JP4435028B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust gas purification device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP4435028B2 JP4435028B2 JP2005165536A JP2005165536A JP4435028B2 JP 4435028 B2 JP4435028 B2 JP 4435028B2 JP 2005165536 A JP2005165536 A JP 2005165536A JP 2005165536 A JP2005165536 A JP 2005165536A JP 4435028 B2 JP4435028 B2 JP 4435028B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- injection
- nox
- combustion engine
- internal combustion
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
本発明は内燃機関の排気浄化装置に係り、詳しくは触媒の貴金属に吸着した酸素を離脱させる所謂酸素被毒パージの技術に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to a so-called oxygen poisoning purge technique for releasing oxygen adsorbed on a noble metal of a catalyst.
筒内噴射式エンジンなどの希薄燃焼式エンジンでは、燃費特性や排気特性の向上のため、所定運転域では理論空燃比(ストイキ)よりも燃料希薄側のリーン空燃比で運転される。
このような希薄燃焼式のエンジンによるリーン空燃比での運転では、排気中に酸素が多く含まれている。当該酸素は触媒の貴金属に吸着するものであり、触媒の貴金属に酸素が過剰に吸着されていくと、当該触媒は所謂酸素被毒状態となり排気浄化機能は悪化してしまう。
In a lean combustion engine such as an in-cylinder injection engine, in order to improve fuel consumption characteristics and exhaust characteristics, the engine is operated at a lean air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric) in a predetermined operating range.
In such a lean combustion engine operation at a lean air-fuel ratio, the exhaust gas contains a large amount of oxygen. The oxygen is adsorbed on the noble metal of the catalyst, and when the oxygen is excessively adsorbed on the noble metal of the catalyst, the catalyst becomes a so-called oxygen poisoning state and the exhaust purification function is deteriorated.
このような酸素被毒状態となった触媒には、空燃比をリッチまたはストイキとし還元剤を供給することで吸着した酸素を脱離させる所謂酸素被毒パージを行い排気浄化機能を回復させることができる(特許文献1参照)。
上記特許文献1に開示された技術では、酸素被毒やNOx吸蔵の影響等により触媒の排気浄化機能が劣化した状態にあると判定すると、リッチ空燃比運転を行い排気中の酸素濃度を低下させることで触媒を回復させている。
しかしながら、酸素被毒は比較的頻繁に生じるため、酸素被毒を検出する度にリッチ空燃比運転を行うと、燃費が大幅に悪化してしまうという問題がある。
In the technique disclosed in Patent Document 1, if it is determined that the exhaust purification function of the catalyst is deteriorated due to the influence of oxygen poisoning, NOx occlusion, etc., the rich air-fuel ratio operation is performed to reduce the oxygen concentration in the exhaust. The catalyst is recovered.
However, since oxygen poisoning occurs relatively frequently, there is a problem that the fuel efficiency is greatly deteriorated when the rich air-fuel ratio operation is performed every time oxygen poisoning is detected.
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、燃費の悪化を抑制しつつ、排気浄化性能を向上させることができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that can improve exhaust gas purification performance while suppressing deterioration of fuel consumption. There is.
上記した目的を達成するために、請求項1の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関のリーン空燃比運転時に排気中のNOxを吸蔵するとともに、前記内燃機関の理論空燃比運転時またはリッチ空燃比運転時に前記吸蔵したNOxを放出還元するNOx触媒と、前記NOx触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、前記NOx触媒に含まれる貴金属が所定の酸素被毒状態となったことを検出する酸素被毒状態検出手段と、前記NOx触媒が吸蔵したNOxを放出還元するのとは別に、前記内燃機関のリーン空燃比運転中に前記酸素被毒状態検出手段により前記NOx触媒に含まれる貴金属が所定の酸素被毒状態となったことが検出されると、前記燃料噴射手段により、吸気行程若しくは圧縮行程に実施する主噴射、及び膨張行程若しくは排気行程に実施する副噴射による燃料噴射を行うこととし、該副噴射の燃料噴射量を前記触媒温度検出手段により検出されるNOx触媒の温度に応じて制御する酸素被毒パージ制御手段とを備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, the internal combustion engine is provided in a fuel injection means for directly injecting fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine, and in an exhaust passage of the internal combustion engine. NOx in the exhaust gas is stored during lean air-fuel ratio operation, and the NOx catalyst that releases and stores the stored NOx during the theoretical air-fuel ratio operation or rich air-fuel ratio operation of the internal combustion engine, and the temperature of the NOx catalyst are detected Separately from the catalyst temperature detecting means, the oxygen poisoning state detecting means for detecting that the noble metal contained in the NOx catalyst has become a predetermined oxygen poisoning state, and the NOx occluded by the NOx catalyst being released and reduced. During the lean air-fuel ratio operation of the internal combustion engine, the oxygen poisoning state detecting means detects that the noble metal contained in the NOx catalyst has become a predetermined oxygen poisoning state. , By the fuel injection means, the main injection is performed in the intake stroke or compression stroke, and the expansion stroke or carried in the exhaust stroke and to perform the fuel injection by the auxiliary injection, the catalyst temperature detecting means for the fuel injection amount of sub-injection And an oxygen poisoning purge control means for controlling the temperature of the NOx catalyst detected by the above.
つまり、NOx触媒を有する内燃機関において、NOx触媒が吸蔵したNOxを放出還元するのとは別に、NOx触媒が酸素被毒したとき、吸気行程若しくは圧縮行程に実施する主噴射と、膨張行程若しくは排気行程に実施する副噴射とによる燃料噴射を行うことで、当該副噴射によりNOx触媒に最適な還元剤を供給し当該NOx触媒の貴金属に吸着した酸素を脱離させる酸素被毒パージを行う。この酸素被毒パージの副噴射の燃料噴射量はNOx触媒の温度に応じて制御される。 In other words, in an internal combustion engine having a NOx catalyst, in addition to releasing and reducing NOx stored by the NOx catalyst, when the NOx catalyst is oxygen-poisoned, the main injection performed in the intake stroke or the compression stroke, and the expansion stroke or exhaust By performing fuel injection by sub-injection performed in the stroke, an oxygen poisoning purge is performed by supplying an optimal reducing agent to the NOx catalyst by the sub-injection and desorbing oxygen adsorbed on the noble metal of the NOx catalyst. The fuel injection amount of the sub-injection of this oxygen poisoning purge is controlled according to the temperature of the NOx catalyst.
請求項2の内燃機関の排気浄化装置では、請求項1において、前記酸素被毒パージ制御手段は、前記触媒温度検出手段により検出されるNOx触媒の温度が高温であるほど、前記副噴射による燃料噴射量を多くすることを特徴としている。 The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the oxygen poisoning purge control means is configured such that the higher the temperature of the NOx catalyst detected by the catalyst temperature detection means, the higher the fuel by the sub-injection. It is characterized by increasing the injection amount .
請求項3の内燃機関の排気浄化装置では、請求項1または2において、さらに、内燃機関の燃焼室内で点火を行う点火手段を備え、前記酸素被毒パージ制御手段は、前記副噴射の燃料がトルクの発生に寄与しないように該副噴射の時期を制御するとともに前記点火手段による主噴射の点火時期を制御することを特徴としている。
つまり、酸素被毒パージでは副噴射の燃料がトルクの発生に寄与しないように当該副噴射の時期や主噴射の点火時期を制御する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first or second aspect, further comprising ignition means for igniting in a combustion chamber of the internal combustion engine. The timing of the sub-injection is controlled so as not to contribute to the generation of torque, and the ignition timing of the main injection by the ignition means is controlled.
That is, in the oxygen poisoning purge , the sub injection timing and the main injection ignition timing are controlled so that the fuel of the sub injection does not contribute to the generation of torque.
請求項4の内燃機関の排気浄化装置では、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記酸素被毒パージ制御手段による前記副噴射を行う期間は、前記NOx触媒が吸蔵したNOxを放出還元するための理論空燃比運転またはリッチ空燃比運転を行う期間よりも短いことを特徴としている。
つまり、酸素被毒パージを行う期間は、NOx触媒の吸蔵したNOxを放出還元するNOxパージの期間よりも短いものとする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exhaust purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, wherein the NOx catalyst occludes the NOx stored during the sub-injection period by the oxygen poisoning purge control means. The period is shorter than the period during which the theoretical air-fuel ratio operation or the rich air-fuel ratio operation is performed.
That is, the period during which the oxygen poisoning purge is performed is shorter than the period of the NOx purge in which the NOx stored by the NOx catalyst is released and reduced.
上記手段を用いる本発明の請求項1、2の内燃機関の排気浄化装置によれば、NOx触媒が吸蔵したNOxを放出還元するNOxパージとは別に、NOx触媒に吸着した酸素を脱離させる酸素被毒パージを行うことで、NOx触媒の排気浄化性能は常時良好に保たれる上、NOxパージをする際に酸素被毒パージをほとんど行わずにすむことからNOxパージを短期間で終了することができる。したがって、全体としてリーン運転を行う時間が長くなり、リーン運転による燃費低減を増加させることができる。 According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claims 1 and 2 of the present invention using the above means, oxygen for desorbing oxygen adsorbed on the NOx catalyst separately from NOx purge for releasing and reducing NOx occluded by the NOx catalyst. By performing the poisoning purge, the exhaust purification performance of the NOx catalyst is always kept good, and the NOx purging is completed in a short period of time because it is possible to perform almost no oxygen poisoning purge when performing the NOx purge. Can do. Therefore, the time for performing the lean operation as a whole becomes longer, and the fuel consumption reduction by the lean operation can be increased.
また、酸素被毒パージは、主噴射がリーン空燃比を保っているため、酸素被毒パージによる燃料の消費を抑制することができる。
さらに、副噴射の燃料噴射量はNOx触媒の活性状態に応じて制御されることで、効率よく酸素被毒パージを行うことができる。
これにより、燃費の悪化を抑制しつつ、排気浄化性能を向上させることができる。
請求項3の内燃機関の排気浄化装置によれば、酸素被毒パージの際の副噴射がトルクの発生に寄与しないように副噴射の時期や主噴射の点火時期は制御されることから、酸素被毒パージによるトルクショックを抑制することができる。
Further, in the oxygen poisoning purge, since the main injection maintains a lean air-fuel ratio, fuel consumption due to the oxygen poisoning purge can be suppressed.
Further, the oxygen injection purge can be efficiently performed by controlling the fuel injection amount of the sub-injection according to the activation state of the NOx catalyst.
Thereby, exhaust purification performance can be improved while suppressing deterioration of fuel consumption.
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of claim 3 , since the sub-injection timing and the main injection ignition timing are controlled so that the sub-injection during the oxygen poisoning purge does not contribute to the generation of torque. Torque shock due to poisoning purge can be suppressed.
請求項4の内燃機関の排気浄化装置によれば、酸素被毒パージを行う期間はNOxパージを行う期間よりも短いため、全体としての燃料消費量を低減させることができる。 According to the exhaust purification system 請 Motomeko 4, period for oxygen poisoning purge shorter than the time period for performing the NOx purge can be reduced fuel consumption as a whole.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1を参照すると、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図が示されている。
図1に示すように、エンジン1(内燃機関)は燃焼室2に、点火を行う点火プラグ4(点火手段)と燃料を直接噴射可能なインジェクタ6(燃料噴射手段)とが臨んでいる所謂筒内噴射型のエンジンである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
As shown in FIG. 1, an engine 1 (internal combustion engine) is a so-called cylinder in which a combustion plug 2 faces an ignition plug 4 (ignition means) for igniting and an injector 6 (fuel injection means) capable of directly injecting fuel. This is an internal injection type engine.
また、燃焼室2には、エンジン1の略上下方向に延びる吸気ポート8と、エンジン1の略幅方向に延びる排気ポート10とが連通している。
吸気ポート8には燃焼室2と吸気ポート8との連通と遮断を行う吸気弁12が設けられ、排気ポート10には燃焼室2と排気ポート10との連通と遮断を行う排気弁14が設けられている。
Further, the combustion chamber 2 communicates with an intake port 8 that extends substantially in the vertical direction of the engine 1 and an
The intake port 8 is provided with an
また、吸気ポート8は吸気マニホールド16と、排気ポート10は排気マニホールド18と接続されている。
吸気マニホールド16にはスロットル弁17が設けられており、当該スロットル弁17にはスロットル開度を検出するスロットルセンサ17aが設けられている。
一方、排気マニホールド18は排気管20と接続されており、当該排気管20には排気浄化装置30が設けられている。
The intake port 8 is connected to an
The
On the other hand, the
当該排気浄化装置30の内部には、排気上流側にNOx触媒32が、その排気下流側に三元触媒34が設けられている。
詳しくは、NOx触媒32は貴金属として白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等を有し、吸蔵材としてカリウム(K)、バリウム(Ba)、ナトリウム(Na)等のアルカリ金属、アルカリ土類金属が採用されて構成されており、エンジン1がリーン空燃比運転(以下リーン運転という)を行っているときにはエンジン1の排気中のNOxを吸蔵し、理論空燃比運転(以下ストイキ運転という)時やリッチ空燃比運転(以下リッチ運転という)を行っているときに当該吸蔵したNOxを放出還元する所謂NOxパージを行う機能を有している。
Inside the
Specifically, the
また、三元触媒34は、担体に貴金属として、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銅(Cu)、コバルト(Co)、銀(Ag)のいずれかを有し、エンジン1の排気中のHC、COを酸化させ、NOxを還元する機能を有している。
また、NOx触媒32及び三元触媒34の貴金属は、酸素を吸着する機能も有している。
The three-
Further, the noble metals of the
また、排気浄化装置30の排気入口部分には温度センサ36(触媒温度検出手段)が設けられている。
そして、上記の点火プラグ4、インジェクタ6、スロットル弁17、スロットルセンサ17a、温度センサ36等の各種装置や各種センサ類はECU(電子コントロールユニット)40(酸素被毒状態検出手段、酸素被毒パージ制御手段)と電気的に接続されている。当該ECU40はスロットルセンサ17aや温度センサ36等の各種センサ類からの各情報に基づき点火プラグ4による点火時期、インジェクタ6による燃料噴射量、噴射時期、スロットル弁17のスロットル開度等、各種装置の作動制御を行う。また、ECU40内にはタイマ40aが設けられており、当該タイマ40aはエンジン1のリーン運転の積算時間の計測を行う。
Further, a temperature sensor 36 (catalyst temperature detecting means) is provided at an exhaust inlet portion of the
Various devices and various sensors such as the ignition plug 4, the
以下このように構成された本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の作用について説明する。
図2を参照すると、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置におけるECU40が実行するパージ制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに基づき説明する。
The operation of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention configured as described above will be described below.
Referring to FIG. 2, a purge control routine executed by the
まず、ステップS1では、エンジン1がリーン運転中であるか否かを判別する。判別気結果が偽(No)である場合は、特にパージ制御を行う必要はないため当該ルーチンを抜ける。一方、判別結果が真(Yes)である場合はステップS2に進む。
ステップS2では、上記タイマ40aやスロットルセンサ17a等から、リーン運転の積算時間やスロットル開度等のエンジン1の運転条件を検出する。
First, in step S1, it is determined whether or not the engine 1 is in a lean operation. If the determination result is false (No), the routine is exited because it is not necessary to perform the purge control. On the other hand, if the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S2.
In step S2, the operating conditions of the engine 1 such as the accumulated time of the lean operation and the throttle opening are detected from the timer 40a and the
次にステップS3では、上記温度センサ36より検出される排気浄化装置30の入口部分の温度からNOx触媒32の温度を検出する。
続いてステップS4では、NOxパージ条件を決定する。
当該NOxパージ条件は、NOx触媒32のNOx吸蔵量が飽和状態であると判断される条件であり、例えばここでは上記ステップS2で検出したリーン運転の積算時間などによりNOxの吸蔵量を推定し、上記ステップS3で検出したNOx触媒32の温度に基づきNOx吸蔵量の飽和状態となるような所定のリーン運転積算時間を決定する。
Next, in step S <b> 3, the temperature of the
Subsequently, in step S4, NOx purge conditions are determined.
The NOx purge condition is a condition for determining that the NOx occlusion amount of the
そして、ステップS5において上記ステップS4で決定されたNOxパージ条件が成立しているか否か、即ちリーン運転積算時間が所定のリーン運転積算時間に達したか否かを判別する。判別結果が偽(No)である場合、即ちリーン運転積算時間が未だ所定のリーン運転積算時間に達していない場合は、ステップS6に進む。
ステップS6では、酸素被毒パージ条件を決定する。
In step S5, it is determined whether or not the NOx purge condition determined in step S4 is satisfied, that is, whether or not the lean operation integrated time has reached a predetermined lean operation integrated time. If the determination result is false (No), that is, if the lean operation integration time has not yet reached the predetermined lean operation integration time, the process proceeds to step S6.
In step S6, oxygen poisoning purge conditions are determined.
当該酸素被毒パージ条件は、NOx触媒32に含まれる貴金属に酸素が吸着し、所定の酸素被毒状態とみなせる条件であり、例えばここでは、上記ステップS2で検出したスロットル開度から吸入空気量を求め、当該吸入空気量から酸素通過量の積算量を算出し、上記ステップS3で検出したNOx触媒32の温度に基づいた所定の酸素通過積算量を決定することで、所定の酸素被毒状態を決定する。
The oxygen poisoning purge condition is a condition in which oxygen is adsorbed on the noble metal contained in the
そしてステップS7において、上記ステップS6で決定された酸素被毒パージ条件が成立しているか否か、即ち所定の酸素通過積算量に達したか否かを判別する。判別結果が偽(No)である場合、即ち上記所定の酸素通過積算量に達していない場合には当該ルーチンを抜ける。一方、判別結果が真(Yes)である場合、即ち上記所定の酸素被毒状態に達しており酸素被毒パージを行う必要がある場合はステップS8に進む。 In step S7, it is determined whether or not the oxygen poisoning purge condition determined in step S6 is satisfied, that is, whether or not a predetermined oxygen passage integrated amount has been reached. When the determination result is false (No), that is, when the predetermined oxygen passage integrated amount has not been reached, the routine is exited. On the other hand, if the determination result is true (Yes), that is, if the predetermined oxygen poisoning state is reached and the oxygen poisoning purge needs to be performed, the process proceeds to step S8.
ステップS8では、酸素被毒パージの制御内容を決定する。
具体的には、酸素被毒パージ制御では、リーン運転のリーン空燃比を保ったままで圧縮行程に燃料を噴射する主噴射と、膨張行程に燃料を噴射する副噴射による燃料噴射を行う。なお、当該主噴射と副噴射の全体としての空燃比はリーン空燃比とすることで、燃費悪化を抑制することができる。
In step S8, the control content of the oxygen poisoning purge is determined.
Specifically, in the oxygen poisoning purge control, fuel injection is performed by main injection that injects fuel in the compression stroke while maintaining the lean air-fuel ratio in the lean operation, and sub-injection that injects fuel in the expansion stroke. Note that the deterioration of fuel consumption can be suppressed by making the air-fuel ratio of the main injection and the sub-injection as a whole lean air-fuel ratio.
そして、当該副噴射を行う期間や燃料噴射量は上記ステップS3で検出したNOx触媒32の温度に基づいて決定し、例えばNOx触媒32の温度が高温である場合には副噴射による燃料噴射量を多くし、反対にNOx触媒32の温度が低い場合には少なくし、またエンジン1のアイドル運転時等でNOx触媒の温度が極低温状態にある場合には副噴射を行わないようする。このように、触媒温度に応じて副噴射の燃料噴射量を決定することで、NOx触媒32の活性状態に応じた効率のよい酸素被毒パージを可能とする。
The period for performing the sub-injection and the fuel injection amount are determined based on the temperature of the
さらに、当該副噴射は、トルクの発生に寄与しないように、噴射時期が設定され、当該副噴射の燃料噴射量や主噴射の点火時期が設定される。
そして、次のステップS9において、上記ステップS8で決定された内容の酸素被毒パージ制御を実行し当該ルーチンを抜ける。
当該酸素被毒パージ制御が実行されることで、主噴射による燃焼の後に、副噴射が行われ、当該副噴射によりNOx触媒32及び三元触媒34にはHCやCO等の還元剤が十分に供給される。還元剤が供給されたNOx触媒32及び三元触媒34では貴金属に吸着した酸素が脱離され触媒の排気浄化性能が回復する。そして、当該酸素被毒パージ制御が終了した際には、上記酸素通過積算量がリセットされる。
Further, the injection timing is set so that the secondary injection does not contribute to the generation of torque, and the fuel injection amount of the secondary injection and the ignition timing of the main injection are set.
In the next step S9, the oxygen poisoning purge control with the content determined in step S8 is executed, and the routine is exited.
By executing the oxygen poisoning purge control, the secondary injection is performed after the combustion by the main injection, and the
また、上記ステップS5のNOxパージ条件が成立しているか否かの判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS10に進む。
ステップS10では、NOx触媒32が吸蔵したNOxを放出還元するNOxパージ制御の内容を決定する。
具体的には、NOxパージ制御において吸気行程に燃料を噴射する主噴射と、膨張行程に燃料を噴射する副噴射による燃料噴射を行う。ただし、主噴射、副噴射は、全体としてリッチ空燃比となるように運転する。
If the determination result of whether or not the NOx purge condition in step S5 is satisfied is true (Yes), the process proceeds to step S10.
In step S10, the content of NOx purge control for releasing and reducing NOx stored by the
Specifically, in the NOx purge control, fuel injection is performed by main injection that injects fuel during the intake stroke and sub-injection that injects fuel during the expansion stroke. However, the main injection and the sub-injection are operated so as to achieve a rich air-fuel ratio as a whole.
当該NOxパージを行う期間や、主噴射と副噴射の燃料噴射量は上記ステップS3で検出された触媒温度によって決定される。なお、NOxは酸素より還元し難くいため、NOxパージを行う期間は少なくとも酸素被毒パージを行う期間よりも長いものとなる。
そして、ステップS11において、上記ステップS10で決定された内容のNOxパージ制御を実行し当該ルーチンを抜ける。
The period for performing the NOx purge and the fuel injection amounts of the main injection and the sub-injection are determined by the catalyst temperature detected in step S3. Since NOx is less likely to be reduced than oxygen, the period during which the NOx purge is performed is at least longer than the period during which the oxygen poisoning purge is performed.
In step S11, the NOx purge control having the content determined in step S10 is executed, and the routine is exited.
当該NOxパージ制御が実行されることで、リッチ空燃比の主噴射による燃焼と副噴射によりNOx触媒32にはHCやCO等の還元剤が十分に供給される。還元剤が供給されたNOx触媒32では吸蔵されたNOxが放出還元されNOx吸蔵機能が回復する。そして、当該NOxパージ制御が終了した際には、タイマ40aによるリーン運転の積算時間及び酸素通過積算量がリセットされる。
By executing the NOx purge control, a reducing agent such as HC or CO is sufficiently supplied to the
ここで、図3を参照すると、本実施形態における上記パージ制御を行ったときのタイムチャートが示されており、図4を参照すると従来の一般的なパージ制御を行ったときのタイムチャートが示されている。
まず、図4に示すように従来のパージ制御では、特別酸素被毒パージを行わずNOxパージのみを行っており、このような制御では当該NOxパージ時に同時に酸素被毒パージも行うこととなるため、NOxパージを行う期間は比較的長いものとなってしまう。
Here, referring to FIG. 3, a time chart when the purge control in the present embodiment is performed is shown, and FIG. 4 is a time chart when the conventional general purge control is performed. Has been.
First, as shown in FIG. 4, in the conventional purge control, only the NOx purge is performed without performing the special oxygen poisoning purge. In such a control, the oxygen poisoning purge is performed simultaneously with the NOx purge. The period for performing the NOx purge is relatively long.
一方、図3に示すように、本実施形態におけるパージ制御を行った場合は、NOxパージを行い、次のNOxパージを行う間に数回の酸素被毒パージが行われることとなる。
このように、NOxパージ間に酸素被毒パージが行われることで、NOx触媒32及び三元触媒34の排気浄化性能は常に良好に保たれる。またNOxパージの際も酸素被毒パージをほとんど行わずにすむことから短期間で終了することができる。したがって、全体としてリーン運転を行う時間を長くすることができ、リーン運転による燃費低減効果を増加させることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, when the purge control is performed in this embodiment, the NOx purge is performed, and several oxygen poisoning purges are performed during the next NOx purge.
In this way, by performing the oxygen poisoning purge between the NOx purges, the exhaust purification performance of the
また、本実施例における酸素被毒パージは、主噴射はリーン空燃比を保っているため、燃料の消費を抑制することができる上、副噴射はトルクの発生に寄与しないため酸素被毒パージによるトルクショックも防止することができる。
このように、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、燃費の悪化を抑制しつつ、排気浄化性能を向上させることができる。
Further, in the oxygen poisoning purge in this embodiment, since the main injection maintains a lean air-fuel ratio, it is possible to suppress fuel consumption, and the sub-injection does not contribute to the generation of torque, so the oxygen poisoning purge is performed. Torque shock can also be prevented.
Thus, the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention can improve the exhaust gas purification performance while suppressing deterioration of fuel consumption.
以上で本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
上記実施形態では、排気浄化装置30の内部の排気上流側にNOx触媒32が、排気下流側に三元触媒34が設けられているが、当該排気浄化装置30の構成はこれに限られるものではなく、排気上流側に三元触媒が排気下流側にNOx触媒が設けられていても構わず、さらにその排気下流側に三元触媒を設けても構わない。
Although the description of the embodiment of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is finished above, the embodiment is not limited to the above embodiment.
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、酸素被毒パージ制御では、主噴射と副噴射の全体としての空燃比は、リーン空燃比に設定されているが、ストイキ運転、もしくは、リッチ運転であっても構わない。
また、上記実施形態では、NOxパージ制御では、主噴射と副噴射の全体としての空燃比は、リッチ空燃比に設定されているが、ストイキ運転であっても構わない。さらに、副噴射を行わなくてもよい。
In the above embodiment, in the oxygen poisoning purge control, the overall air-fuel ratio of the main injection and the sub-injection is set to the lean air-fuel ratio, but it may be stoichiometric operation or rich operation. .
In the above embodiment, in the NOx purge control, the air-fuel ratio as a whole of the main injection and the sub-injection is set to the rich air-fuel ratio, but it may be stoichiometric operation. Furthermore, it is not necessary to perform sub injection.
また、上記実施形態では、酸素被毒パージ制御では、主噴射は圧縮行程に行われるよう設定されているがこれは吸気行程に行っても構わず、副噴射は膨張行程に行われるよう設定されているがこれは排気行程に行っても構わない。
また、上記実施形態では、NOxパージ制御では、主噴射は吸気行程に行われるよう設定されているがこれは圧縮行程に行っても構わず、副噴射は膨張行程に行われるよう設定されているがこれは排気行程に行っても構わない。さらに、副噴射を行わなくてもよい。
In the above embodiment, in the oxygen poisoning purge control, the main injection is set to be performed in the compression stroke, but this may be performed in the intake stroke, and the sub-injection is set to be performed in the expansion stroke. However, this may be done in the exhaust stroke.
In the above embodiment, in the NOx purge control, the main injection is set to be performed in the intake stroke, but this may be performed in the compression stroke, and the sub-injection is set to be performed in the expansion stroke. However, this may be done in the exhaust stroke. Furthermore, it is not necessary to perform sub injection.
また、NOxパージ制御の後半部分にストイキ運転を加えてもよい。
また、上記実施形態では触媒温度センサ38を排気浄化装置30の排気入口部分に設けたが、この位置に限られるものではなく、NOx触媒32の温度が検出できる位置であればどの位置でも構わない。
また、上記実施形態では酸素被毒パージ条件を吸入空気量から算出される酸素通過積算量によって決定しているが、これに限られるものではなく、例えば排気通路にO2センサを設けて酸素通過量から判定しても構わない。
Further, a stoichiometric operation may be added to the latter half of the NOx purge control.
In the above embodiment, the catalyst temperature sensor 38 is provided at the exhaust inlet portion of the
In the above embodiment, the oxygen poisoning purge condition is determined by the integrated amount of oxygen passage calculated from the amount of intake air. However, the present invention is not limited to this. For example, an oxygen passage is provided by providing an O 2 sensor in the exhaust passage. You may judge from quantity.
また、上記実施形態ではNOxパージ条件をリーン運転の積算時間によって決定しているが、これに限られるものではなく、例えば、NOxの吸蔵量を検出するNOxセンサを設けてNOxの吸蔵量を求めて構わない。 In the above-described embodiment, the NOx purge condition is determined by the accumulated lean operation time. However, the present invention is not limited to this. For example, a NOx sensor for detecting the NOx storage amount is provided to obtain the NOx storage amount. It doesn't matter.
1 エンジン(内燃機関)
4 点火プラグ(点火手段)
6 インジェクタ(燃料噴射手段)
10 排気ポート
17 スロットル弁
17a スロットルセンサ
18 排気マニホールド
20 排気管
30 排気浄化装置
32 NOx触媒
34 三元触媒
36 温度センサ(触媒温度検出手段)
40 ECU(酸素被毒状態検出手段、酸素被毒パージ制御手段)
40a タイマ
1 engine (internal combustion engine)
4 Spark plug (ignition means)
6 Injector (fuel injection means)
DESCRIPTION OF
40 ECU (oxygen poisoning state detection means, oxygen poisoning purge control means)
40a timer
Claims (4)
前記内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関のリーン空燃比運転時に排気中のNOxを吸蔵するとともに、前記内燃機関の理論空燃比運転時またはリッチ空燃比運転時に前記吸蔵したNOxを放出還元するNOx触媒と、
前記NOx触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
前記NOx触媒に含まれる貴金属が所定の酸素被毒状態となったことを検出する酸素被毒状態検出手段と、
前記NOx触媒が吸蔵したNOxを放出還元するのとは別に、前記内燃機関のリーン空燃比運転中に前記酸素被毒状態検出手段により前記NOx触媒に含まれる貴金属が所定の酸素被毒状態となったことが検出されると、前記燃料噴射手段により、吸気行程若しくは圧縮行程に実施する主噴射、及び膨張行程若しくは排気行程に実施する副噴射による燃料噴射を行うこととし、該副噴射の燃料噴射量を前記触媒温度検出手段により検出されるNOx触媒の温度に応じて制御する酸素被毒パージ制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 Fuel injection means for directly injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine;
Provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, and stores NOx in the exhaust during the lean air-fuel ratio operation of the internal combustion engine, and releases and reduces the stored NOx during the theoretical air-fuel ratio operation or the rich air-fuel ratio operation of the internal combustion engine NOx catalyst to
Catalyst temperature detecting means for detecting the temperature of the NOx catalyst;
Oxygen poisoning state detection means for detecting that the noble metal contained in the NOx catalyst is in a predetermined oxygen poisoning state;
In addition to releasing and reducing the NOx stored by the NOx catalyst, the noble metal contained in the NOx catalyst becomes a predetermined oxygen poisoning state by the oxygen poisoning state detecting means during the lean air-fuel ratio operation of the internal combustion engine. If it is detected with the by fuel injection means, the main injection is performed in the intake stroke or compression stroke, and the performing the fuel injection by the secondary injection performed the expansion stroke or exhaust stroke, the fuel injection sub injection An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, comprising: an oxygen poisoning purge control means for controlling the amount in accordance with the temperature of the NOx catalyst detected by the catalyst temperature detection means .
前記酸素被毒パージ制御手段は、前記副噴射の燃料がトルクの発生に寄与しないように該副噴射の時期を制御するとともに前記点火手段による主噴射の点火時期を制御することを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の排気浄化装置。 Furthermore, it comprises ignition means for igniting in the combustion chamber of the internal combustion engine,
The oxygen poisoning purge control means controls the timing of the sub-injection and controls the ignition timing of the main injection by the ignition means so that the fuel of the sub-injection does not contribute to the generation of torque. Item 3. An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to Item 1 or 2 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005165536A JP4435028B2 (en) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005165536A JP4435028B2 (en) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006336614A JP2006336614A (en) | 2006-12-14 |
JP4435028B2 true JP4435028B2 (en) | 2010-03-17 |
Family
ID=37557371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005165536A Active JP4435028B2 (en) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4435028B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103649501B (en) * | 2011-07-15 | 2016-08-17 | 丰田自动车株式会社 | The emission-control equipment of internal combustion engine |
-
2005
- 2005-06-06 JP JP2005165536A patent/JP4435028B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006336614A (en) | 2006-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3573044B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4729518B2 (en) | NOx catalyst deterioration diagnosis device | |
JP5282828B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP2009046992A (en) | Abnormality diagnostic system of nox sensor | |
JP5625872B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2008175173A (en) | Air-fuel ratio control device | |
JP4548602B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
KR100570590B1 (en) | Exhaust purifying catalyst device | |
JP2009174445A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP4435028B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP3646571B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP3514152B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP5392021B2 (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
JP3952109B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4345202B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2009138605A (en) | Deterioration diagnosing device of nox catalyst | |
JP4406958B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4359765B2 (en) | Exhaust purification catalytic equipment | |
JP4569769B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP3832183B2 (en) | Exhaust purification catalyst deterioration detector | |
JP4250838B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4174952B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4000435B2 (en) | Exhaust gas purification device for in-cylinder injection internal combustion engine | |
JP2005330848A (en) | Catalyst degradation estimating device | |
JP2001032707A (en) | Exhaust emission control device, exhaust emission purifying method and exhaust emission purifying catalyst |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070629 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090408 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090604 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091209 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091222 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4435028 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140108 Year of fee payment: 4 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |