JP3835071B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

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JP3835071B2
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internal combustion
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、特に希薄燃焼内燃機関に用いて好適の、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
希薄燃焼内燃機関にそなえられる吸蔵型のNOX 触媒は、酸化雰囲気ではNOX を吸蔵する一方、還元雰囲気では、逆に吸蔵したNOX を放出する機能を有する。そこで、例えば、適宜の時間間隔でNOX 触媒の周囲雰囲気を還元雰囲気とすることにより、触媒上に吸蔵したNOX を放出し、NOX 触媒の飽和を防止してNOX 吸蔵性能を確保するようにしている。ところが、排ガス中にはイオウ(S)成分も含まれており、NOX 触媒では、希薄燃焼運転時の酸化雰囲気でNOX を吸蔵するとともに、このような排ガス中のS成分も吸蔵してしまう。このため、NOX 触媒のNOX 吸蔵能力は時間とともに劣化してしまうことになる。
【0003】
このように、劣化したNOX 触媒をそのまま使用し続けると、浄化されない排気中のNOX がそのまま大気中に放出されることになる。そこで、特開平7−217474号公報に開示された技術では、NOX 触媒へのS成分の吸蔵量が許容値を超えたら、点火時期を遅角させNOX 触媒をS成分の放出可能な温度まで昇温させるとともに、空燃比をリッチにしてNOX 触媒の周囲雰囲気を還元雰囲気として、S成分の放出、即ち、NOX 触媒の再生を行なうようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、触媒温度は、車両の加速時には上昇するが、減速時には燃料カットにより低下する。このため、運転者の運転傾向や道路状況により加減速が続く場合には触媒温度は上昇と低下とを繰り返すことになり、上述の従来技術のように再生制御を行なったとしても、加減速が続く間はS成分を最適に放出可能な触媒温度まで上昇しにくく、NOX 触媒がなかなか再生されず、この間、NOX 触媒の再生に寄与しない無駄な燃料が消費され続けることになり、燃費の悪化を招く。
【0005】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、運転者の運転傾向や道路状況によらず、燃費の悪化を最低限に抑えつつ確実に触媒を再生できるようにした、内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気通路に設けられ排ガス中の有害物質を浄化する触媒装置の浄化状態を状態検知手段により検出又は推定し、検出又は推定された触媒装置の浄化状態に基づき、再生手段により内燃機関の運転状態を所定時間変更して、触媒装置に付着した浄化能力低下物質を放出して触媒装置の浄化能力を再生するが、再生手段の作動終了後、浄化能力低下物質の放出が完了していないと判定された場合には、作動条件変更手段により再生手段の作動条件を浄化能力低下物質の放出に適した特定運転条件に変更し、この特定運転条件下で浄化能力低下物質の放出を行なう。
【0007】
なお、作動条件変更手段は、予め設定された再生手段の作動条件を、例えば高速運転或いは定常走行のような特定運転条件のみ作動するように変更したり、或いは予め複数の作動条件を設定しておき、作動条件の切り換えを行なうことで条件によっては再生手段が作動しないように規制したりするのが好ましい。
具体的には、作動条件変更手段は、通常時には、低速昇温モードを選択するとともに、再生手段の作動終了後、浄化能力低下物質の放出が完了していないと判定した場合には、高速昇温モードを選択するようにするのが好ましい。
また、作動条件変更手段は、低速昇温モードが選択される条件として、状態検知手段により触媒装置の劣化が検知され且つ、内燃機関のリーン運転が禁止され且つ、内燃機関がアイドル運転中で且つ、平均車速が第1の基準車速以上である場合を設定するのが好ましい。
また、作動条件変更手段は、高速昇温モードが選択される条件である特定運転条件として、低速昇温モードによる再生制御では触媒装置の再生が完了せず且つ、内燃機関がアイドル運転中で且つ、平均車速が第2の基準車速以上(但し、第1の基準車速以上)である場合を設定するのが好ましい。
【0008】
【発明の実施形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図3は本発明の一実施形態としての内燃機関の排気浄化装置について示すものであり、図1は本装置を適用した希薄燃焼内燃機関の構成を示す。
図1に示すように、エンジン(希薄燃焼内燃機関)1は筒内噴射ガソリンエンジンとして構成され、その燃焼室2に通じる吸気通路3および排気通路4を有しており、吸気通路3には、上流側から順に図示しないエアクリーナ及び電子制御式スロットル弁(ETV)6が設けられており、排気通路4には、その上流側から順に排ガス浄化用の排気浄化装置8および図示しないマフラが設けられている。燃料噴射弁(インジェクタ)7は各気筒内に直接燃料噴射するように気筒数だけ設けられ、各燃焼室2の上部中央には点火プラグ5が設けられている。
【0009】
排気浄化装置8は、吸蔵型NOX 触媒(以下、単にNOX 触媒という)8Aと三元触媒8Bとを組み合わせたものになっている。つまり、NOX を酸化雰囲気(即ち、酸素過剰雰囲気)でNOX 触媒8Aにより吸蔵し、還元雰囲気でNOX 触媒8Aから放出し還元するようになっている。また、理論空燃比下では三元触媒8Bの機能により排出ガス中のCO,HC,NOX を浄化するようになっているのである。なお、排気浄化装置8の上流のエンジン1に近接した位置に、別途近接触媒(例えば三元触媒)を設け、主に始動時の排ガス浄化を行なうようにしてもよい。
【0010】
さらに、このエンジン1を制御するために、電子制御ユニット(ECU)20と、種々のセンサ類とが設けられている。また、エンジン1の状態をドライバに認識させるための警報ランプ30が車室内のインパネに設けられている。本エンジン1に設けられるセンサ類として、まず吸気通路3側には、そのエアクリーナ配設部分に、吸入空気量を検出するエアフローセンサ10が設けられており、そのETV6の配設部分には、ETV6の開度を検出するスロットルセンサ11,アイドリング状態を検出するアイドルスイッチ12が設けられている。
【0011】
また、排気通路4側には、排気浄化装置8の上流側部分に、排ガス中の酸素濃度を検出するO2 センサ13と、排気温度を検出する高温センサ14とが設けられている。さらに、その他のセンサとして、図示しないクランクシャフトの回転に同期して信号を出力するクランク角センサ15,車輪の回転に同期して信号を出力する車輪速センサ16,エンジン1に発生するノックを検出するノックセンサ17等が設けられている。
【0012】
ECU20は、図2の機能ブロック図に示すように、その機能要素として噴射制御手段21,ETV開度制御手段22,点火時期制御手段23をそなえており、運転状態に応じて空燃比や点火時期を制御するようになっている。例えば低負荷運転域では、燃料を圧縮行程に噴射して空燃比を極めてリーンにできる層状燃焼によるリーン運転や、吸気行程噴射による均一燃焼により空燃比を大きくしたリーン運転を行ない、燃費の向上を図るようになっている。
【0013】
ところで、NOX 触媒8Aは、リーン運転状態においてNOX を吸蔵し続けているとやがて飽和状態に達し、吸蔵しきれなくなったNOX は大気中に放出されてしまうことになる。また、浄化能力低下物質であるS成分(SOX )は硫酸塩の形でNOX のかわりにNOX 触媒に吸蔵されるため、NOX 触媒8AのNOX 吸蔵能力は時間とともに低下し、次第に性能が劣化していくことになる。吸蔵されたNOX (硝酸塩)はストイキオ又はリッチの還元雰囲気とすることにより放出される。また、吸蔵されたS成分(硫酸塩)は安定しているため、放出するにはストイキオ又はリッチの還元雰囲気とすると同時に触媒を例えば600℃以上の高温とする必要がある。
【0014】
そこで、ECU20では、まず、NOX 触媒8Aの飽和に対しては、その機能要素であるNOX 放出開始判定手段24とNOX 放出制御手段25とにより、NOX 触媒8Aが飽和状態に達する前に、NOX 触媒8Aに吸蔵されたNOX の放出,還元(NOX パージ)を行なうようになっている。具体的には、NOX 放出開始判定手段24は、リーン運転時間からNOX 触媒8AのNOX 放出開始に適切なタイミングを判定するようになっており、リーン運転時間が所定時間(例えば30秒)に達した時には、NOX 触媒8AからのNOX 放出に適切なタイミングであるとみなすようになっている。リーン運転時間は長すぎると触媒温度が低下しHC等の浄化効率の低下を招き、短すぎると燃費は悪化するもののNOX 放出に寄与しない空燃比テーリング部分の占める時間割合が増加するので、両者を満たす適当な値に設定する。
【0015】
そして、NOX 触媒8AからのNOX 放出開始が判定された時には、NOX 放出制御手段25では、噴射制御手段21,ETV開度制御手段22を制御して一時的(例えば1〜5秒程度)に空燃比をリッチにするようになっている。これにより、NOX 触媒8Aの周囲雰囲気は還元雰囲気となり、吸蔵されているNOX が脱離,還元されるようになっている。
【0016】
一方、NOX 触媒8Aの劣化に対しては、劣化検知手段(状態検知手段)26によりNOX 触媒8Aの劣化状態を検知し、劣化度が基準値を越えた時には、S放出制御手段(再生手段)27によりNOX 触媒8Aの再生制御を行なうようになっている。以下、劣化検知手段26によるNOX 触媒8Aの劣化状態の推定、及びS放出制御手段27による再生制御について説明する。
【0017】
劣化検知手段26は、下記の第一条件,第二条件の成否に基づきNOX 触媒8Aの劣化を検知するようになっている。まず、第一条件は、次式で表されるS被毒燃料量Qが所定の基準値Q0 以上となることである。S被毒燃料量Qは、NOX 触媒8Aに蓄積されるSOX の量の累計に相当するものである。
Q (n)=Q(n-1) +TINJ ×KINJ ×NE ×TCAL ×KA/F ×KFUEL×KC
上式において、Q(n) は今回計算時におけるS被毒燃料量を示し、Q(n-1) は前回計算時におけるS被毒燃料量を示している。また、TINJ は燃料噴射時間,KINJ は単位時間当たりの燃料噴射量を示すインジェクタゲイン,NE はエンジン回転速度である。エンジン回転速度NE はクランク角信号に基づき算出するようになっている。また、TCAL は計算周期,KA/F は空燃比に対するS被毒のし易さを示すS被毒A/F係数,KFUELは燃料性状に対するS被毒のし易さを示すS被毒燃料係数,KC は気筒数に対する係数である。KA/F は空燃比がリーンでは大きくリッチでは小さくなるような設定であり、空燃比をパラメータとするマップから決定するようになっている。KFUELは一般にオクタン価が低い燃料では燃料中のS濃度が高いことから燃料のオクタン価が低い程、即ち、ノックによる点火時期リタード量が大きい程大きくなるような設定としている。また、KC は定数であり、気筒数の半分の値、即ち、4気筒であれば2,6気筒ならば3となる。
【0018】
次に、第二条件は、下記の式で表される700℃換算S再生時間TREが所定の基準値TRE0 未満であることである。NOX 触媒8AからのSOX の放出は、後述する再生制御時に加え、通常の運転においても触媒が高温で空燃比がストイキオ又はリッチになったときに自然に行なわれている。また、SOX の放出速度は触媒温度に対して指数関数的に増加する。そこで、再生制御によるNOX 触媒8Aの再生、及び自然再生が行なわれた再生時間を700℃における再生時間に換算して累計したものが、この700℃換算S再生時間TREである。基準値TRE0 は触媒が700℃である場合における再生完了時間に相当する。
【0019】
RE(n) =TRE(n-1) +KV ×TCAL
上式において、TRE(n) は今回計算時における700℃換算S再生時間を示し、TRE(n-1) は前回計算時における700℃換算S再生時間を示している。本計算は空燃比がストイキオ又はリッチの時に行なうものとし、リーンの時にはほとんど再生しないものとしてTREの加算を行なわない。KV は700℃におけるSOX 放出速度に対する今回計算時における触媒温度でのSOX 放出速度の比を示すSOX 放出速度係数であり、触媒温度をパラメータとするマップから決定するようになっている。なお、触媒温度は高温センサ14で検出される排ガス温度から推定するようになっている。
【0020】
上記の第1条件,第2条件が共に成立したとき、ECU20は、車両の運転状態に関わらずリーン運転を禁止し、再生待機状態とするようになっている。また、劣化検知手段26では、S被毒燃料量Qが基準値Q0 を超えているが、700℃換算S再生時間TREも基準値TRE0 を超えたときには、NOX 触媒8Aの再生が完了したものとして、S被毒燃料量Q,700℃換算S再生時間TREをリセットするようになっている。
【0021】
次に、S放出制御手段27によるNOX 触媒8Aの再生制御について説明すると、S放出制御手段27では、触媒温度を高温にするとともに、NOX 触媒8Aの周囲雰囲気を還元雰囲気とすることにより、吸蔵されたSOX の脱離を行なうようになっている。また、再生制御には低速昇温モード,高速昇温モードの2つの制御モードがあり、通常は低速昇温モードが選択されるが、低速昇温モードでは再生が完了しない場合に、モード変更手段(作動条件変更手段)28により触媒温度が高温になりやすくS(浄化能力低下物質)の放出により適している高速昇温モードへ制御モードが変更されるようになっている。
【0022】
まず、低速昇温モードについて、その開始条件,制御内容,解除条件について順に説明する。低速昇温モードの開始条件は、次の3つの条件が全て成立することであり、第1条件は、上述した劣化検知手段26により劣化が検知され、再生待機状態となっていること、第2条件は、アイドルスイッチ(IDSW)12がオフになっていること、第3条件は、所定時間での平均車速VAVE が第1の基準車速Va 以上になっていることである。
【0023】
そして、上記の開始条件が成立した時、再生制御を行なうようになっている。再生制御では、まず、各制御パラメータ(フィードバック積分ゲイン,点火時期,スロットル開度,燃料噴射時期)の設定を行なう。つまり、NOX 触媒8Aの周囲雰囲気を還元雰囲気とすべく、ストイキオフィードバック制御におけるフィードバック積分ゲインを空燃比がストイキオよりもややリッチになる方向に設定する。また、触媒温度を上昇させるべく、点火時期をリタード側に設定し、同時に、点火時期のリタードによるトルクの低下を補完するため、スロットル開度の設定を大きくするとともに、点火時期及びスロットル開度に応じてインジェクタからの燃料噴射時期を設定する。そして、上記の各設定値に基づき、噴射制御手段21,ETV開度制御手段22,点火時期制御手段23を介して、インジェクタ7,ETV6,点火プラグ5を適宜制御するようになっている。なお、この再生制御中は、触媒温度の低下を防止するため、実車速が基準車速Va 未満のときには、減速時の燃料カットは禁止するようになっている。
【0024】
低速昇温モードの解除条件は、次の2条件のうち何れかが成立することでる。第1条件は、上述した700℃換算S再生時間TREが基準値TRE0 以上になることであり、この場合はNOX 触媒8Aの再生が完了したものとして再生制御を終了するようになっている。一方、第2条件は、低速昇温モードでの再生制御の積算時間(低速昇温モード積算時間)TL が所定の基準値TL0以上になることであり、この場合は低速昇温モードではNOX 触媒8Aの再生が完了しなかったものとして、モード変更手段28は、次段階の高速昇温モードでの再生制御を行なうべく、高速昇温要求フラグFH を立てるようになっている。
【0025】
次に、高速昇温モードについて説明する。高速昇温モードの開始条件は、次の3条件が全て成立することであり、第1条件は、上述した高速昇温要求フラグFH が立っていること、第2条件は、アイドルスイッチ12がオフになっていること、第3条件は、所定時間での平均車速VAVE が第2の基準車速Vb (Vb >Va )以上になっていることである。
【0026】
そして、上記の開始条件が成立した時、再生制御を行なうが、高速昇温モードでの再生制御の制御内容は低速昇温モードでの再生制御と同じである。つまり、各制御パラメータ(フィードバック積分ゲイン,点火時期,スロットル開度,燃料噴射時期)を前述した低速昇温モードにおける設定と同一設定にして、各設定に基づき、噴射制御手段21,ETV開度制御手段22,点火時期制御手段23を介して、インジェクタ7,ETV6,点火プラグ5を適宜制御する。なお、高速昇温モードでの再生制御中も、実車速が基準車速Vb 未満のときには減速時の燃料カットを禁止して触媒温度の低下を防止するようになっている。
【0027】
高速昇温モードの解除条件は、次の2条件のうち何れかが成立することである。第1条件は、上述した700℃換算S再生時間TREが基準値TRE0 以上になることであり、この場合はNOX 触媒8Aの再生が完了したものとしてS放出制御を終了するようになっている。一方、第2条件は、高速昇温モードでの再生制御の積算時間(高速昇温モード積算時間)TH が所定の基準値TH0以上になることであり、この場合は高速昇温モードでもNOX 触媒8Aの再生が完了しなかったものとして、高速昇温要求フラグFH をリセットするとともに、警報ランプ30を点灯させるようになっている。
【0028】
本発明の一実施形態としての内燃機関の排気浄化装置は、上述のように構成されているので、例えば図3のフローチャートに示すようにしてNOX 触媒8Aの再生制御が行なわれる。まず、ステップS100において、高速昇温要求フラグFH が1か否かを判定する。フラグFH が1の場合には、ステップS230以降の高速昇温モードに進み、フラグFH が0の場合には、ステップS110に進み再生待機状態になっているか否か判定する。既に再生待機状態の場合には、ステップS150以降の低速昇温モードに進み、未だ再生待機状態になっていない場合には、劣化検知手段26によりNOX 触媒8Aの劣化状態の検知を行なう。
【0029】
即ち、S被毒燃料量Qが所定の基準値Q0 以上か否かを判定し(ステップS120)、700℃換算S再生時間TREが所定の基準値TRE0 未満か否かを判定し(ステップS130)、ステップS120,S130の各条件が共に成立した場合には、NOX 触媒8Aが劣化したものとして車両の運転状態に関わらずリーン運転を禁止し、再生待機状態とする(ステップS140)。
【0030】
そして、ステップS150に進み、S放出制御手段27による低速昇温モードでの処理を開始する。低速昇温モードでは、まず、アイドルスイッチ12がオフか否かを判定し(ステップS150)、所定時間での平均車速VAVE が第1の基準車速Va 以上か否かを判定する(ステップS160)。そして、ステップS150,S160の各条件が共に成立した場合、低速昇温モードでの再生制御を開始する(ステップS170)。
【0031】
また、再生制御の開始とともに700℃換算S再生時間TREが基準値TRE0 以上か否かを判定する(ステップS180)。ここで、TRE≧TRE0 の条件が成立した場合には、再生が完了したものとして正常判定を行ない(ステップS210)、S被毒燃料量Q,700℃換算S再生時間TREをリセットする(ステップS220)。一方、ステップS180の条件が成立しなければ、低速昇温モード積算時間TL が所定の基準値TL0以上か否かを判定する(ステップS190)。
【0032】
ここで、TL ≧TL0の条件が成立した場合には、高速昇温モードでの再生制御を行なうべく、モード変更手段28は、低速昇温モードでのS放出制御を終了してフラグFH を立てる(ステップS200)。
フラグFH が立つ(FH =1)ことにより、S放出制御手段27は、ステップS230以降の高速昇温モードでの処理を開始する。高速昇温モードでは、まず、アイドルスイッチ12がオフか否かを判定し(ステップS230)、所定時間での平均車速VAVE が第2の基準車速Vb 以上か否かを判定する(ステップS240)。ステップS230,S240の各条件が共に成立した場合、高速昇温モードでの再生制御を開始する(ステップS250)。
【0033】
また、再生制御の開始とともに、700℃換算S再生時間TREが基準値TRE0 以上か否かを判定し(ステップS260)、高速昇温モード積算時間TH が所定の基準値TH0以上か否かを判定する(ステップS270)。ステップS260の条件が成立した場合には、再生が完了したものとして正常判定を行なうとともに(ステップS290)、フラグFH をリセットし(ステップS300)、S被毒燃料量Q,700℃換算S再生時間TREをリセットする(ステップS310)。一方、ステップS270の条件が成立した場合には、確実にS放出が可能な高速昇温モードでも再生が完了しなかったものとして高温センサ14の故障が考えられるので、排気浄化装置の異常判定を行ない警報ランプ30を点灯させて(ステップS280)、ステップS300へ進む。
【0034】
このように、本内燃機関の排気浄化装置によれば、低速運転領域から高速運転領域へと、触媒温度が上がり易い方向へ再生制御を実施する運転領域を段階的に変更していくので、確実にNOx触媒8AのからのS成分の放出を行なうことができ、運転者の運転傾向や道路状況等によらず、燃費の悪化を最低限に抑えつつ、NOx触媒8Aの再生を確実に実施することができる。
また、低速昇温モードでは再生が完了しない場合に、モード変更手段(作動条件変更手段)28により、高速昇温モードへ制御モードが変更されることで、NOx触媒(触媒装置)8Aの温度を高温にしやすく、NOx触媒(触媒装置)8AからS(浄化能力低下物質)が放出されるのに適した状態にすることができる。
具体的には、低速昇温モードを選択する条件として、劣化検知手段(状態検知手段)26によりNOx触媒(触媒装置)8Aの劣化が検知され且つ、エンジン(内燃機関)1のリーン運転が禁止され且つ、エンジン(内燃機関)1がアイドル運転中で且つ、平均車速VAVEが第1の基準車速Va以上である場合という条件を設定すればよい。
また、高速昇温モードが選択される条件である特定運転条件として、低速昇温モードによる再生制御ではNOx触媒(触媒装置)8Aの再生が完了せず且つ、エンジン(内燃機関)1がアイドル運転中で且つ、平均車速VAVEが第2の基準車速Vb以上(但し、第1の基準車速Va以上)である場合という条件を設定すればよい。
【0035】
なお、上述の実施形態において、高速昇温モードでも再生が完了しなかった場合、再生制御を実施する運転領域をより確実にS放出が可能である高速かつ定常な(即ち、加減速の小さい)安定した運転領域にさらに限定してもよい。この場合、スロットル開速度の変化が所定の基準値以下ならば定常運転と判定する。また、NOX 触媒8Aに蓄積されるSOX の量は、上述の実施形態のように燃料噴射量から推定するのではなく、走行距離から推定するようにしてもよい。また、エンジン1が筒内噴射エンジンの場合には、触媒温度を上昇させる方法として、各気筒の膨張行程に追加燃料を噴射するようにしてもよい。
【0036】
さらに、本発明は、上述の実施形態のようにS成分の放出による再生制御に限定されるものではなく、NOX の放出による再生制御にも適用することも可能である。つまり、例えばNOX 触媒8Aが高温域でNOX を放出しやすい特性である場合には、NOX 放出開始判定手段(状態検知手段)24によるNOX 放出開始タイミングの判定に基づき、NOX 放出制御手段(再生手段)25を所定時間作動させた後、NOX (浄化能力低下物質)の放出が完了したか否かを判定し、放出が完了していない場合には、NOX パージ制御手段25の作動条件をエンジン1の運転状態がNOX 放出により適した特定運転条件(例えば、触媒温度が高温となりやすい高速運転)に変更することも可能であり、この場合には、確実にNOX 触媒8AからのNOX の放出を行なうことが可能になる。
【0037】
もちろん、本発明は筒内噴射エンジンに限らず、例えばマルチポート噴射エンジンをはじめとして、浄化能力を再生しうる触媒装置をそなえたものに広く適用しうるものである。
【0038】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、確実に触媒装置からの浄化能力低下物質の放出を行なうことができ、運転者の運転傾向や道路状況等によらず、燃費の悪化を最低限に抑えつつ、触媒装置の再生を確実に実施することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関の全体構成図である。
【図2】 本実施形態にかかる機能ブロック図である。
【図3】 本実施形態にかかる再生制御のフローチャートである。
【符号の説明】
1 エンジン(内燃機関)
8A NOX 触媒(触媒装置)
26 劣化検知手段(状態検知手段)
27 S放出制御手段(再生手段)
28 モード変更手段(作動条件変更手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine suitable for use in a lean combustion internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
NO X catalyst occlusion-type to be provided in a lean-burn internal combustion engine, while absorbing the NO X in an oxidizing atmosphere, in a reducing atmosphere, has the function of releasing the NO X occluding reversed. Therefore, for example, by a reducing atmosphere surrounding atmosphere of the NO X catalyst at appropriate time intervals, the NO X occluding on the catalyst releases, to ensure the NO X storage capability to prevent saturation of the NO X catalyst I am doing so. However, the exhaust gas also contains a sulfur (S) component, and the NO x catalyst occludes NO x in an oxidizing atmosphere during lean combustion operation and also occludes the S component in such exhaust gas. . For this reason, the NO x storage capacity of the NO x catalyst deteriorates with time.
[0003]
In this way, if the deteriorated NO x catalyst is used as it is, NO x in the exhaust gas that is not purified is released into the atmosphere as it is. Therefore, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-217474, when the storage amount of the S component in the NO X catalyst exceeds an allowable value, the ignition timing is retarded and the temperature at which the NO X catalyst can be released from the S X catalyst. It causes to warm to, as the reducing atmosphere surrounding atmosphere of the NO X catalyst and the air-fuel ratio to rich, the release of the S component, that is, to perform the regeneration of the NO X catalyst.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the catalyst temperature increases when the vehicle is accelerated, but decreases due to fuel cut when the vehicle is decelerated. For this reason, when acceleration / deceleration continues due to the driver's driving tendency and road conditions, the catalyst temperature repeatedly rises and falls, and even if regeneration control is performed as in the above-described prior art, acceleration / deceleration is performed. during the hardly rises to optimally releasable catalyst temperature S component followed, nO X catalyst is not reproduced easily, during which results in the wasteful fuel that does not contribute to regeneration of the nO X catalyst continues to be consumed, the fuel consumption Deteriorating.
[0005]
The present invention was devised in view of such problems, and is an internal combustion engine that can reliably regenerate a catalyst while minimizing deterioration in fuel consumption, regardless of the driving tendency or road conditions of the driver. An object is to provide an exhaust emission control device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the state detection means detects or estimates the purification state of the catalyst device that is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and purifies harmful substances in the exhaust gas, and is detected or estimated. Based on the purification state of the catalyst device, the operation state of the internal combustion engine is changed for a predetermined time by the regeneration means, and the purification ability reducing material adhering to the catalyst device is released to regenerate the purification performance of the catalyst device. When it is determined that the release of the purification ability lowering substance has not been completed, the operating condition changing means changes the operating condition of the regeneration means to a specific operating condition suitable for the release of the purification ability lowering substance. Release substances with reduced purification capacity under specific operating conditions.
[0007]
The operating condition changing means changes the preset operating condition of the regenerating means so as to operate only for specific operating conditions such as high speed operation or steady running, or sets a plurality of operating conditions in advance. In addition, it is preferable to restrict the regeneration means from operating depending on the conditions by switching the operating conditions.
Specifically, the operating condition changing means normally selects the slow temperature rising mode and, after the operation of the regeneration means, determines that the release of the purification capacity-decreasing substance has not been completed, It is preferable to select the temperature mode.
The operating condition changing means is a condition for selecting the low-temperature temperature raising mode, wherein the state detecting means detects the deterioration of the catalyst device, the lean operation of the internal combustion engine is prohibited, the internal combustion engine is in idle operation, and The case where the average vehicle speed is equal to or higher than the first reference vehicle speed is preferably set.
Further, the operating condition changing means is a specific operation condition that is a condition for selecting the high-speed temperature raising mode. In the regeneration control in the low-temperature temperature raising mode, regeneration of the catalyst device is not completed, and the internal combustion engine is in idle operation and It is preferable to set a case where the average vehicle speed is equal to or higher than the second reference vehicle speed (however, higher than the first reference vehicle speed).
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine as an embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows a configuration of a lean combustion internal combustion engine to which the present apparatus is applied.
As shown in FIG. 1, an engine (lean combustion internal combustion engine) 1 is configured as an in-cylinder injection gasoline engine, and has an intake passage 3 and an exhaust passage 4 that communicate with the combustion chamber 2. An air cleaner and an electronically controlled throttle valve (ETV) 6 (not shown) are provided in order from the upstream side, and an exhaust purification device 8 for exhaust gas purification and a muffler (not shown) are provided in the exhaust passage 4 in order from the upstream side. Yes. Fuel injection valves (injectors) 7 are provided by the number of cylinders so that fuel is directly injected into each cylinder, and an ignition plug 5 is provided at the upper center of each combustion chamber 2.
[0009]
Exhaust purification device 8, occlusion-type NO X catalyst (hereinafter, simply NO: X catalyst) have become a combination of a 8A and the three-way catalyst 8B. That is, NO x is occluded by the NO x catalyst 8A in an oxidizing atmosphere (that is, an oxygen excess atmosphere), and released from the NO x catalyst 8A in a reducing atmosphere to be reduced. Further, under the stoichiometric air-fuel ratio is the adapted to purify CO, HC, NO X in the exhaust gas by the function of the three-way catalyst 8B. In addition, a proximity catalyst (for example, a three-way catalyst) may be separately provided at a position close to the engine 1 upstream of the exhaust purification device 8 to mainly perform exhaust gas purification at the time of starting.
[0010]
Further, in order to control the engine 1, an electronic control unit (ECU) 20 and various sensors are provided. Further, an alarm lamp 30 is provided on the instrument panel in the vehicle cabin to make the driver recognize the state of the engine 1. As sensors provided in the engine 1, first, on the intake passage 3 side, an air flow sensor 10 for detecting an intake air amount is provided in an air cleaner provided portion, and an ETV 6 is provided in an ETV 6 provided portion. There are provided a throttle sensor 11 for detecting the opening degree and an idle switch 12 for detecting the idling state.
[0011]
Further, an O 2 sensor 13 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and a high temperature sensor 14 for detecting the exhaust temperature are provided on the exhaust passage 4 side in the upstream portion of the exhaust purification device 8. Further, as other sensors, a crank angle sensor 15 that outputs a signal in synchronization with rotation of a crankshaft (not shown), a wheel speed sensor 16 that outputs a signal in synchronization with rotation of a wheel, and a knock generated in the engine 1 are detected. A knock sensor 17 or the like is provided.
[0012]
As shown in the functional block diagram of FIG. 2, the ECU 20 includes an injection control means 21, an ETV opening degree control means 22, and an ignition timing control means 23 as its functional elements. Is to control. For example, in the low-load operation range, lean operation by stratified combustion that can inject fuel into the compression stroke to make the air-fuel ratio extremely lean, or lean operation that increases the air-fuel ratio by uniform combustion by intake stroke injection, improve fuel efficiency. It is designed to be illustrated.
[0013]
By the way, if the NO X catalyst 8A continues to occlude NO x in the lean operation state, it eventually reaches a saturated state, and NO x that cannot be occluded is released into the atmosphere. Further, since the S component is decreased reducing ability substance (SO X) is to be occluded in the NO X catalyst in place of the NO X in the form of sulfate, NO X storage ability of the NO X catalyst 8A decreases with time, gradually The performance will deteriorate. Occluded NO X (nitrate) is released by a reducing atmosphere of stoichiometric or rich. Further, since the occluded S component (sulfate) is stable, in order to release it, it is necessary to set the catalyst to a high temperature of, for example, 600 ° C. or higher at the same time as a stoichiometric or rich reducing atmosphere.
[0014]
Therefore, in the ECU 20, first, for saturation of the NO x catalyst 8A, the NO x release start judging means 24 and the NO x release control means 25 which are functional elements before the NO x catalyst 8A reaches a saturated state. to, NO X catalyst 8A of occluded NO X release, thereby performing reducing (NO X purge). Specifically, NO X emission start determining means 24 is adapted to determine the appropriate timing to the NO X emission initiation of the NO X catalyst 8A from the lean operation time, the lean operation time a predetermined time (e.g. 30 seconds ) Is reached, it is assumed that the timing is appropriate for the release of NO x from the NO x catalyst 8A. If the lean operation time is too long, the catalyst temperature will decrease and the purification efficiency of HC will decrease, and if it is too short, the fuel consumption will deteriorate, but the time ratio occupied by the air-fuel ratio tailing part that does not contribute to NO X release will increase. Set to an appropriate value that satisfies
[0015]
Then, when the NO X release starting from NO X catalyst 8A is determined, the NO X release controlling means 25, injection control means 21, temporarily controls the ETV opening control means 22 (e.g., about 1 to 5 seconds ) To make the air-fuel ratio rich. As a result, the ambient atmosphere of the NO x catalyst 8A becomes a reducing atmosphere, and the stored NO x is desorbed and reduced.
[0016]
On the other hand, for the deterioration of the NO X catalyst 8A, the deterioration detection means (state detection means) 26 detects the deterioration state of the NO X catalyst 8A, and when the deterioration degree exceeds the reference value, the S release control means (regeneration) Means) 27 controls the regeneration of the NO x catalyst 8A. Hereinafter, estimation of the deterioration state of the NO x catalyst 8A by the deterioration detection means 26 and regeneration control by the S release control means 27 will be described.
[0017]
The deterioration detection means 26 detects the deterioration of the NO x catalyst 8A based on the success or failure of the following first condition and second condition. First, the first condition is that the S-poisoned fuel amount Q expressed by the following equation is equal to or greater than a predetermined reference value Q 0 . The S-poisoned fuel amount Q corresponds to the total amount of SO X accumulated in the NO X catalyst 8A.
Q (n) = Q (n-1) + T INJ × K INJ × N E × T CAL × K A / F × K FUEL × K C
In the above equation, Q (n) represents the amount of S-poisoned fuel at the time of the current calculation, and Q (n-1) represents the amount of S-poisoned fuel at the time of the previous calculation. Further, T INJ fuel injection time, K INJ is injector gain showing the fuel injection amount per unit time, N E is engine speed. The engine speed NE is calculated based on the crank angle signal. T CAL is a calculation cycle, K A / F is an S poisoning A / F coefficient indicating the ease of S poisoning with respect to the air-fuel ratio, and K FUEL is an S poisoning indicating the ease of S poisoning with respect to the fuel property. The poison fuel coefficient, K C, is a coefficient for the number of cylinders. K A / F is set so that it is large when the air-fuel ratio is lean and small when it is rich, and is determined from a map using the air-fuel ratio as a parameter. K FUEL is generally set so that the lower the octane number of the fuel in a fuel having a low octane number, the higher the lower the octane number of the fuel, that is, the larger the ignition timing retard amount by knocking. K C is a constant and is half the number of cylinders, that is, 2 for 3 cylinders and 3 for 6 cylinders.
[0018]
Next, the second condition is that the 700 ° C. converted S regeneration time T RE represented by the following formula is less than a predetermined reference value T RE0 . The release of SO x from the NO x catalyst 8A is naturally performed even during normal operation when the catalyst is at a high temperature and the air-fuel ratio becomes stoichiometric or rich, in addition to the regeneration control described later. Also, the SO x release rate increases exponentially with the catalyst temperature. Therefore, the 700 ° C. converted S regeneration time T RE is obtained by converting the regeneration time in which the regeneration of the NO X catalyst 8A by the regeneration control and the natural regeneration is converted into a regeneration time at 700 ° C. and accumulating. The reference value T RE0 corresponds to the regeneration completion time when the catalyst is at 700 ° C.
[0019]
T RE (n) = T RE (n-1) + K V × T CAL
In the above equation, T RE (n) represents the 700 ° C. converted S regeneration time at the time of the current calculation, and T RE (n−1) represents the 700 ° C. converted S regeneration time at the time of the previous calculation. This calculation assumes that the air-fuel ratio is performed when the stoichiometric or rich, not performed the addition of T RE as little play when the lean. K V is SO X release rate coefficient indicating the SO X release rate ratio of the catalyst temperature in the current calculation time for SO X release rate at 700 ° C., is adapted to determine a catalyst temperature from a map as parameters . The catalyst temperature is estimated from the exhaust gas temperature detected by the high temperature sensor 14.
[0020]
When both of the first condition and the second condition are satisfied, the ECU 20 prohibits the lean operation regardless of the driving state of the vehicle and enters the regeneration standby state. Further, the deterioration detecting means 26, but the S poisoning fuel quantity Q exceeds the reference value Q 0, when even exceeds the reference value T RE0 700 ° C. Conversion S regeneration time T RE is the reproduction of the NO X catalyst 8A As the completion, the S poison fuel amount Q, 700 ° C. converted S regeneration time T RE is reset.
[0021]
Next, the regeneration control of the NO x catalyst 8A by the S release control means 27 will be described. In the S release control means 27, the catalyst temperature is increased, and the ambient atmosphere of the NO x catalyst 8A is made a reducing atmosphere. The occluded SO x is desorbed. In addition, the regeneration control has two control modes, a low-temperature temperature increase mode and a high-speed temperature increase mode. Usually, the low-speed temperature increase mode is selected, but the mode change means is used when regeneration is not completed in the low-temperature temperature increase mode. (Operating condition changing means) 28 makes it possible to change the control mode to a high-speed temperature raising mode that is more suitable for releasing S (a substance with reduced purification ability) because the catalyst temperature tends to become high.
[0022]
First, the start condition, the control content, and the release condition will be described in order for the low temperature heating mode. The start condition for the low-temperature heating mode is that all of the following three conditions are satisfied. The first condition is that the deterioration is detected by the above-described deterioration detection means 26 and the reproduction standby state is set. conditions, the idle switch (IDSW) 12 is turned off, the third condition is that the average vehicle speed V AVE in the predetermined time is greater than or equal to the first reference vehicle speed V a.
[0023]
When the above start condition is satisfied, reproduction control is performed. In the regeneration control, first, control parameters (feedback integral gain, ignition timing, throttle opening, fuel injection timing) are set. That is, the feedback integral gain in the stoichiometric feedback control is set in a direction in which the air-fuel ratio becomes slightly richer than the stoichiometric, so that the ambient atmosphere of the NO x catalyst 8A is a reducing atmosphere. In addition, to increase the catalyst temperature, the ignition timing is set to the retard side, and at the same time, in order to compensate for the decrease in torque due to the ignition timing retard, the throttle opening setting is increased and the ignition timing and the throttle opening are set. The fuel injection timing from the injector is set accordingly. Based on each set value, the injector 7, ETV 6, and spark plug 5 are appropriately controlled via the injection control means 21, the ETV opening degree control means 22, and the ignition timing control means 23. Incidentally, during the regeneration control, in order to prevent a decrease in catalyst temperature, when the actual vehicle speed is less than the reference vehicle speed V a, the fuel cut during deceleration is designed to prohibit.
[0024]
The release condition for the low-temperature heating mode is that one of the following two conditions is satisfied. The first condition is that the 700 ° C. converted S regeneration time T RE is equal to or greater than the reference value T RE0 , and in this case, the regeneration control is terminated assuming that the regeneration of the NO x catalyst 8A is completed. Yes. On the other hand, the second condition is that the regeneration control integration time (slow temperature increase mode integration time) TL in the low temperature increase mode is equal to or greater than a predetermined reference value TL0. as the reproduction of the NO X catalyst 8A is not completed, the mode change unit 28 to perform playback control at a high speed heating mode of the next step, so as make a rapid temperature increase request flag F H.
[0025]
Next, the fast temperature increase mode will be described. The start condition for the fast temperature rise mode is that all of the following three conditions are satisfied. The first condition is that the above-described fast temperature rise request flag F H is set, and the second condition is that the idle switch 12 is The third condition is that the vehicle is off and the average vehicle speed V AVE at a predetermined time is equal to or higher than the second reference vehicle speed V b (V b > V a ).
[0026]
Then, regeneration control is performed when the above start condition is satisfied. The control content of the regeneration control in the high-speed temperature increase mode is the same as that in the low-temperature temperature increase mode. That is, the control parameters (feedback integral gain, ignition timing, throttle opening, fuel injection timing) are set to the same settings as those in the low-temperature temperature increase mode described above, and the injection control means 21 and ETV opening control are performed based on the settings. The injector 7, ETV 6, and spark plug 5 are appropriately controlled via the means 22 and the ignition timing control means 23. Even during the regeneration control in the high temperature heating mode, when the actual vehicle speed is lower than the reference vehicle speed Vb , the fuel cut at the time of deceleration is prohibited to prevent the catalyst temperature from decreasing.
[0027]
The condition for canceling the high-speed heating mode is that one of the following two conditions is satisfied. The first condition is that the 700 ° C. converted S regeneration time T RE is equal to or greater than the reference value T RE0 , and in this case, the S release control is terminated assuming that the regeneration of the NO x catalyst 8A is completed. ing. The second condition is the integration time (fast heating mode accumulated time) of the playback control in the high-speed heating mode T H is to become equal to or larger than a predetermined reference value T H0, this case is also a rapid temperature increase mode as the reproduction of the NO X catalyst 8A is not completed, it resets the rapid temperature increase request flag F H, and is adapted to light the alarm lamp 30.
[0028]
Since the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention is configured as described above, regeneration control of the NO x catalyst 8A is performed, for example, as shown in the flowchart of FIG. First, in step S100, it is determined whether or not the fast temperature increase request flag F H is 1. When the flag F H is 1, the process proceeds to a fast temperature increase mode after step S230, and when the flag F H is 0, the process proceeds to step S110 and it is determined whether or not a reproduction standby state is set. If it is already in the regeneration standby state, the process proceeds to the low temperature increase mode after step S150. If it is not yet in the regeneration standby state, the deterioration detection means 26 detects the deterioration state of the NO x catalyst 8A.
[0029]
That is, it is determined whether or not the S-poisoned fuel amount Q is greater than or equal to a predetermined reference value Q 0 (step S120), and it is determined whether or not the 700 ° C. converted S regeneration time T RE is less than the predetermined reference value T RE0 ( step S130), if the conditions of steps S120, S130 are both satisfied, prohibit lean operation regardless of the driving state of the vehicle as NO X catalyst 8A is deteriorated, and playback standby (step S140) .
[0030]
Then, the process proceeds to step S150, and the process in the low temperature increase mode by the S release control means 27 is started. The slow heating mode, first, the idle switch 12 it is determined whether or not off (step S150), the average speed V AVE in the predetermined time and determines whether the first reference vehicle speed V a above (step S160 ). Then, when the conditions of steps S150 and S160 are both established, the regeneration control in the slow temperature increase mode is started (step S170).
[0031]
Further, with the start of the regeneration control, it is determined whether or not the 700 ° C. converted S regeneration time T RE is equal to or greater than the reference value T RE0 (step S180). Here, when the condition of T RE ≧ T RE0 is satisfied, it is determined that the regeneration is completed (step S210), and the S poison fuel amount Q, 700 ° C. converted S regeneration time T RE is reset. (Step S220). On the other hand, does not hold the condition in step S180 is the low speed heating mode integrated time T L is determined whether a predetermined reference value T L0 or more (step S190).
[0032]
Here, when the condition of T L ≧ T L0 is satisfied, the mode changing means 28 ends the S release control in the low temperature increase mode and performs flag F to perform the regeneration control in the high temperature increase mode. H is set up (step S200).
When the flag F H is set (F H = 1), the S release control means 27 starts processing in the high-speed temperature increase mode after step S230. In the high-speed heating mode, first, it is determined whether or not the idle switch 12 is off (step S230), and it is determined whether or not the average vehicle speed V AVE at a predetermined time is equal to or higher than the second reference vehicle speed V b (step S240). ). When the conditions of steps S230 and S240 are both satisfied, the regeneration control in the fast temperature raising mode is started (step S250).
[0033]
Further, with the start of the regeneration control, it is determined whether or not the 700 ° C. converted S regeneration time T RE is equal to or greater than the reference value T RE0 (step S260), and whether the fast temperature increase mode integration time T H is equal to or greater than the predetermined reference value T H0 . It is determined whether or not (step S270). If the condition in step S260 is satisfied, it is determined that the regeneration has been completed (step S290), the flag F H is reset (step S300), and the S poisoned fuel amount Q, 700 ° C. converted S regeneration is obtained. The time T RE is reset (step S310). On the other hand, if the condition of step S270 is established, the failure of the high-temperature sensor 14 can be considered as the failure of regeneration even in the high-temperature heating mode in which S can be reliably released. Then, the alarm lamp 30 is turned on (step S280), and the process proceeds to step S300.
[0034]
As described above, according to the exhaust gas purification apparatus of the present internal combustion engine, the operation region in which the regeneration control is performed is changed stepwise from the low speed operation region to the high speed operation region in a direction in which the catalyst temperature is likely to rise. In addition, the S component can be released from the NOx catalyst 8A, and the regeneration of the NOx catalyst 8A is surely performed while minimizing the deterioration of fuel consumption, regardless of the driving tendency of the driver, road conditions, and the like. be able to.
Further, when regeneration is not completed in the low temperature heating mode, the mode change means (operation condition changing means) 28 changes the control mode to the high temperature heating mode, so that the temperature of the NOx catalyst (catalyst device) 8A is increased. It is easy to make it high temperature, and it can be in a state suitable for releasing S (substance of reduced purification ability) from the NOx catalyst (catalyst device) 8A.
Specifically, as a condition for selecting the low-temperature temperature increase mode, the deterioration detection means (state detection means) 26 detects the deterioration of the NOx catalyst (catalyst device) 8A and prohibits the lean operation of the engine (internal combustion engine) 1. In addition, a condition may be set in which the engine (internal combustion engine) 1 is idling and the average vehicle speed VAVE is equal to or higher than the first reference vehicle speed Va.
Further, as a specific operation condition that is a condition for selecting the high-speed temperature rise mode, the regeneration control in the low-temperature temperature rise mode does not complete the regeneration of the NOx catalyst (catalyst device) 8A, and the engine (internal combustion engine) 1 is idled. The condition that the average vehicle speed VAVE is equal to or higher than the second reference vehicle speed Vb (however, higher than the first reference vehicle speed Va) may be set.
[0035]
In the above-described embodiment, when regeneration is not completed even in the high-temperature heating mode, the operation region where the regeneration control is performed can be performed more reliably at a high speed and steady state (that is, with a small acceleration / deceleration). You may further limit to the stable driving | operation area | region. In this case, if the change in the throttle opening speed is not more than a predetermined reference value, it is determined that the operation is steady. Further, the amount of SO X accumulated in the NO X catalyst 8A may be estimated from the travel distance instead of being estimated from the fuel injection amount as in the above-described embodiment. Further, when the engine 1 is an in-cylinder injection engine, as a method for increasing the catalyst temperature, additional fuel may be injected during the expansion stroke of each cylinder.
[0036]
Further, the present invention is not limited to the regeneration control by the release of the S component as in the above-described embodiment, and can also be applied to the regeneration control by the release of NO x . That is, for example, when NO X catalyst 8A is released and sensitive characteristics NO X in a high temperature range, based on the determination of the NO X emission start timing by the NO X emission start determination unit (state detecting means) 24, NO X released After operating the control means (regeneration means) 25 for a predetermined time, it is determined whether or not the release of NO x (purifying ability lowering substance) is completed, and if the release is not completed, the NO x purge control means specific operating conditions the operating conditions of 25 operating conditions of the engine 1 is more suitable for the NO X release (e.g., the catalyst temperature is high speed operation tends to become high temperature) it is also possible to change, in this case, certainly NO X It is possible to release NO x from the catalyst 8A.
[0037]
Of course, the present invention is not limited to the in-cylinder injection engine, and can be widely applied to, for example, a multiport injection engine and the like having a catalyst device that can regenerate the purification ability.
[0038]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention, it is possible to reliably release the substance with reduced purification ability from the catalytic device, regardless of the driving tendency of the driver, road conditions, etc. There is an advantage that the regeneration of the catalyst device can be surely performed while minimizing the deterioration of fuel consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a lean combustion internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram according to the present embodiment.
FIG. 3 is a flowchart of reproduction control according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
1 engine (internal combustion engine)
8A NO x catalyst (catalytic device)
26 Deterioration detection means (state detection means)
27 S release control means (regeneration means)
28 Mode change means (operating condition change means)

Claims (4)

内燃機関の排気通路に設けられ排ガス中の有害物質を浄化する触媒装置と、
該触媒装置の浄化状態を検出又は推定する状態検知手段と、
該状態検知手段により検出又は推定された該触媒装置の浄化状態に基づき該機関の運転状態を所定時間変更して、該触媒装置に付着した浄化能力低下物質を放出し該触媒装置の浄化能力を再生する再生手段と、
該再生手段の作動終了後、該浄化能力低下物質の放出が完了したか否か判定し、放出が完了していない場合には、該再生手段の作動条件を該浄化能力低下物質の放出に適した特定運転条件に変更する作動条件変更手段とをそなえた
ことを特徴とする、内燃機関の排気浄化装置。
A catalyst device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for purifying harmful substances in the exhaust gas;
State detection means for detecting or estimating the purification state of the catalyst device;
Based on the purification state of the catalyst device detected or estimated by the state detection means, the operating state of the engine is changed for a predetermined time, and the purification capability lowering substance adhering to the catalyst device is released, thereby improving the purification capability of the catalyst device. Playback means for playback;
After the operation of the regeneration means is completed, it is determined whether or not the release of the purification ability reducing substance is completed. If the release is not completed, the operation condition of the regeneration means is suitable for the release of the purification ability reduction substance. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, characterized by comprising operating condition changing means for changing to a specific operating condition.
該作動条件変更手段は、The operating condition changing means includes
通常時には、低速昇温モードを選択するとともに、During normal times, select the slow temperature rise mode,
該再生手段の作動終了後、該浄化能力低下物質の放出が完了していないと判定した場合には、高速昇温モードを選択するWhen it is determined that the release of the purification ability lowering substance has not been completed after the regeneration means is activated, the high-speed temperature raising mode is selected.
ことを特徴とする、請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that:
該作動条件変更手段は、該低速昇温モードが選択される条件として、該状態検知手段により該触媒装置の劣化が検知され且つ、該内燃機関のリーン運転が禁止され且つ、該内燃機関がアイドル運転中で且つ、平均車速が第1の基準車速以上である場合という条件を設定するThe operating condition changing means detects the deterioration of the catalyst device by the state detecting means, the lean operation of the internal combustion engine is prohibited, and the internal combustion engine is A condition is set such that the vehicle is driving and the average vehicle speed is equal to or higher than the first reference vehicle speed.
ことを特徴とする、請求項2記載の内燃機関の排気浄化装置。The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein:
該作動条件変更手段は、該高速昇温モードが選択される条件である該特定運転条件として、該低速昇温モードによる再生制御では該触媒装置の再生が完了せず且つ、該内燃機関がアイドル運転中で且つ、平均車速が第2の基準車速以上(但し、該第1の基準車速以上)である場合という条件を設定するThe operating condition changing means is configured such that the regeneration of the catalyst device is not completed in the regeneration control by the slow temperature increase mode and the internal combustion engine is idle as the specific operation condition that is the condition for selecting the high temperature temperature increase mode. A condition is set such that the vehicle is driving and the average vehicle speed is equal to or higher than the second reference vehicle speed (however, higher than the first reference vehicle speed).
ことを特徴とする、請求項3記載の内燃機関の排気浄化装置。The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein:
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