JP3702835B2 - Engine exhaust purification system - Google Patents

Engine exhaust purification system Download PDF

Info

Publication number
JP3702835B2
JP3702835B2 JP2001343444A JP2001343444A JP3702835B2 JP 3702835 B2 JP3702835 B2 JP 3702835B2 JP 2001343444 A JP2001343444 A JP 2001343444A JP 2001343444 A JP2001343444 A JP 2001343444A JP 3702835 B2 JP3702835 B2 JP 3702835B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxygen
catalyst
exhaust gas
upstream
reduction
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
Application number
JP2001343444A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003148197A (en
Inventor
道宏 今田
仁寿 中本
也寸彦 加藤
雅彦 重津
久也 川端
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda 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 Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP2001343444A priority Critical patent/JP3702835B2/en
Publication of JP2003148197A publication Critical patent/JP2003148197A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3702835B2 publication Critical patent/JP3702835B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0835—Hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/16—Oxygen
    • 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
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気通路に上流触媒とＨＣ吸着触媒とを備えたエンジンの排気浄化装置に関し、特に、ＨＣ吸着触媒に流入する排気ガスの還元度を適正化する対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、排気通路に上流触媒とＨＣ吸着触媒とを配置して、このＨＣ吸着触媒に流入する酸素量を調整するようにしたエンジンの排気浄化装置が知られている。この上流触媒は、酸素吸蔵物質を含有した三元触媒により構成されてエンジンに近接して配置されるもので、エンジン始動後においてより早い時間に活性化するようになっている。上記ＨＣ吸着触媒は、一般にＨＣ吸着材と酸素吸蔵物質と触媒金属とを含有している。ＨＣ吸着材は、エンジンの冷間始動時等の低温時に排気ガス中のＨＣ（炭化水素）を吸着する一方、この吸着したＨＣをＨＣ吸着材の昇温に伴って脱離する特性を有している。酸素吸蔵物質は、例えば酸化セリウム等のように、酸化側（リーン側）で酸素を吸蔵し、還元側（リッチ側）で酸素を放出する特性を有している。触媒金属は、所定温度以上になると活性化されて排気ガス中のＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを分解して排気ガスを浄化する特性を有している。
【０００３】
そして、エンジンを始動すると上記上流触媒が早期に活性化する一方で、ＨＣ吸着触媒では、当初はＨＣ吸着材へのＨＣの吸着のみが行われ、吸着したＨＣの脱離は行われない。そして、ＨＣ吸着材の温度が上昇して所定温度に達すると、吸着していたＨＣの脱離を開始する。このＨＣの脱離開始直後には触媒金属が未だ活性化されていない状態であるために、例えば、特開平１０−６１４２６号公報及び特開平１１−８２１１１号公報に開示されているように、空燃比をリーン側に制御することによってＨＣ吸着触媒内における排気ガスを酸素リッチな状態にし、排気ガス中の酸素を用いてＨＣを分解する技術が知られている。一方で、ＨＣの脱離中に空燃比をリッチ側に制御することにより、ＨＣ吸着触媒内における排気ガスをリッチ側に制御して酸素吸蔵物質から酸素を放出させ、この放出酸素によって上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを分解させることが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来提案されている制御では、ＨＣ吸着材に吸着したＨＣの脱離中において空燃比をリッチ側に制御するものであり、このとき上流触媒の酸素吸蔵物質からも酸素が放出されて、この酸素がＨＣ吸着触媒に流入するために、ＨＣ吸着触媒に流入する排気ガスを精度良く還元側に制御するのが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところはＨＣ吸着触媒からのＨＣの脱離中にＨＣ吸着触媒に流入する排気ガスを精度良く還元側に制御することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、上流触媒に含有される酸素吸蔵物質に吸蔵されている酸素を脱離運転開始前に放出させてしまうようにしたものである。
【０００７】
具体的に、第１の解決手段は、エンジンの排気通路に配置され、ＨＣを吸着する一方で昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するＨＣ吸着材と、酸化側で酸素を吸蔵し、還元側で酸素を放出する酸素吸蔵物質と、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを酸化する触媒金属とを含有するＨＣ吸着触媒と、上記ＨＣ吸着材からのＨＣの脱離量がＨＣ吸着材への吸着量を上回る脱離運転状態へ移行したか否かを判定する判定手段と、上記判定手段により脱離運転状態への移行が判定されると、酸素吸蔵物質から酸素が放出されるようにＨＣ吸着触媒の上流側又はＨＣ吸着触媒内における排気ガスを還元側に制御する還元度制御手段と、上記ＨＣ吸着触媒上流側の排気通路に配置され、酸化側で酸素を吸蔵し、還元側で酸素を放出する酸素吸蔵物質を含有する上流触媒と、上記判定手段により脱離運転状態へ移行したことが判定される前に、上記上流触媒の酸素吸蔵物質に吸蔵される酸素量を低減しておく吸蔵酸素量低減手段とを備えている。
【０００８】
また、第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、吸蔵酸素量低減手段は、判定手段によって判定された脱離運転状態への移行時期の直前の所定期間内に、上流触媒の上流又は上流触媒の内部における排気ガス中の酸素濃度を０．１％以下に低減するように構成されている。
【０００９】
また、第３の解決手段は、上記第１又は第２の解決手段において、還元度制御手段は、ＨＣ吸着触媒の上流側又はＨＣ吸着触媒内における排気ガスの還元度の基準値を設定しており、吸蔵酸素量低減手段は、上流触媒の上流又は上流触媒の内部における排気ガスの還元度が上記基準値よりも還元度が大きな値に設定された目標値になるように制御するように構成されている。
【００１０】
また、第４の解決手段は、上記第１の解決手段において、還元度制御手段は、ＨＣ吸着触媒の上流側又はＨＣ吸着触媒内における排気ガスの酸素濃度が所定値以下になるようにエンジンの空燃比を制御するように構成されている。
【００１１】
また、第５の解決手段は、上記第４の解決手段において、還元度制御手段による空燃比の制御は、フィードバック値の還元側方向の補正値を酸化側方向の補正値より大きく設定する片側偏重フィードバック制御、又は排気ガスが基準より酸化側にあるときにフィードバック値の還元側方向への補正を行う片側フィードバック制御により行われる。
【００１２】
すなわち、上記第１の解決手段では、判定手段がＨＣ吸着材からのＨＣ脱離量がＨＣ吸着材への吸着量を上回る脱離運転状態に移行したか否かを判定する。ＨＣ吸着触媒が脱離運転状態に移行したと判定される前に、吸蔵酸素量低減手段が上記上流触媒の酸素吸蔵物質に吸蔵される酸素量を低減しておく。そして、判定手段により脱離運転状態に移行したと判断されると、還元度制御手段がＨＣ吸着触媒の上流側又はＨＣ吸着触媒内における排気ガスを還元側（リッチ側）に制御する。このとき、上流触媒の酸素吸蔵物質に吸蔵される酸素量が低減されているために、還元側に制御された排気ガスが上流触媒に流入しても、この酸素吸蔵物質からは酸素がほとんど放出されない。したがって、上流触媒の下流側に配置されるＨＣ吸着触媒には、精度良く還元側に制御された排気ガスが流入することとなり、このためにＨＣ吸着触媒の酸素吸蔵物質から放出される酸素量を精度良く制御することができ、この酸素を利用したＨＣの処理を効率よく行うことができる。
【００１３】
つまり、脱離運転状態に移行して還元側に制御された排気ガスが上流触媒に流入した場合において、例えば上流触媒が未だ活性化されていないときには、上流触媒の酸素吸蔵物質から酸素が放出されたとしても、この放出酸素は、排気ガス中のＨＣと反応しないために上流触媒から流出することとなる。そこで、脱離運転状態に移行する前に上流触媒の酸素吸蔵物質に吸蔵される酸素量を低減しておくことにより、脱離運転状態に移行したときに余分な酸素がＨＣ吸着触媒に流入するのを防止している。この結果、精度良く還元度が制御された排気ガスをＨＣ吸着触媒に流入させることができる。
【００１４】
一方、例えば上流触媒が既に活性化されているときには、上流触媒の酸素吸蔵物質に酸素が吸蔵されていると、この酸素が放出されて排気ガス中のＨＣと反応するために、上流触媒から流出する排気ガスのＨＣ濃度を精度良く制御することが困難となる。そこで、脱離運転状態に移行する前に上流触媒の酸素吸蔵物質に吸蔵されている酸素量を低減しておくことにより、上流触媒において排気ガス中のＨＣが放出酸素とほとんど反応することなく上流触媒から流出するために、ＨＣ吸着触媒に流入するＨＣ量を精度良く制御することができる。
【００１５】
また、上記第２の解決手段では、上記第１の解決手段において、吸蔵酸素量低減手段が、判定手段によってＨＣ吸着触媒が脱離運転状態に移行したと判定される直前の所定期間内に上流触媒の上流又は上流触媒の内部における排気ガス中の酸素濃度を０．１％以下に低減する。つまり、上流触媒の上流又は上流触媒の内部における排気ガス中の酸素濃度を０．１％以下に低減することにより、上流触媒の酸素吸蔵物質から酸素が放出されるために、脱離運転状態に移行する前に上流触媒の酸素吸蔵物質の酸素吸蔵能力を早急に且つ確実に低減することができる。また、上流触媒の上流又は上流触媒の内部における排気ガスを還元側に制御するのを所定期間内に制限することで、必要以上に長い期間の間、排気ガスが還元側に制御されるのを防止している。
【００１６】
また、上記第３の解決手段では、上記第１又は第２の解決手段において、上流触媒の上流又は上流触媒の内部における排気ガスの還元度の目標値が、ＨＣ吸着触媒の上流側又はＨＣ吸着触媒内における排気ガスの還元度の基準値よりも還元度が大きな値に設定されているために、上流触媒の酸素吸蔵物質から早急に酸素が放出され、吸蔵酸素量低減手段によって排気ガス中の酸素濃度が低減されている期間を短縮することができる。
【００１７】
また、上記第４の解決手段では、上記第１の解決手段において、判定手段によりＨＣ吸着触媒が脱離運転状態に移行したと判定されると、還元度制御手段が、ＨＣ吸着触媒の上流側又はＨＣ吸着触媒内における排気ガスの酸素濃度が所定値以下になるようにエンジンの空燃比を制御する。つまり、脱離運転状態に移行する前に上流触媒の酸素吸蔵物質に吸蔵される酸素量を低減しておくために、脱離運転状態に移行した後にＨＣ吸着触媒の上流側又はＨＣ吸着触媒内における排気ガスが還元側に制御されたときに、上流触媒から酸素が放出されることはほとんどなく、応答に時間がかかる空燃比制御のフィードバックを極力避けることができる。この結果、脱離運転状態への移行直後から精度良く排気ガスを還元側に制御することができる。
【００１８】
また、上記第５の解決手段では、上記第４の解決手段において、還元度制御手段による空燃比の制御では、偏重フィードバック制御又は片側フィードバック制御が行われる。つまり、脱離運転状態にあるときには、フィードバック値の還元側方向の補正値を酸化側方向の補正値より大きく設定する偏重フィードバック制御、又は排気ガスが基準より酸化側にあるときにフィードバック値の還元側方向への補正を行う片側フィードバック制御によりエンジンの空燃比制御を行うので、ＨＣ吸着触媒の上流側又はＨＣ吸着触媒内における排気ガスを確実に還元側に制御することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
本発明の実施形態に係るエンジンの排気浄化装置は、筒内噴射式エンジンのガソリンエンジンからの排気ガスを浄化するものでる。上記ガソリンエンジンは、エンジン本体１に、複数の気筒２と、各気筒２内に往復動可能に嵌挿されたピストン３とが設けられ、このピストン３によって上記気筒２の上部に燃焼室４が区画形成されている。この燃焼室４の上部所定位置には、点火回路５に接続された点火プラグ６が燃焼室４内に望むように取り付けられている。
【００２１】
上記燃焼室４の周辺部には、この燃焼室４内に燃料を直接噴射する燃料供給手段としてのインジェクタ７が取り付けられている。このインジェクタ７には、図示省略した高圧燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ等を有する燃料供給回路が接続され、この燃料供給回路によって燃料タンクからの燃料が適正な圧力に調整されてインジェクタ７に供給されるようになっている。また、上記燃料供給回路には、燃料圧力を検出する燃圧センサ８が設けられている。
【００２２】
上記燃焼室４は、吸気弁９が設けられた吸気ポートを介して吸気通路１０に連通している。この吸気通路１０には、その上流側から順に、吸気を濾過するエアクリーナ１１と、吸入空気量を検出するエアフローセンサ１２と、吸気通路１０を絞る電気式スロットル弁１３と、サージタンク１４とが配設されている。上記電気スロットル弁１３は、図外のアクセルペダルに連動することなく、モータ１５により駆動されて開閉動作するようになっている。さらに、上記電気スロットル弁１３の設置部には、その弁開度を検出するスロットル開度センサ１６が設けられ、上記サージタンク１４の設置部には、吸気圧を検出する吸気圧センサ１７が設けられている。
【００２３】
上記サージタンク１４よりも下流側の吸気通路１０は、気筒２毎に分岐する独立通路とされ、各独立通路の下流端部が２つに分岐してそれぞれ吸気ポートに連通すると共に、その一方にスワール弁１８が設けられている。このスワール弁１８がアクチュエータ１９により駆動されて閉鎖状態となると、吸気が他方の分岐通路のみから燃焼室４内に供給されるために、この燃焼室４内に強い吸気スワールが生成するようになっている。この吸気スワールは、上記スワール弁１８が開放するのに伴って弱められることとなる。上記スワール弁１８の設置部には、その開度を検出するスワール弁開度センサ２０が設けられている。尚、上記スワール弁１８に代え、タンブル流を生成するためのタンブル弁を設置した構造としてもよい。
【００２４】
上記燃焼室４には、排気弁２１が設けられた排気ポートを介して排気通路２２に連通し、この排気通路２２の上流端は気筒２毎に分岐している。上記排気通路２２には、その上流側から順に、排気ガス中の酸素濃度を検出する第１酸素濃度センサ２４と、排気ガス中のＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）及びＮＯｘ（窒素酸化物）の全てを浄化する機能を有する上流触媒としての三元触媒２５と、この三元触媒２５の下流側における排気ガス中の酸素濃度を検出する第２酸素濃度センサ２６と、排気ガス中のＨＣを吸着して浄化するＨＣ吸着触媒２７と、その下流側における排気ガス中の酸素濃度を検出する第３酸素濃度センサ２８とが配設されている。
【００２５】
上記第１〜第３酸素濃度センサ２４，２６，２８は、排気ガスの還元度を酸素濃度に基づいて得られる排気空燃比として検出するものであり、その出力が理論空燃比を境にしてリーン側とリッチ側とで大きく反転（変化）するλセンサにより構成され、これにより理論空燃比の近傍で優れた検出精度が得られるようになっている。上記各酸素濃度センサ２６，２８の検出値により、後述の酸素吸蔵物質からの酸素の放出に影響を与えるＨＣ、ＣＯ等の還元剤成分の成分濃度に相当するＨＣ吸着触媒２７の上流側又は下流側における排気ガスの還元度を推定するようになっている。尚、上記第１〜第３酸素濃度センサ２４，２６，２８は、上記λセンサに代え、空燃比に応じて出力がリニアに変化するリニア酸素センサにより構成するようにしてもよい。
【００２６】
排気空燃比とは、排気ガスの酸素濃度と還元剤濃度との存在状態からその排気ガス状態に直接対応する燃料と空気との混合気の空燃比を表す表現手法であり、排気空燃比が１４．７のときは理論空燃比に相当し、このときの酸素濃度は実質的に０〜０．５％となる。これを境界として排気空燃比が１４．７以下のときには、酸素濃度が減少あるいはゼロに固定され、還元剤濃度が増加する。一方、排気空燃比が１４．７以上では、酸素濃度が増加し、還元剤濃度が減少する。
【００２７】
上記三元触媒２５は、アルミナ等に担持されたパラジウム（Ｐｄ）又は白金（Ｐｔ）等の触媒金属と、ジルコニウム（Ｚｒ）等からなるバインダーとを有し、所定温度に加熱されて活性化することにより、排気ガス中のＨＣ及びＣＯを酸化して浄化すると共に排気ガス中のＮＯｘを還元して浄化するように構成されている。この浄化機能は、理論空燃比の付近において顕著に発揮されるものである。また、三元触媒２５は、例えば酸化セリウム（ＣｅＯ2）又はセリウムＣｅとプラセオジウムＰｒ等の希土類元素との複合酸化物等からなる酸素吸蔵物質を含有している。この酸素吸蔵物質は、排気ガスが酸化側（リーン側）にあるときに酸素を吸蔵し、この吸蔵した酸素を排気ガスが還元側（リッチ側）になると放出する特性を有している。三元触媒２５では、排気ガス中のＨＣ及びＣＯの酸化に排気ガス中の酸素に加え、この放出酸素が利用される。
【００２８】
上記ＨＣ吸着触媒２７は、特に冷間始動時等に排出されるＨＣを吸着して排気ガスを浄化する機能を有し、図２に示すように、コージュライト製のハニカム構造体からなる担体２７ａと、この担体２７ａに形成された貫通孔の壁面に担持されたＨＣ吸着材２７ｂと、その表面にコーティングされる等により担持された三元触媒層２７ｃとにより構成されている。
【００２９】
上記ＨＣ吸着材２７ｂは、排気ガス中のＨＣを吸着保持するのに適した孔径、つまり、７．２オングストローム程度の孔径を有する多数の細孔が形成された、いわゆるβ型ゼオライトに、銀（Ａｇ）を含侵担持させてなり、エンジンの冷間始動時等の低温時に排気ガス中のＨＣを吸着すると共に、昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するものである。上記銀は、β型ゼオライトのＨＣ吸着作用を高めて、より高温までＨＣを保持し得るようにするために担持されている。
【００３０】
上記三元触媒層２７ｃは、アルミナ等に担持されたパラジウム（Ｐｄ）又は白金（Ｐｔ）等の触媒金属と、ジルコニウム（Ｚｒ）等からなるバインダーとを有し、所定温度に加熱されて活性化することにより、排気ガス中のＨＣ及びＣＯを酸化すると共に、排気ガス中のＮＯｘを還元して浄化する機能を有している。この浄化機能は、理論空燃比の付近において顕著に発揮されるものである。
【００３１】
上記三元触媒層２７ｃは、所定温度に加熱されて活性化することにより、排気ガス中の酸素濃度が高い高酸素雰囲気（例えば酸素濃度が０．５％以上の雰囲気）で酸素を吸蔵すると共に、排気ガス中の酸素濃度が低下して低酸素雰囲気下になるのに伴い、吸蔵した酸素を放出する機能を有する酸素吸蔵物質、例えば酸化セリウム（ＣｅＯ2）又はセリウムＣｅとプラセオジウムＰｒ等の希土類元素との複合酸化物等からなる酸素吸蔵物質を含有している。つまり、酸素吸蔵物質は、周囲の排気ガスが酸化側（リーン側）にあるときに酸素を吸蔵し、周囲の排気ガスが還元側（リッチ側）になるとこの吸蔵した酸素を放出する特性を有している。
【００３２】
上記三元触媒層２７ｃでは、上記酸素吸蔵物質から放出された酸素を利用した酸化作用により、上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣが、比較的低温で酸化されて浄化されるようになっている。尚、上記ＨＣ吸着触媒２７は、三元触媒層２７ｃを構成する材料とＨＣ吸着材２７ｂとを一体に混合して構成するようにしてもよい。
【００３３】
上記排気通路２２には、排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路２９が接続されている。ＥＧＲ通路２９は、その上流端が排気通路２２における上記第１酸素濃度センサ２４の上流側に接続され、下流端が吸気通路１０における上記スロットル弁１３とサージタンク１４との間に接続されている。ＥＧＲ通路２９には、開度が電気的に調節可能に構成されたＥＧＲ弁３０と、このＥＧＲ弁３０のリフト量を検出するリフトセンサ３１とが配設されている。これらＥＧＲ通路２９とＥＧＲ弁３０とリフトセンサ３１とにより排気還流手段が構成されている。
【００３４】
上記排気通路２２には、吸気の一部を吸気通路１０から排気通路２２における上記ＨＣ吸着触媒２７の上流側に送り込む二次エア供給通路３２が接続され、この二次エア供給通路３２には、エンジンの制御を行うコントロールユニット（ＥＣＵ）３４から出力された制御信号に応じて開閉制御される流量制御弁３３が設けられている。
【００３５】
上記コントロールユニット３４には、上記エアフローセンサ１２、スロットル開度センサ１６、吸気圧センサ１７、スワール弁開度センサ２０、各酸素濃度センサ２４，２６，２８、及びＥＧＲ通路２９のリフトセンサ３１からの出力信号が入力されている。また、上記コントロールユニット３４には、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ３５、吸気温度を検出する吸気温度センサ３６、大気圧を検出する大気圧センサ３７、エンジンの回転数を検出する回転数センサ３８、及びアクセルペダルの開度（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ３９から出力された検出信号が入力されている。
【００３６】
上記コントロールユニット３４は、脱離判定手段４２と、燃料噴射制御手段４０と、点火時期制御手段４１と、初期判定手段４３と、補正手段４４とを備えている。
【００３７】
上記脱離判定手段４２は、エンジンの始動後に計測された経過時間及び運転履歴等に基づいてＨＣ吸着触媒２７の温度THCEを導出し、この温度THCEと予め設定された基準温度とを比較することにより、ＨＣ吸着材２７ｂから脱離するＨＣの脱離量がＨＣ吸着材２７に吸着されるＨＣ吸着量を上回る脱離運転状態への移行時期を前もって推定すると共に、脱離運転状態に移行したか否かを判定するように構成されている。
【００３８】
つまり、図３(ａ)、(ｂ)に示すように、エンジンの冷間始動後は、ＨＣ吸着材２７ｂにＨＣが吸着するのみでＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離しない運転状態が継続し、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが時間の経過に伴って次第に上昇する。そして、ＨＣの吸着量が次第に増大すると共に、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEがある温度に達すると、ＨＣ吸着材２７ｂからのＨＣの脱離が開始する。このとき、ＨＣ吸着材２７ｂへの吸着及びＨＣ吸着材２７ｂからの脱離が並行して行われる。そして、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが更に上昇すると、ＨＣ吸着触媒２７は、ＨＣ吸着材２７ｂから脱離するＨＣの脱離量がＨＣ吸着材２７に吸着されるＨＣの吸着量を上回る脱離運転状態に移行する。このときの温度を脱離運転開始温度THC2とする。そして、更にＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが上昇すると、ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離するのが完了する。このときの温度THCEを脱離運転完了温度THC3とする。上記脱離運転開始温度THC2は例えば１５０℃とされ、上記脱離運転完了温度THC3は例えば２５０℃とされている。
【００３９】
即ち、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEは、時間の経過に伴って次第に上昇するが、その上昇速度はエンジン始動後の履歴等によって異なるために、脱離判定手段４２は、エンジン始動後の履歴等に基づいてＨＣ吸着触媒２７の温度THCEを導出すると共に、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが脱離運転開始温度THC2に達する移行時期T2を推定するようになっている。そして、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが脱離運転開始温度THC2に達しているか否かによって脱離運転状態に移行したか否かを判定するようになっている。
【００４０】
尚、上記脱離判定手段４２は、上記ＨＣ吸着触媒２７の下流側に配設された上記第３酸素濃度センサ２８により検出された酸素濃度に基づいて上記ＨＣ吸着材２７ｂからのＨＣの脱離量が吸着量を上回る脱離運転状態にあるか否かを判定するように構成してもよい。
【００４１】
上記初期判定手段４３は、エンジン始動後の履歴等に基づいて上記脱離運転状態への移行時期T2の所定期間前である初期制御開始時間T1を導出し、この初期制御開始時間T1におけるＨＣ吸着触媒２７の温度である初期制御開始温度THC1を推定すると共に、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが初期制御開始温度THC1以上で且つ脱離運転開始温度THC2未満である初期運転状態に移行したか否かを判定するように構成されている。この所定期間は、例えば数秒程度に設定されている。
【００４２】
上記燃料噴射制御手段４０は、エンジンの運転状態に応じてインジェクタ７から噴射される燃料噴射状態を制御するように構成されている。
【００４３】
上記燃料噴射制御手段４０は、脱離判定手段４２により導出されたＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが初期制御開始温度THC1以上で且つ脱離運転開始温度THC2未満の温度あると判定されたときには、第１酸素濃度センサ２４が検出した三元触媒２５の上流側における排気ガスの還元度OX1が空燃比１４．０での燃焼相当の還元度になるように燃料噴射量を制御する初期制御を実行するように構成されている。初期制御では、三元触媒２５の上流側における排気ガスの還元度OX1の目標値を空燃比１４．０での燃焼相当の還元度に設定することにより、三元触媒２５の上流側における排気ガス中の酸素濃度が０．１％以下の還元側（リッチ側）に制御されるようになっている。つまり、初期制御において、この排気ガスが還元側になるように制御することにより、三元触媒２５の酸素吸蔵物質に吸蔵された酸素が放出されるようになっている。即ち、この初期制御により、脱離運転状態への移行時期の前に上記三元触媒２５の酸素吸蔵物質に吸蔵される酸素量を低減しておく吸蔵酸素量低減手段が構成されている。
【００４４】
上記初期制御において、三元触媒２５の上流側における排気ガスの還元度OX1の目標値を空燃比で１３．０以上で且つ１４．５以下での燃焼相当の還元度に設定するのが好ましい。還元度OX1の目標値を空燃比１３．０未満での燃焼相当の還元度に設定すると、ＨＣ吸着触媒２７に多量のＨＣが流入する一方で、初期制御段階ではＨＣ吸着材２７ｂの吸着能力が未だ高まっていないために、ＨＣ吸着触媒２７に流入したＨＣの一部がＨＣ吸着材１７ｂに吸着されずに流出してしまうことになる。一方、還元度OX1の目標値を空燃比で１４．５を越える値での燃焼相当の還元度に設定すると、三元触媒２５の酸素吸蔵物質からの酸素放出が迅速に行われないこととなり、初期制御の時間を短縮することができなくなってしまう。そこで、還元度OX1の目標値を１３．０〜１４．５相当の還元度に設定するのが好ましい。
【００４５】
上記燃料噴射制御手段４０は、ＨＣ吸着触媒２７がＨＣの吸着と脱離とを行う運転状態にある場合には、吸気行程から点火時期にかけての期間内で、圧縮行程中期以降の後期噴射と、これより前の早期噴射とにおいてそれぞれ燃料噴射を行い、少なくとも２回の分割噴射を行わせるようにインジェクタ７を制御するように構成されている。尚、上記燃料噴射制御手段４０は、冷間運転時の全運転領域で分割噴射を行うように構成してもよく、また高負荷領域ではエンジン出力の要求を満足すべく、吸気行程のみで燃料噴射を行うように構成してもよい。また、必ずしも直噴で燃料を噴射を行う構成である必要はなく、吸気ポートにインジェクタ７を配置して、吸気と燃料との混合気を燃焼室４内に供給する構成のものであってもよい。
【００４６】
また、上記燃料噴射制御手段４０は、脱離運転状態にあると判定された場合には、上記初期制御を停止してＨＣ吸着触媒２７と接触する排気ガスが酸素濃度が０．５％以下の還元側（リッチ側）になるように燃料噴射量をフィードバック制御する酸素放出制御を実行するように構成されている。つまり、この酸素放出制御により、還元度制御手段が構成されている。酸素放出制御では、第２酸素濃度センサ２６が検出したＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガスの還元度OX2が空燃比１４．５での燃焼相当の還元度になるように制御することにより、ＨＣ吸着触媒２７と接触する排気ガスの酸素濃度を０．５％以下に制御するようになっている。つまり、酸素放出制御において、空燃比１４．５での燃焼相当の排気ガスの還元度が、ＨＣ吸着触媒２７の上流側における還元度の基準値OX20として設定されている。
【００４７】
上記酸素放出制御において、排気ガスに含まれる酸素濃度を０．５％以下に制御するようになっているのは、上記ＨＣ吸着触媒２７と接触する排気ガスに含まれる酸素濃度が０．５％を越える酸化側（リーン側）に制御されると、ＨＣ吸着触媒２７に含有される酸素吸蔵物質から酸素が放出され難くなるからである。つまり、酸素放出制御では、ＨＣ吸着触媒２７の酸素吸蔵物質に対する排気ガスの還元度を制御するようになっている。
【００４８】
上記酸素放出制御では、ＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガスの還元度OX2が空燃比１４．５での燃焼相当の基準値OX20よりも高いときには、燃料噴射量のフィードバック値Qfb2を補正値β1だけ低減し、逆に空燃比１４．５での燃焼相当の基準値OX20以下のときには、燃料噴射量のフィードバック値Qfb2を補正値β2だけ増大することにより、ＨＣ吸着触媒２７の上流側における還元度が基準値OX20になるように制御を行うようになっている。このとき、補正値β1を補正値β2よりも小さい値に設定することにより、ＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガスを還元側（リッチ側）に制御し易くなっている。つまり、酸素放出制御は、フィードバック値の還元側方向の補正値を酸化側方向の補正値より大きく設定する片側偏重フィードバック制御となっている。
【００４９】
上記酸素放出制御では、エンジンの燃焼室４における空燃比が１３．５以上で且つ１５．０以下になるように制御するのが好ましい。空燃比１３．５未満では、ＨＣ吸着触媒２７での排気ガスが還元側となって酸素吸蔵物質からの酸素放出が促進されるものの、エンジンから排出されるＨＣ量が増大し過ぎると共にＨＣ吸着材２７ａから脱離したＨＣもあるために、ＨＣが浄化しきれなくなってしまう。一方、空燃比が１５．０を越えると、上流側に配置される三元触媒２５から流出した未反応の酸素がＨＣ吸着触媒２７に流入することとなり、ＨＣ吸着触媒２７に流入する排気ガスを確実に還元側に制御することが困難となるからである。
【００５０】
上記酸素放出制御では、エンジンの燃焼室４における空燃比が１４．０以上で且つ１４．７未満になるように制御するのがより好ましい。
【００５１】
上記初期制御にける三元触媒２５の上流側での還元度OX1の目標値は、酸素放出制御におけるＨＣ吸着触媒２７の上流側での還元度の基準値OX20よりも大きな値（還元度が強い側）に設定されている。これは、三元触媒２５の上流側において排気ガスの還元度をより強くすることで、三元触媒２５の酸素吸蔵物質から早急に酸素を放出することができて初期制御の時間短縮を図ることができるからである。
【００５２】
上記点火時期制御手段４１は、点火回路５に制御信号を出力して、エンジンの運転状態に応じて混合気の点火時期を制御するように構成されている。つまり、点火時期制御手段４１は、基本的には点火時期をＭＢＴに制御するが、エンジンの冷間運転状態において、上記分割噴射が行われているときに、上記脱離判定手段４２においてＨＣの脱離度合いが大きいことが確認された場合に、必要に応じて点火時期を上記ＭＢＴよりも所定量だけリタードさせるように構成されている。
【００５３】
上記補正手段４４は、上記酸素放出制御において、第３酸素濃度センサ２８が検出した還元度OX3に基づいて、燃料噴射制御手段４０による制御を補正するように構成されている。つまり、空燃比１４．６から１４．７での燃焼相当（理論空燃比相当）の還元度がＨＣ吸着触媒２７の下流側における基準値OX30として設定されており、上記補正手段４４は、ＨＣ吸着触媒２７の下流側における還元度が空燃比１４．６から１４．７での燃焼相当の基準値OX30になるように燃料噴射量のフィードバック値Qfb3を補正するように構成されている。
【００５４】
上記燃料噴射制御手段４０は、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEがＨＣ吸着材２７ｂからのＨＣの脱離が完了する脱離完了温度THC3以上になったことが確認されたときには、酸素放出制御から、運転状態に対応した燃料噴射量をフィードバック制御する温間運転制御に移行するように構成されている。つまり、温間運転制御では、上記フィードバック値Qfb2、Qfb3をゼロリセットすると共に、第１酸素濃度センサ２４が検出した三元触媒２５の上流側における排気ガスの還元度OX1に基づいて、燃料噴射量が制御されるようになっている。
【００５５】
また、上記燃料噴射制御手段４０は、例えば、温間運転時の成層燃焼領域では、上記インジェクタ７から圧縮行程の所定時期に燃料を一括して噴射させることにより、点火プラグ６の近傍に混合気の燃料を偏在させた状態で燃焼させると共に、例えば燃焼室４内における混合気の空燃比を３０程度のリーン状態とする成層燃焼モードの燃焼制御を実行するように構成されている。また、上記燃料噴射制御手段４０は、温間運転時の均一燃料燃焼領域では、上記インジェクタ７から吸気行程で燃焼を一括噴射させると共に、燃焼室４全体の平均空燃比を略理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）とする均一燃焼モードの燃焼制御を実行するように構成されている。尚、エンジンの中負荷中回転領域では、吸気行程と圧縮行程とに分割して燃料を噴射させるようにしてもよい。
【００５６】
−制御動作−
上述の如く構成されたエンジンの排気浄化装置の制御動作について、図４及び図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００５７】
先ず、上記制御動作がスタートすると、ステップST11において、エアフローセンサ１２、第１〜第３酸素濃度センサ２４，２６，２８、水温センサ３５、吸気温センサ３６、大気圧センサ３７、回転数センサ３８及びアクセル開度センサ３９の検出値に対応した各データを入力し、ステップST12に移る。ステップST12では、アクセル開度及びエンジンの回転数に基づいて、予め設定されたマップからエンジンの目標トルクTrを設定してステップST13に移る。ステップST13では、上記目標トルクTrとエンジンの回転数とをパラメータとして、予め設定されたマップから燃料の基本噴射量Qb及び電気式スロットル弁１３の基本開度Th0を設定し、ステップST14に移り、電気式スロットル弁１３を駆動してステップST15に移る。上記基本噴射量Qb及び電気式スロットル弁１３の基本開度Th0は、エンジンの燃焼室４内における空燃比が理論空燃比になるように設定されている。
【００５８】
ステップST15において、運転履歴等によりＨＣ吸着触媒２７の温度THCEを導出すると共に、脱離運転状態への移行時期T2の所定期間前である初期制御開始時間T1を推定し、この初期制御開始時間T1におけるＨＣ吸着触媒２７の温度である初期制御開始温度THC1を推定する。そして、ステップST16に移り、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが初期制御開始温度THC1より低いか否かを判定し、初期制御開始温度THC1より低いときには、ステップST17に進む。ステップST17において、基本噴射量Qbを最終噴射量Qpに設定し、ステップST18に移って噴射タイミングにあるか否かを判定し、噴射タイミングになるとステップST19に移って、燃料の噴射制御を実行する。このときには、エンジンの燃焼室４内における空燃比が理論空燃比に設定されて噴射制御が実行されている。
【００５９】
一方、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが初期制御開始温度THC1以上になると、上記ステップST16の判定がＮＯとなり、ステップST16からステップST20に進む。ステップST20において、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEに基づいてＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるか否かを判定する。つまり、導出されたＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが脱離運転開始温度THC2未満であるか否かを判断し、脱離運転状態に移行したか否かを判断する。
【００６０】
上記ステップST20において、ＨＣ吸着触媒２７の温度が上記脱離運転開始温度THC2未満の初期運転状態にあるときには、ステップST16における判定がＹＥＳとなり、ステップST21に進む。ステップST21では、基本噴射量Qbに初期調整噴射量Qpreを加算することにより、三元触媒２５の上流側における排気ガスの還元度OX1が空燃比１４．０での燃焼相当の還元度になるように最終噴射量Qpを設定して噴射制御を行う初期制御を実行する。そして、ステップST18に移って噴射タイミングに合わせて、ステップST19において燃料を噴射する。
【００６１】
つまり、初期制御では、三元触媒２５の上流側における排気ガスの還元度OX1が空燃比１４．０での燃焼相当の還元度に制御することにより、排気ガスは酸素濃度が０．１％以下の還元側（リッチ側）に制御されている。この結果、初期制御において、三元触媒２５の酸素吸蔵物質に吸蔵された酸素が早急に放出される。また、初期制御を脱離運転状態に移行される直前の所定期間内に制限することにより、必要以上に長い期間の間、排気ガスが還元側に制御されるのを防止することができて、燃料が無駄に消費されるのを抑制することができている。
【００６２】
一方、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが上記脱離運転開始温度THC2以上のときには、ステップST20の判定がＮＯとなってステップST22に進み、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが上記脱離運転開始温度THC2以上で且つ脱離運転完了温度THC3未満であるか否かを判定する。つまり、ＨＣ吸着材２７ｂから脱離されるＨＣの脱離量がＨＣ吸着材２７ｂに吸着されるＨＣの吸着量を上回る脱離運転状態にあるか否かを判定する。ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが上記の範囲内にあり、脱離運転状態にあるときには、ステップST22の判定がＹＥＳとなってステップST23に進む。
【００６３】
ステップST23において、第２酸素濃度センサ２６が検出したＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガスの還元度OX2が基準値OX20（空燃比１４．５での燃焼相当）よりも高い（還元度合いが強い）か否かを判定する。そして、ＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガスの還元度OX2が上記基準値OX20よりも高いときにはステップST24に進み、燃料噴射量のフィードバック値Qfb2を補正値β1だけ低減させてステップST25に進む。一方、上記排気ガスの還元度OX2が上記上流側の基準値OX20以下のときには、ステップST26に進み、燃料噴射量のフィードバック値Qfb2を補正値β2だけ増大させてステップST25に進む。つまり、上記脱離運転状態にあるときには、空燃比１４．５での燃焼相当の還元度になるように燃料噴射量を増減してＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガスをリッチ側に制御している。
【００６４】
脱離運転状態では、三元触媒２５の酸素吸蔵物質における酸素吸蔵量が低減されているために酸素が放出されることがほとんどなく、排気ガス中のＨＣが酸素と反応しない三元触媒２５の未活性化時においても、三元触媒２５から余分な酸素が流出することはない。また、三元触媒２５が既に活性化された状態にある場合には、排気ガス中のＨＣが放出酸素と反応することなく三元触媒２５から流出するために、ＨＣ吸着触媒２７に流入するＨＣ量を精度良く制御することができる。
【００６５】
上記ステップST25において、ＨＣ吸着触媒２７の下流側における排気ガスの還元度OX3が下流側の基準値OX30（空燃比１４．６から１４．７での燃焼相当）よりも高い（還元度合いが強い）か否かを判定する。そして、ＨＣ吸着触媒２７の下流側における排気ガスの還元度OX3が上記下流側の基準値OX30よりも高いときにはステップST27に進み、前回に第３酸素濃度センサ２８が検出した還元度OX3が上記下流側の基準値OX30よりも高いか否かを判定し、還元度OX3が上記下流側の基準値OX30よりも高いときにのみステップST28に進んで、燃料噴射量のフィードバック値Qfb3を補正値γ1だけ低減させる。また、前回に第３酸素濃度センサ２８が検出した還元度OX3が上記下流側の基準値OX30以下であったときには、ステップST29に進み、フィードバック値Qfb3を補正することなくステップST30に進む。
【００６６】
一方、上記ステップST25において、ＨＣ吸着触媒２７の下流側における排気ガスの還元度OX3が上記下流側の基準値OX30以下であるときには、ステップST31に進み、燃料噴射量のフィードバック値Qfb3を補正値γ2だけ増大させてステップST30に進む。つまり、還元度OX3が連続して空燃比１４．７での燃焼相当の下流側の基準値OX30よりも高い場合、即ち連続してリッチ側に制御されている場合にのみ、フィードバック値Qfb3の低減補正を行うようにすると共に、低減補正する補正値γ1を増大補正する補正値γ2より小さい値に設定することにより、ＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガスが、酸素濃度０．５％以下の還元側（リッチ側）に制御され易くなっている。
【００６７】
上記ステップST30において、第１酸素濃度センサ２４が検出した排気ガスの還元度OX1が、三元触媒２５の上流側における還元度基準値OX10よりも高い（還元度合いが強い）か否かを判定する。排気ガスの還元度OX1が三元触媒２５の上流側における還元度基準値OX10よりも低いときには、上記ステップST30における判定がＹＥＳとなってステップST32に進み、燃料噴射量のフィードバック値Qfb1を補正値αだけ低減させてステップST33に移る。一方、上記還元度基準値OX10以下のときには、ステップST30からステップST34に進み、フィードバック値Qfb1を補正値αだけ増大させて、ステップST33に移る。
【００６８】
上記ステップST33では、上記基本噴射量Qbに上記各フィードバック値Qfb1、Qfb2、Qfb3を加算することにより最終噴射量Qpを導出し、ステップST18に移って噴射タイミングに合わせて、ステップST19において燃料の噴射制御を実行する。
【００６９】
図３(ｃ)に示すように、上述した如く、初期運転状態（時間T1から時間T2の間）にある初期制御では、空燃比が１４．０相当の還元側に制御され、脱離運転状態（時間T2から時間T3の間）にある酸素放出制御では、空燃比が１４．５相当の還元側に制御されている。
【００７０】
一方、上記ステップST22において、ＨＣ吸着触媒２７の温度THCEが上記脱離運転完了温度THC3以上となったとき、即ち、脱離運転状態が終了したと判定されたときには、ステップST35に進んでフィードバック値Qfb2及びフィードバック値Qfb3をゼロに設定し、ステップST30に移る。そして、上記同様にステップST32，ST34においてフィードバック値Qfb1を補正値αだけ増減させ、ステップST33において最終噴射量Qpを導出する。つまり、最終噴射量Qpは、三元触媒２５の上流側における排気ガスの還元度OX1に基づいて決定されるフィードバック値Qfb1のみによって導出されて、酸素放出制御から温間運転制御に移行したこととなる。そして、ステップST18において噴射タイミングに合わせて、ステップST19において燃料の噴射制御を実行する。温間運転制御では、運転状態に対応した燃料噴射量のフィードバック制御が実行される。
【００７１】
【発明のその他の実施の形態】
上記実施形態について、酸素放出制御において、燃料噴射量を増大させることにより、排気ガスを還元側に制御する構成に限られず、二次エア供給通路３２からの空気の供給量を低減させることにより排気ガスを還元側に制御する構成であってもよい。
【００７２】
また、上記実施形態について、初期制御は、三元触媒２５の上流側における排気ガスの還元度の目標値が、酸素放出制御におけるＨＣ吸着触媒２７の上流側での上流側基準値よりも大きな値に設定される構成に限られるものではなく、還元側に設定されているものであればよい。
【００７３】
また、上記実施形態について、初期制御において、エンジンの空燃比制御により排気ガスを還元側に制御する構成には限られるものではなく、２次エア等による制御の適用も可能である。
【００７４】
また、上記実施形態について、酸素放出制御において、燃料噴射量のフィードバック値Qfb2の増大補正値β2を低減補正値β1より大きな値に設定する片側偏重フィードバック制御に代え、ＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガスが基準値OX20より酸化側にあるときのみフィードバック値の還元側方向への補正を行う片側フィードバック制御としてもよい。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、ＨＣ吸着触媒が脱離運転状態に移行する前に上流触媒の酸素吸蔵物質に吸蔵される酸素量を低減しておくようにしたために、脱離運転状態にあるときに余分な酸素がＨＣ吸着触媒に流入するのを防止することができ、ＨＣ吸着触媒に接触する排気ガスの還元度を簡単に且つ精度良く制御することができる。つまり、上流触媒の酸素吸蔵物質から酸素が放出されないために、上流触媒が未だ活性化されていないときには、ＨＣ吸着触媒に余分な酸素が流入するのを防止することがきる一方で、上流触媒が既に活性化されているときには、上流触媒から流出するＨＣの濃度を精度良く推定することができるようになる。
【００７６】
また、請求項２に係る発明によれば、脱離運転状態に移行する前に上流触媒の酸素吸蔵物質の酸素吸蔵能力を早急に且つ確実に低減することができると共に、必要以上に長い期間の間、排気ガスが還元側に制御されるのを防止することができる。
【００７７】
また、請求項３に係る発明によれば、吸蔵酸素量低減手段によって排気ガス中の酸素濃度が低減されている期間を短縮することができる。
【００７８】
また、請求項４に係る発明によれば、応答に時間がかかる空燃比制御のフィードバックを極力避けることができて、脱離運転状態への移行直後から精度良く排気ガスを還元側に制御することができる。
【００７９】
また、請求項５に係る発明によれば、脱離運転状態にあるときに、ＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガスを確実に還元側に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の全体構成を示す全体図である。
【図２】ＨＣ吸着触媒の構成を部分的に示す断面図である。
【図３】（ａ）は、ＨＣ吸着触媒の運転動作を示す特性図であり、（ｂ）は、ＨＣ吸着触媒の温度変化を示す特性図であり、（ｃ）は、空燃比の変化を示す特性図である。
【図４】実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の制御動作の前半部を示すフロー図である。
【図５】実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の制御動作の後半部を示すフロー図である。
【符号の説明】
２２ 排気通路
２５ 三元触媒（上流触媒）
２７ ＨＣ吸着触媒
２７ｂ ＨＣ吸着材
４２ 脱離判定手段（判定手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust emission control device for an engine provided with an upstream catalyst and an HC adsorption catalyst in an exhaust passage, and particularly relates to measures for optimizing the reduction degree of exhaust gas flowing into the HC adsorption catalyst.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an engine exhaust purification device in which an upstream catalyst and an HC adsorption catalyst are disposed in an exhaust passage so as to adjust the amount of oxygen flowing into the HC adsorption catalyst. The upstream catalyst is constituted by a three-way catalyst containing an oxygen storage material and is disposed close to the engine, and is activated at an earlier time after the engine is started. The HC adsorption catalyst generally contains an HC adsorbent, an oxygen storage material, and a catalyst metal. The HC adsorbent has the property of adsorbing HC (hydrocarbon) in the exhaust gas at low temperatures such as when the engine is cold started, and desorbing the adsorbed HC as the temperature of the HC adsorbent increases. ing. The oxygen storage material has a characteristic of storing oxygen on the oxidation side (lean side) and releasing oxygen on the reduction side (rich side), such as cerium oxide. The catalytic metal is activated when it reaches a predetermined temperature or higher and decomposes HC, CO, and NOx in the exhaust gas to purify the exhaust gas.
[0003]
When the engine is started, the upstream catalyst is activated early, while the HC adsorption catalyst initially only adsorbs HC on the HC adsorbent and does not desorb the adsorbed HC. Then, when the temperature of the HC adsorbent rises and reaches a predetermined temperature, desorption of the adsorbed HC is started. Immediately after the start of the HC desorption, the catalyst metal is not yet activated. For example, as disclosed in JP-A-10-61426 and JP-A-11-82111, the catalyst metal is empty. A technique is known in which the exhaust gas in the HC adsorption catalyst is made oxygen-rich by controlling the fuel ratio to the lean side, and the HC is decomposed using oxygen in the exhaust gas. On the other hand, by controlling the air-fuel ratio to the rich side during HC desorption, the exhaust gas in the HC adsorption catalyst is controlled to the rich side to release oxygen from the oxygen storage material, and this released oxygen causes the HC adsorption. It has been proposed to decompose HC desorbed from the material.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventionally proposed control, the air-fuel ratio is controlled to the rich side during the desorption of HC adsorbed on the HC adsorbent. At this time, oxygen is also released from the oxygen storage material of the upstream catalyst, Since this oxygen flows into the HC adsorption catalyst, there is a problem that it is difficult to accurately control the exhaust gas flowing into the HC adsorption catalyst to the reduction side.
[0005]
The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to accurately control the exhaust gas flowing into the HC adsorption catalyst to the reduction side during the desorption of HC from the HC adsorption catalyst. It is in.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, oxygen stored in the oxygen storage material contained in the upstream catalyst is released before the start of the desorption operation.
[0007]
Specifically, the first solving means is disposed in the exhaust passage of the engine, adsorbs HC, and desorbs HC adsorbed as the temperature rises, and stores oxygen on the oxidation side, An HC adsorption catalyst containing an oxygen storage material that releases oxygen on the reduction side, a catalytic metal that oxidizes HC desorbed from the HC adsorbent, and the amount of HC desorbed from the HC adsorbent is HC adsorbent Determining means for determining whether or not the desorption operation state has exceeded the amount of adsorption to the gas, and when the determination means determines that the shift to the desorption operation state has occurred, oxygen is released from the oxygen storage material. Disposed in the exhaust passage on the upstream side of the HC adsorption catalyst or in the exhaust passage on the upstream side of the HC adsorption catalyst, and is disposed in the exhaust passage upstream of the HC adsorption catalyst and stores oxygen on the reduction side. Contains oxygen storage materials that release oxygen And a storage oxygen amount reducing means for reducing the amount of oxygen stored in the oxygen storage material of the upstream catalyst before the determination means determines that the state has shifted to the desorption operation state. Yes.
[0008]
Further, the second solving means is the above-mentioned first solving means, wherein the stored oxygen amount reducing means is located upstream of the upstream catalyst within a predetermined period immediately before the transition timing to the desorption operation state determined by the determining means. Alternatively, the oxygen concentration in the exhaust gas inside the upstream catalyst is reduced to 0.1% or less.
[0009]
Further, the third solving means is the above first or second solving means, wherein the reduction degree control means sets a reference value of the reduction degree of the exhaust gas upstream of the HC adsorption catalyst or in the HC adsorption catalyst. The stored oxygen amount reducing means is configured to control the reduction degree of the exhaust gas upstream of the upstream catalyst or inside the upstream catalyst so that the reduction degree becomes a target value set to a value larger than the reference value. Has been.
[0010]
Further, the fourth solving means is the above-mentioned first solving means, wherein the reduction degree control means is arranged so that the oxygen concentration of the exhaust gas in the upstream side of the HC adsorption catalyst or in the HC adsorption catalyst becomes a predetermined value or less. The air-fuel ratio is configured to be controlled.
[0011]
Further, the fifth solving means is the above-mentioned fourth solving means, wherein the control of the air-fuel ratio by the reduction degree control means is such that the correction value in the reduction side direction of the feedback value is set larger than the correction value in the oxidation side direction. The feedback control or the one-side feedback control for correcting the feedback value in the reduction side direction when the exhaust gas is on the oxidation side from the reference is performed.
[0012]
That is, in the first solution means, the determination means determines whether or not the HC desorption amount from the HC adsorbent has shifted to a desorption operation state in which the HC desorption amount exceeds the adsorption amount to the HC adsorbent. Before it is determined that the HC adsorption catalyst has shifted to the desorption operation state, the stored oxygen amount reducing means reduces the amount of oxygen stored in the oxygen storage material of the upstream catalyst. When it is determined by the determination means that the state has shifted to the desorption operation state, the reduction degree control means controls the exhaust gas upstream of the HC adsorption catalyst or in the HC adsorption catalyst to the reduction side (rich side). At this time, since the amount of oxygen stored in the oxygen storage material of the upstream catalyst is reduced, even if exhaust gas controlled to the reduction side flows into the upstream catalyst, almost no oxygen is released from this oxygen storage material. Not. Therefore, the exhaust gas controlled to the reduction side with high accuracy flows into the HC adsorption catalyst arranged on the downstream side of the upstream catalyst. For this reason, the amount of oxygen released from the oxygen storage material of the HC adsorption catalyst is reduced. Control can be performed with high accuracy, and the HC treatment using oxygen can be performed efficiently.
[0013]
That is, when the exhaust gas controlled to the reduction side after entering the desorption operation state flows into the upstream catalyst, for example, when the upstream catalyst is not yet activated, oxygen is released from the oxygen storage material of the upstream catalyst. Even so, the released oxygen does not react with HC in the exhaust gas, and therefore flows out of the upstream catalyst. Therefore, by reducing the amount of oxygen stored in the oxygen storage material of the upstream catalyst before shifting to the desorption operation state, excess oxygen flows into the HC adsorption catalyst when shifting to the desorption operation state. Is preventing. As a result, the exhaust gas whose degree of reduction is accurately controlled can be caused to flow into the HC adsorption catalyst.
[0014]
On the other hand, for example, when the upstream catalyst is already activated, if oxygen is stored in the oxygen storage material of the upstream catalyst, this oxygen is released and reacts with HC in the exhaust gas, so that it flows out of the upstream catalyst. It becomes difficult to accurately control the HC concentration of the exhaust gas. Therefore, by reducing the amount of oxygen stored in the oxygen storage material of the upstream catalyst before shifting to the desorption operation state, the HC in the exhaust gas in the upstream catalyst hardly reaches the upstream without reacting with the released oxygen. Since it flows out from the catalyst, the amount of HC flowing into the HC adsorption catalyst can be accurately controlled.
[0015]
Further, in the second solution means, in the first solution means, the stored oxygen amount reducing means is upstream within a predetermined period immediately before the determination means determines that the HC adsorption catalyst has shifted to the desorption operation state. The oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the catalyst or inside the upstream catalyst is reduced to 0.1% or less. That is, by reducing the oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the upstream catalyst or inside the upstream catalyst to 0.1% or less, oxygen is released from the oxygen storage material of the upstream catalyst. Before shifting, the oxygen storage capacity of the oxygen storage material of the upstream catalyst can be quickly and reliably reduced. In addition, by restricting the exhaust gas upstream of the upstream catalyst or inside the upstream catalyst to the reduction side within a predetermined period, the exhaust gas is controlled to the reduction side for a longer period than necessary. It is preventing.
[0016]
Further, in the third solution means, in the first or second solution means, the target value of the degree of exhaust gas reduction upstream of the upstream catalyst or inside the upstream catalyst is the upstream side of the HC adsorption catalyst or HC adsorption. Since the reduction degree is set to a value larger than the reference value of the reduction degree of the exhaust gas in the catalyst, oxygen is immediately released from the oxygen storage material of the upstream catalyst, and the stored oxygen amount reducing means The period during which the oxygen concentration is reduced can be shortened.
[0017]
Further, in the fourth solving means, when the determining means determines that the HC adsorption catalyst has shifted to the desorption operation state in the first solving means, the reduction degree control means is arranged on the upstream side of the HC adsorption catalyst. Alternatively, the air-fuel ratio of the engine is controlled so that the oxygen concentration of the exhaust gas in the HC adsorption catalyst becomes a predetermined value or less. In other words, in order to reduce the amount of oxygen stored in the oxygen storage material of the upstream catalyst before shifting to the desorption operation state, the upstream side of the HC adsorption catalyst or inside the HC adsorption catalyst after shifting to the desorption operation state. When the exhaust gas at is controlled to the reduction side, oxygen is hardly released from the upstream catalyst, and feedback of air-fuel ratio control that takes a long time in response can be avoided as much as possible. As a result, the exhaust gas can be accurately controlled to the reduction side immediately after shifting to the desorption operation state.
[0018]
Further, in the fifth solution means, in the fourth solution means, in the control of the air-fuel ratio by the reduction degree control means, the bias feedback control or the one-side feedback control is performed. In other words, when in the desorption operation state, the feedback value reduction when the correction value in the reduction side direction of the feedback value is set larger than the correction value in the oxidation side direction, or when the exhaust gas is on the oxidation side from the reference Since the air-fuel ratio control of the engine is performed by one-side feedback control that performs correction in the side direction, the exhaust gas upstream of the HC adsorption catalyst or in the HC adsorption catalyst can be reliably controlled to the reduction side.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
An engine exhaust gas purification apparatus according to an embodiment of the present invention purifies exhaust gas from a gasoline engine of a direct injection engine. In the gasoline engine, a plurality of cylinders 2 and pistons 3 that are reciprocally inserted in the cylinders 2 are provided in an engine body 1, and a combustion chamber 4 is formed above the cylinders 2 by the pistons 3. A compartment is formed. A spark plug 6 connected to the ignition circuit 5 is attached to the combustion chamber 4 at a predetermined position above the combustion chamber 4 as desired.
[0021]
An injector 7 as a fuel supply means for directly injecting fuel into the combustion chamber 4 is attached to the periphery of the combustion chamber 4. A fuel supply circuit having a high-pressure fuel pump, a pressure regulator, etc. (not shown) is connected to the injector 7 so that the fuel from the fuel tank is adjusted to an appropriate pressure and supplied to the injector 7 by this fuel supply circuit. It has become. The fuel supply circuit is provided with a fuel pressure sensor 8 for detecting the fuel pressure.
[0022]
The combustion chamber 4 communicates with an intake passage 10 via an intake port provided with an intake valve 9. In the intake passage 10, an air cleaner 11 that filters intake air, an air flow sensor 12 that detects the intake air amount, an electric throttle valve 13 that restricts the intake passage 10, and a surge tank 14 are arranged in this order from the upstream side. It is installed. The electric throttle valve 13 is driven by a motor 15 to open and close without interlocking with an accelerator pedal (not shown). Further, a throttle opening sensor 16 for detecting the valve opening is provided in the installation portion of the electric throttle valve 13, and an intake pressure sensor 17 for detecting the intake pressure is provided in the installation portion of the surge tank 14. It has been.
[0023]
The intake passage 10 on the downstream side of the surge tank 14 is an independent passage branched for each cylinder 2, and the downstream end of each independent passage branches into two and communicates with the intake port. A swirl valve 18 is provided. When the swirl valve 18 is driven by the actuator 19 to be in a closed state, intake air is supplied into the combustion chamber 4 only from the other branch passage, so that a strong intake swirl is generated in the combustion chamber 4. ing. The intake swirl is weakened as the swirl valve 18 opens. A swirl valve opening degree sensor 20 for detecting the opening degree is provided at the installation part of the swirl valve 18. Instead of the swirl valve 18, a tumble valve for generating a tumble flow may be installed.
[0024]
The combustion chamber 4 communicates with an exhaust passage 22 through an exhaust port provided with an exhaust valve 21, and the upstream end of the exhaust passage 22 branches for each cylinder 2. A first oxygen concentration sensor 24 that detects the oxygen concentration in the exhaust gas, and HC (hydrocarbon), CO (carbon monoxide), and NOx (nitrogen) in the exhaust gas are provided in the exhaust passage 22 in order from the upstream side. A three-way catalyst 25 as an upstream catalyst having a function of purifying all of the oxide), a second oxygen concentration sensor 26 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas on the downstream side of the three-way catalyst 25, and in the exhaust gas. An HC adsorption catalyst 27 for adsorbing and purifying the HC and a third oxygen concentration sensor 28 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas on the downstream side are disposed.
[0025]
The first to third oxygen concentration sensors 24, 26, and 28 detect the reduction degree of the exhaust gas as an exhaust air / fuel ratio obtained based on the oxygen concentration, and the output is lean with respect to the stoichiometric air / fuel ratio. It is constituted by a λ sensor that is largely inverted (changed) between the rich side and the rich side, whereby excellent detection accuracy is obtained in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. The upstream or downstream side of the HC adsorption catalyst 27 corresponding to the component concentration of the reducing agent component such as HC or CO that affects the release of oxygen from the oxygen storage material described later, based on the detection values of the oxygen concentration sensors 26 and 28 described above. The degree of exhaust gas reduction on the side is estimated. The first to third oxygen concentration sensors 24, 26, and 28 may be constituted by linear oxygen sensors whose outputs change linearly according to the air-fuel ratio, instead of the λ sensors.
[0026]
The exhaust air-fuel ratio is an expression method that represents the air-fuel ratio of the mixture of fuel and air that directly corresponds to the exhaust gas state from the presence state of the oxygen concentration and the reducing agent concentration of the exhaust gas. .7 corresponds to the theoretical air-fuel ratio, and the oxygen concentration at this time is substantially 0 to 0.5%. With this as a boundary, when the exhaust air-fuel ratio is 14.7 or less, the oxygen concentration decreases or is fixed to zero, and the reducing agent concentration increases. On the other hand, when the exhaust air-fuel ratio is 14.7 or more, the oxygen concentration increases and the reducing agent concentration decreases.
[0027]
The three-way catalyst 25 has a catalytic metal such as palladium (Pd) or platinum (Pt) supported on alumina or the like, and a binder made of zirconium (Zr) or the like, and is activated by being heated to a predetermined temperature. Thus, HC and CO in the exhaust gas are oxidized and purified, and NOx in the exhaust gas is reduced and purified. This purification function is remarkably exhibited in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. The three-way catalyst 25 contains an oxygen storage material made of, for example, cerium oxide (CeO2) or a composite oxide of cerium Ce and a rare earth element such as praseodymium Pr. This oxygen storage material has a characteristic of storing oxygen when the exhaust gas is on the oxidation side (lean side) and releasing the stored oxygen when the exhaust gas is on the reduction side (rich side). In the three-way catalyst 25, this released oxygen is used in addition to the oxygen in the exhaust gas for the oxidation of HC and CO in the exhaust gas.
[0028]
The HC adsorption catalyst 27 has a function of purifying exhaust gas by adsorbing HC discharged particularly during cold start, and as shown in FIG. 2, a carrier 27a made of a cordierite honeycomb structure. And an HC adsorbent 27b carried on the wall surface of the through hole formed in the carrier 27a, and a three-way catalyst layer 27c carried by coating on the surface thereof.
[0029]
The HC adsorbent 27b is made of so-called β-type zeolite in which a large number of pores having a pore diameter suitable for adsorbing and holding HC in exhaust gas, that is, a pore diameter of about 7.2 angstroms, is formed on silver ( Ag) is impregnated and supported, and adsorbs HC in the exhaust gas at a low temperature such as when the engine is cold started, and desorbs the adsorbed HC as the temperature rises. The silver is supported in order to enhance the HC adsorption action of β-type zeolite so that HC can be maintained at a higher temperature.
[0030]
The three-way catalyst layer 27c has a catalytic metal such as palladium (Pd) or platinum (Pt) supported on alumina or the like, and a binder made of zirconium (Zr) or the like, and is activated by being heated to a predetermined temperature. In this way, the HC and CO in the exhaust gas are oxidized, and the NOx in the exhaust gas is reduced and purified. This purification function is remarkably exhibited in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio.
[0031]
The three-way catalyst layer 27c is activated by being heated to a predetermined temperature, thereby storing oxygen in a high oxygen atmosphere (for example, an atmosphere having an oxygen concentration of 0.5% or more) having a high oxygen concentration in the exhaust gas. An oxygen storage material having a function of releasing stored oxygen, for example, cerium oxide (CeO2) or rare earth elements such as cerium Ce and praseodymium Pr, as the oxygen concentration in the exhaust gas decreases and the atmosphere becomes low oxygen And an oxygen storage material made of a complex oxide. In other words, the oxygen storage material has a characteristic of storing oxygen when the surrounding exhaust gas is on the oxidation side (lean side) and releasing the stored oxygen when the surrounding exhaust gas is on the reduction side (rich side). are doing.
[0032]
In the three-way catalyst layer 27c, HC desorbed from the HC adsorbent 27b is oxidized and purified at a relatively low temperature due to an oxidizing action using oxygen released from the oxygen storage material. Yes. The HC adsorption catalyst 27 may be configured by integrally mixing the material constituting the three-way catalyst layer 27c and the HC adsorbent 27b.
[0033]
Connected to the exhaust passage 22 is an EGR passage 29 that recirculates a part of the exhaust gas to the intake system. The EGR passage 29 has an upstream end connected to the upstream side of the first oxygen concentration sensor 24 in the exhaust passage 22 and a downstream end connected between the throttle valve 13 and the surge tank 14 in the intake passage 10. . The EGR passage 29 is provided with an EGR valve 30 whose opening degree can be electrically adjusted, and a lift sensor 31 that detects the lift amount of the EGR valve 30. The EGR passage 29, the EGR valve 30, and the lift sensor 31 constitute an exhaust gas recirculation means.
[0034]
Connected to the exhaust passage 22 is a secondary air supply passage 32 for sending a part of the intake air from the intake passage 10 to the upstream side of the HC adsorption catalyst 27 in the exhaust passage 22. A flow rate control valve 33 that is controlled to open and close according to a control signal output from a control unit (ECU) 34 that controls the engine is provided.
[0035]
The control unit 34 includes an air flow sensor 12, a throttle opening sensor 16, an intake pressure sensor 17, a swirl valve opening sensor 20, oxygen concentration sensors 24, 26, 28, and a lift sensor 31 of the EGR passage 29. An output signal is input. The control unit 34 includes a water temperature sensor 35 for detecting the coolant temperature of the engine, an intake air temperature sensor 36 for detecting the intake air temperature, an atmospheric pressure sensor 37 for detecting the atmospheric pressure, and a rotational speed for detecting the rotational speed of the engine. The detection signal output from the sensor 38 and the accelerator opening sensor 39 which detects the opening (accelerator operation amount) of the accelerator pedal is input.
[0036]
The control unit 34 includes desorption determination means 42, fuel injection control means 40, ignition timing control means 41, initial determination means 43, and correction means 44.
[0037]
The desorption determination unit 42 determines the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 based on the elapsed time and the operation history measured after the engine is started. HCE And derive this temperature T HCE And the reference temperature set in advance, the transition time to the desorption operation state in which the amount of HC desorbed from the HC adsorbent 27b exceeds the amount of HC adsorbed by the HC adsorbent 27 is determined. While presuming in advance, it is configured to determine whether or not the state has shifted to the desorption operation state.
[0038]
That is, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), after the engine is cold started, an operation state in which only HC is adsorbed on the HC adsorbent 27b and HC is not desorbed from the HC adsorbent 27b is continued. The temperature T of the HC adsorption catalyst 27 HCE Gradually increases over time. Then, the amount of HC adsorption gradually increases, and the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 HCE When a certain temperature is reached, desorption of HC from the HC adsorbent 27b starts. At this time, adsorption to the HC adsorbent 27b and desorption from the HC adsorbent 27b are performed in parallel. And the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 HCE Is further increased, the HC adsorption catalyst 27 shifts to a desorption operation state in which the amount of HC desorbed from the HC adsorbent 27b exceeds the amount of HC adsorbed on the HC adsorbent 27. The temperature at this time is the desorption operation start temperature T HC2 And Further, the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 HCE Rises, HC is completely detached from the HC adsorbent 27b. Temperature T at this time HCE Desorption operation completion temperature T HC3 And Desorption operation start temperature T HC2 Is, for example, 150 ° C., and the desorption operation completion temperature T HC3 Is, for example, 250 ° C.
[0039]
That is, the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 HCE Increases gradually with the passage of time, but the rate of increase varies depending on the history after the engine is started. Therefore, the desorption determination means 42 determines the temperature of the HC adsorption catalyst 27 based on the history after the engine is started. T HCE And the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 HCE Desorption operation start temperature T HC2 The transition time T2 to reach is estimated. And the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 HCE Desorption operation start temperature T HC2 It is determined whether or not the state has shifted to the desorption operation state depending on whether or not it has reached.
[0040]
The desorption determination means 42 desorbs HC from the HC adsorbent 27b based on the oxygen concentration detected by the third oxygen concentration sensor 28 disposed on the downstream side of the HC adsorption catalyst 27. You may comprise so that it may be determined whether it is in the desorption operation state in which the quantity exceeds the adsorption quantity.
[0041]
The initial determination means 43 derives an initial control start time T1 that is a predetermined period before the transition timing T2 to the desorption operation state based on the history after the engine is started, and the HC adsorption at the initial control start time T1. Initial control start temperature T which is the temperature of the catalyst 27 HC1 And the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 HCE Is the initial control start temperature T HC1 Above and desorption operation start temperature T HC2 It is comprised so that it may be determined whether it transferred to the initial driving | running state which is less than. This predetermined period is set to about several seconds, for example.
[0042]
The fuel injection control means 40 is configured to control the fuel injection state injected from the injector 7 in accordance with the operating state of the engine.
[0043]
The fuel injection control means 40 is provided with the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 derived by the desorption determination means 42. HCE Is the initial control start temperature T HC1 Above and desorption operation start temperature T HC2 When it is determined that the temperature is lower than the three-way catalyst 25 detected by the first oxygen concentration sensor 24, the reduction degree O of the exhaust gas upstream of the three-way catalyst 25 is determined. X1 Is configured to execute initial control for controlling the fuel injection amount so that the reduction degree corresponding to combustion at the air-fuel ratio of 14.0 is obtained. In the initial control, the exhaust gas reduction degree O at the upstream side of the three-way catalyst 25 X1 Is set to a reduction degree equivalent to combustion at an air-fuel ratio of 14.0, so that the oxygen concentration in the exhaust gas on the upstream side of the three-way catalyst 25 is 0.1% or less on the reduction side (rich side). To be controlled. That is, in the initial control, the oxygen stored in the oxygen storage material of the three-way catalyst 25 is released by controlling the exhaust gas to be on the reduction side. That is, the initial control constitutes a stored oxygen amount reducing means for reducing the amount of oxygen stored in the oxygen storage material of the three-way catalyst 25 before the transition to the desorption operation state.
[0044]
In the initial control, the reduction degree O of the exhaust gas on the upstream side of the three-way catalyst 25 X1 Is preferably set to a reduction degree corresponding to combustion at an air-fuel ratio of 13.0 or more and 14.5 or less. Degree of reduction O X1 Is set to a reduction degree equivalent to combustion at an air-fuel ratio of less than 13.0, while a large amount of HC flows into the HC adsorption catalyst 27, the adsorption capacity of the HC adsorbent 27b is still increased in the initial control stage. Therefore, a part of the HC flowing into the HC adsorption catalyst 27 flows out without being adsorbed by the HC adsorbent 17b. On the other hand, the degree of reduction O X1 Is set to a reduction degree equivalent to combustion at a value exceeding 14.5 at the air-fuel ratio, oxygen release from the oxygen storage material of the three-way catalyst 25 is not performed quickly, and the time for initial control is reduced. It can no longer be shortened. Therefore, the reduction degree O X1 Is preferably set to a reduction degree corresponding to 13.0 to 14.5.
[0045]
When the HC adsorption catalyst 27 is in an operation state in which the HC adsorption catalyst 27 performs adsorption and desorption of the HC, the fuel injection control means 40 includes a late injection after the middle of the compression stroke within a period from the intake stroke to the ignition timing, The fuel injection is performed in each of the early injections before this, and the injector 7 is controlled to perform at least two split injections. The fuel injection control means 40 may be configured to perform split injection in the entire operation region during cold operation. In the high load region, the fuel injection control means 40 may perform fuel injection only in the intake stroke in order to satisfy the engine output requirement. You may comprise so that injection may be performed. Further, it is not always necessary to have a configuration in which fuel is injected by direct injection, and a configuration in which an injector 7 is disposed in the intake port and an air-fuel mixture of intake air and fuel is supplied into the combustion chamber 4 is also possible. Good.
[0046]
Further, when it is determined that the fuel injection control means 40 is in the desorption operation state, the initial control is stopped and the exhaust gas contacting the HC adsorption catalyst 27 has an oxygen concentration of 0.5% or less. It is configured to execute oxygen release control for feedback control of the fuel injection amount so as to be on the reduction side (rich side). That is, a reduction degree control means is constituted by this oxygen release control. In the oxygen release control, the exhaust gas reduction degree O upstream of the HC adsorption catalyst 27 detected by the second oxygen concentration sensor 26 is detected. X2 By controlling so that the reduction degree is equivalent to combustion at an air-fuel ratio of 14.5, the oxygen concentration of the exhaust gas contacting the HC adsorption catalyst 27 is controlled to 0.5% or less. That is, in the oxygen release control, the reduction degree of the exhaust gas corresponding to combustion at the air-fuel ratio of 14.5 is the reference value O of the reduction degree on the upstream side of the HC adsorption catalyst 27. X20 Is set as
[0047]
In the oxygen release control, the oxygen concentration contained in the exhaust gas is controlled to 0.5% or less because the oxygen concentration contained in the exhaust gas contacting the HC adsorption catalyst 27 is 0.5%. This is because oxygen is difficult to be released from the oxygen storage material contained in the HC adsorption catalyst 27 when the oxidation side (lean side) exceeding the above is controlled. That is, in the oxygen release control, the reduction degree of the exhaust gas with respect to the oxygen storage material of the HC adsorption catalyst 27 is controlled.
[0048]
In the oxygen release control, the exhaust gas reduction degree O at the upstream side of the HC adsorption catalyst 27 is X2 Is the reference value O equivalent to combustion at an air-fuel ratio of 14.5 X20 Is higher than that, the feedback value Qfb2 of the fuel injection amount is reduced by the correction value β1, and conversely, a reference value O corresponding to combustion at an air-fuel ratio of 14.5. X20 In the following cases, the degree of reduction on the upstream side of the HC adsorption catalyst 27 is increased to the reference value O by increasing the feedback value Qfb2 of the fuel injection amount by the correction value β2. X20 Control is performed to become. At this time, by setting the correction value β1 to a value smaller than the correction value β2, the exhaust gas upstream of the HC adsorption catalyst 27 can be easily controlled to the reduction side (rich side). That is, the oxygen release control is a one-sided bias feedback control in which the correction value in the reduction side direction of the feedback value is set larger than the correction value in the oxidation side direction.
[0049]
In the oxygen release control, it is preferable to control the air-fuel ratio in the combustion chamber 4 of the engine to be 13.5 or more and 15.0 or less. If the air-fuel ratio is less than 13.5, the exhaust gas at the HC adsorption catalyst 27 becomes the reducing side and oxygen release from the oxygen storage material is promoted, but the amount of HC discharged from the engine increases excessively and the HC adsorbent. Since there is also HC desorbed from 27a, HC cannot be completely purified. On the other hand, when the air-fuel ratio exceeds 15.0, unreacted oxygen flowing out from the three-way catalyst 25 arranged on the upstream side flows into the HC adsorption catalyst 27, and the exhaust gas flowing into the HC adsorption catalyst 27 is reduced. This is because it is difficult to reliably control the reduction side.
[0050]
In the oxygen release control, it is more preferable to control the air-fuel ratio in the combustion chamber 4 of the engine to be 14.0 or more and less than 14.7.
[0051]
Degree of reduction O on the upstream side of the three-way catalyst 25 in the initial control X1 Is a reference value O of the degree of reduction on the upstream side of the HC adsorption catalyst 27 in the oxygen release control. X20 It is set to a larger value (a side with a higher reduction degree). This is because, by increasing the reduction degree of the exhaust gas upstream of the three-way catalyst 25, oxygen can be released quickly from the oxygen storage material of the three-way catalyst 25, and the time for initial control can be shortened. Because you can.
[0052]
The ignition timing control means 41 is configured to output a control signal to the ignition circuit 5 and control the ignition timing of the air-fuel mixture according to the operating state of the engine. That is, the ignition timing control means 41 basically controls the ignition timing to MBT, but when the split injection is performed in the cold operation state of the engine, the desorption determination means 42 performs the HC When it is confirmed that the degree of desorption is large, the ignition timing is retarded by a predetermined amount as compared with the MBT as necessary.
[0053]
In the oxygen release control, the correcting means 44 detects the reduction degree O detected by the third oxygen concentration sensor 28. X3 Based on the above, the control by the fuel injection control means 40 is corrected. That is, the reduction degree corresponding to combustion (corresponding to the theoretical air-fuel ratio) at the air-fuel ratio of 14.6 to 14.7 is the reference value O on the downstream side of the HC adsorption catalyst 27. X30 The correction means 44 is set to a reference value O corresponding to combustion at an air-fuel ratio of 14.6 to 14.7 at the downstream side of the HC adsorption catalyst 27. X30 The fuel injection amount feedback value Qfb3 is corrected so that
[0054]
The fuel injection control means 40 has a temperature T of the HC adsorption catalyst 27. HCE Is the desorption completion temperature T at which HC desorption from the HC adsorbent 27b is completed. HC3 When it is confirmed that the above has been reached, the engine is configured to shift from oxygen release control to warm operation control in which the fuel injection amount corresponding to the operation state is feedback controlled. That is, in the warm operation control, the feedback values Qfb2 and Qfb3 are reset to zero and the exhaust gas reduction degree O upstream of the three-way catalyst 25 detected by the first oxygen concentration sensor 24 is detected. X1 Based on this, the fuel injection amount is controlled.
[0055]
In addition, the fuel injection control means 40, for example, in the stratified combustion region during warm operation, injects fuel from the injector 7 at a predetermined timing in the compression stroke, thereby causing the air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug 6. The fuel is burned in a state where the fuel is unevenly distributed, and the combustion control in the stratified combustion mode is performed in which, for example, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 4 is in a lean state of about 30. In the uniform fuel combustion region during warm operation, the fuel injection control means 40 collectively injects combustion from the injector 7 during the intake stroke, and sets the average air-fuel ratio of the entire combustion chamber 4 to a substantially stoichiometric air-fuel ratio (A /F=14.7) is configured to execute the combustion control in the uniform combustion mode. It should be noted that in the middle load / medium rotation region of the engine, fuel may be injected divided into an intake stroke and a compression stroke.
[0056]
-Control action-
The control operation of the engine exhaust gas purification apparatus configured as described above will be described based on the flowcharts shown in FIGS.
[0057]
First, when the control operation starts, in step ST11, the air flow sensor 12, the first to third oxygen concentration sensors 24, 26, 28, the water temperature sensor 35, the intake air temperature sensor 36, the atmospheric pressure sensor 37, the rotation speed sensor 38, and the like. Each data corresponding to the detected value of the accelerator opening sensor 39 is input, and the process proceeds to step ST12. In step ST12, based on the accelerator opening and the engine speed, the engine target torque Tr is set from a preset map, and the process proceeds to step ST13. In step ST13, using the target torque Tr and the engine speed as parameters, the basic fuel injection amount Qb and the basic opening degree Th of the electric throttle valve 13 are determined from a preset map. 0 Is moved to step ST14, and the electric throttle valve 13 is driven to move to step ST15. The basic injection amount Qb and the basic opening Th of the electric throttle valve 13 0 Is set so that the air-fuel ratio in the combustion chamber 4 of the engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio.
[0058]
In step ST15, the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 is determined based on the operation history or the like. HCE , And an initial control start time T1 that is a predetermined period before the transition timing T2 to the desorption operation state is estimated, and an initial control start temperature T that is the temperature of the HC adsorption catalyst 27 at the initial control start time T1. HC1 Is estimated. Then, the process proceeds to step ST16 and the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 is reached. HCE Is the initial control start temperature T HC1 To determine whether the temperature is lower than the initial control start temperature T HC1 When it is lower, the process proceeds to step ST17. In step ST17, the basic injection amount Qb is set to the final injection amount Qp, and it is determined whether or not the injection timing is reached in step ST18. When the injection timing is reached, the process proceeds to step ST19 and fuel injection control is executed. . At this time, the air-fuel ratio in the combustion chamber 4 of the engine is set to the stoichiometric air-fuel ratio, and the injection control is executed.
[0059]
On the other hand, the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 HCE Is the initial control start temperature T HC1 If it becomes above, determination of the said step ST16 will become NO and will progress to step ST20 from step ST16. In step ST20, the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 HCE On the basis of the above, it is determined whether or not the HC is desorbed from the HC adsorbent 27b. That is, the derived temperature T of the HC adsorption catalyst 27 HCE Desorption operation start temperature T HC2 It is judged whether it is less than, and it is judged whether it shifted to the desorption operation state.
[0060]
In step ST20, the temperature of the HC adsorption catalyst 27 is changed to the desorption operation start temperature T. HC2 If the initial operation state is less than that, the determination in step ST16 is YES, and the process proceeds to step ST21. In step ST21, by adding the initial adjustment injection amount Qpre to the basic injection amount Qb, the exhaust gas reduction degree O on the upstream side of the three-way catalyst 25 is increased. X1 The initial control is performed to set the final injection amount Qp so that the reduction degree corresponding to combustion at the air-fuel ratio of 14.0 is set, and to perform the injection control. Then, the process proceeds to step ST18, and fuel is injected in step ST19 in accordance with the injection timing.
[0061]
That is, in the initial control, the exhaust gas reduction degree O on the upstream side of the three-way catalyst 25 X1 Is controlled to a reduction degree equivalent to combustion at an air-fuel ratio of 14.0, whereby the exhaust gas is controlled to the reduction side (rich side) with an oxygen concentration of 0.1% or less. As a result, in the initial control, oxygen stored in the oxygen storage material of the three-way catalyst 25 is released immediately. Further, by limiting the initial control within a predetermined period immediately before the transition to the desorption operation state, it is possible to prevent the exhaust gas from being controlled to the reduction side for a longer period than necessary, It is possible to suppress the wasteful consumption of fuel.
[0062]
On the other hand, the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 HCE Is the above desorption operation start temperature T HC2 At the above, the determination in step ST20 is NO and the process proceeds to step ST22, where the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 is HCE Is the above desorption operation start temperature T HC2 Desorption operation completion temperature T HC3 It is judged whether it is less than. That is, it is determined whether or not the desorption operation state in which the desorption amount of HC desorbed from the HC adsorbent 27b exceeds the adsorption amount of HC adsorbed to the HC adsorbent 27b. HC adsorption catalyst 27 temperature T HCE Is within the above range and is in the desorption operation state, the determination in step ST22 is YES and the process proceeds to step ST23.
[0063]
In step ST23, the exhaust gas reduction degree O upstream of the HC adsorption catalyst 27 detected by the second oxygen concentration sensor 26 is detected. X2 Is the reference value O X20 It is determined whether it is higher (equivalent to combustion at an air-fuel ratio of 14.5) (reduction degree is strong). And the reduction degree O of the exhaust gas on the upstream side of the HC adsorption catalyst 27 X2 Is the reference value O X20 If higher than this, the process proceeds to step ST24, the fuel injection amount feedback value Qfb2 is reduced by the correction value β1, and the process proceeds to step ST25. On the other hand, the exhaust gas reduction degree O X2 Is the upstream reference value O X20 In the following cases, the process proceeds to step ST26, the fuel injection amount feedback value Qfb2 is increased by the correction value β2, and the process proceeds to step ST25. That is, when in the desorption operation state, the fuel injection amount is increased or decreased so that the reduction degree corresponding to combustion at an air-fuel ratio of 14.5 is achieved, and the exhaust gas upstream of the HC adsorption catalyst 27 is controlled to the rich side. ing.
[0064]
In the desorption operation state, the amount of oxygen stored in the oxygen storage material of the three-way catalyst 25 is reduced, so that oxygen is hardly released, and the HC in the exhaust gas does not react with oxygen. Even when the catalyst is not activated, excess oxygen does not flow out of the three-way catalyst 25. In addition, when the three-way catalyst 25 is already activated, HC in the exhaust gas flows out of the three-way catalyst 25 without reacting with the released oxygen, so that the HC flowing into the HC adsorption catalyst 27. The amount can be controlled with high accuracy.
[0065]
In step ST25, the reduction degree O of the exhaust gas on the downstream side of the HC adsorption catalyst 27 X3 Is the downstream reference value O X30 It is determined whether or not it is higher (equivalent to combustion at an air-fuel ratio of 14.6 to 14.7) (the degree of reduction is strong). And the reduction degree O of the exhaust gas on the downstream side of the HC adsorption catalyst 27 X3 Is the downstream reference value O X30 If it is higher, the process proceeds to step ST27, where the degree of reduction O detected by the third oxygen concentration sensor 28 is detected last time. X3 Is the downstream reference value O X30 The degree of reduction is O X3 Is the downstream reference value O X30 Only when it is higher, the routine proceeds to step ST28, where the feedback value Qfb3 of the fuel injection amount is reduced by the correction value γ1. In addition, the degree of reduction O detected by the third oxygen concentration sensor 28 last time. X3 Is the downstream reference value O X30 When it is below, the process proceeds to step ST29 and proceeds to step ST30 without correcting the feedback value Qfb3.
[0066]
On the other hand, in step ST25, the reduction degree O of the exhaust gas on the downstream side of the HC adsorption catalyst 27 is X3 Is the downstream reference value O X30 When it is below, the process proceeds to step ST31, the fuel injection amount feedback value Qfb3 is increased by the correction value γ2, and the process proceeds to step ST30. That is, the degree of reduction O X3 Is the downstream reference value O corresponding to combustion at an air-fuel ratio of 14.7. X30 Only when it is controlled to the rich side continuously, the feedback value Qfb3 is reduced and corrected, and the correction value γ1 for reducing correction is made smaller than the correction value γ2 for increasing correction. By setting, the exhaust gas upstream of the HC adsorption catalyst 27 is easily controlled to the reduction side (rich side) having an oxygen concentration of 0.5% or less.
[0067]
In step ST30, the exhaust gas reduction degree O detected by the first oxygen concentration sensor 24 is detected. X1 Is the reduction degree reference value O on the upstream side of the three-way catalyst 25. X10 It is determined whether it is higher (the degree of reduction is strong). Exhaust gas reduction degree O X1 Is the reduction degree reference value O on the upstream side of the three-way catalyst 25 X10 If it is lower, the determination in step ST30 is YES, the process proceeds to step ST32, the fuel injection amount feedback value Qfb1 is reduced by the correction value α, and the process proceeds to step ST33. On the other hand, the reduction degree reference value O X10 In the following cases, the process proceeds from step ST30 to step ST34, the feedback value Qfb1 is increased by the correction value α, and the process proceeds to step ST33.
[0068]
In step ST33, the final injection amount Qp is derived by adding the feedback values Qfb1, Qfb2, and Qfb3 to the basic injection amount Qb. Execute control.
[0069]
As shown in FIG. 3C, as described above, in the initial control in the initial operation state (between time T1 and time T2), the air-fuel ratio is controlled to the reduction side corresponding to 14.0, and the desorption operation state. In the oxygen release control (between time T2 and time T3), the air-fuel ratio is controlled to the reduction side corresponding to 14.5.
[0070]
On the other hand, in step ST22, the temperature T of the HC adsorption catalyst 27 is determined. HCE Is the desorption operation completion temperature T HC3 When this is the case, that is, when it is determined that the desorption operation state has ended, the process proceeds to step ST35, where the feedback value Qfb2 and the feedback value Qfb3 are set to zero, and the process proceeds to step ST30. In the same manner as described above, the feedback value Qfb1 is increased or decreased by the correction value α in steps ST32 and ST34, and the final injection amount Qp is derived in step ST33. That is, the final injection amount Qp is the exhaust gas reduction degree O on the upstream side of the three-way catalyst 25. X1 It is derived only by the feedback value Qfb1 determined based on the above, and it has shifted from the oxygen release control to the warm operation control. Then, in step ST19, fuel injection control is executed in accordance with the injection timing in step ST18. In the warm operation control, feedback control of the fuel injection amount corresponding to the operation state is executed.
[0071]
Other Embodiments of the Invention
In the above embodiment, the oxygen release control is not limited to the configuration in which the exhaust gas is controlled to the reduction side by increasing the fuel injection amount, but the exhaust gas is reduced by reducing the air supply amount from the secondary air supply passage 32. The structure which controls gas to the reduction | restoration side may be sufficient.
[0072]
In the above embodiment, the initial control is such that the target value of the exhaust gas reduction degree on the upstream side of the three-way catalyst 25 is larger than the upstream reference value on the upstream side of the HC adsorption catalyst 27 in the oxygen release control. It is not limited to the configuration set in the above, and any configuration may be used as long as it is set on the return side.
[0073]
In the above embodiment, the initial control is not limited to the configuration in which the exhaust gas is controlled to the reduction side by the air-fuel ratio control of the engine, and control by secondary air or the like can be applied.
[0074]
Further, in the oxygen release control, in the oxygen release control, instead of the one-sided deviated feedback control in which the increase correction value β2 of the fuel injection amount feedback value Qfb2 is set to a value larger than the decrease correction value β1, the upstream side of the HC adsorption catalyst 27 is set. Exhaust gas is standard value O X20 One-side feedback control may be performed in which the feedback value is corrected in the reduction-side direction only when it is closer to the oxidation side.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, the amount of oxygen stored in the oxygen storage material of the upstream catalyst is reduced before the HC adsorption catalyst shifts to the desorption operation state. Further, it is possible to prevent excess oxygen from flowing into the HC adsorption catalyst when in the desorption operation state, and it is possible to easily and accurately control the reduction degree of the exhaust gas contacting the HC adsorption catalyst. That is, since oxygen is not released from the oxygen storage material of the upstream catalyst, when the upstream catalyst is not yet activated, it is possible to prevent excess oxygen from flowing into the HC adsorption catalyst, while the upstream catalyst When already activated, the concentration of HC flowing out from the upstream catalyst can be accurately estimated.
[0076]
In addition, according to the invention of claim 2, the oxygen storage capacity of the oxygen storage material of the upstream catalyst can be quickly and surely reduced before shifting to the desorption operation state, and the period of time longer than necessary can be reduced. Meanwhile, the exhaust gas can be prevented from being controlled to the reduction side.
[0077]
Moreover, according to the invention which concerns on Claim 3, the period when the oxygen concentration in exhaust gas is reduced by the occluded oxygen amount reduction means can be shortened.
[0078]
According to the fourth aspect of the present invention, feedback of the air-fuel ratio control that takes a long time to respond can be avoided as much as possible, and the exhaust gas can be accurately controlled to the reduction side immediately after shifting to the desorption operation state. Can do.
[0079]
According to the fifth aspect of the present invention, the exhaust gas upstream of the HC adsorption catalyst can be reliably controlled to the reduction side when in the desorption operation state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing an overall configuration of an exhaust emission control device for an engine according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view partially showing a configuration of an HC adsorption catalyst.
3A is a characteristic diagram showing the operation of the HC adsorption catalyst, FIG. 3B is a characteristic diagram showing the temperature change of the HC adsorption catalyst, and FIG. 3C is a graph showing the change in the air-fuel ratio. FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing a first half of a control operation of the engine exhaust gas purification apparatus according to the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing the second half of the control operation of the exhaust purification system for an engine according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
22 Exhaust passage
25 Three-way catalyst (upstream catalyst)
27 HC adsorption catalyst
27b HC adsorbent
42 Desorption determination means (determination means)

Claims (5)

エンジンの排気通路に配置され、ＨＣを吸着する一方で昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するＨＣ吸着材と、酸化側で酸素を吸蔵し、還元側で酸素を放出する酸素吸蔵物質と、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを酸化する触媒金属とを含有するＨＣ吸着触媒と、
上記ＨＣ吸着材からのＨＣの脱離量がＨＣ吸着材への吸着量を上回る脱離運転状態へ移行したか否かを判定する判定手段と、
上記判定手段により脱離運転状態への移行が判定されると、酸素吸蔵物質から酸素が放出されるようにＨＣ吸着触媒の上流側又はＨＣ吸着触媒内における排気ガスを還元側に制御する還元度制御手段と、
上記ＨＣ吸着触媒上流側の排気通路に配置され、酸化側で酸素を吸蔵し、還元側で酸素を放出する酸素吸蔵物質を含有する上流触媒と、
上記判定手段により脱離運転状態へ移行したことが判定される前に、上記上流触媒の酸素吸蔵物質に吸蔵される酸素量を低減しておく吸蔵酸素量低減手段とを備えている
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。An HC adsorbent that is disposed in the exhaust passage of the engine and adsorbs HC while desorbing HC adsorbed as the temperature rises; an oxygen storage material that stores oxygen on the oxidation side and releases oxygen on the reduction side; An HC adsorption catalyst containing a catalytic metal that oxidizes HC desorbed from the HC adsorbent,
Determination means for determining whether or not the desorption operation state in which the desorption amount of HC from the HC adsorbent exceeds the adsorption amount to the HC adsorbent is transferred;
When the determination means determines that the shift to the desorption operation state is performed, the degree of reduction that controls the exhaust gas upstream of the HC adsorption catalyst or the exhaust gas in the HC adsorption catalyst to the reduction side so that oxygen is released from the oxygen storage material. Control means;
An upstream catalyst that is disposed in the exhaust passage upstream of the HC adsorption catalyst and contains an oxygen storage material that stores oxygen on the oxidation side and releases oxygen on the reduction side;
And a storage oxygen amount reduction means for reducing the amount of oxygen stored in the oxygen storage material of the upstream catalyst before the determination means determines that the state has shifted to the desorption operation state. Exhaust gas purification device for the engine. 請求項１において、
吸蔵酸素量低減手段は、判定手段によって判定された脱離運転状態への移行時期の直前の所定期間内に、上流触媒の上流又は上流触媒の内部における排気ガス中の酸素濃度を０．１％以下に低減するように構成されている
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。In claim 1,
The stored oxygen amount reducing means reduces the oxygen concentration in the exhaust gas at the upstream of the upstream catalyst or within the upstream catalyst within a predetermined period immediately before the transition timing to the desorption operation state determined by the determining means by 0.1%. An exhaust emission control device for an engine characterized by being configured to reduce to the following. 請求項１又は２において、
還元度制御手段は、ＨＣ吸着触媒の上流側又はＨＣ吸着触媒内における排気ガスの還元度の基準値を設定しており、
吸蔵酸素量低減手段は、上流触媒の上流又は上流触媒の内部における排気ガスの還元度が上記基準値よりも還元度が大きな値に設定された目標値になるように制御するように構成されている
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。In claim 1 or 2,
The reduction degree control means sets a reference value for the reduction degree of the exhaust gas upstream of the HC adsorption catalyst or in the HC adsorption catalyst,
The stored oxygen amount reducing means is configured to control the reduction degree of the exhaust gas upstream of the upstream catalyst or inside the upstream catalyst so that the reduction degree becomes a target value set to a value larger than the reference value. An exhaust emission control device for an engine. 請求項１において、
還元度制御手段は、ＨＣ吸着触媒の上流側又はＨＣ吸着触媒内における排気ガスの酸素濃度が所定値以下になるようにエンジンの空燃比を制御するように構成されている
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。In claim 1,
The reduction degree control means is configured to control the air-fuel ratio of the engine so that the oxygen concentration of the exhaust gas upstream of the HC adsorption catalyst or in the HC adsorption catalyst is equal to or less than a predetermined value. Exhaust purification equipment. 請求項４において、
還元度制御手段による空燃比の制御は、フィードバック値の還元側方向の補正値を酸化側方向の補正値より大きく設定する片側偏重フィードバック制御、又は排気ガスが基準より酸化側にあるときにフィードバック値の還元側方向への補正を行う片側フィードバック制御により行われる
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。In claim 4,
The control of the air-fuel ratio by the reduction degree control means is performed by one-sided deviated feedback control in which the correction value in the reduction side direction of the feedback value is set larger than the correction value in the oxidation side direction, or when the exhaust gas is on the oxidation side from the reference. An exhaust emission control device for an engine, which is performed by one-side feedback control that performs correction in the reduction-side direction.
JP2001343444A 2001-11-08 2001-11-08 Engine exhaust purification system Expired - Fee Related JP3702835B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001343444A JP3702835B2 (en) 2001-11-08 2001-11-08 Engine exhaust purification system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001343444A JP3702835B2 (en) 2001-11-08 2001-11-08 Engine exhaust purification system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003148197A JP2003148197A (en) 2003-05-21
JP3702835B2 true JP3702835B2 (en) 2005-10-05

Family

ID=19157139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001343444A Expired - Fee Related JP3702835B2 (en) 2001-11-08 2001-11-08 Engine exhaust purification system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3702835B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007218096A (en) * 2006-02-14 2007-08-30 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003148197A (en) 2003-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6718756B1 (en) Exhaust gas purifier for use in internal combustion engine
US6560959B2 (en) Exhaust gas purification apparatus of internal combustion engine
JP3702924B2 (en) Exhaust purification device
EP0875666A2 (en) Exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine
JP4506003B2 (en) Engine exhaust purification system
JP3702835B2 (en) Engine exhaust purification system
JPH0693845A (en) Exhaust emission control device for engine
JP3800075B2 (en) Engine exhaust purification system
JP3800066B2 (en) Engine exhaust purification system
US11028757B2 (en) Exhaust purification system of internal combustion engine
JP4517540B2 (en) Engine exhaust purification system
JPH11343832A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP4465799B2 (en) Exhaust gas purification device, exhaust gas purification method, and exhaust gas purification catalyst
JP4506036B2 (en) Engine exhaust purification system
JP2002276429A (en) Exhaust emission control device for engine
JP2000192811A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP4507456B2 (en) Engine exhaust purification system
JP3551757B2 (en) Compression ignition type internal combustion engine
JP4206593B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP2001295636A (en) Deterioration diagnostic device for hydrocarbon- adsorbing material and exhaust emission control device for engine
JP4586303B2 (en) Engine exhaust purification system
JP2001032707A (en) Exhaust emission control device, exhaust emission purifying method and exhaust emission purifying catalyst
JP3832183B2 (en) Exhaust purification catalyst deterioration detector
JP3797202B2 (en) Engine exhaust purification system
JP2003083049A (en) Exhaust emission control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040908

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050624

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050628

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050711

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090729

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees