JP6950651B2 - Internal combustion engine system - Google Patents
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Description
本発明は内燃機関システムに関する。 The present invention relates to an internal combustion engine system.
近年、ガソリンエンジンにおいて、混合気を自着火させる燃焼方式で運転される圧縮自着火運転の採用が検討されているが、圧縮自着火運転は、低負荷で実行された場合、排気温度が低下して触媒床温が低下する傾向にある。これに対し、特許文献1には、圧縮自着火運転が可能なエンジンにおいて、触媒が不活性状態にあると判定された場合に、触媒活性化のために可変動弁機構の動作を変更して、燃焼室内に残留するガス量を増加させる制御を行なうことが記載されている。特許文献1によれば、この制御により、燃焼室の空燃比はリッチ化され、排気ガス中の一酸化炭素濃度が増加する。その結果、触媒床温の低下が抑制され、触媒活性化が図られる。
In recent years, the adoption of compression self-ignition operation, which is operated by a combustion method that self-ignites the air-fuel mixture, has been studied in gasoline engines. However, when the compression self-ignition operation is performed with a low load, the exhaust temperature drops. The catalyst bed temperature tends to decrease. On the other hand, in
低負荷運転時には、筒内温度の低下及び空気量減少により着火性が低下する虞がある。またリッチ燃焼での着火性は低い。従って、特許文献1のように、燃焼室内をリッチ化させる制御が低負荷運転時に行われた場合、着火性の低下による失火が発生する事態が生じ得る。
During low-load operation, the ignitability may decrease due to a decrease in the temperature inside the cylinder and a decrease in the amount of air. In addition, the ignitability in rich combustion is low. Therefore, as in
本発明は以上の課題を鑑みてなされたものであり、低負荷でのリッチ燃焼運転における着火性を向上させることができるように改良された内燃機関システムを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an improved internal combustion engine system capable of improving ignitability in rich combustion operation at a low load.
本発明は、内燃機関システムであって、内燃機関と、EGR通路と、NOx吸蔵触媒と、制御装置と、を備える。EGR通路は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続し、排気の一部を吸気通路に還流させる通路である。NOx吸蔵触媒は、EGR通路に配置される。制御装置は、第1空燃比による運転と、第1空燃比及び理論空燃比よりリッチな第2空燃比による運転とを切り替え可能に構成されている。 The present invention is an internal combustion engine system, which includes an internal combustion engine, an EGR passage, a NOx storage catalyst, and a control device. The EGR passage is a passage that connects the exhaust passage and the intake passage of the internal combustion engine and returns a part of the exhaust gas to the intake passage. The NOx storage catalyst is placed in the EGR passage. The control device is configured to be able to switch between operation with the first air-fuel ratio and operation with the second air-fuel ratio richer than the first air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio.
更に、制御装置は、第1空燃比による運転から、第2空燃比による運転への切り替えの要求を検知した場合には、NOx吸蔵触媒から放出されるNOx量に応じて、筒内NOx量を推定する。ここで、筒内NOx量は、今回の燃焼サイクルにおいて内燃機関の筒内に導入されるNOx量である。そして、推定された筒内NOx量が、要求NOx量に達するまでの間、今回の燃焼サイクルにおける目標空燃比を、筒内NOx量と筒内温度のもとで着火可能な空燃比の範囲内で、前回の燃焼サイクルにおける目標空燃比よりもリッチ側の空燃比に設定する。ここで、要求NOx量は、第2空燃比及び筒内温度のもとで着火に必要とされるNOx量である。 Further, when the control device detects a request for switching from the operation based on the first air-fuel ratio to the operation based on the second air-fuel ratio, the amount of NOx in the cylinder is increased according to the amount of NOx released from the NOx storage catalyst. presume. Here, the amount of NOx in the cylinder is the amount of NOx introduced into the cylinder of the internal combustion engine in this combustion cycle. Then, until the estimated in-cylinder NOx amount reaches the required NOx amount, the target air-fuel ratio in this combustion cycle is within the range of the air-fuel ratio that can be ignited under the in-cylinder NOx amount and the in-cylinder temperature. Then, set the air-fuel ratio on the rich side of the target air-fuel ratio in the previous combustion cycle. Here, the required NOx amount is the NOx amount required for ignition under the second air-fuel ratio and the in-cylinder temperature.
本発明の内燃機関システムによれば、目標空燃比が、第1空燃比から、第1空燃比よりもリッチな第2空燃比に切り替えられる場合において、目標空燃比のリッチ側へのシフトは、着火可能な範囲内で行われる。ここで、着火可能な範囲は、今回の燃焼サイクルにおける筒内NOx量と、筒内温度とに応じた範囲であり、この範囲を超えない範囲で、目標空燃比はリッチ側に設定される。これにより、リッチな空燃比に切り替える場合にも着火を確実にすることができる。 According to the internal combustion engine system of the present invention, when the target air-fuel ratio is switched from the first air-fuel ratio to the second air-fuel ratio richer than the first air-fuel ratio, the shift of the target air-fuel ratio to the rich side is It is done within the range that can be ignited. Here, the ignitable range is a range corresponding to the in-cylinder NOx amount and the in-cylinder temperature in the current combustion cycle, and the target air-fuel ratio is set to the rich side within a range not exceeding this range. As a result, ignition can be ensured even when switching to a rich air-fuel ratio.
EGR通路には、NOx吸蔵触媒が設置されており、燃焼後の排気がEGR通路に設置されたNOx吸蔵触媒を通過するように構成されている。リッチ燃焼による高温の排気の通過によりNOx吸蔵触媒の床温が上昇すると、NOx吸蔵触媒から脱離するNOx量が増加する。その結果、次回燃焼サイクルにおける筒内NOx量を増加させることができる。これにより、リッチ燃焼における着火可能な範囲は、よりリッチ側に拡大される。従って、次回燃焼サイクルにおける目標空燃比は、よりリッチ側にシフトした値に設定することができる。従って、リッチ燃焼運転に切り替える際の失火を抑制しながら、より迅速にリッチ空燃比への切り替えを行うことができる。 A NOx storage catalyst is installed in the EGR passage, and the exhaust gas after combustion is configured to pass through the NOx storage catalyst installed in the EGR passage. When the floor temperature of the NOx storage catalyst rises due to the passage of high-temperature exhaust gas due to rich combustion, the amount of NOx desorbed from the NOx storage catalyst increases. As a result, the amount of NOx in the cylinder in the next combustion cycle can be increased. As a result, the ignitable range in rich combustion is expanded to the rich side. Therefore, the target air-fuel ratio in the next combustion cycle can be set to a value shifted to the richer side. Therefore, it is possible to switch to the rich air-fuel ratio more quickly while suppressing misfire when switching to the rich combustion operation.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals to simplify or omit the description.
図1は、本発明の実施の形態の内燃機関システムの全体構成を模式的に示す図である。本実施の形態の内燃機関システムは、複数のシリンダを有する多気筒エンジン(以下、単にエンジンという)2を有する。シリンダの数と配置に限定はない。各シリンダの各吸気ポートには吸気通路(図示せず)が連通し、各排気ポートには、排気通路4が連通している。排気通路4には第1NOx触媒6が設置されている。第1NOx触媒6は、NOx吸蔵還元型の触媒であり、排気中のNOxを還元して浄化する目的で設置されている。第1NOx触媒6としては、NSR(NOx Storage Reduction)触媒及び受動的NOx吸着体(PNA)等の、NOxを吸蔵又は吸着する機能を有する触媒を用いることができる。なお、本明細書においては「吸蔵」と「吸着」とを区別せず、「吸蔵」には吸着の形態も含まれ「吸着」には吸蔵の形態が含まれるものとする。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an internal combustion engine system according to an embodiment of the present invention. The internal combustion engine system of the present embodiment includes a multi-cylinder engine (hereinafter, simply referred to as an engine) 2 having a plurality of cylinders. There is no limit to the number and arrangement of cylinders. An intake passage (not shown) communicates with each intake port of each cylinder, and an
図1のシステムは、排気ガスの一部を排気通路4から吸気系に再循環させるためのEGR通路10を有している。EGR通路10は、NOx触媒6より排気の上流側の排気通路4とエンジン2の吸気系とを接続している。EGR通路10には、NOx吸蔵触媒である第2NOx触媒12が設置されている。第2NOx触媒12は、NOxを吸蔵又は吸着すると共に、触媒の床温上昇により吸着されたNOxを脱離させる触媒であればよい。第2NOx触媒12としては、NSR(NOx Storage Reduction)触媒及び受動的NOx吸着体(PNA)等を用いることができる。
The system of FIG. 1 has an
図1のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)20を備える。ECU20には、エンジン2及び車両に取り付けられた各種センサが接続されている。これらセンサのなかには、排気通路4のNOx触媒6の上流側に設置された空燃比センサ22及び吸気系に設置されたNOxセンサ(図示せず)が含まれている。
The system of FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 20. The
ECU20は、少なくとも入出力インタフェース、ROM、RAM、CPUを有している。入出力インタフェースは、各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、エンジン2が備えるアクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられる。ROMには、エンジン2を制御するための各種の制御プログラムやマップを含む各種の制御データが記憶されている。CPUは、制御プログラムをROMから読みだして実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて操作信号を生成する。
The
ECU20は、エンジン2の運転条件あるいは運転状態に合わせて、燃焼モードを選択してエンジン2を制御する。選択される燃焼モードの中には、筒内空燃比を、理論空燃比又は理論空燃比よりも燃料リッチな空燃比に一時的に変更するリッチ燃焼モードが含まれる。
The ECU 20 controls the
図2は、本実施の形態においてリッチ燃焼モードが選択される運転領域を示す図である。図2の破線Aで囲まれる領域外の領域、即ち、エンジン2の回転速度が高回転の領域又は高負荷の運転領域は、リッチ燃焼モードが選択されリッチ燃焼運転が行われる運転領域である。この運転領域では、筒内空燃比の目標値は、破線Aで囲まれる領域内における空燃比に比べてリッチな空燃比に設定される。
FIG. 2 is a diagram showing an operating region in which the rich combustion mode is selected in the present embodiment. The region outside the region surrounded by the broken line A in FIG. 2, that is, the region where the rotation speed of the
また、リッチ燃焼運転は、例えば、第1NOx触媒6のNOxを脱離又は還元する場合、あるいは、吸蔵されたSOxを脱離除去する再生処理が必要な場合に行われる。本実施の形態では、リッチ燃焼運転を行う条件は、エンジン2の回転速度と負荷とで特定される運転領域が所定の運転領域にある場合、及び、第1NOx触媒6のNOx還元等が必要な場合等、適宜設定することができる。ECU20は、設定された条件を満たす場合に、リッチ燃焼運転の要求を検知する。
Further, the rich combustion operation is performed, for example, when the NOx of the
ところで、図2に示される、破線Bで囲まれる低負荷の領域は、筒内温度が低いため、着火性が低い領域である。従って、この運転領域で、筒内空燃比を、リッチ燃焼運転で要求される空燃比に直ちに切り替えようとした場合、失火が起きる可能性がある。 By the way, the low load region surrounded by the broken line B shown in FIG. 2 is a region having low ignitability because the in-cylinder temperature is low. Therefore, if an attempt is made to immediately switch the in-cylinder air-fuel ratio to the air-fuel ratio required in the rich combustion operation in this operating region, a misfire may occur.
これに対し、本実施の形態では、運転領域がこのようなリッチ燃焼困難領域(破線B)にあるときに、リッチ燃焼運転の要求が出された場合、筒内のNOx量を推定して、推定された筒内のNOx量に応じて空燃比をリッチ側に徐々に移行させることで、失火を抑制しつつ、リッチ燃焼運転への切り替えを行う。以下、具体的に説明する。 On the other hand, in the present embodiment, when the operation region is in such a rich combustion difficult region (broken line B) and a request for rich combustion operation is issued, the amount of NOx in the cylinder is estimated. By gradually shifting the air-fuel ratio to the rich side according to the estimated amount of NOx in the cylinder, it is possible to switch to the rich combustion operation while suppressing misfire. Hereinafter, a specific description will be given.
図3は、着火安定に必要な筒内NOx量と空燃比と吸気温度との関係を説明するための図である。リッチ燃焼前の吸気ガス内に、NOxやHCを混合することで、リッチ燃焼時の着火性を向上させることができる。そして、図3に示されるように、確実な着火に要求される筒内NOx量は、筒内空燃比がリッチである場合ほど多くなり、吸気温度が低い場合の方が、高い場合に比べて多くなる。 FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the amount of NOx in the cylinder required for stable ignition, the air-fuel ratio, and the intake air temperature. By mixing NOx and HC in the intake gas before rich combustion, the ignitability during rich combustion can be improved. As shown in FIG. 3, the amount of in-cylinder NOx required for reliable ignition increases as the in-cylinder air-fuel ratio is rich, and the intake temperature is lower when it is higher than when it is higher. More.
図3に示される関係に従えば、要求される空燃比と現在の吸気温度とのもとで、着火に必要となる要求NOx量を算出することができる。逆に、筒内に導入された筒内NOx量と吸気温度のもとで、着火可能な空燃比の範囲を算出することができる。 According to the relationship shown in FIG. 3, the required NOx amount required for ignition can be calculated based on the required air-fuel ratio and the current intake air temperature. On the contrary, the range of the air-fuel ratio that can be ignited can be calculated based on the amount of NOx in the cylinder introduced into the cylinder and the intake air temperature.
本実施の形態においてECU20は、燃焼サイクルごとに、リッチ燃焼運転において最終的に要求される要求空燃比と現在の吸気温度に応じた要求NOx量を算出すると共に、今回の燃焼サイクルで筒内に導入される筒内NOx量を推定し、筒内NOx量と吸気温度のもとで、着火可能な空燃比のリッチ側の限界値を求める。そして、筒内NOx量が、要求NOx量に達するまでの間、今回の燃焼サイクルにおける空燃比の目標値である実行空燃比を、算出されたリッチ側の限界値に設定する制御を行なう。
In the present embodiment, the
図4は、ECU20が実行する制御について説明するためのタイミングチャートである。図4のタイミングチャートにおいて横軸は燃焼サイクルを示している。図4に示される例では、1回目の燃焼サイクルで、リッチ燃焼運転の要求が出されている。このとき運転領域はリッチ燃焼困難領域にある。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the control executed by the
要求空燃比は、リッチ燃焼運転における要求空燃比(第2空燃比)となる。そして要求空燃比と現在の吸気温度に応じて、要求NOx量が算出される。ただし、この時点では、筒内NOx量は増加していない。今回の燃焼サイクルでの目標空燃比である実行空燃比は、現在の筒内NOx量と吸気温度とに応じて、着火可能な範囲で最もリッチ側の空燃比に設定され、設定された実行空燃比で燃焼が行われる。 The required air-fuel ratio is the required air-fuel ratio (second air-fuel ratio) in the rich combustion operation. Then, the required NOx amount is calculated according to the required air-fuel ratio and the current intake air temperature. However, at this point, the amount of NOx in the cylinder has not increased. The running air-fuel ratio, which is the target air-fuel ratio in this combustion cycle, is set to the richest air-fuel ratio in the ignitable range according to the current amount of NOx in the cylinder and the intake air temperature, and the set running air-fuel ratio is set. Combustion is performed at the fuel ratio.
1回目の燃焼サイクルではリッチ燃焼運転への切り替え開始前の空燃比(第1空燃比)よりも少しリッチ側にシフトされた実行空燃比での燃焼であるが、空燃比のリッチ化により排気温度は上昇する。EGR通路10を介して、昇温した排気が吸気系に導入されるので、2回目の燃焼サイクルでは、吸気温度が上昇する。これにより、2回目の燃焼サイクルでの要求NOx量は低下する。
In the first combustion cycle, combustion is performed at the actual air-fuel ratio shifted to the rich side slightly from the air-fuel ratio (first air-fuel ratio) before the start of switching to rich combustion operation, but the exhaust temperature is increased due to the enrichment of the air-fuel ratio. Rise. Since the heated exhaust gas is introduced into the intake system through the
また、排気温度の上昇により、EGR通路10に設置された第2NOx触媒12の床温が上昇し、第2NOx触媒12からNOxが放出される。これにより2回目の燃焼サイクルでは、筒内NOx量は増加する。
Further, as the exhaust temperature rises, the floor temperature of the
吸気温度の上昇及び筒内NOx量が増加により、着火可能な空燃比の範囲がリッチ側に拡大する。従って、2回目の燃焼サイクルの実行空燃比は、1回目の燃焼サイクルの実行空燃比よりも、リッチ側にシフトした値に設定され、燃焼が行われる。 As the intake air temperature rises and the amount of NOx in the cylinder increases, the range of air-fuel ratio that can be ignited expands to the rich side. Therefore, the executed air-fuel ratio of the second combustion cycle is set to a value shifted to the rich side from the executed air-fuel ratio of the first combustion cycle, and combustion is performed.
このように、着火可能な範囲で実行空燃比をリッチ側にシフトさせていき、やがて筒内NOx量が、4回目の燃焼サイクルでは、要求NOx量が筒内NOx量を超える。その後、5回目の燃焼サイクルでは、空燃比は、リッチ燃焼運転で要求される要求空燃比となり、リッチ燃焼運転への切り替えが完了する。 In this way, the executed air-fuel ratio is shifted to the rich side within the range where ignition is possible, and the amount of NOx in the cylinder eventually exceeds the amount of NOx in the cylinder in the fourth combustion cycle. After that, in the fifth combustion cycle, the air-fuel ratio becomes the required air-fuel ratio required in the rich combustion operation, and the switching to the rich combustion operation is completed.
図5は、ECU20が実行する具体的な制御のルーチンをフローチャートに示した図である。図5のルーチンでは、まず、ステップS102において、リッチ燃焼運転の要求の有無が判定される。リッチ燃焼運転の要求は、例えば、第1NOx触媒6に吸蔵するNOxの還元や、吸蔵されたSOxを脱離除去する再生処理が必要な場合に要求される。ステップS102において、リッチ燃焼要求がないと判定された場合、今回の処理は一旦終了する。
FIG. 5 is a flowchart showing a specific control routine executed by the
一方、ステップS102において、リッチ燃焼運転の要求があると判定された場合、次に、処理は、ステップS104に進む。ステップS104では、現在の運転領域が、リッチ燃焼困難領域にあるか否かが判別される。この判別は、現在の吸気温度、筒内温度、エンジン回転速度及び負荷で特定される運転領域に基づいて行われる。 On the other hand, if it is determined in step S102 that there is a request for rich combustion operation, the process then proceeds to step S104. In step S104, it is determined whether or not the current operating region is in the rich combustion difficult region. This determination is made based on the operating range specified by the current intake air temperature, in-cylinder temperature, engine speed and load.
ステップS104において、現在の運転領域が、リッチ燃焼困難領域にはない場合、処理はステップS106に進み、目標空燃比は、直ちに要求空燃比とされ、リッチ燃焼運転に切り替えられる。 In step S104, if the current operating region is not in the rich combustion difficult region, the process proceeds to step S106, the target air-fuel ratio is immediately set to the required air-fuel ratio, and the operation is switched to the rich combustion operation.
ステップS104において、現在の運転領域が、リッチ燃焼困難領域にあると判定された場合、処理はステップS110に進む。ステップS110では、要求NOx量が算出される。要求NOx量は、現在の吸気温度と要求空燃比とに応じて、マップに従って算出される。このマップは、図3に示すような、空燃比と筒内温度と筒内NOx量との関係を定めたものであり、予め実験等によりその関係を求め、ECU20に記憶させたものである。
If it is determined in step S104 that the current operating region is in the rich combustion difficult region, the process proceeds to step S110. In step S110, the required NOx amount is calculated. The required NOx amount is calculated according to the map according to the current intake air temperature and the required air-fuel ratio. This map defines the relationship between the air-fuel ratio, the in-cylinder temperature, and the in-cylinder NOx amount as shown in FIG. 3, and the relationship is obtained in advance by an experiment or the like and stored in the
次に、ステップS112に進み、第2NOx触媒12のNOx吸蔵量が、所定量以上であるか否かが判別される。ここで所定量は、着火促進に必要なNOx量を、第2NOx触媒12から放出しうる状態にあるかを判別するための値である。具体的な値は、予め設定し、ECU20に記憶させておく。第2NOx触媒12のNOx吸蔵量は推定値であり、その推定方法は問わない。
Next, the process proceeds to step S112, and it is determined whether or not the NOx storage amount of the
ステップS112において第2NOx触媒12のNOx吸蔵量が所定量より少ないと判別された場合、今回の処理は一旦終了する。つまり、燃焼モードはリッチ燃焼モードに切り替えられず、現在の燃焼モードでの燃焼が継続される。
When it is determined in step S112 that the NOx storage amount of the
一方、ステップS112において、第2NOx触媒12のNOx吸蔵量が所定量以上であると判別された場合、次に、処理は、ステップS114に進む。ステップS114では、実行空燃比が設定されて燃焼が行われる。ここで設定される実行空燃比は、現在の筒内NOx量と吸気温度とのもとで着火可能な範囲のリッチ側の限界値である。
On the other hand, if it is determined in step S112 that the NOx storage amount of the
次に、処理は、ステップS116に進み、次の燃焼サイクルでの筒内NOx量が算出され、筒内NOx量の値が更新されると共に、現在の吸入空気量のもと、要求NOx量が再計算され、更新される。筒内NOx量は、第2NOx触媒12から放出されたNOx量と、EGRガスと合流して筒内に導入される新気に含まれるNOx量とから求められる。第2NOx触媒12から放出されたNOx量は、例えば、第2NOx触媒12の床温の変化量から推定することができる。また新気内のNOx量は、例えば吸気系に設置されたNOxセンサの検出値から算出できる。あるいは、新気内のNOx量は推定値であってもよい。推定方法は問わない。
Next, the process proceeds to step S116, the in-cylinder NOx amount in the next combustion cycle is calculated, the value of the in-cylinder NOx amount is updated, and the required NOx amount is set based on the current intake air amount. Recalculated and updated. The amount of NOx in the cylinder is obtained from the amount of NOx released from the
次に、ステップS118に進み、筒内NOx量が、要求NOx量以上であるか否かが判別される。ステップS118において、筒内NOx量が要求NOx量より小さいと判別された場合には、処理はステップS114に戻され、現在の筒内NOx量と吸気温度とに応じて、再び、実行空燃比が設定され、この実行空燃比で燃焼が行われる。 Next, the process proceeds to step S118, and it is determined whether or not the amount of NOx in the cylinder is equal to or greater than the required amount of NOx. If it is determined in step S118 that the in-cylinder NOx amount is smaller than the required NOx amount, the process is returned to step S114, and the executed air-fuel ratio is again adjusted according to the current in-cylinder NOx amount and the intake air temperature. It is set and combustion is performed at this air-fuel ratio.
一方、ステップS118において、筒内NOx量が要求NOx量以上であると判別された場合には、処理はステップS106に進み、要求空燃比でのリッチ燃焼運転に切り替えられる。 On the other hand, if it is determined in step S118 that the amount of NOx in the cylinder is equal to or greater than the required amount of NOx, the process proceeds to step S106 and is switched to the rich combustion operation at the required air-fuel ratio.
以上説明したように、本実施の形態では、リッチ燃焼運転の要求が出され、かつ、運転領域がリッチ燃焼困難領域である場合には、筒内NOx量が要求NOx量に達するまでの間、着火可能な範囲で目標空燃比を徐々にリッチ側にシフトする過渡運転が実行される。これにより、リッチ燃焼運転への切り替え時における失火を抑制することができる。また、このシステムでは、EGR通路に第2NOx触媒12が設置されており、目標空燃比が着火可能な範囲で徐々にリッチ側にシフトされることで、第2NOx触媒12から、筒内にNOxが供給される。このように、筒内に供給されるNOxが増量されることで、着火可能な範囲を拡大させることができる。これにより、より効果的に失火を抑制しつつ、リッチ燃料運転への切り替えを迅速に行うことができる。
As described above, in the present embodiment, when a request for rich combustion operation is issued and the operating region is a region where rich combustion is difficult, until the amount of NOx in the cylinder reaches the required amount of NOx. A transient operation is performed in which the target air-fuel ratio is gradually shifted to the rich side within the ignitable range. As a result, misfire can be suppressed when switching to the rich combustion operation. Further, in this system, the
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 It should be noted that when the number, quantity, quantity, range, etc. of each element is referred to in the above-described embodiment, the reference is made except when explicitly stated or when the number is clearly specified in principle. The invention is not limited in number. Further, the structure and the like described in this embodiment are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.
2 エンジン
4 排気通路
6 第1NOx触媒
10 EGR通路
12 第2NOx触媒
22 空燃比センサ
2
Claims (1)
内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路に配置されたNOx吸蔵触媒と、
第1空燃比による運転と、前記第1空燃比及び理論空燃比よりリッチな第2空燃比による運転とを切り替え可能に構成された制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第2空燃比による運転への切り替えの要求を検知した場合に、
前記NOx吸蔵触媒から放出されるNOx量に応じて、今回の燃焼サイクルにおいて前記内燃機関の筒内に導入されるNOx量である筒内NOx量を推定し、
前記筒内NOx量が、前記第2空燃比及び現在の筒内温度のもとで着火に必要とされる要求NOx量に達するまでの間、
今回の燃焼サイクルにおける目標空燃比を、前記筒内NOx量と現在の筒内温度のもとで着火可能な空燃比の範囲内で、前回の燃焼サイクルにおける目標空燃比よりもリッチ側の空燃比に設定する、
ように構成されたことを特徴とする内燃機関システム。 With an internal combustion engine
The EGR passage that connects the exhaust passage and the intake passage of the internal combustion engine,
The NOx storage catalyst arranged in the EGR passage and
A control device configured to be able to switch between operation with the first air-fuel ratio and operation with a second air-fuel ratio richer than the first air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio.
With
The control device is
When a request to switch to operation based on the second air-fuel ratio is detected,
The amount of NOx in the cylinder, which is the amount of NOx introduced into the cylinder of the internal combustion engine in this combustion cycle, is estimated according to the amount of NOx released from the NOx storage catalyst.
Until the amount of NOx in the cylinder reaches the required amount of NOx required for ignition under the second air-fuel ratio and the current temperature in the cylinder.
The target air-fuel ratio in this combustion cycle is within the range of the air-fuel ratio that can be ignited under the amount of NOx in the cylinder and the current in-cylinder temperature, and the air-fuel ratio on the rich side of the target air-fuel ratio in the previous combustion cycle. Set to,
An internal combustion engine system characterized in that it is configured in this way.
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