A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP4457442B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020702 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080802 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080802 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090802 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090802 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100802 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110802 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120802 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130802 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130802 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140802 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |