JP4039443B2 - The method of the exhaust gas purifying apparatus and the exhaust gas purifying internal combustion engine - Google Patents

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工三 加藤木
和寿 東山
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秀宏 飯塚
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Description

本発明は、リーンで運転する自動車等の内燃機関の排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine process of the exhaust gas purifying apparatus and the exhaust gas purifying such as an automobile operating at lean.

近年、燃料消費削減のため、アイドル時にエンジンを停止するアイドルストップが要望されている。 Recently, for fuel consumption reduction, idle stop which stops the engine during idling it has been desired. そして、アイドルストップ時の排気エミッション低減の観点から、特開2002−30955号公報にて、エンジンが停止される前に、リッチ運転に切り替えてリーンNOx触媒に吸蔵されている窒素酸化物(以下、NOxという)を還元浄化して取り除く排気浄化制御装置が提案されている。 Then, from the viewpoint of exhaust emission reduction during idle stop, in JP 2002-30955, before the engine is stopped, the nitrogen oxides occluded in the lean NOx catalyst is switched to rich operation (hereinafter, removed by reduced and purified) of NOx exhaust gas purification controller is proposed.

内燃機関を理論空燃比であるストイキ又は理論空燃比未満であるリッチで運転停止すると、エンジンのシリンダー内や排ガス流路に、未燃の燃料や排ガス中の炭化水素(以下、HCという)、一酸化炭素(以下、COという)などの還元剤が残存する可能性がある。 When shutting down the internal combustion engine at the stoichiometric air-fuel ratio at which stoichiometric or rich is less than the stoichiometric air-fuel ratio, the cylinder inside and the exhaust gas passage of the engine, hydrocarbons in the unburned fuel or the exhaust gas (hereinafter, referred to as HC), one carbon oxides (hereinafter, referred to as CO) a reducing agent such as may remain. この状態でエンジンを再起動すると、エンジンの再起動時に発生した排ガスに加えて残存していたHC,CO及びNOxがリーンNOx触媒に流入するため、排ガス浄化が不十分となる恐れがある。 Restarting the engine in this state, the HC remained in addition to exhaust gas generated when restarting the engine, CO and NOx flows into the lean NOx catalyst, there is a possibility that the exhaust gas purification may be insufficient. また、新たに噴射された燃料と残存する燃料とにより燃料供給過多となり、エンジンがかかりにくくなる恐れもある。 Further, there becomes fuel oversupply by the fuel remaining newly injected fuel also may become difficult to apply the engine.
本発明の目的は、エンジン再始動以降も高い排ガス浄化性能を発揮できるようにした内燃機関の排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an internal combustion engine method of the exhaust gas purifying apparatus and an exhaust gas purification has to be able to exhibit a high exhaust gas purification performance even after the engine restart.
本発明は、リーンバーン車や燃料を直接噴射する車のように、通常、空燃比18以上のリーン空燃比で運転される内燃機関の排ガス流路にリーンNOx触媒を備えて、リーン排ガス中のNOxを前記触媒により捕捉するようにした排ガス浄化装置において、内燃機関が停止する前にリッチ又はストイキ運転に切り替えて、前記触媒に捕捉されたNOxを排ガスに含まれるHC,CO,水素等の還元剤により還元し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排ガス流路に残存している燃料及び排ガスをパージするようにしたことにある。 The present invention, as the vehicle for injecting the lean burn vehicles and fuels directly, usually provided with a lean NOx catalyst in the exhaust gas line of an internal combustion engine which is operated at a lean air-fuel ratio of the air-fuel ratio more than 18, in the lean exhaust gas in the exhaust gas purifying device in which the NOx in to capture by the catalyst, is switched to the rich or stoichiometric operation before the engine is stopped, HC contained the NOx trapped in the catalyst in an exhaust gas, CO, hydrogen reduction, etc. reduced with agents, followed in that so as to purge the fuel and exhaust gas by cutting the fuel supply to the internal combustion engine remains in the engine cylinder and the exhaust gas flow path.
本発明によれば、リッチ又はストイキ状態で運転を停止したときにエンジンシリンダー内や排ガス流路に残存する未燃の燃料やHC,COなどがパージされるので、再起動時の排ガス浄化性能が改善される。 According to the present invention, since the unburned fuel and HC remaining in the engine cylinder and exhaust gas flow path when stopping the operation in the rich or stoichiometric conditions, CO and the like are purged, exhaust gas purification performance at the time of restart It is improved. また、再起動時に燃料過多になることがないので、エンジンがかかりやすいという効果もある。 In addition, since there is no to be a fuel-excess at the time of restart, there is also an effect that the engine is susceptible.
エンジン停止前にストイキまたはリッチで運転する時間は、数秒ないし数分間でよい。 Time operating at stoichiometric or rich before the engine stop can be a few seconds to several minutes.
内燃機関には、吸気系及び排気系から入力される各種の情報に基づいて、エンジンをコントロールするエンジンコントロールユニット(以下、ECUという)が備えられている。 The internal combustion engine, based on various information input from the intake system and the exhaust system, an engine control unit for controlling the engine (hereinafter, referred to as ECU) is provided. 空燃比切り替え及び運転停止前の排ガスパージは、このECUによって行われる。 Air-fuel ratio switching and exhaust gas purging before shutdown is performed by the ECU. ECUには、エンジンの停止を事前に予測するエンジン停止予測手段を備えるとよい。 The ECU, may comprise an engine stop predicting means for predicting a stop of the engine in advance.
エンジン停止を予測する方法の具体例を以下に記す。 An embodiment of a method of predicting an engine stop will be described below.
エンジン停止には、イグニッションスイッチを切る場合と、アイドルストップの場合とがある。 Engine is stopped, there is the case off the ignition switch, in the case of the idle stop. エンジン停止予測手段は、予め設定された判定方法により、エンジン停止を予測する。 Engine stop predicting means, the preset determination method, for predicting an engine stop. 例えば、以下の場合にはエンジンが停止されると予測する。 For example, in the following cases it predicts that the engine is stopped.
(1)ドライブポジションにして所定の車速(例えば10km/h)以上で走行した後に、ブレーキペダルを踏んで、車速が所定の車速(例えば10km/h)よりも遅くなった場合。 (1) in the drive position after traveling a predetermined vehicle speed (e.g. 10 km / h) or more, stepping on the brake pedal, when the vehicle speed becomes slower than a predetermined vehicle speed (e.g. 10 km / h).
(2)ニュートラルポジションにして所定の車速(例えば10km/h)よりも遅くなり、ブレーキペダルを踏んだ場合。 (2) in the neutral position is slower than a predetermined vehicle speed (e.g. 10 km / h), when stepping on the brake pedal.
(3)所定の車速(例えば10km/h)未満及びエンジン回転数が所定値(例えば1000rpm)未満であり、ブレーキペダルを踏んでいる時にクラッチペダルを踏んだ場合、または変速機をニュートラルポジションにした場合。 (3) is less than a predetermined vehicle speed (e.g. 10 km / h) and less than the engine speed is a predetermined value (e.g. 1000 rpm), if the stepping on the clutch pedal when stepping on the brake pedal, or to the transmission to the neutral position case.
(4)所定の車速(例えば10km/h)未満及びエンジン回転数が所定値(例えば1000rpm)未満であり、クラッチペダルを踏んでいる時にブレーキペダルを踏んだ場合、または変速機をニュートラルポジションにした場合。 (4) is less than a predetermined vehicle speed (e.g. 10 km / h) and less than the engine speed is a predetermined value (e.g. 1000 rpm), if the stepping on the brake pedal when you are stepping on the clutch pedal, or to the transmission to the neutral position case.
(5)ニュートラルポジションにて所定の車速(例えば10km/h)未満及びエンジン回転数が所定値(例えば1000rpm)未満であり、ブレーキペダルを踏んだ場合。 (5) less than a predetermined speed in a neutral position (e.g. 10 km / h) and the engine speed is less than a predetermined value (e.g. 1000 rpm), if the stepping on the brake pedal.
これらの状態がECUにて予測されると、一時的に理論空燃比運転又はリッチ空燃比運転が実施され、続いて未燃の燃料や排ガス中のHC,CO,NOx等の濃度を低下させる排ガスパージ制御が実施される。 When these conditions are predicted in ECU, temporarily be carried stoichiometric air-fuel ratio operation or a rich air-fuel ratio operation is subsequently HC fuel and flue gas unburned, CO, flue gas to reduce the concentration of NOx and the like purge control is performed.
未燃の燃料や排ガスをパージする方法としては、エンジンシリンダーに供給する燃料をカットして吸入空気を搬送する方法が好適である。 The method of purging the unburned fuel and exhaust gas, a method of conveying the intake air by cutting the fuel supply to the engine cylinders is preferred. この具体例としては、スタータや外付けモータを利用してシリンダーをモータ駆動して動かす方法がある。 As the specific example, there is a method to move the cylinder by driving the motor using the starter or external motor.
シリンダーをモータ駆動して動かす方法としては、以下の方法が好適である。 As a method for moving the cylinder and the drive motor, the following method is preferred.
シリンダー内に空気を吸入するときには、吸気ポートのピストンバルブを全開とし、シリンダーヘッドが下死点に達するまで吸入する。 When intake air in the cylinder, the piston valve of the intake port is fully opened, inhaled until the cylinder head reaches the bottom dead center. シリンダーヘッドが下死点に達したら、吸気バルブを全閉にし、排気バルブを全開にする。 When the cylinder head reaches the bottom dead center, the intake valve is fully closed, and fully opening the exhaust valve. シリンダーヘッドが上死点に達するまで、排気バルブ全開を維持する。 Until the cylinder head reaches the top dead center, to maintain the exhaust valve fully open. シリンダーヘッドが上死点に達したら、排気バルブを全閉にし、吸気バルブを全開にする。 When the cylinder head reaches the top dead center, the exhaust valve is fully closed, and fully opening the intake valve. このような操作を繰り返すことで空気は排ガス流路に搬送される。 Air by repeating such operation is carried in the exhaust gas line. 本方法によれば、排ガスパージ時のエンジン振動が抑制される利点もある。 According to this method, there is also an advantage that engine vibration during exhaust gas purging is inhibited.
排ガスパージ直前のリーンNOx触媒は、所定の温度以上(例えば、100℃以上)となっているため、排ガスパージ時に搬送される空気中の酸素と未燃の燃料や排ガス中のHC,COなどの還元剤成分の少なくとも一部は触媒上で燃焼して浄化される。 Lean NOx catalyst of the exhaust gas purging immediately before, because it becomes equal to or higher than a predetermined temperature (e.g., 100 ° C. or higher), the is the fuel and the exhaust gas of oxygen and unburned air transport during discharge gas purging HC, such as CO at least part of the reducing agent component is purified by burning on the catalyst.
以上により、エンジン再起動時の排気エミッションの悪化を回避できる。 Thus, it is possible to avoid the deterioration of the exhaust emission at the time of engine restart.
また、他の排ガスパージ手段としては、ポンプなどを利用して排ガス流路に2次空気を供給する方法がある。 As another exhaust gas purging means, there is a method of supplying secondary air to the exhaust gas flow path using a pump or the like. この方法は、吸入空気を排ガス流路に搬送する方法に引き続いて実施しても良い。 This method may be the intake air was carried out following the method of conveying the exhaust gas flow path.
ECUにはまた、排ガスパージが完了したことを判定する手段を備えることが好ましい。 Also in the ECU, it is preferable to provide a means for determining that the exhaust gas purging is complete.
この具体的方法としては、例えば、排ガスパージ制御の終了を、予め決められた時間をタイマーなどで計測して判定する方法がある。 As the specific method, for example, the end of the exhaust gas purge control, there is a method of determining by measuring a predetermined time the timer or the like. また、排ガス中の未燃の燃料やHC,CO或いはNOxの濃度から排ガスパージ終了の時期を判定する方法もある。 Further, the unburned in the exhaust gas fuel or HC, also a method for determining the timing of the exhaust gas purging ends from the concentration of CO or NOx is.
排ガス中の燃料やガス濃度から排ガスパージ終了の時期を判定する方法について説明する。 Described method of determining the timing of the exhaust gas purging ends from the fuel and the gas concentration in the exhaust gas. ストイキ又はリッチ燃焼の排ガスが吸入空気で置換されると、排ガス流路の酸素濃度は上昇し、排ガスの空燃比はリーンとなる。 When stoichiometric or rich combustion exhaust gas is replaced with the intake air, the oxygen concentration in the exhaust gas passage rises, the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes lean. また、吸入空気により未燃の燃料やCO,HC及びNOxは希釈されて濃度が低下する。 The fuel and CO unburned by intake air, HC and NOx are reduced concentration is diluted. 従って、これらの現象を検知できる検知手段を設ければ、パージ制御が終了したか否かを判定できることになる。 Thus, by providing the detecting means capable of detecting these phenomena, the purge control is able to determine whether or not it is completed. 前記検知手段としては、例えば、酸素濃度を検知する酸素センサ,空燃比センサ,NOx濃度を検知するNOxセンサなどがある。 As the detecting means, for example, an oxygen sensor for detecting oxygen concentration, the air-fuel ratio sensor, and the like NOx sensor for detecting the NOx concentration. これらのセンサは、排ガスパージ時に目的とするガス成分の濃度が変化することが検知できる場所であればどこに設置しても良いが、酸素センサや空燃比センサはリーンNOx触媒の上流に設置することが望ましい。 These sensors, the concentration of the gas component of interest during discharge gas purge may be placed anywhere as long as the location can be detected to vary, the oxygen sensor or air-fuel ratio sensor is installed upstream of the lean NOx catalyst that It is desirable リーンNOx触媒の上流に三元触媒などのプリ触媒を設ける場合には、NOxセンサはプリ触媒の上流に設置することが望ましい。 If the upstream of the lean NOx catalyst provided pre-catalyst such as a three-way catalyst, NOx sensor is desirably installed upstream of the pre-catalyst. プリ触媒の上流にNOxセンサを設ける理由は、リッチ運転時のNOx濃度はプリ触媒後流で数十ppmまで低下する可能性があり、排ガスパージ時のNOx濃度の変化を精度よく計測することが困難な場合があるからである。 The reason for providing NOx sensor upstream of the pre-catalyst, the NOx concentration in the rich operation may be reduced to several tens of ppm at flow after the pre-catalyst, it possible to measure accurately the changes in the NOx concentration at the exhaust gas purging This is because it is sometimes difficult. しかしながら、NOxセンサが微量のNOx濃度が精度良く測定できるものであれば、プリ触媒の後流に設置しても構わない。 However, if the NOx sensor the NOx concentration of trace can be accurately measured, it may be installed on the downstream of the pre-catalyst.
各種センサの情報はECUの排ガスパージ終了判定手段に伝達される。 Information of various sensors are transmitted to the exhaust gas purging end determination means ECU. そこで、センサにて計測された濃度が所定濃度(例えば、NOxセンサの場合にはNOx濃度10ppm)以下になったと判定されると、ECUはエンジン停止が可能であると判断する。 Therefore, the measured concentration of a predetermined concentration by the sensor (e.g., in the case of the NOx sensor NOx concentration 10 ppm) If it is determined that falls below, ECU determines that the engine can be stopped. なお、ここで、各種センサは目的とする成分(HC,CO,NOx)の排ガス中の濃度が測定できるものであれば使用可能であり、センサの動作原理により限定されるものではない。 Here, various sensors may be used as long as the components of interest (HC, CO, NOx) concentration in the exhaust gas can be measured, but is not limited by the operating principle of the sensor.
なお、アイドルストップにて排ガスパージに外気を利用する場合、触媒温度が大きく低下し、エンジン再始動時に触媒活性温度以下(例えば、室温)になってしまうことが予想される。 Incidentally, when using the outside air to the discharge gas purge at idle stop, the catalyst temperature decreases significantly, the catalyst activation temperature or less when the engine restart (e.g., room temperature) is expected to become. このような排ガスパージ時の触媒温度の大きな低下を防止するために、以下のようにするのがよい。 To prevent large decrease in the catalyst temperature at the time of such an exhaust gas purging, it is preferable to as follows.
まず、リーンNOx触媒の上流に排ガス温度センサを設ける。 First, providing the exhaust gas temperature sensor upstream of the lean NOx catalyst. 排ガスパージ制御を実行する直前の排ガス温度を前記排ガス温度センサにて計測してECUに伝達する。 By measuring the exhaust gas temperature right before the exhaust gas purge control at the exhaust gas temperature sensor is transmitted to the ECU. ECUでは排ガス流路に残留する排ガスをパージするのに必要な空気量を計算する。 The exhaust gas remaining in the exhaust gas line in ECU calculates the amount of air required to purge. また、必要総空気量を排ガス浄化触媒に供給したときの触媒温度を計算する。 Further, the required total amount of air to calculate the catalyst temperature when supplied to the exhaust gas purifying catalyst. この計算値が予め決められた所定の温度(例えば100℃)未満となる場合には、ECUはアイドルストップ制御を禁止し、エンジンは停止しない。 If this calculated value is a predetermined prescribed temperature (e.g., 100 ° C.) below is, ECU prohibits idle stop control, the engine does not stop.
所定の温度(例えば、100℃)になるまで排ガスパージを実行し、所定の温度に達したならば排ガスパージ処理を停止する。 Predetermined temperature (e.g., 100 ° C.) running exhaust gas purge until stops the exhaust gas purging process if has reached a predetermined temperature.
最も好適なのは、前記外気を流入する流路に外気加熱装置を設けることである。 Most preferred is the provision of an outdoor air heating device in the flow path flowing the ambient air. 外気加熱装置は流入する外気を所定温度まで上昇させることができるものとする。 Outdoor air heating device shall be capable of raising the ambient air flowing to a predetermined temperature. 外気加熱装置の熱源を得る方法としては、電気ヒータなどの熱源を利用する方法や、エンジンルームの廃熱を熱交換して利用する方法等がある。 As a method of obtaining a heat source outside air heating device, and a method utilizing a heat source such as electric heater, waste heat of the engine room there is a method to use in the heat exchanger. 具体的な制御例は以下となる。 Specific control example is as follows.
まず、前述と同様にして必要総空気量をリーンNOx触媒に供給したときの触媒温度を計算する。 First, to calculate the catalyst temperature when the supply required total amount of air into the lean NOx catalyst in the same manner as described above. 該計算値が予め決められた所定の温度(例えば100℃)未満となる場合には、外気を加熱するために必要な熱量を計算する。 If the calculated value is less than a predetermined temperature (e.g. 100 ° C.) which is determined in advance, it calculates the amount of heat required to heat the ambient air. そして、外気加熱装置により流入する外気を所定温度まで上昇させて排ガス流路に搬送させる。 Then, raise the outside air flowing into the outdoor air heating device up to a predetermined temperature is conveyed to the exhaust gas passage.
なお、理論空燃比運転をしている途中、または排ガスパージをしている途中に、運転者は強制的にエンジンを停止する操作(例えば、イグニッションキーをオフとする)をする可能性がある。 Incidentally, the way that a theoretical air-fuel ratio operation, or the middle of the exhaust gas purging, the driver is likely to force the operation of stopping the engine (e.g., to turn off the ignition key). その場合でも、排ガスパージは中断せずに、排ガスパージが完了したことが判定されるまで排ガスパージ処理を継続する。 Even then, the exhaust gas purge without interruption, the exhaust gas purge is completed and continues the exhaust gas purging process until it is determined.
また、エンジンが停止する前に、ニュートラルからドライブポジションに戻す、アクセルペダルを踏み込む、車速度が例えば10km/h以上になるなど、運転者がエンジン停止操作を止めたと予測される情報がECUに伝達されたならば、排ガスパージは中断する。 Further, before the engine is stopped, returns to the drive position from the neutral, depresses the accelerator pedal, etc. become the car speed, for example 10 km / h or more, the driver information to the ECU that is predicted to stop the engine stopping operation transmitting if it is, the exhaust gas purge is interrupted.
本発明において、リーンNOx触媒は、リーン運転時に排ガス中のNOxを吸着又は吸収,吸蔵によって捕捉し、排ガスの空燃比がストイキ(空燃比:14.7)またはリッチ(空燃比:14.7未満)になったときに捕捉したNOxをN に還元浄化する触媒を意味する。 In the present invention, the lean NOx catalyst is adsorbed or absorbed NOx in the exhaust gas during lean operation, and captured by occlusion, the air-fuel ratio of the exhaust gas is stoichiometric (air-fuel ratio: 14.7) or rich (an air-fuel ratio: less than 14.7 ) the trapped NOx when it becomes mean a catalyst that reduces and purifies the N 2. このような触媒としては、リーン排ガス中のNOxを触媒の内部に硝酸イオンの形で吸収又は吸蔵する、いわゆるNOx吸収(又は吸蔵)触媒、または、リーン排ガス中のNOxを触媒の表面にNO として化学吸着する、いわゆるNOx吸着触媒があり、いずれも使用できる。 Examples of such catalysts, the NOx in the lean exhaust gas is absorbed or occluded in the form of nitrate ions into the interior of the catalyst, so-called NOx absorbent (or occluded) catalyst or,, NO 2 NOx in the lean exhaust gas on the surface of the catalyst as to chemisorption, there are so-called NOx adsorption catalyst, any may be used. これらの触媒は既に知られており、NOx吸収(又は吸蔵)触媒は、例えば特許第2600492号公報に記載されている。 These catalysts are already known, NOx absorption (or occluded) catalyst, for example, described in Patent No. 2,600,492 publication. また、NOx吸着触媒は、例えば特許第3107294号公報に記載されている。 Further, NOx trap catalyst is described, for example, in Japanese Patent No. 3107294 Publication.

第1図は、NOx浄化率と温度との関係を示す図。 Figure 1 is a diagram showing a relationship between NOx purification rate and temperature.
第2図は、本発明の一実施例を示す内燃機関の概略図。 Figure 2 is a schematic diagram of an internal combustion engine showing an embodiment of the present invention.
第3図は、ECUの構成とECUへ取り込まれる情報を示す系統図。 Figure 3 is a system diagram showing information to be incorporated into the ECU configuration and ECU.
第4図は、本発明の制御フローの一例を示すフロー図。 Figure 4 is a flowchart showing an example of a control flow of the present invention.
第5図は、エンジン停止予測手段の制御例を示すフロー図。 Figure 5 is a flowchart showing a control example of the engine stop predicting means.
第6図は、排ガスパージ制御の経時変化の概要図。 Figure 6 is a schematic diagram of a temporal change of the exhaust gas purging control.
第7図は、リーンNOx触媒の上流にNOxセンサを備えた内燃機関の概略図。 Figure 7 is a schematic diagram of an internal combustion engine having a NOx sensor upstream of the lean NOx catalyst.
第8図は、NOxセンサを用いたときの制御フロー例を示すフロー図。 Figure 8 is a flowchart showing a control flow example when using the NOx sensor.
第9図は、NOxセンサを用いたときの排ガスパージ制御経時変化の概要図。 Figure 9 is a discharge purge control schematic of aging when using the NOx sensor.
第10図は、スタータを備えた内燃機関の概略図。 Figure 10 is a schematic diagram of an internal combustion engine having a starter.
第11図は、スタータを用いたときの制御の経時変化を示す図。 Figure 11 is a graph showing the time course of control when using the starter.
第12図は、2次空気導入手段を有する内燃機関の概略図。 FIG. 12 is a schematic diagram of an internal combustion engine having a secondary air introduction means.
第13図は、2次空気導入手段を用いたときの制御の経時変化を示す図。 Figure 13 is a view showing a temporal change of control when using secondary air introduction means.
第14図は、排ガスパージ処理中にイグニッションスイッチがOFFにされたときの制御例を示す図。 Figure 14 is a diagram illustrating an example of control when the ignition switch is turned OFF during the discharging gas purging process.
第15図は、リッチ運転中にイグニッションスイッチがOFFにされた後の制御例を示す図。 Figure 15 is a diagram showing an example of control after the ignition switch is turned OFF during rich operation.
第16図は、外気温度と搬出空気量に対する触媒温度の相関図。 FIG. 16 is a correlation diagram of the catalyst temperature on the outside air temperature and discharge air quantity.
第17図は、排ガス温度センサを有する内燃機関の概略図。 Figure 17 is a schematic diagram of an internal combustion engine having an exhaust gas temperature sensor.
第18図は、排ガス温度センサを有する排ガス浄化装置の制御フロー図。 Figure 18 is a control flow diagram of an exhaust gas purification device having an exhaust gas temperature sensor.
第19図は、排ガス流路に残留する酸素濃度を所定濃度以上(例えば20%)にするのに必要な空気総量を推算するマップ。 Figure 19 is a map used to estimate the air amount required for the oxygen concentration remaining in the exhaust gas line a predetermined concentration or more (e.g., 20%).
第20図は、外部加熱装置の制御フロー図。 Figure 20 is a control flow diagram of the external heating device.
第21図は、外気搬送速度と外気を所定温度にするのに必要な外気加熱装置のヒータ温度のマップ図。 Figure 21 is a map diagram of a heater temperature of the outside air heating apparatus required for the ambient air conveying speed and the outside air at a predetermined temperature.
第22図は、排ガスパージ時間に対する排ガスパージ制御に必要な総エネルギーの相関図。 FIG. 22, the total energy correlation diagram required for discharging purge control for exhaust gas purge time.
第23図は、アイドルストップ後にエンジンが再始動するまでの時間を予測する装置を備えた排ガス浄化装置の構成図。 Figure 23 is a block diagram of an exhaust gas purification apparatus provided with a device for predicting the time until the engine is restarted after an idle stop.

以下、具体的な例で本発明を説明する。 Hereinafter, the invention will be described in the specific examples.

MgOとアルミナの混合コート層に、NOx吸着材としてNa,K,Li,Ti,Mnを、貴金属としてRh,Pt,Pdを、希土類金属としてCeを担持してなるNOx吸着タイプのリーンNOx触媒を、以下に記載の方法で調製し、本発明による効果を調べた。 A mixed coating layer of MgO and alumina, Na as the NOx adsorbent, K, Li, Ti, and Mn, Rh as the noble metal, Pt, and Pd, a lean NOx catalyst of the NOx adsorption type comprising carrying Ce as rare earth metals , prepared as described below, it was investigated the effects of the present invention.
(実施例触媒1) (Example Catalyst 1)
アルミナ粉末とアルミナの前駆体からなり硝酸酸性に調整したスラリーに、MgO(平均粒径:30μm,比表面積:1m /g)を添加したMgO−アルミナ混合スラリーを、コージェライト製ハニカム(400セル/inc (62セル/cm ))にコーティングした後、乾燥焼成して、ハニカムの見掛けの容積1リットルあたり190gのアルミナと10gのMgOをコーティングしたMgO−アルミナコートハニカムを得た。 The slurry was adjusted to nitric acid made from a precursor of alumina powder, alumina, MgO (average particle size: 30 [mu] m, a specific surface area: 1m 2 / g) The MgO- alumina mixed slurry was added, cordierite honeycomb (400 cells / inc 2 (62 cells / cm 2)) was coated on, and drying and firing, to obtain a MgO- alumina coated honeycomb was coated with alumina and 10g of MgO volume per liter 190g of the honeycomb apparent. 該MgO−アルミナコートハニカムに、硝酸Ce水溶解を含浸した後、200℃で乾燥、続いて600℃で焼成した。 To the MgO- alumina coated honeycomb, after impregnated with Ce nitrate solution dissolved, dried at 200 ° C., and calcined followed by 600 ° C..
次に、ジニロトロジアンミンPt硝酸溶液と硝酸Rhと硝酸Pdと硝酸Mnと酢酸Kの混合液を含浸し200℃で乾燥、続いて600℃で焼成した。 It was then fired at Gini b Toro diammine was impregnated with a Pt nitrate solution and a mixed solution of Rh nitrate and Pd nitrate and nitrate Mn and K acetate dried at 200 ° C., followed by 600 ° C.. 最後に、酢酸Kと硝酸Naと硝酸Liとチタニアゾルの混合液を含浸し200℃で乾燥、続いて600℃で焼成した。 Finally, it dried impregnated 200 ° C. a mixture of K acetate and nitrate Na nitrate Li and titania sol, and baked followed by 600 ° C..
以上により、ハニカムの見掛けの容積1Lに対して、金属換算でCe:27g,Rh:0.14g,Pt:2.8g,Pd:1.4g,K:15.6g,Na:12.4g,Li:1.6g,Ti:4.3g,Mn:13.7gを含有する実施例触媒1を得た。 Thus, with respect to volume 1L of honeycomb apparent, Ce in terms of metal: 27g, Rh: 0.14g, Pt: 2.8g, Pd: 1.4g, K: 15.6g, Na: 12.4g, li: 1.6g, Ti: 4.3g, Mn: to obtain a catalyst of example 1 containing 13.7 g. 触媒組成を第1表に示す。 The catalyst composition shown in Table 1.
(試験例1) (Test Example 1)
実施例触媒1を用いて、理論空燃比以下の運転後に残存排ガスのパージ処理を実施してエンジンを停止した場合を想定した試験を行った。 Using catalyst of Example 1 was tested assuming the case where the engine is stopped by performing the purge process of the remaining gas after the operation below the stoichiometric air-fuel ratio. 試験に用いたガスは、リーンバーン排ガスを模擬したリーンモデルガスと、理論空燃比燃焼を模擬したストイキモデルガスとした。 Gas used in the test, and lean model gas simulating the lean burn exhaust gas, and the stoichiometric model gas simulating the stoichiometric air-fuel ratio combustion.
リーンモデルガスの組成は、NOx:160ppm,C :400ppm C1,CO:0.1%,CO :4%,O :12%,H O:4%,N :残部とした。 The composition of the lean model gas, NOx: 160ppm, C 3 H 8: 400ppm C1, CO: 0.1%, CO 2: 4%, O 2: 12%, H 2 O: 4%, N 2: the remainder did.
ストイキモデルガスの組成は、NOx:1000ppm,C :600ppm C1,CO:0.5%,CO :5%,O :0.5%,H :0.3%,H O:10%,N :残部とした。 The composition of the stoichiometric model gas, NOx: 1000ppm, C 3 H 8: 600ppm C1, CO: 0.5%, CO 2: 5%, O 2: 0.5%, H 2: 0.3%, H 2 O: 10%, N 2: it was the rest.
以下の手順で試験した。 It was tested by the following procedure.
▲1▼400℃にてストイキモデルガスを流通させた。 ▲ at 1 ▼ 400 ℃ it was passed through a stoichiometric model gas.
▲2▼空気パージを模擬したガス(O :5%,N :残部)に切り替えて反応管のストイキガスモデルガスをパージしながら100℃まで冷却した。 ▲ 2 ▼ gas simulating air purge (O 2: 5%, N 2: balance) was cooled stoichiometric gas model gas of the reaction tube is switched on to 100 ° C. while being purged.
▲3▼100℃に冷却された後、リーンモデルガスの流通を開始し、100〜250℃まで15℃/分で昇温した。 ▲ 3 ▼ 100 after being cooled to ° C., to initiate the flow of lean model gas was heated at 15 ° C. / min up to 100 to 250 ° C..
NOx浄化率は、式1に示すように、リーンモデルガスとして供給したNOx濃度(160ppm)に対する触媒層流通前後のNOx濃度の減少率で求めた。 NOx purification ratio is, as shown in Equation 1, was determined by the reduction rate of NOx concentration before and after the catalyst layer flow with respect to NOx concentration supplied as a lean model gas (160 ppm).
また、CO浄化率及びHC浄化率は、式2及び式3に示すようにして求めた。 Moreover, CO purification rates and HC purification rate was determined as shown in Equation 2 and Equation 3.
(試験例2) (Test Example 2)
リーン運転後にストイキ運転をせずにエンジンを停止し、エンジンを再始動させた場合を想定した試験を行った。 The engine was stopped without stoichiometric operation after the lean operation, was assumed tested when the engine is restarted. 試験例1と同様のガスを用い、以下の手順で試験した。 Using the same gas as in Test Example 1 were tested by the following procedure.
▲1▼試験例1の方法にてリーンモデルガスを流通させた後、リーンモデルガスの供給を停止して100℃まで冷却した。 ▲ 1 ▼ After flowing lean model gas by the method of Test Example 1, was by stopping the supply of the lean model gas was cooled to 100 ° C..
▲2▼100℃に冷却された後、リーンモデルガスを流通しながら、100〜250℃まで15℃/分で昇温した。 ▲ 2 ▼ 100 after being cooled to ° C., while circulating the lean model gas was heated at 15 ° C. / min up to 100 to 250 ° C..
(試験例3) (Test Example 3)
リーン運転後にストイキ運転をするが、ストイキガスが排気系に残留したままでエンジンが停止され、次いでエンジンを再始動させた場合を想定した試験を行った。 Although the stoichiometric operation after the lean operation, Sutoikigasu the engine is stopped while remaining in the exhaust system, followed by the assumed tested when the engine is restarted. 試験例1と同様のガスを用い、以下の手順で試験した。 Using the same gas as in Test Example 1 were tested by the following procedure.
▲1▼400℃にてストイキモデルガスを流通させた。 ▲ at 1 ▼ 400 ℃ it was passed through a stoichiometric model gas.
▲2▼ストイキガスモデルガス存在下で100℃まで冷却した。 ▲ 2 ▼ was cooled to 100 ° C. in the presence of a stoichiometric gas model gas.
▲3▼100℃に冷却された後、リーンモデルガスの流通を開始し、100〜250℃まで15℃/分で昇温した。 ▲ 3 ▼ 100 after being cooled to ° C., to initiate the flow of lean model gas was heated at 15 ° C. / min up to 100 to 250 ° C..
(試験結果) (Test results)
第1図に、試験例1と試験例2及び試験例3の結果を示す。 In Figure 1, showing the results of Test Example 1 and Test Example 2 and Test Example 3.
試験例2に対して試験例1は100℃以上で優れたNOx浄化性能を示した。 Test Example 1 with respect to Test Example 2 exhibited excellent NOx purification performance at 100 ° C. or higher. 従って、ストイキ前処理後にストイキモデルガスをパージする処理を施すことで、エンジン再始動時の低温領域から高いNOx浄化率が得られることは明らかである。 Therefore, by performing the process of purging the stoichiometric model gas after stoichiometric pretreatment, the high NOx purification rate from a low temperature region at the time of engine restart can be obtained is clear.
また、試験例3に対して試験例1は150℃以下にて優れたNOx浄化性能を示した。 Further, Test Example 1 with respect to Test Example 3 exhibited excellent NOx purification performance at 0.99 ° C. or less. 従って、ストイキ処理をした後に残留ストイキガスを空気によりパージ処理することで、エンジン再始動時の低温領域から高いNOx浄化率が得られることは明らかである。 Therefore, by the residual Sutoikigasu purging process by the air after the stoichiometric process, that a high NOx purification rate from a low temperature region at the time of engine restart can be obtained it is clear.
さらに、触媒上でHC及びCOの燃焼作用が起こり難い100〜150℃における平均CO浄化率と平均HC浄化率を調べた。 Furthermore, it was examined average HC purification rate and the average CO purification rate of the combustion action of the HC and CO will occur hardly 100 to 150 ° C. over the catalyst. 結果を第2表に示す。 The results are shown in Table 2.
ストイキ処理後に排ガスパージ処理をした試験例1では、平均CO浄化率は20%、平均HC浄化率は12%となった。 In Test Example 1 was discharged gas purge process after the stoichiometric process, the average CO purification rate of 20%, the average HC purification ratio was 12%. 一方、排ガスパージ処理をしない試験例3では、平均CO浄化率と平均HC浄化率はいずれも負の値となった。 On the other hand, in Test Example 3 without the exhaust gas purging process, both the average CO conversion rate average HC purification rate has become a negative value. このことは、式2及び式3より、リーンモデルガスとして供給したCO及びHC濃度に対して触媒層流通後のCO及びHC濃度が高くなったことを示す。 This indicates that from equations 2 and 3, the CO and HC concentration after the catalyst layer flow with respect to the supplied CO and HC concentration as a lean model gas was higher. つまり、排気系に残留したHC,COと触媒に流入したHC,COの浄化が進まず、リーンモデルガスとして供給されたHC,CO濃度に前記の残留CO及びHC濃度が加算されて分析計で測定されたと判断される。 That, HC remaining in the exhaust system, HC that has flowed into the CO and catalyst, the purification of CO does not proceed, HC supplied as a lean model gas, residual CO and HC concentration of the the CO concentration is added in analyzer it is determined that the measured.

第2図は、本発明の排ガス浄化触媒を有する内燃機関の一例を示す。 Figure 2 shows an example of an internal combustion engine having an exhaust gas purifying catalyst of the present invention. この内燃機関は、リーン燃焼可能な燃料直接噴射式のエンジン99,アクセル4,エアクリーナ1とエアフローセンサ2とスロットルバルブ3を擁する吸気系を備える。 The internal combustion engine comprises the lean combustible fuel direct injection type engine 99, an accelerator 4, an intake system, with its air cleaner 1 and the air flow sensor 2 and the throttle valve 3. また、空燃比センサまたは酸素濃度センサ7,排ガス温度センサ8,触媒出口ガス温度センサ9,リーンNOx触媒10,プリ触媒13等を擁する排気系を備える。 Also comprises an air-fuel ratio sensor or oxygen sensor 7, the exhaust gas temperature sensor 8, the catalyst outlet gas temperature sensor 9, the lean NOx catalyst 10, the exhaust system, with its pre-catalyst 13 and the like. さらに、制御ユニット(ECU;Engine Control Unit)11等を備える。 Further, the control unit; comprises (ECU Engine Control Unit) 11 or the like.
エンジン99は、空燃比18以上のリーン燃焼と空燃比14.7以下のストイキまたはリッチ燃焼を意図的に繰り返すことができる。 Engine 99 may be repeated a lean combustion and the air-fuel ratio 14.7 or less stoichiometric or rich combustion of the air-fuel ratio 18 or more intentionally.
エンジン99からの排ガスは、排ガス流路であるエキゾーストパイプ101を通じて、プリ触媒13,リーンNOx触媒10の順に流入する。 Exhaust gas from the engine 99 through the exhaust pipe 101 is a gas flow path to flow in the order of pre-catalyst 13, the lean NOx catalyst 10. プリ触媒13は理論空燃比近傍の排ガス浄化を目的とし、リーンNOx触媒10は、リーン排ガス中のNOx浄化を目的とする。 Pre-catalyst 13 is for the purpose of purification of exhaust gas near the stoichiometric air-fuel ratio, the lean NOx catalyst 10 is intended NOx purification in the lean exhaust gas.
ECU11は、入出力インターフェースとしてのI/O,LSI,演算処理装置MPU、多数の制御プログラムを記憶させた記憶装置RAM及びROM、タイマーカウンタ等により構成される。 ECU11 is, I / O as the output interface, LSI, the processing unit MPU, a number of storage device control program is stored RAM and ROM, constituted by a timer counter or the like.
エンジンへの吸入空気はエアクリーナ1によりろ過された後、エアフローセンサ2により計量され、スロットバルブ3を経て、エンジン99に供給される。 After the intake air to the engine that has been filtered by the air cleaner 1, it is weighed by the air flow sensor 2, through the throttle valve 3, is supplied to the engine 99.
ECU11では内燃機関の運転状態及びリーンNOx触媒の状態を評価して運転空燃比を決定し、インジェクタ5の噴出時間等を制御して混合気の燃料濃度を所定値に設定する。 Evaluates the status of the operating conditions and the lean NOx catalyst ECU11 in the internal combustion engine determines the operating air-fuel ratio, setting the fuel concentration of the mixture control to the jetting time of the injector 5 to a predetermined value. シリンダーに吸収された混合気はECU11からの信号で制御される点火プラグ6により着火され燃焼する。 Mixture which is absorbed into the cylinder burns is ignited by a spark plug 6 which is controlled by a signal from the ECU 11. 燃焼排ガスは排気系に導かれる。 Flue gas is led to the exhaust system. リーンNOx触媒10は、リーン運転時にはNOx捕捉によりNOxを浄化すると同時に併せ持つ燃焼機能によりHC,COを浄化し、また、ストイキまたはリッチ運転時には、前記捕捉NOxと排ガス中のNOxを排ガス中に共存するHC,COにより浄化する。 Lean NOx catalyst 10 purifies HC, and CO by combustion function both at the same time to purify NOx by the NOx trapping during lean operation, also at the time of stoichiometric or rich operation, NOx in the trapped NOx and the exhaust gas coexisting in the exhaust gas HC, purifying by CO. リーンNOx触媒10のNOx浄化能力は、ECU11により連続的或いは断続的に監視される。 NOx purification ability of the lean NOx catalyst 10 is continuously or intermittently monitored by ECU 11. そして、リーンNOx触媒のNOx捕捉能力が低下したと判定されたならば、燃焼の空燃比等をストイキまたはリッチ側にシフトし、触媒のNOx捕捉能力を回復する操作が行われる。 Then, if the NOx trapping capability of the lean NOx catalyst is determined to have decreased, the air-fuel ratio or the like of the combustion shifts to the stoichiometric or rich side, the operation to recover the NOx trapping capability of the catalyst is carried out. 以上により、リーン運転,ストイキまたはリッチ運転の全てのエンジン燃焼条件下における排ガスを効果的に浄化する。 Thus, lean operation, effectively purify the exhaust gas of all of the engine combustion conditions of stoichiometric or rich operation. なお、酸素濃度センサ7に代えてA/Fセンサを用いてもよい。 It is also possible to use the A / F sensor in place of the oxygen concentration sensor 7.
更に、エンジンコントロールユニットECUは、運転状態決定手段と空燃比制御部を有する。 Further, engine control unit ECU has an operating condition determining means and the air-fuel ratio control unit. 運転状態決定手段はリーンにおけるNOx捕捉量推定手段とストイキまたはリッチにおける捕捉NOxを還元浄化するNOx除去量推定手段を有する。 Operating condition determining means comprises a NOx removal amount estimating means for reducing and purifying the trapped NOx in the NOx trapping amount estimating means and the stoichiometric or rich in lean. 理論空燃比より高い空燃比におけるNOx捕捉量をNOx捕捉量推定手段で推定する。 The NOx trapping amount in higher air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio to estimate the NOx trapping amount estimation means. NOx捕捉量推定手段が予め決められたNOx捕捉量すなわちNOx捕捉量の基準値を超えたと判定すると、運転状態決定手段は空燃比制御部へと指令を出してストイキまたはリッチ運転を実施し、NOx除去量推定手段がリーンNOx触媒からの捕捉NOx除去を推定する。 If it is determined that the NOx trapping amount estimation means exceeds a predetermined NOx trapping amount, that is, a reference value of the NOx trapping amount, the operating state determining means implemented stoichiometric or rich operation issues a command to the air-fuel ratio control unit, NOx removing amount estimating means estimates the trapped NOx removal from lean NOx catalyst. NOx除去量推定手段がリーンNOx触媒から捕捉NOxが除去されたと判断すると、運転状態決定手段は空燃比制御部へと指令を出してリーン運転を実施する。 When NOx removal amount estimating means judges that the trapped NOx from the lean NOx catalyst is removed, the operating state determination means for carrying out the lean operation issues a command to the air-fuel ratio control unit.
なお、NOx捕捉量の基準値は、予めNOx捕捉材の飽和NOx捕捉量を測定し、該飽和NOx捕捉量未満となるように設定する。 The reference value of the NOx trapping amount is measured in advance saturated NOx trapping amount of the NOx trapping material is set to be the saturated NOx trapping amount less than. そして、たとえば運転時の各排ガス温度における平衡吸着量の20%をNOx捕捉量の基準値として設定する。 Then, for example, to set the 20% of the equilibrium adsorption amount of each exhaust gas temperature during operation as a reference value of the NOx trapping amount. リーンにおいて、NOx捕捉量推定手段がリーンNOx触媒のNOx捕捉量が平衡吸着量の20%を超えたと判定すると、ストイキまたはリッチ運転に切り替わる。 In the lean, the NOx trapping amount estimating means determines that the NOx trapping amount of the lean NOx catalyst has exceeded 20% of the equilibrium adsorption amount, switches to the stoichiometric or rich operation.
NOx捕捉量は、リーンNOx触媒に流入するNOx濃度,排ガス温度,排ガス流量及びリーン運転時間から推定できる。 NOx trapping amount, NOx concentration flowing into the lean NOx catalyst can be estimated from the exhaust gas temperature, exhaust gas flow rate and the lean operation time. 予め、NOx濃度,排ガス温度,排ガス流量,リーン運転時間に対するNOx捕捉量の速度式,経験式、またはマップを作っておき、これらをNOx捕捉量推定手段に備えておくと良い。 Previously, NOx concentration, exhaust gas temperature, exhaust gas flow rate, NOx trapping amount of the rate equation for the lean operation time, empirical formula, or previously made a map, may these leave with the NOx trapping amount estimation means.
NOx除去量については、リーンNOx触媒に流入する排ガス温度,排ガス流量,ストイキまたはリッチ運転時間及びNOx捕捉量から推定できる。 The amount of NOx removed, the exhaust gas temperature flowing into the lean NOx catalyst can be estimated from the exhaust gas flow rate, stoichiometric or rich operation time and the amount of trapped NOx. 予め、NOx捕捉量,排ガス温度,排ガス流量,ストイキまたはリッチ運転時間に対するNOx除去量の速度式,経験式,またはマップを求めておき、これらをNOx除去量推定手段に備えておくと良い。 Previously, NOx trapping amount, exhaust gas temperature, the rate equation of the amount of NOx removed for exhaust gas flow rate, stoichiometric or rich operation time, empirical formula, or to previously obtain the map, may these should include the NOx removal amount estimating means.
リーンNOx触媒に流入するNOx濃度は、空燃比から推定できる。 NOx concentration flowing into the lean NOx catalyst can be estimated from the air-fuel ratio. また、リーンNOx触媒の上流にNOxセンサを設けて直接計測しても良い。 It may also be directly measured the NOx sensor provided upstream of the lean NOx catalyst.
排ガス温度は、リーンNOx触媒の上流に排ガス温度センサを設けることで測定できる。 Exhaust gas temperature can be measured by providing the exhaust gas temperature sensor upstream of the lean NOx catalyst. 排ガス流量は、エアーフローセンサ,ブースト圧計とエンジン回転数計等の情報から得られる。 Exhaust gas flow rate is obtained from the air flow sensor, information such as the boost pressure gauge and the engine speed meter.
従って、NOxセンサ,酸素センサ,排ガス温度センサ,エアーフローセンサ,ブースト圧計とエンジン回転数計,リーン運転時間やストイキまたはリッチ運転等の情報がエンジンコントロールユニットに集まり、NOx捕捉量,NOx除去量の推定が行われる。 Therefore, NOx sensors, oxygen sensors, exhaust gas temperature sensor, air flow sensor, a boost pressure gauge and an engine speed meter, information such as the lean operation time and stoichiometric or rich operation gathered in the engine control unit, NOx trapping amount, the amount of NOx removed estimation is performed.
上述の内燃機関に本発明を適応させた内燃機関の排ガス浄化装置の一形態を第3図に示す。 An embodiment of an exhaust gas purification system of an internal combustion engine which is adapted to the present invention in the above-mentioned internal combustion engine shown in FIG. 3.
ECU11には、アクセルペダルの踏み込みを検知するアクセルセンサ201、ブレーキペダルの踏み込みを検知するブレーキセンサ202,運転中のトランスミッションのレンジを検知するトランスミッションセンサ203,エンジン回転数センサ204,車速センサ205,排ガスの空燃比を検知する空燃比センサ206からの情報が集まる。 The ECU 11, an accelerator sensor 201 for detecting the depression of the accelerator pedal, a brake sensor 202 for detecting the depression of the brake pedal, transmission sensor 203 for detecting the range of the transmission during operation, the engine speed sensor 204, vehicle speed sensor 205, the exhaust gas information from the air-fuel ratio sensor 206 for detecting the air-fuel ratio gather. また、ECU11には、エンジン停止予測手段207,空燃比制御手段208,排ガスパージ手段209を備える。 Further, the ECU 11, includes an engine stop predicting means 207, air fuel ratio control unit 208, the exhaust gas purging means 209.
ここで、本発明の制御フロー例は第4図となる。 Here, the control flow of the present invention is the fourth FIG.
エンジン停止予測手段207がアイドルストップなどエンジン停止を予測すると(1001)、空燃比制御手段208は理論空燃比以下(リッチまたはストイキ)の運転が必要と判断して、エンジンの空燃比をリッチまたはストイキとする(1002)。 When the engine stop predicting means 207 predicts an engine stop such idle stop (1001), the air-fuel ratio control means 208 following the stoichiometric air-fuel ratio is judged necessary operation (rich or stoichiometric), a rich or stoichiometric air-fuel ratio of the engine to (1002). 続いて、排ガスパージ手段が未燃の燃料及びHC,CO及び水素の少なくとも一つを取り除く制御を行う(1003)。 Subsequently, the control exhaust gas purging means removes at least one of the unburned fuel and HC, CO and hydrogen (1003).
なお、エンジン停止予測手段207の制御例は第5図となる。 The control example of the engine stop predicting means 207 is the fifth FIG. 車速センサ205により車速が検出され、車速が10km/h以下であると判定され(1004)、エンジン回転数センサ204にてエンジン回転数が1000rpm以下と判定され(1005)、ブレーキセンサ202にてブレーキが踏まれていると判定され(1006)、さらにトランスミッションセンサ203にてトランスミッションがニュートラルレンジになったと判定される(1007)と、エンジンが停止されると判定される(1008)。 Vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor 205, it is determined that the vehicle speed is less than 10 km / h (1004), the engine speed is determined to 1000rpm or less by the engine speed sensor 204 (1005), a brake by the brake sensor 202 is determined is depressed (1006), further transmission by the transmission sensor 203 is to be determined as it becomes neutral range (1007), it is determined that the engine is stopped (1008).
以上のことから、上記第4図と第5図のフローによる制御の経時変化を第6図に示す。 From the above, it is shown in Figure 6 the time course of control by the Figure 4 the flow of FIG. 5. 車速が10km/h以下、エンジン回転数が1000rpm以下、トランスミッションがニュートラルの状態、ブレーキを踏み込み始めた状態の全ての条件が満たされた時点にて、エンジン停止予測手段はエンジンが停止すると予測する。 The vehicle speed is 10 km / h or less, the engine speed is 1000rpm or less, the transmission is neutral state at the time when all conditions of state began depress the brake has been satisfied, the engine stop predicting means predicts that the engine is stopped. なお、該予測時に、空燃比制御手段がリーン運転の途中であっても理論空燃比以下(例えばリッチ)の運転を実行する。 At the time of the prediction, the air-fuel ratio control means executes the operation of the stoichiometric air-fuel ratio or less even during the lean operation (e.g., rich). また、リッチ運転の時間は予め決められた所定時間でも良いし、リッチ運転に入る直前のリーン運転時間に応じて決めても良い。 Further, to the time of rich operation it may be predetermined a predetermined time period may be determined in accordance with the lean operation time immediately before the rich operation. そして、リッチ運転を実行した後は、燃料カットして吸入空気を排ガス流路に搬送する。 Then, after executing the rich operation is to fuel cut for conveying the intake air in the exhaust gas line. 排ガスパージ制御は、理論空燃比制御にて燃料カットが実行されたと判断すると、排ガスパージが始まったと判断する。 Exhaust gas purge control, determines that the fuel cut is executed at the stoichiometric air-fuel ratio control, it is determined that the exhaust gas purging began. 排ガスパージが所定時間実行されると、排ガスパージを終了させる。 When the exhaust gas purge is performed for a predetermined time, and terminates the exhaust gas purge.

第7図にプリ触媒の上流にNOxセンサ12を設けた例を示す。 In FIG. 7 shows an example in which a NOx sensor 12 upstream of the pre-catalyst. NOxセンサ12は排ガス流路のNOx濃度を検出することができる。 NOx sensor 12 can detect the NOx concentration in the exhaust gas passage.
第8図にNOxセンサを用いたときの制御フロー例を示す。 It shows a control flow example when using NOx sensor in FIG. 8.
エンジン停止予測手段207がアイドルストップなどエンジン停止を予測すると(1001)、空燃比制御手段208は理論空燃比以下(リッチまたはストイキ)の運転が必要と判断して、エンジンの空燃比をリッチまたはストイキとする(1002)。 When the engine stop predicting means 207 predicts an engine stop such idle stop (1001), the air-fuel ratio control means 208 following the stoichiometric air-fuel ratio is judged necessary operation (rich or stoichiometric), a rich or stoichiometric air-fuel ratio of the engine to (1002). 続いて、排ガスパージ手段が未燃の燃料及びHC,CO及び水素の少なくとも一つを取り除く制御を行う(1003)。 Subsequently, the control exhaust gas purging means removes at least one of the unburned fuel and HC, CO and hydrogen (1003). ここで、NOxセンサ12が排ガス流路のNOx濃度を検出し(1010)、排ガス濃度が予め決められた所定量(例えば、10ppm)以下となったと判断すると(1011)、排ガスパージ手段は排ガスパージを終了する(1012)。 Here, NOx sensor 12 detects the NOx concentration in the exhaust gas channel (1010), a predetermined amount of exhaust gas concentration predetermined (e.g., 10 ppm) determines that equal to or less than (1011), the exhaust gas purging means exhaust gas purging the ends (1012).
上記第7図と第8図に基づく制御の経時変化の一例を第9図に示す。 An example of a temporal change of control based on the Figure 7 and Figure 8 shown in FIG. 9. 本実施例では、プリ触媒の上流に備えられたNOxセンサが排ガス中のNOx濃度を計測しており、排ガス中のNOx濃度が10ppm以下になった時に排ガスパージは終了される。 In this embodiment, NOx sensor provided upstream of the pre-catalyst has measures the NOx concentration in the exhaust gas, the exhaust gas purge when the NOx concentration in the exhaust gas becomes 10ppm or less is terminated.

第10図にスタータを用いて排ガスパージを行う内燃機関の一例を示す。 It shows an example of an internal combustion engine to discharge purge using the starter in FIG. 10. エンジン99にはベルト受け15が備えられている。 The engine 99 belt receiver 15 is provided. ベルト受け15は、エンジンが燃料の燃焼により自力でシリンダーを動かすことができなくなっても、シリンダーを動かすことができるように、モータとなるスタータ17と、ベルト16で連結されている。 Belt receiver 15 also becomes impossible to engine moves the cylinder on its own by the combustion of fuel, to be able to move the cylinder, a starter 17 as a motor, are connected by a belt 16.
第10図に基づく制御の経時変化の一例を第11図に示す。 An example of a temporal change of control based on Figure 10 is shown in Figure 11. 本実施例では、燃料カットして吸入空気を排ガス流路に搬送する際に、スタータ(モータ)が起動して空気の搬入を継続する。 In this embodiment, the fuel cut intake air when conveying the exhaust gas flow path, the starter (motor) continues to carry the air up. 排ガスパージが完了したと判定されたならば、スタータは停止される。 If the exhaust gas purging is determined to be complete, the starter is stopped.

2次空気導入手段を設けた内燃機関の一例を第12図にて説明する。 An example of an internal combustion engine provided with a secondary air introduction unit is described in Figure 12. エキゾーストパイプ101には空気導入用ポンプ18が設けられ、排ガスパージ時に、空気導入用ポンプ18が作動して大気中の空気を排ガス流路に搬送するようになっている。 Air introducing pump 18 is provided in the exhaust pipe 101, at the time of discharge gas purge air introducing pump 18 is operated is adapted to convey the air in the atmosphere in the exhaust gas line.
第12図に基づく制御の経時変化の一例を第13図に示す。 An example of a temporal change of control based on FIG. 12 is shown in Figure 13. 本実施例では、燃料カットして吸入空気を排ガス流路に搬送する際に、空気導入ポンプが起動して空気を搬送する。 In this embodiment, the fuel cut intake air when conveying the exhaust gas flow path, the air introducing pump is activated to convey the air. 排ガスパージが完了したと判定されると、空気導入ポンプは停止される。 When the exhaust gas purge is judged to be complete, the air introduction pump is stopped.

実施例3において、排ガスパージ処理中に運転者がイグニッションスイッチをOFFにしたときの制御例を第14図に示す。 In Example 3, showing a control example when the driver has an ignition switch is turned OFF during the discharging gas purging process in FIG. 14.
本実施例では、排ガスパージ中に、イグニッションスイッチをOFFにしてエンジンを強制終了させた場合でも、プリ触媒上流のNOxセンサにより計測されるNOx濃度が、所定濃度(例えば、10ppm)以下にならない限り、排ガスパージが継続される。 In this embodiment, during the exhaust gas purging, even when forced to terminate the engine with the ignition switch to OFF, NOx concentration measured by the NOx sensor of the pre-catalyst upstream, a predetermined concentration (e.g., 10 ppm) unless the following , exhaust gas purge is continued.
イグニッションスイッチがOFFとなった以降も排ガスをパージさせる方法としては、実施例4に記載のスタータや実施例5に記載の空気導入用ポンプを、バッテリーを利用して作動させる方法がある。 The method also to purge the exhaust gas after the ignition switch is turned OFF, the air introducing pump according to the starter and Example 5 as described in Example 4, there is a method of operating using a battery.

実施例3において、リッチ運転中に運転者がイグニッションスイッチをOFFにした後の制御例を第15図に示す。 In Example 3, showing a control example after the driver has an ignition switch is turned OFF during rich operation in FIG. 15.
本例では、リッチ運転中に、イグニッションスイッチがOFFにされた場合でも、プリ触媒のNOxセンサによるNOx濃度計測値が所定濃度(例えば、10ppm)以下にならないかぎり排ガスパージが継続される。 In this embodiment, during the rich operation, the ignition switch even if it is in OFF, NOx concentration measurement value measured by the NOx sensor of the pre-catalyst is a predetermined concentration (e.g., 10 ppm) are discharged gas purge continued unless the following.

アイドルストップにて排ガスパージに外気を利用する場合、外気温度と排ガスパージ時の搬出空気量に応じてリーンNOx触媒温度が低下する。 When utilizing ambient air to exhaust gas purging at idle stop, the lean NOx catalyst temperature is lowered in accordance with the discharge air amount at the time of the outside air temperature and the exhaust gas purge. ここで、排ガスパージ時のリーンNOx触媒の温度低下は以下のように見積もることができる。 Here, a temperature drop of the lean NOx catalyst at the time of discharge gas purging can be estimated as follows.
排ガスパージ時に搬送する総空気量が有する総熱量(Qg)は搬送総空気量(F)と外気温度と空気の比熱から得られる。 The total amount of heat total amount of air conveyed during discharge gas purging has (Qg) is obtained from the specific heat of the outside air temperature and the air and the conveying total air amount (F). この搬送空気量の総熱量(Qg)が排ガスパージ前にリーンNOx触媒が有している熱量(Qc)に対して小さい場合(Qc>Qg)、搬送空気が触媒と接すると触媒の有する熱量は搬送空気に徐々に奪われ、リーンNOx触媒温度は排ガスパージ処理によって低下する。 When the total amount of heat of the conveying air quantity (Qg) is smaller than the amount of heat (Qc) of the lean NOx catalyst has a front exhaust purge (Qc> Qg), the amount of heat possessed by the catalyst when the carrier air is in contact with the catalyst gradually lost to the carrier air, the lean NOx catalyst temperature is lowered by discharge gas purge process.
従って、外気温度が低くなる、または搬送空気量が多くなるとリーンNOx触媒の温度低下が進む。 Therefore, the outside air temperature is low or when the amount of the transport air increases the temperature drop of the lean NOx catalyst proceeds.
外気温度を一定としたときの搬送空気量に対する触媒温度の低下はおおよそ第16図のようになる。 Lowering of the catalyst temperature for conveying air amount when the outside air temperature is constant is as approximately Figure 16. 例えば、搬送空気総量がF1とF2(>F1)の場合、F2では各外気温度での触媒温度の低下はF1の場合よりも大きくなる。 For example, the transport air amount is the case of F1 and F2 (> F1), lowering of the catalyst temperature at each in F2 outside air temperature is greater than that of F1. 従って、排ガスパージを実行した場合、搬送空気総量に応じて、リーンNOx触媒の温度はエンジン再始動時に触媒活性が発現する温度(例えば、100℃)よりも低くなる可能性もある。 Therefore, if you run the exhaust gas purging, in accordance with the conveying air amount, the temperature of the lean NOx catalyst temperature that express catalytic activity during engine restart (e.g., 100 ° C.) it is also likely to be lower than.
以上のことから、排ガスパージ終了時の触媒温度が触媒活性を発現する所定温度より低くなることを防止することが好適である。 From the above, it is preferable to prevent the catalyst temperature at the exhaust gas purging ends is lower than a predetermined temperature which express catalytic activity. 具体例として以下がある。 It has the following specific examples.
第17図に排ガス浄化装置例を示す。 Showing the exhaust gas purifying apparatus embodiment in FIG. 17. リーンNOx触媒のところ又はその上流に排ガス温度センサ21,空気導入用ポンプ18の上流に外気温度センサ22、及びリーンNOx触媒10の上流に酸素濃度センサ23を備える。 The exhaust gas temperature sensor 21 at or upstream thereof in the lean NOx catalyst comprises an oxygen concentration sensor 23 upstream of the outdoor air temperature sensor 22 and the lean NOx catalyst 10, upstream of the air inlet pump 18. また、空気導入用ポンプは外気加熱装置24つきである。 The air introduction pump is outdoor air heating device 24 with. 外気加熱装置つき空気導入用ポンプ24はECUからの情報に基づき、外気を所定の温度まで加熱することができる。 Outdoor air heating device with an air introduction pump 24 based on the information from the ECU, it is possible to heat the outside air to a predetermined temperature.
制御フローを第18図に示す。 The control flow shown in FIG. 18.
ECUがエンジン停止を予測すると(2001)、排ガスパージ制御を実行する直前の排ガス温度(Tc)が排ガス温度センサ21にて計測され、排ガスパージに用いる空気の温度(To)が外気温度センサ22にて計測され、さらに排ガス流路に残留している酸素濃度(MO2)が酸素濃度センサ23にて計測され、それぞれの情報がECUに伝達される(2002)。 When ECU predicts a stop engine (2001), the exhaust gas temperature right before the exhaust gas purge control (Tc) is measured at an exhaust gas temperature sensor 21, the temperature of the air used in the exhaust gas purge (To) is the outside air temperature sensor 22 measured Te, oxygen concentration, further remaining in the exhaust gas line (MO2) is measured by the oxygen concentration sensor 23, the respective information is transmitted to the ECU (2002). 次に、ECUにて排ガス流路に残留する酸素濃度を所定濃度以上(例えば20%)にするのに必要な空気総量(F)が推算される(2003)。 Next, the air amount required for the above predetermined concentration of oxygen concentration remaining in the exhaust gas line (e.g. 20%) (F) is estimated at ECU (2003). 推算方法として、ECUに排ガス流路の内容積と残留酸素濃度から酸素濃度を所定濃度(例えば20%)にするのに必要な空気総量を求める理論式を備えても良いし、第19図のようなマップを予め備えておいても良い。 As estimation method, may be provided with a theoretical expression for calculating the air amount required for the oxygen concentration from the residual oxygen concentration internal volume of the exhaust gas flow path to the ECU in a predetermined concentration (e.g., 20%), of Figure 19 map may be previously provided in advance like. 第19図のマップでは、排ガス流路に残留している酸素濃度がMO2の場合、酸素濃度を所定濃度(20%)とするのに必要な空気総量はFaと判断される。 In the map of Fig. 19, when the oxygen concentration remaining in the exhaust gas passage is MO2, air amount required for the oxygen concentration to a predetermined concentration (20%) it is determined to Fa.
続いて、ECUは空気総量(Fa)をリーンNOx触媒に流通させた後の該触媒の温度(Td)を推算する(2004)。 Subsequently, ECU is to estimate the temperature (Td) of the catalyst after being circulated air total amount (Fa) to the lean NOx catalyst (2004). 推算のためにECUは、第16図に示した空気量と外気温度に応じたリーンNOx触媒温度のマップを備えても良いし、または空気量と外気温度に応じてリーンNOx触媒温度を推算する推算式を備えても良い。 ECU for estimating may be an air quantity and a map of the lean NOx catalyst temperature according to the outside air temperature shown in FIG. 16, or to estimate the lean NOx catalyst temperature in accordance with the amount of air and the outside air temperature it may be provided with the estimating equation.
そして、ECUが該推算値(Td)が予め決められた所定の温度(例えば100℃)より高いと判断すると、リッチ運転制御を実行し(2006)、外気をそのまま用いて排ガスパージ制御を実行する(2007)。 When the ECU 該推 calculated value (Td) is determined to be higher than a predetermined prescribed temperature (e.g., 100 ° C.), perform the rich operation control (2006), executes directly exhaust purge control using the outside air (2007). 一方、Tdが所定温度以下となる場合には、リッチ運転制御の実行(2008)、外気加熱制御の実行(2009)、最後に加熱された外気を用いて排ガスパージ制御を実行する(2010)。 On the other hand, if Td is equal to or less than a predetermined temperature, the execution of the rich operation control (2008), the execution of the outdoor air heating control (2009), executes the discharge purge control using the last heated ambient air (2010).
外部加熱装置の制御フロー例を第20図に示す。 It shows a control flow example of an external heating device in FIG. 20.
ECUは排ガスパージ完了時のリーンNOx触媒温度の推算値(Td)と排ガスパージに必要な総空気量の推算値(Fa)から、外気加熱装置のヒータ温度(HT),外気搬送速度(FT),排ガスパージ時間(t)を推算し(200101)、それぞれの最適値(HTm,FTm,tm)となるように制御を実行する(200102)。 The ECU estimated value of the lean NOx catalyst temperature during discharge gas purge completion (Td) and the estimated value of the total amount of air required to discharge gas purge from (Fa), the heater temperature of the outside air heating device (HT), the outside air conveying speed (FT) to estimate the exhaust gas purge time (t) (200101), each optimum value (HTm, FTm, tm) executes control so as to (200102). 制御開始時間(ts)を0とし、制御開始後の時間(ts)をECU内に備えられたタイマーにてカウントし、tsがtmを超えたとき(200104)、ECUは排ガスパージ制御を終了したと判断する(200105)。 Control start time (ts) is set to 0, the control after the start time (ts) is counted in a provided timer in ECU, when the ts exceeds tm (200104), ECU has completed the exhaust gas purge control it is determined that the (200,105).
なお、ECUによる最適値(HTm,FTm,tm)の推算方法の例を以下に示す。 Incidentally, showing the optimum value by ECU (HTm, FTm, tm) is an example of estimation methods below.
第21図に外気搬送速度(FT)と外気を所定温度(例えば100℃)にするのに必要な外気加熱装置のヒータ温度(HT)のマップ例を示す。 It shows a map example of the heater temperature (HT) of the outside air heating apparatus required for outside air conveying speed and (FT) outside air at a predetermined temperature (e.g. 100 ° C.) in FIG. 21. 排ガスパージ完了時のリーンNOx触媒温度(Td1及びTd2;Td1<Td2<100℃)に応じてグラフは異なる。 Lean NOx catalyst temperature during discharge gas purge completion (Td1 and Td2; Td1 <Td2 <100 ℃) graph according to the different. 排ガスパージ完了時のリーンNOx触媒温度がTd1になると推定された場合の制御方法について以下に記載する。 Lean NOx catalyst temperature during discharge purge completion are described below control method when it is estimated to be Td1.
外気搬送速度が速くなると単位時間当たりの搬送空気量が増加するため、外気を暖めるために必要な単位時間当たりのエネルギーも多くなり、外部加熱装置のヒータ温度は高くなる。 Since the outside air conveying speed is the transport air amount per unit time increases faster, energy per unit time required to warm the fresh air also increases, the heater temperature of the external heating device is increased. 従って、外気搬送速度が速いFT1の場合はHT1のヒータ温度が必要となるが、FT1より遅いFTmの場合はHT1より低いヒータ温度HTmとなる。 Therefore, in the case of the outside air conveyance speed is fast FT1 becomes necessary heater temperature of HT1, in the case of slower than FT1 FTm the lower heater temperature HTm than HT1. また、単位時間当たりの外気搬送量(外気搬送速度)が多いと、所定の総空気量を搬送する時間は短くて済むため、排ガスパージ時間(t)は短縮される。 Further, when the outside air conveyance amount per unit time (the outside air conveying speed) is large, because it requires a short time for conveying the predetermined total air amount, exhaust gas purge time (t) is reduced.
しかしながら、外気搬送速度が速くなり、外部加熱装置のヒータ温度を高くする必要が生じると、ヒータの放熱による熱ロスも大きくなる可能性がある。 However, the outside air transportation speed becomes faster, the need to raise the heater temperature of the external heating device occurs, it is possible that larger heat loss due to heat radiation of the heater. また、外部加熱ヒータと空気導入用ポンプ制御に投入される排ガスパージ制御に必要な総エネルギー(E)が高くなる。 The total energy required to exhaust the purge control to be inputted to an external heater and an air introducing pump control (E) is high.
一方で、外気搬送速度を遅くしすぎると、外部加熱装置のヒータ温度は下がるが、排ガスパージ時間が長くなる。 On the other hand, too slow outside air conveying speed, the heater temperature of the external heating device is lowered, but the exhaust gas purge time increases. 結果、外部加熱ヒータで消費される短時間当たりのエネルギーは減少するが、空気導入用ポンプの作動時間が長くなるなどの原因から、排ガスパージ制御に必要な総エネルギー(E)は極小値より高くなる可能性がある。 Result, reduced energy per short consumed by an external heater, from causes such as operation time of the air introduction pump becomes longer, the total energy (E) required to discharge purge control is higher than the minimum value there is likely to be.
従って、排ガスパージ時間(t)に対する排ガスパージ制御に必要な総エネルギー(E)は極小値を持つ関数になると考えられる(第22図)。 Therefore, the total energy required to discharge purge control for exhaust gas purge time (t) (E) is thought to be a function having a minimum value (Figure 22). この極小値(Em)となるときの排ガスパージ時間(tm)、及びtmとなる外気搬送速度(FTm)と外気加熱装置のヒータ温度(HTm)が制御値となる。 The minimum value (Em) and exhaust gas purge time when made (tm), and tm become outside air conveying speed (FTm) and heater temperature of the outside air heating device (HTm) is the control value.
上記制御装置により、排ガスパージ時の触媒温度の大きな低下を防止し、エンジン再始動時にも高い触媒活性を維持することができる。 By the control device, to prevent large decrease in the catalyst temperature at the time of discharge gas purging, it is possible to maintain high catalytic activity even when the engine is restarted.

アイドルストップ後にエンジンが再始動するまでの時間を予測する装置を備えた実施例を示す。 After idle stop showing an embodiment with a device for predicting the time until the engine is restarted.
第23図に制御装置を示す。 It shows a control device in FIG. 23. 排ガス流路に残留しているNOx濃度,リーンNOx触媒温度及び外気温度から排ガスパージに必要な最適時間を排ガスパージ時間制御手段にて推算する。 NOx concentration remaining in the exhaust gas line, to estimate the optimum time required for exhaust gas purge at discharge purge time control means from the lean NOx catalyst temperature and ambient temperature.
この最適時間がエンジンを再始動するまでの予測時間より短い場合は、該最適時間を排ガスパージ時間とする。 If this optimum time is shorter than the estimated time to restart the engine, the exhaust gas purge time the optimal time. また、該最適時間がエンジンを再始動するまでの予測時間より長い場合は、該エンジンを再始動するまでの予測時間を排ガスパージ時間とする。 Also, the optimum time is when longer than the estimated time to restart the engine, the exhaust gas purge time predicted time until restarting the engine.
リーンNOx触媒の後流にNOx,HC,COおよびO の少なくとも一種の濃度を計測する排ガスセンサを設けておき、排ガスパージ処理中の排ガス濃度を計測する。 NOx on the downstream of the lean NOx catalyst, HC, may be provided the exhaust gas sensor for measuring at least one of the concentration of CO and O 2, to measure the exhaust gas concentration in the exhaust gas purging process. 例えば、排ガスセンサにてNOx濃度を計測する場合、リーンNOx触媒の後流のNOx濃度が10ppmとなった時点で排ガスパージは完了したとECUは判断する。 For example, when measuring the NOx concentration in the exhaust gas sensor, and the NOx concentration in the wake of the lean NOx catalyst exhaust gas purge at the time point when 10ppm complete ECU determines. なお、所定の排ガスパージ時間に満たなくとも、リーンNOx触媒の後流の排ガスセンサにて所定の濃度に達したとECUが判断した場合には排ガス処理を終了する。 Incidentally, even be less than a predetermined exhaust gas purging time, when the ECU has reached the predetermined concentration in the exhaust gas sensor of the flow after the lean NOx catalyst is determined ends the exhaust gas treatment. また、所定の排ガスパージ時間となっても、リーンNOx触媒の後流の排ガスセンサにて所定の濃度に達していないとECUが判断した場合には排ガス処理を継続する。 Further, even when a predetermined discharge gas purge time, to continue the exhaust gas treatment in the case of the not reached the predetermined concentration in the exhaust gas sensor of the flow after the lean NOx catalyst ECU determines.
アイドルストップしてからエンジンが再始動するまでの時間(以下、予測時間)を予測する方法としては、例えば以下の方法がある。 Time from idle stop until the engine is restarted (hereinafter, the estimated time) as a method of predicting, for example the following methods.
▲1▼アイドルストップとエンジン再始動が所定回続いた場合(例えば3回)、過去所定回の平均値を該予測時間とする。 ▲ 1 ▼ If the idle stop and the engine restart is continued for a predetermined times (e.g. three times), the average value of the past predetermined times and the predicted time.
▲2▼または、過去の全ての回数を統計処理して該予測時間とする。 ▲ 2 ▼ or by statistical processing of all the number of the past and the predicted time.
▲3▼カーナビゲーションなど走行している場所の地図情報が判断できる装置を搭載している場合、地図情報から信号のある場所をECUが認識し、信号待ち時間を該予測時間とする。 ▲ 3 ▼ when the map information of the location where the traveling car navigation is equipped with a device capable of determining a location of the signal from the map information recognized by ECU, a signal waiting time and the predicted time.
▲4▼道路交通情報通信システムなど高度情報通信端末を通じて、走行地点での渋滞時の停止時間や信号機の停止信号時間など該予測時間に関する情報または該予測時間をECUが受け取る。 ▲ 4 ▼ through road traffic information and communication system advanced information communication terminal, ECU receives information or the predicted time for the predicted time such as traffic jam downtime and traffic stop signal time at the running point. 該高度情報通信端末からのデータを基に該予測時間をECUにて予測する。 The prediction time based on data from the high degree information communication terminal to predict in ECU.

本発明により、リーンバーン車において、アイドルストップ時の排気エミッション低減から、エンジン停止前に一時的にストイキ又はリッチ運転に切り替えた場合に、再起動時の排ガス浄化性能が低下するという問題が解決された。 The present invention, in a lean-burn vehicle, the exhaust emission reduction during idle stop, when switching to temporarily stoichiometric or rich operation before the engine stops, exhaust gas purification performance at the time of restart solve the problem of a decrease It was.

Claims (22)

  1. リーン空燃比での運転が行われる内燃機関の排ガス流路にリーン運転中の排出NOxを捕捉するリーンNOx触媒を備えた排ガス浄化装置において、 所定の車速以下で走行中にブレーキペダルを踏んだ場合にリッチまたはストイキ運転に切り替えて前記触媒に捕捉されたNOxを浄化し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排気流路に残存している燃料及びガスの濃度を低下させる排ガスパージを行う排気浄化制御装置を備えたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 In the exhaust gas purifying apparatus having a lean NOx catalyst for trapping NOx emission during lean operation in the exhaust gas line of an internal combustion engine operated at lean air-fuel ratio is performed, when stepping on the brake pedal while traveling at less than a predetermined vehicle speed to switch to rich or stoichiometric operation to purify the trapped NOx in the catalyst, thereby subsequently reduce the concentration of fuel and gas by cutting the fuel supply to the internal combustion engine remains in the engine cylinder and the exhaust passage exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine characterized by comprising an exhaust gas purification control unit for the exhaust gas purge.
  2. リーン空燃比での運転が行われる内燃機関の排ガス流路にリーン運転中の排出NOxを捕捉するリーンNOx触媒を備えた排ガス浄化装置において、 ドライブポジションにして所定の車速以上で走行した後に、ブレーキペダルを踏んで、車速が所定の車速よりも遅くなった場合にリッチまたはストイキ運転に切り替えて前記触媒に捕捉されたNOxを浄化し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排気流路に残存している燃料及びガスの濃度を低下させる排ガスパージを行う排気浄化制御装置を備えたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 In the exhaust gas purifying apparatus having a lean NOx catalyst for trapping NOx emission during lean operation in the exhaust gas line of an internal combustion engine operated at lean air-fuel ratio is performed, after traveling above a predetermined vehicle speed in the drive position, the brake pedaling the vehicle speed is to purify the NOx trapped in the catalyst is switched to a rich or stoichiometric operation if it becomes slower than a predetermined vehicle speed, followed and the engine cylinders by cutting the fuel supply to the internal combustion engine exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine characterized by comprising an exhaust gas purification control unit for the exhaust gas purge to reduce the concentration of the fuel remaining in the exhaust passage and the gas.
  3. リーン空燃比での運転が行われる内燃機関の排ガス流路にリーン運転中の排出NOxを捕捉するリーンNOx触媒を備えた排ガス浄化装置において、 ニュートラルポジションにして所定の車速よりも遅くなり、ブレーキペダルを踏んだ場合にリッチまたはストイキ運転に切り替えて前記触媒に捕捉されたNOxを浄化し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排気流路に残存している燃料及びガスの濃度を低下させる排ガスパージを行う排気浄化制御装置を備えたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 In the exhaust gas purifying apparatus having a lean NOx catalyst for trapping NOx emission during lean operation in the exhaust gas line of an internal combustion engine operated at lean air-fuel ratio is performed, slower than a predetermined vehicle speed in the neutral position, the brake pedal switch to rich or stoichiometric operation when stepped on to purify the trapped NOx in the catalyst, followed by the fuel and gas by cutting the fuel supply to the internal combustion engine remains in the engine cylinder and the exhaust passage exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine characterized by comprising an exhaust gas purification control unit for the exhaust gas purge to reduce the concentration.
  4. リーン空燃比での運転が行われる内燃機関の排ガス流路にリーン運転中の排出NOxを捕捉するリーンNOx触媒を備えた排ガス浄化装置において、 所定の車速未満及びエンジン回転数が所定値未満であり、ブレーキペダルを踏んでいる時にクラッチペダルを踏んだ場合、または変速機をニュートラルポジションにした場合にリッチまたはストイキ運転に切り替えて前記触媒に捕捉されたNOxを浄化し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排気流路に残存している燃料及びガスの濃度を低下させる排ガスパージを行う排気浄化制御装置を備えたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 In the exhaust gas purifying apparatus having a lean NOx catalyst for trapping NOx emission during lean operation in the exhaust gas line of an internal combustion engine operated at lean air-fuel ratio is made less than a predetermined vehicle speed and engine speed be less than a predetermined value the fuel to the clutch when the pedal is pressed, or to switch the rich or stoichiometric operation when the transmission was in neutral position purify the trapped NOx in the catalyst, followed by an internal combustion engine when stepping on the brake pedal exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine characterized by comprising an exhaust gas purification control unit for the exhaust gas purge to reduce the concentration of fuel and gas to cut the supply remaining in the engine cylinder and the exhaust passage.
  5. リーン空燃比での運転が行われる内燃機関の排ガス流路にリーン運転中の排出NOxを捕捉するリーンNOx触媒を備えた排ガス浄化装置において、 所定の車速未満及びエンジン回転数が所定値未満であり、クラッチペダルを踏んでいる時にブレーキペダルを踏んだ場合、または変速機をニュートラルポジションにした場合にリッチまたはストイキ運転に切り替えて前記触媒に捕捉されたNOxを浄化し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排気流路に残存している燃料及びガスの濃度を低下させる排ガスパージを行う排気浄化制御装置を備えたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 In the exhaust gas purifying apparatus having a lean NOx catalyst for trapping NOx emission during lean operation in the exhaust gas line of an internal combustion engine operated at lean air-fuel ratio is made less than a predetermined vehicle speed and engine speed be less than a predetermined value when stepping on the brake pedal when you are stepping on the clutch pedal, or the transmission is switched rich or stoichiometric operation when the neutral position purify trapped NOx in the catalyst, followed by the fuel to the internal combustion engine exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine characterized by comprising an exhaust gas purification control unit for the exhaust gas purge to reduce the concentration of fuel and gas to cut the supply remaining in the engine cylinder and the exhaust passage.
  6. リーン空燃比での運転が行われる内燃機関の排ガス流路にリーン運転中の排出NOxを捕捉するリーンNOx触媒を備えた排ガス浄化装置において、 ニュートラルポジションにて所定の車速未満及びエンジン回転数が所定値未満であり、ブレーキペダルを踏んだ場合にリッチまたはストイキ運転に切り替えて前記触媒に捕捉されたNOxを浄化し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排気流路に残存している燃料及びガスの濃度を低下させる排ガスパージを行う排気浄化制御装置を備えたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 In the exhaust gas purifying apparatus having a lean NOx catalyst at a neutral position lower than the predetermined vehicle speed and engine speed predetermined to capture emissions NOx in lean operation in the exhaust gas line of an internal combustion engine operated at lean air-fuel ratio is performed is less than the value, switch to rich or stoichiometric operation to purify the trapped NOx in the catalyst when stepping on the brake pedal, followed cut the fuel supply to the internal combustion engine to remain in the engine cylinder and the exhaust passage to which fuel and exhaust gas purification system for an internal combustion engine characterized by comprising an exhaust gas purification control unit for the exhaust gas purge to reduce the concentration of the gas.
  7. 請求項1ないし6のいずれかにおいて、前記排気浄化制御装置は、トランスミッション,車速,エンジン回転数及びブレーキペダルからの信号に基づいてアイドルストップを予測すると、リッチまたはストイキ運転に切り替えることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 In any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust gas purification control unit, transmission, vehicle speed, when predicting the idle stop based on a signal from the engine speed and the brake pedal, and switches to rich or stoichiometric operation exhaust gas purification system of an internal combustion engine.
  8. 請求項1ないし6のいずれかにおいて、前記排気浄化制御装置は、エンジンへの燃料供給を停止後、吸入空気を排ガス流路へ搬送して排ガスパージを行うことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 In any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust gas purification control apparatus, after stopping the fuel supply to the engine, the exhaust gas purification of an internal combustion engine, characterized in that to discharge purge conveys the intake air into the exhaust gas passage apparatus.
  9. 請求項1ないし6のいずれかにおいて、前記排気浄化制御装置は、エンジンへの燃料の供給を停止後、2次空気を排ガス流路に搬送して排ガスパージを行うことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 In any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust gas purification control apparatus, after stopping the supply of fuel to the engine, the secondary air of an internal combustion engine, characterized in that to discharge purge is transported in the exhaust gas line exhaust gas purifying apparatus.
  10. 請求項1ないし6のいずれかにおいて、前記排気浄化制御装置は、排ガス流路に残存している燃料,HC,CO,水素及びNOx濃度から選ばれる少なくとも一つの濃度が予め設定された基準値よりも低くなったときに排ガスパージが終了したと判断することを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 In any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust gas purification control apparatus, the fuel remaining in the exhaust gas line, HC, CO, from hydrogen and the reference value at least one of the concentration has been set in advance is selected from the NOx concentration exhaust gas purification system for an internal combustion engine exhaust gas purge is characterized in that it is determined that ended when also becomes lower.
  11. 請求項1ないし6のいずれかにおいて、前記排気浄化制御装置は、リッチまたはストイキ運転を実行中または実行後に強制的に内燃機関が停止された場合でも、引き続き排ガスパージを行うことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 In any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust gas purification control apparatus, and performs even when forced internal combustion engine is stopped during or after the rich or stoichiometric operation, subsequently the exhaust gas purging internal combustion institutions of the exhaust gas purifying apparatus.
  12. リーン空燃比で運転される内燃機関から排出されるNOxを、排ガス流路にリーンNOx触媒を設けて捕捉し、リーン運転中に一時的にストイキ又はリッチ空燃比の運転に切り替えて前記触媒に捕捉したNOxを排ガス中に含まれる還元物質により還元して浄化するようにした排ガス浄化方法において、 所定の車速以下で走行中にブレーキペダルを踏んだ場合にリッチまたはストイキ運転に切り替えて前記触媒に捕捉したNOxを還元し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排ガス流路に残存している燃料及びガスをパージすることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化方法。 Trapping NOx emissions from an internal combustion engine which is operated at a lean air-fuel ratio, a lean NOx catalyst were captured provided in the exhaust gas line, the catalyst is switched temporarily to the operation of the stoichiometric or rich air-fuel ratio during lean operation capturing the NOx in the exhaust gas purifying method so as to purify and reduced by a reducing agent contained in the exhaust gas is switched to rich or stoichiometric operation to the catalyst when stepping on the brake pedal while traveling at less than a predetermined vehicle speed the NOx reduction, followed by fuel supply cut the exhaust gas purifying method for an internal combustion engine, which comprises purging the fuel and gas remaining in the engine cylinder and the exhaust gas flow path to the engine.
  13. リーン空燃比で運転される内燃機関から排出されるNOxを、排ガス流路にリーンNOx触媒を設けて捕捉し、リーン運転中に一時的にストイキ又はリッチ空燃比の運転に切り替えて前記触媒に捕捉したNOxを排ガス中に含まれる還元物質により還元して浄化するようにした排ガス浄化方法において、 ドライブポジションにして所定の車速以上で走行した後に、ブレーキペダルを踏んで、車速が所定の車速よりも遅くなった場合に、リッチまたはストイキ運転に切り替えて前記触媒に捕捉したNOxを還元し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排ガス流路に残存している燃料及びガスをパージすることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化方法。 Trapping NOx emissions from an internal combustion engine which is operated at a lean air-fuel ratio, a lean NOx catalyst were captured provided in the exhaust gas line, the catalyst is switched temporarily to the operation of the stoichiometric or rich air-fuel ratio during lean operation in the exhaust gas purifying method as was the NOx purifying by reduction by the reducing substances contained in the exhaust gas, after traveling above a predetermined vehicle speed in the drive position, stepping on the brake pedal, even the vehicle speed is below a predetermined vehicle speed If the slowed by switching to rich or stoichiometric operation to reduce the NOx that has been trapped in the catalyst, followed by fuel and gas by cutting the fuel supply to the internal combustion engine remains in the engine cylinder and the exhaust gas flow path exhaust gas purification method for an internal combustion engine, characterized by purging.
  14. リーン空燃比で運転される内燃機関から排出されるNOxを、排ガス流路にリーンNOx触媒を設けて捕捉し、リーン運転中に一時的にストイキ又はリッチ空燃比の運転に切り替えて前記触媒に捕捉したNOxを排ガス中に含まれる還元物質により還元して浄化するようにした排ガス浄化方法において、 ニュートラルポジションにして所定の車速よりも遅くなり、ブレーキペダルを踏んだ場合に、リッチまたはストイキ運転に切り替えて前記触媒に捕捉したNOxを還元し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排ガス流路に残存している燃料及びガスをパージすることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化方法。 Trapping NOx emissions from an internal combustion engine which is operated at a lean air-fuel ratio, a lean NOx catalyst were captured provided in the exhaust gas line, the catalyst is switched temporarily to the operation of the stoichiometric or rich air-fuel ratio during lean operation switch the the NOx in the exhaust gas purifying method so as to purify and reduced by a reducing agent contained in the exhaust gas, is slower than a predetermined vehicle speed in the neutral position, when stepping on the brake pedal, the rich or stoichiometric operation the catalyst was reduced the trapped NOx, followed by purification of exhaust gas of an internal combustion engine, which comprises purging the fuel and gas by cutting the fuel supply to the internal combustion engine remains in the engine cylinder and the exhaust gas flow path Te Method.
  15. リーン空燃比で運転される内燃機関から排出されるNOxを、排ガス流路にリーンNOx触媒を設けて捕捉し、リーン運転中に一時的にストイキ又はリッチ空燃比の運転に切り替えて前記触媒に捕捉したNOxを排ガス中に含まれる還元物質により還元して浄化するようにした排ガス浄化方法において、 所定の車速未満及びエンジン回転数が所定値未満であり、ブレーキペダルを踏んでいる時にクラッチペダルを踏んだ場合、または変速機をニュートラルポジションにした場合に、リッチまたはストイキ運転に切り替えて前記触媒に捕捉したNOxを還元し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排ガス流路に残存している燃料及びガスをパージすることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化方法。 Trapping NOx emissions from an internal combustion engine which is operated at a lean air-fuel ratio, a lean NOx catalyst were captured provided in the exhaust gas line, the catalyst is switched temporarily to the operation of the stoichiometric or rich air-fuel ratio during lean operation stepping in the exhaust gas purifying method as was the NOx purifying and reduced by a reducing agent contained in exhaust gas, less than the predetermined vehicle speed and the engine speed is less than the predetermined value, the clutch pedal when stepping on the brake pedal If it, or when the transmission was in neutral position, switch to rich or stoichiometric operation to reduce the NOx that has been trapped in the catalyst, then the fuel supply cut engine cylinders and the exhaust gas flow path to the engine exhaust gas purification method for an internal combustion engine, characterized in that to purge the remaining to have the fuel and gas.
  16. リーン空燃比で運転される内燃機関から排出されるNOxを、排ガス流路にリーンNOx触媒を設けて捕捉し、リーン運転中に一時的にストイキ又はリッチ空燃比の運転に切り替えて前記触媒に捕捉したNOxを排ガス中に含まれる還元物質により還元して浄化するようにした排ガス浄化方法において、 所定の車速未満及びエンジン回転数が所定値未満であり、クラッチペダルを踏んでいる時にブレーキペダルを踏んだ場合、または変速機をニュートラルポジションにした場合に、リッチまたはストイキ運転に切り替えて前記触媒に捕捉したNOxを還元し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排ガス流路に残存している燃料及びガスをパージすることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化方法。 Trapping NOx emissions from an internal combustion engine which is operated at a lean air-fuel ratio, a lean NOx catalyst were captured provided in the exhaust gas line, the catalyst is switched temporarily to the operation of the stoichiometric or rich air-fuel ratio during lean operation in the exhaust gas purifying method as was the NOx purifying and reduced by a reducing agent contained in exhaust gas, less than the predetermined vehicle speed and the engine speed is less than the predetermined value, the brake pedal when you are stepping on the clutch pedal If it, or when the transmission was in neutral position, switch to rich or stoichiometric operation to reduce the NOx that has been trapped in the catalyst, then the fuel supply cut engine cylinders and the exhaust gas flow path to the engine exhaust gas purification method for an internal combustion engine, characterized in that to purge the remaining to have the fuel and gas.
  17. リーン空燃比で運転される内燃機関から排出されるNOxを、排ガス流路にリーンNOx触媒を設けて捕捉し、リーン運転中に一時的にストイキ又はリッチ空燃比の運転に切り替えて前記触媒に捕捉したNOxを排ガス中に含まれる還元物質により還元して浄化するようにした排ガス浄化方法において、 ニュートラルポジションにて所定の車速未満及びエンジン回転数が所定値未満であり、ブレーキペダルを踏んだ場合に、リッチまたはストイキ運転に切り替えて前記触媒に捕捉したNOxを還元し、続いて内燃機関への燃料供給をカットしてエンジンシリンダー及び排ガス流路に残存している燃料及びガスをパージすることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化方法。 Trapping NOx emissions from an internal combustion engine which is operated at a lean air-fuel ratio, a lean NOx catalyst were captured provided in the exhaust gas line, the catalyst is switched temporarily to the operation of the stoichiometric or rich air-fuel ratio during lean operation in the exhaust gas purifying method in which the the NOx to purify and reduced by a reducing agent contained in exhaust gas, less than the predetermined speed in a neutral position and the engine speed is less than a predetermined value, when stepping on the brake pedal , characterized in that to purge the rich or switch to stoichiometric operation to reduce the NOx that has been trapped in the catalyst, followed by fuel and gas remaining in the fuel supply cut engine cylinders and the exhaust gas flow path to the engine exhaust gas purification method for an internal combustion engine according to.
  18. 請求項12ないし17のいずれかにおいて、トランスミッション,車速,エンジン回転数及びブレーキペダルからの信号に基づいてアイドルストップを予測したときに、内燃機関を運転停止されると判断し、リッチまたはストイキ運転への切り替え及び排ガスパージを行うことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化方法。 In any one of claims 12 to 17, transmission, vehicle speed, when the predicted idle stop based on a signal from the engine speed and the brake pedal, it is determined that the operation is stopped internal combustion engine, the rich or the stoichiometric operation switching and exhaust gas purification method for an internal combustion engine, characterized in that to discharge gas purge.
  19. 請求項12ないし17のいずれかにおいて、エンジンシリンダー及び排ガス流路に残存している燃料及びガスのパージは、エンジンへの燃料の供給停止後、吸入空気を排ガス流路へ搬送することによって行うことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化方法。 In any one of claims 12 to 17, purging of fuel and gases remaining in the engine cylinder and the exhaust gas passage, be carried out by after stop of the supply of fuel to the engine, the intake air is conveyed to the exhaust gas passage exhaust gas purification method for an internal combustion engine characterized by.
  20. 請求項12ないし17のいずれかにおいて、エンジンシリンダー及び排ガス流路に残存している燃料及びガスのパージは、2次空気を排ガス流路に搬送することにより行うことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化方法。 In any one of claims 12 to 17, purging of fuel and gases remaining in the engine cylinder and the exhaust gas flow path of an internal combustion engine to the secondary air and performing by conveying the exhaust gas passage gas purification method.
  21. 請求項12ないし17のいずれかにおいて、排ガス流路に残存している燃料,HC,CO,水素及びNOxから選ばれる少なくとも一つの濃度予め決められた基準値よりも低くなったときに排ガスパージが終了したと判断することを特徴とする内燃機関の排ガス浄化方法。 In any one of claims 12 to 17, the fuel remaining in the exhaust gas line, HC, CO, is discharged purge when it becomes lower than at least one of the concentration predetermined reference value selected from hydrogen and NOx exhaust gas purification method for an internal combustion engine, characterized in that it is determined that ended.
  22. 請求項12ないし17のいずれかにおいて、リッチまたはストイキ運転を実行中または実行後に強制的に内燃機関が停止された場合でも、引き続きエンジンシリンダー及び排ガス流路に残存している燃料及びガスのパージを継続することを特徴とする内燃機関の排ガス浄化方法。 In any one of claims 12 to 17, forcibly even when the internal combustion engine is stopped, subsequently purging of fuel and gases remaining in the engine cylinder and the exhaust gas passage during or after the rich or stoichiometric operation exhaust gas purification method for an internal combustion engine, characterized in that to continue.
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