JPH06229324A - Exhaust emission control device of engine - Google Patents

Exhaust emission control device of engine

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Publication number
JPH06229324A
JPH06229324A JP5018460A JP1846093A JPH06229324A JP H06229324 A JPH06229324 A JP H06229324A JP 5018460 A JP5018460 A JP 5018460A JP 1846093 A JP1846093 A JP 1846093A JP H06229324 A JPH06229324 A JP H06229324A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
exhaust
passage
engine
adsorbent
Prior art date
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Pending
Application number
JP5018460A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyasu Yoshino
太容 吉野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP5018460A priority Critical patent/JPH06229324A/en
Publication of JPH06229324A publication Critical patent/JPH06229324A/en
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain stable exhaust gas recirculation(EGR) amount under all driving conditions, so as to obtain optimum EGR performance by setting the controlled variable by which exhaust gas is recirculated on the basis of exhaust pressure estimated on the basis of the detected engine operation state and the opening controlling state. CONSTITUTION:A precatalyst 21 and a main catalyst 22 for emitting exhaust gas are arranged in an exhaust gas passage 13, and the exhaust gas passage located downstream from the precatalyst 21 is branched into two passages, moreover an unburnt gas adsorbent 24 is arranged in one side branched passage 16. An opening control valve 18 is interposed on a branch point 13a located upstream from the branched passages 15, 16, and the exhaust gas passage 13 located upstream and an intake air passage 41 located downstream from throttle valve 42 are communicated with and connected to each other by an EGR passage 50 wherein an EGR valve 51 is interposed. In an ECU(electronic control unit) 30, the exhaust flow rate is estimated on the basis of the detected result of the engine driving state of an air-fuel ratio sensor 31, and a catalyst outlet temperature sensor 32, etc., and exhaust pressure is estimated on the basis of this estimated flow rate and the opening of an opening control valve 18, moreover the opening of the EGR valve 51 is set on the basis of the estimated pressure and the objective EGR amount.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気浄化装
置に関し、特に排気浄化触媒と排気還流装置とを併設し
た場合のエンジンの排気浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine exhaust purification system, and more particularly to an engine exhaust purification system in which an exhaust purification catalyst and an exhaust gas recirculation system are provided together.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、冷間時に排出される未燃ガス(以
下、HCと言う)を低減するためにHC吸着触媒が考案
されている。しかしながら、かかるHC吸着触媒は耐熱
性が劣るため、吸着・脱離処理を行なうときのみ排気を
導き、それ以外では排気が導かれないようにするため
に、排気通路を二股に分岐しその後再び合流するような
分岐通路を含んで構成し、該分岐通路の一方に前記HC
吸着触媒を介装すると共に、運転状態に応じて、上流側
分岐部に設けた制御弁の開度を調整することにより、該
HC吸着触媒に流入する排気流量を制御する必要であ
る。また、特開平2−173312号公報において開示
される排気浄化装置のように、エンジンの冷間始動後か
ら暖機完了までの間に、すなわち排気浄化触媒が活性化
されるまでの間に機関から排出されるHCを、前記同様
に分岐通路に設けたHC吸着触媒に吸着させる一方、該
HC吸着触媒がHCの脱離温度に達した場合には、前記
吸着したHCが脱離して排気組成が悪化するのを防止す
るために、上流側分岐部に設けた切換弁により、該HC
吸着触媒に流入する排気流量を制御するようにしたもの
が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an HC adsorption catalyst has been devised in order to reduce unburned gas (hereinafter referred to as HC) emitted during cold. However, since such an HC adsorption catalyst is poor in heat resistance, the exhaust passage is branched into two branches so that the exhaust is guided only when the adsorption / desorption process is performed, and the exhaust is not guided otherwise, and then merged again. And the HC is provided in one of the branch passages.
It is necessary to control the flow rate of the exhaust gas flowing into the HC adsorption catalyst by interposing the adsorption catalyst and adjusting the opening degree of the control valve provided in the upstream branch portion according to the operating state. Further, as in the exhaust gas purification apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-17312, the engine is removed from after the cold start of the engine until the completion of warming up, that is, before the exhaust gas purification catalyst is activated. While the discharged HC is adsorbed by the HC adsorbing catalyst provided in the branch passage in the same manner as described above, when the HC adsorbing catalyst reaches the desorption temperature of HC, the adsorbed HC is desorbed and the exhaust composition becomes In order to prevent the deterioration of the HC,
It has been proposed to control the flow rate of exhaust gas flowing into the adsorption catalyst.

【0003】一方、排気中のNOxを低減するために、
並びに該NOx低減量に合わせて点火タイミングを進角
させたり、吸気損失の低減(ポンピングロスの低減)効
果により、単なる点火タイミング遅角によるNOx低減
による燃費の大幅な悪化を抑制することが可能な、排気
の一部を機関吸気系に還流させる排気還流(EGR)装
置を設けるようにしたものがある。
On the other hand, in order to reduce NOx in exhaust gas,
In addition, the ignition timing can be advanced in accordance with the NOx reduction amount, or the intake loss can be reduced (pumping loss can be reduced), so that a significant deterioration in fuel consumption due to NOx reduction due to a simple ignition timing retard can be suppressed. There is an exhaust gas recirculation (EGR) device that recirculates a part of the exhaust gas to the engine intake system.

【0004】ところで、前述したような排気浄化装置と
排気還流装置とを併設することは、可及的に排気浄化性
能、延いては燃費を向上させるための一つの有効な技術
手段となる。たとえば、前述した排気浄化装置のよう
に、低温時に排気中のHCを分岐通路に設けたHC吸着
触媒に吸着させ、暖機後にこれを脱離させて下流に設け
た排気浄化触媒にてHCの浄化を行なって、HC吸着触
媒の熱劣化、或いはHCが下流に設けた排気浄化触媒の
活性温度以下のときに脱離するのを防止する一方、燃費
を可及的に向上させるため、理論空燃比よりリーン側に
設定した混合気を燃焼する(以下リーンバーン制御とい
う)ようにした場合には、理論空燃比よりリーン側に設
定した混合気において運転がなされるため、排気浄化装
置として通常の三元触媒を用いた場合には、理論空燃比
よりリーン側においてNOX の転換効率が低下してしま
う。したがって、このままではNOxの排出量が増大し
てしまうのであるが、排気還流装置を併設することによ
り、リーンバーン制御時におけるNOxの排出量の増大
を防止することができるようになる。
By the way, providing the exhaust gas purification device and the exhaust gas recirculation device together as described above is one effective technical means for improving the exhaust gas purification performance and the fuel consumption as much as possible. For example, as in the above-described exhaust gas purification device, HC in the exhaust gas is adsorbed by the HC adsorption catalyst provided in the branch passage at a low temperature, desorbed after warming up, and desorbed by the exhaust gas purification catalyst provided downstream. Purification is performed to prevent thermal deterioration of the HC adsorption catalyst or desorption when HC is below the activation temperature of the exhaust purification catalyst provided downstream, while improving the fuel economy as much as possible. When the air-fuel mixture set to the lean side of the fuel ratio is burned (hereinafter referred to as lean burn control), the operation is performed in the air-fuel mixture set to the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio, so it is a normal exhaust purification device. When a three-way catalyst is used, the NO x conversion efficiency is reduced on the lean side of the theoretical air-fuel ratio. Therefore, although the NOx emission amount increases as it is, the increase of the NOx emission amount during lean burn control can be prevented by providing the exhaust gas recirculation device.

【0005】さらに、図7に示すように空燃比が理論空
燃比よりリーン側となっても、エンジンから排出される
NOX の転換効率が低下しない機能を有する触媒(以下
リーンNOX 触媒と称する)を用いた場合にも、以下の
ことが言える。すなわち、ゼオライト等のHC吸着成分
を含んで構成される前記リーンNOX触媒は、かかるリ
ーンNOX 触媒中の吸着成分に吸着したHCによりNO
X を還元することにより当該NOX を浄化するものであ
り、その浄化性能は運転条件の影響を受けることとな
る。詳細に言えば、リーンバーン制御がなされる場合
は、NOX の排出量に比較してHCの排出量が少なくな
り、もってHC濃度が低くなるため、長時間リーンバー
ン制御がなされると、本来は浄化能力があるリーンNO
X 触媒も、当該NOX 浄化性能が低下する惧れがある。
さらに、運転状態が高負荷,高回転時にあっては、エン
ジンから排出される排気流量も多くなるため、より当該
NOX 浄化性能が低下する惧れがある。そこで、分岐通
路に設けたHC吸着触媒から吸着したHCをリーンバー
ン制御時に脱離させ、これをリーンNO X 触媒に供給す
ることにより、NOX 浄化性能の低下の防止を図ること
ができるのであるが(特願平4−245225号)、か
かる場合に、前記排気還流装置を併設すれば、機関から
のNOxの排出量自体を減らすことができるので、NO
X還元剤としての前記吸着したHCをNOx排出量の大
きな領域の全域にわたって長期間万遍なく有効に利用す
ることができるので、NOX 排出量を長期間にわたって
低く抑えることができる。
Further, as shown in FIG. 7, the air-fuel ratio is stoichiometric.
Even if it is leaner than the fuel ratio, it is emitted from the engine
NOXThe catalyst that has the function of not lowering the conversion efficiency of
Lean NOX(Also referred to as a catalyst), the following
I can say that. That is, HC adsorbing components such as zeolite
The lean NO configured to includeXThe catalyst is
NoXNO due to HC adsorbed by the adsorbed component in the catalyst
XNO by reducingXTo purify
Its purification performance is not affected by operating conditions.
It In detail, if lean burn control is used
Is NOXHC emissions are smaller than those of
As a result, the HC concentration will be low, so the lean bar will last for a long time.
When control is performed, lean NO that originally has purifying ability
XThe catalyst is also NOXThere is a fear that the purification performance will decrease.
In addition, when the operating condition is high load or high rotation,
Since the flow rate of exhaust gas discharged from the gin also increases,
NOXThere is a fear that the purification performance will decrease. Therefore, branch
Lean bar for HC adsorbed from the HC adsorption catalyst installed in the passage
It is desorbed during control, and this is lean NO XSupply to catalyst
By doing, NOXPreventing deterioration of purification performance
It is possible (Japanese Patent Application No. 4-245225),
If it is necessary to install the exhaust gas recirculation device,
NOx emissions can be reduced, so NO
XThe adsorbed HC as a reducing agent has a large NOx emission amount.
It can be effectively used for a long period of time over the entire area
NO, because you canXEmissions over a long period of time
It can be kept low.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような排気浄化装置は、該HC吸着触媒におけるHC
の吸着・脱離作用を該HC吸着触媒へ流入する排気流量
を制御することで行なっているために、その排気流量を
変化させるに伴って、排気圧力が変化することとなる。
このため、該排気浄化装置と排気還流装置とを併設した
場合には、機関吸気系へ還流する排気還流量がこの排気
圧力変化の影響を受けて変化するために、要求する排気
還流量を得ることができないという問題があった。すな
わち、機関が同一運転状態であっても、排気圧力が高い
場合には、排気還流量は要求値を上回ってしまい、排気
圧力が低い場合には要求値を下回ってしまうこととなっ
ていた。その結果、前者の場合には、燃焼悪化に伴う排
気成分・燃費の悪化を招き、後者の場合には、十分なN
Ox低減を図ることができなくなることがあった。
However, the exhaust gas purifying apparatus as described above is not suitable for the HC adsorbing catalyst.
Since the adsorption / desorption action is performed by controlling the flow rate of exhaust gas flowing into the HC adsorption catalyst, the exhaust pressure changes as the exhaust flow rate is changed.
Therefore, when the exhaust gas purification device and the exhaust gas recirculation device are provided together, the exhaust gas recirculation amount that recirculates to the engine intake system changes under the influence of this exhaust pressure change, so that the required exhaust gas recirculation amount is obtained. There was a problem that I could not. That is, even when the engines are in the same operating state, the exhaust gas recirculation amount exceeds the required value when the exhaust pressure is high, and falls below the required value when the exhaust pressure is low. As a result, in the former case, exhaust components and fuel consumption are deteriorated due to deterioration of combustion, and in the latter case, sufficient N
It may not be possible to reduce Ox.

【0007】本発明は、このような実情に鑑みなされた
もので、排気流量を制御しつつHCを吸着するHC吸着
触媒と、排気の一部を機関に還流させる排気還流装置と
を備えるものにおいて、全ての機関運転条件で安定した
排気還流量を得て最適な排気浄化性能を得られるように
したエンジンの排気浄化装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is provided with an HC adsorbing catalyst for adsorbing HC while controlling an exhaust flow rate, and an exhaust gas recirculation device for recirculating a part of exhaust gas to an engine. It is an object of the present invention to provide an engine exhaust gas purification device capable of obtaining a stable exhaust gas recirculation amount under all engine operating conditions and obtaining optimum exhaust gas purification performance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このため本発明にかかる
エンジンの排気浄化装置は、二股に分岐した後再び合流
する第1及び第2の分岐通路を含んで構成したエンジン
の排気通路と、前記第2の分岐通路に介装される排気中
の未燃ガスを吸着する未燃ガス吸着材と、前記第1及び
第2の分岐通路の合流部の下流側の排気通路に介装され
る排気浄化用触媒と、エンジンの運転状態を検出する運
転状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出し
た運転状態に応じて、前記第1の分岐通路と前記第2の
分岐通路とを流れる排気の流量を制御する分岐通路排気
流量制御手段と、排気通路と機関吸気系とを連通させて
排気の一部を機関吸気系に還流させる排気還流通路と、
前記排気還流通路の途中に介装され、前記運転状態検出
手段により検出した運転状態に応じて排気還流量を制御
する排気還流量制御手段と、を備えて構成したエンジン
の排気浄化装置において、前記運転状態検出手段により
検出した運転状態と、前記分岐通路排気流量制御手段の
制御状態と、により推定される排気圧力に基づいて、前
記排気還流量制御手段の制御量を設定する制御量設定手
段を含んで構成した。
Therefore, an engine exhaust gas purification apparatus according to the present invention includes an engine exhaust gas passage including first and second branch passages that branch into two and then join again. An unburned gas adsorbent for adsorbing unburned gas in the exhaust, which is interposed in the second branch passage, and an exhaust, which is interposed in the exhaust passage downstream of the confluence of the first and second branch passages. A purifying catalyst, an operating state detecting means for detecting an operating state of the engine, and an exhaust gas flowing through the first branch passage and the second branch passage according to the operating state detected by the operating state detecting means. A branch passage exhaust flow rate control means for controlling the flow rate, an exhaust gas recirculation passage for communicating a part of the exhaust gas with the engine intake system to recirculate a part of the exhaust gas to the engine intake system,
An exhaust gas recirculation device for an engine, comprising: an exhaust gas recirculation amount control unit, which is interposed in the middle of the exhaust gas recirculation passage, and controls an exhaust gas recirculation amount according to an operating state detected by the operating state detecting unit, Control amount setting means for setting the control amount of the exhaust gas recirculation amount control means based on the exhaust pressure estimated by the operating state detected by the operating state detecting means and the control state of the branch passage exhaust flow rate control means. It was configured to include.

【0009】[0009]

【作用】かかる構成によれば、分岐通路排気流量制御手
段により、前記第1の分岐通路と前記第2の分岐通路と
を流れる排気の流量を制御する際に、例えば、機関運転
状態に基づき排気流量を推定し、該推定された排気流量
と前記分岐通路排気流量制御手段の制御状態に基づいて
排気通路内圧力を推定し、これと目標排気還流量とに基
づいて排気還流量制御手段の制御量を設定することによ
り、前記排気還流通路を流れる排気還流量を常に所望の
値に制御することができる。これにより、全ての機関運
転条件で安定した排気還流量を得て最適な排気浄化性能
を得ることができる。
According to this structure, when the flow rate of the exhaust gas flowing through the first branch passage and the second branch passage is controlled by the branch passage exhaust flow rate control means, for example, based on the engine operating state, the exhaust gas is exhausted. Estimating the flow rate, estimating the exhaust passage internal pressure based on the estimated exhaust flow rate and the control state of the branch passage exhaust flow rate control means, and controlling the exhaust gas recirculation amount control means based on this and the target exhaust gas recirculation amount. By setting the amount, it is possible to always control the exhaust gas recirculation amount flowing through the exhaust gas recirculation passage to a desired value. This makes it possible to obtain a stable exhaust gas recirculation amount under all engine operating conditions and obtain optimum exhaust gas purification performance.

【0010】[0010]

【実施例】以下に本発明の第1の実施例を添付の図面に
基づいて説明する。第1の実施例は、低温始動時におけ
る未燃燃料(HC)の排出を防止するように吸着材に該
HCを吸着させ、その後該HCを排気浄化触媒が活性化
する運転条件で脱離させるようにして、吸着材の熱劣化
および排気浄化触媒の活性化以前にHCが脱離して排気
組成が悪化するのを防止するようにした場合において、
全運転領域にわたって排気還流量を適切に制御すること
によって、NOxの排出量を低減できるようにしたもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the first embodiment, the HC is adsorbed by the adsorbent so as to prevent the discharge of unburned fuel (HC) at the time of low temperature start, and then the HC is desorbed under the operating condition in which the exhaust purification catalyst is activated. Thus, in the case of preventing HC from desorbing and deteriorating the exhaust composition before the heat deterioration of the adsorbent and the activation of the exhaust purification catalyst,
By appropriately controlling the exhaust gas recirculation amount over the entire operating region, the NOx emission amount can be reduced.

【0011】本実施例にかかるシステム構成を示す図1
において、エンジン11のエキゾーストマニホールド12に
接続された排気通路13には、排気浄化用のプリ触媒21及
びメイン触媒22が配設される。そして、前記プリ触媒21
の下流側の排気通路から二股に分岐した後(当該分岐点
を13aとする)前記メイン触媒22の上流側で再び合流す
る(当該合流点を13bとする)第1の分岐通路15及び第
2の分岐通路16が設けられており、該第2の分岐通路16
には未燃ガス吸着材(以下、単に吸着材という)24が配
設される。
FIG. 1 showing a system configuration according to this embodiment.
In the exhaust passage 13 connected to the exhaust manifold 12 of the engine 11, an exhaust purification pre-catalyst 21 and a main catalyst 22 are provided. And the pre-catalyst 21
After bifurcating from the exhaust passage on the downstream side of (1), the first branch passage 15 and the second branch passage (1) are merged again on the upstream side of the main catalyst 22 (the joining point is 13b). A branch passage 16 of the second branch passage 16 is provided.
An unburned gas adsorbent (hereinafter, simply referred to as an adsorbent) 24 is disposed in the container.

【0012】そして、前記第1の分岐通路15と第2の分
岐通路16との分岐点13aには、排気が前記第1の分岐通
路15のみ、或いは前記第2の分岐通路16のみ、或いは第
1の分岐通路15及び第2の分岐通路16の両方とにその流
量を制御することができる分岐通路排気流量制御手段と
しての開度制御弁18が介装される。尚、該開度制御弁18
は後述するマイクロコンピュータを内蔵したコントロー
ルユニット30により開度制御される。
At the branch point 13a between the first branch passage 15 and the second branch passage 16, the exhaust gas has only the first branch passage 15 or only the second branch passage 16 or the second branch passage 16. An opening degree control valve 18 as a branch passage exhaust flow rate control means capable of controlling the flow rate is interposed in both the first branch passage 15 and the second branch passage 16. The opening control valve 18
The opening degree is controlled by a control unit 30 including a microcomputer described later.

【0013】また、エンジン11の吸気通路41には、スロ
ットル弁42により制御される吸入空気流量Qを検出する
エアフローメータ43が設けられており、また吸気マニホ
ールド44には、各気筒毎に電磁式の燃料噴射弁45が設け
られていて、後述するコントロールユニット30からの噴
射パルス信号によって開弁駆動し、図示しない燃料ポン
プから圧送されたプレッシャレギュレータにより所定の
圧力に制御された燃料を吸気マニホールド44内に噴射供
給する。
An air flow meter 43 for detecting an intake air flow rate Q controlled by a throttle valve 42 is provided in an intake passage 41 of the engine 11, and an intake manifold 44 has an electromagnetic type for each cylinder. A fuel injection valve 45 of the intake manifold 44 is provided, which is opened and driven by an injection pulse signal from a control unit 30 which will be described later, and which is controlled to a predetermined pressure by a pressure regulator pressure-fed from a fuel pump (not shown). Inject and supply.

【0014】さらに、前記分岐点13aの上流側の排気通
路13と、スロットル弁42の下流側の吸気通路41とを連
通させ、排気の一部を機関に吸入させるようにした排気
還流通路50が設けられる。そして、該排気還流通路50の
途中には、その排気還流量を制御する排気還流量制御手
段としての排気還流量制御弁51が設けられている。かか
る排気還流量制御弁51は、マイクロコンピュータを内蔵
したコントロールユニット30からの制御信号に基づいて
その開度が制御されるようになっている。
Further, an exhaust gas recirculation passage 50 is provided in which the exhaust passage 13 upstream of the branch point 13a and the intake passage 41 downstream of the throttle valve 42 are communicated with each other so that part of the exhaust gas is sucked into the engine. It is provided. An exhaust gas recirculation amount control valve 51 as exhaust gas recirculation amount control means for controlling the exhaust gas recirculation amount is provided in the middle of the exhaust gas recirculation passage 50. The opening degree of the exhaust gas recirculation amount control valve 51 is controlled based on a control signal from the control unit 30 having a microcomputer built therein.

【0015】ところで、前記第2の分岐通路16に介装さ
れる吸着材24は、モノリス形状のセラミック担体に比表
面積の大きなγ−アルミナをコーティングしたものであ
る。尚、吸着材24はモノリス形状に限らず、例えばフォ
ーム状、ペレット状、メッシュ状等であってもよく、ま
た吸着材自体も前記γ−アルミナに限られるものではな
く、活性炭等吸着性能を有する物質であればよい。
The adsorbent 24 provided in the second branch passage 16 is a monolithic ceramic carrier coated with γ-alumina having a large specific surface area. The adsorbent 24 is not limited to the monolith shape, and may be foam, pellet, mesh, or the like, and the adsorbent itself is not limited to the γ-alumina and has an adsorbing performance such as activated carbon. Any substance will do.

【0016】なお、メイン触媒22は、排気浄化用のメイ
ン触媒22は従来用いられている通常の三元触媒であり、
例えばセラミック製の担体に白金,パラジウム,ロジウ
ム等の貴金属を担持したもので排気を化学的に酸化処理
するものである。また、プリ触媒21及びメイン触媒22夫
々の活性化の有無を判定するメイン触媒出口温度センサ
32が該メイン触媒22の下流の排気通路13に設けられてい
る。
Incidentally, the main catalyst 22 is an ordinary three-way catalyst which has been used conventionally, for purifying exhaust gas.
For example, a ceramic carrier carrying a precious metal such as platinum, palladium, or rhodium is used to chemically oxidize exhaust gas. Further, a main catalyst outlet temperature sensor for determining whether or not each of the pre-catalyst 21 and the main catalyst 22 has been activated
32 is provided in the exhaust passage 13 downstream of the main catalyst 22.

【0017】さらに、排気通路13内の排気中酸素濃度に
応じてこれに対応する吸入混合気の空燃比が理論空燃比
よりリッチ側にあるかリーン側にあるかをON,OFF
的に検出する空燃比センサ31が設けられる。また、機関
回転と同期して微小な単位クランク角毎に単位角度信号
を出力すると共に、気筒毎の行程クランク角期間毎に基
準信号を出力するクランク角センサ33がディストリビュ
ータ等に内蔵して設けられる。
Further, depending on the oxygen concentration in the exhaust gas in the exhaust passage 13, it is turned on / off whether the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture corresponding thereto is richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
An air-fuel ratio sensor 31 is provided for positive detection. Further, a crank angle sensor 33 that outputs a unit angle signal for each minute unit crank angle in synchronization with the engine rotation and outputs a reference signal for each stroke crank angle period of each cylinder is provided in a distributor or the like. .

【0018】これら、各種センサが機関運転状態検出手
段を構成する。なお、燃料噴射量の決定は、以下のよう
にして行なわれる。コントロールユニット30内のマイ
クロコンピュータは、前記各種のセンサからの信号に基
づいて、すなわち、エアフローメータ43からの電圧信号
から求められる吸入空気流量Qと、クランク角センサ33
からの信号から求められるエンジン回転速度Nとから基
本燃料噴射量Tp=c×Q/N(cは定数)を演算する
と共に、空燃比フィードバック補正係数α、空燃比学習
制御係数K、および各種補正係数Coにより、有効燃料
噴射量Te=Tp×α×K×Coを演算により求め、か
かる有効燃料噴射量Teに相当する噴射パルス幅をもつ
噴射パルス信号が燃料噴射弁45に送られ、機関11に所定
量の燃料が噴射供給される。
These various sensors constitute engine operating state detecting means. The fuel injection amount is determined as follows. The microcomputer in the control unit 30 uses the intake air flow rate Q obtained based on the signals from the various sensors, that is, the voltage signal from the air flow meter 43, and the crank angle sensor 33.
The basic fuel injection amount Tp = c × Q / N (c is a constant) is calculated from the engine speed N obtained from the signal from, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient α, the air-fuel ratio learning control coefficient K, and various corrections are performed. The effective fuel injection amount Te = Tp × α × K × Co is calculated by the coefficient Co, and an injection pulse signal having an injection pulse width corresponding to the effective fuel injection amount Te is sent to the fuel injection valve 45, and the engine 11 A predetermined amount of fuel is injected and supplied to.

【0019】ところで、排気還流量は、例えば図4に示
すように、機関運転状態に応じて設定されるもので、要
求する排気還流量が得られるように、予めコントロール
ユニット30内のマイクロコンピュータには、機関負荷T
p、機関回転速度Nに応じて目標排気還流量Qrが設定
されている。次にかかる構成の排気浄化装置に係り、コ
ントロールユニット30により行われる吸着材24のHCの
吸着・脱離処理制御について、図2に示すフローチャー
トを参照しつつ説明する。
By the way, the exhaust gas recirculation amount is set in accordance with the engine operating condition, as shown in FIG. 4, for example. Is the engine load T
The target exhaust gas recirculation amount Qr is set according to p and the engine speed N. Next, the control of the adsorption / desorption process of HC of the adsorbent 24, which is performed by the control unit 30 in the exhaust emission control device having such a configuration, will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0020】ステップ1(図ではS1と記す。以下同
様)では、イグニッションスイッチ34からのエンジンの
オン・オフ信号を入力する。ステップ2では、前記イグ
ニッション信号が入力されたか否かを判断し、イグニッ
ション信号が入力されている場合は、エンジン11が回転
しているとして、ステップ3以下に進み、イグニッショ
ン信号が入力されていないと判断された場合は、エンジ
ン11が回転していないとして、本フローを終了する。
In step 1 (denoted as S1 in the figure, the same applies hereinafter), an engine on / off signal from the ignition switch 34 is input. In step 2, it is judged whether or not the ignition signal is input. If the ignition signal is input, it is determined that the engine 11 is rotating, and the process proceeds to step 3 and the following steps. If the ignition signal is not input. If it is determined that the engine 11 is not rotating, this flow ends.

【0021】ステップ3では、メイン触媒出口温度セン
サ32により検出される排気温度Tを入力する。ステップ
4では、排気温度Tが所定値T0 以上か否かを判断す
る。そして、排気温度Tが所定値T0 以上ではないと判
断された場合は、ステップ5に進む。ステップ5では、
開度制御弁18を、排気が第2の分岐通路16のみに流れる
ような位置に切換動作させる。この状態では、排気が第
2の分岐通路16のみに流れることにより、排気が吸着材
24を通過することとなり、排気中のHCは該吸着材24に
トラップされる。この場合、排気温度Tが所定値T0
上ではないので、触媒22は触媒活性温度まで達しておら
ず、未活性の状態であるが、排気中のHCは該吸着材24
にトラップされるため、該HCが外部に放出されること
はない。このように、触媒22の未活性時に吸着材24に排
気中のHCを導いて、吸着材24にトラップさせる状態で
は、吸着材24もHCの脱離温度に達していないため、吸
着材24からもHCは脱離しない。
In step 3, the exhaust gas temperature T detected by the main catalyst outlet temperature sensor 32 is input. In step 4, it is determined whether the exhaust temperature T is equal to or higher than a predetermined value T 0 . When it is determined that the exhaust temperature T is not equal to or higher than the predetermined value T 0 , the process proceeds to step 5. In step 5,
The opening control valve 18 is switched to a position where the exhaust gas flows only through the second branch passage 16. In this state, the exhaust gas flows only in the second branch passage 16, so that the exhaust gas is absorbed by the adsorbent.
After passing through 24, the HC in the exhaust gas is trapped by the adsorbent 24. In this case, since the exhaust temperature T is not equal to or higher than the predetermined value T 0 , the catalyst 22 has not reached the catalyst activation temperature and is in an inactive state, but the HC in the exhaust is not absorbed by the adsorbent 24.
The HC is not released to the outside because it is trapped in the. As described above, when the HC in the exhaust gas is guided to the adsorbent 24 when the catalyst 22 is inactive and trapped in the adsorbent 24, the adsorbent 24 has not reached the desorption temperature of HC, so However, HC does not desorb.

【0022】そして、当該ステップが実行された後、再
びステップ3に戻り、排気温度Tを判断する。ステップ
4で排気温度Tが所定値T0 以上であると判断された場
合は、ステップ6に進む。ステップ6では、開度制御弁
18を、排気が第1の分岐通路15のみに流れるような位置
に切換動作させる。この状態では、排気が第1の分岐通
路15を通過して触媒22に流れることとなり、吸着材24の
熱劣化、および吸着材24からHCが脱離するのを防止す
る。
After the step is executed, the process returns to step 3 to judge the exhaust temperature T. When it is determined in step 4 that the exhaust temperature T is equal to or higher than the predetermined value T 0 , the process proceeds to step 6. In step 6, the opening control valve
18 is switched to a position where the exhaust gas flows only through the first branch passage 15. In this state, the exhaust gas passes through the first branch passage 15 and flows to the catalyst 22, which prevents heat deterioration of the adsorbent 24 and desorption of HC from the adsorbent 24.

【0023】以上説明したステップが、吸着材24による
低温時におけるHCの吸着にかかるフローである。つづ
いて、吸着材24のHCの脱離処理にかかるフローついて
説明する。ステップ7では、機関回転速度N及び基本燃
料噴射量Tpを判断することにより、図5に示すような
マップに基づいて、吸着材24に排気を流して吸着材24に
吸着されたHCを脱離してもよいか否かを判断する。こ
こで、基本燃料噴射量Tpはエンジン11の負荷を代表す
るパラメータであり、図5において、OKは吸着材24に吸
着されたHCを脱離するように制御を行う運転領域であ
り、NGは吸着材24に吸着されたHCを脱離しないように
制御を行う運転領域である。なお、開度制御弁18の開度
は、例えば、機関11から比較的HCの排出量が多く、排
気温度の低い( メイン触媒22の活性度低い) 軽負荷域
は、HCの脱離量を小さくし(吸着材24を通過する排気
流量を少なくし)、機関11から比較的HCの排出量が少
なく、排気温度の高い( メイン触媒22の活性度高い) 高
負荷域では、HCの脱離量を大きく(吸着材24を通過す
る排気流量を多く)するように設定して、メイン触媒22
の浄化性能に適合させるようにしている。
The steps described above are the flow for adsorbing HC by the adsorbent 24 at a low temperature. Next, the flow of the HC desorption process of the adsorbent 24 will be described. In step 7, by determining the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp, based on the map as shown in FIG. 5, exhaust gas is passed through the adsorbent 24 to desorb the HC adsorbed on the adsorbent 24. Or not. Here, the basic fuel injection amount Tp is a parameter representing the load of the engine 11, and in FIG. 5, OK is an operating region in which control is performed so as to desorb HC adsorbed on the adsorbent 24, and NG is This is an operation region in which control is performed so that the HC adsorbed on the adsorbent 24 is not desorbed. The opening of the opening control valve 18 is, for example, a relatively large amount of HC discharged from the engine 11 and the exhaust temperature is low (the activity of the main catalyst 22 is low). Decrease the amount of exhaust gas (the amount of exhaust gas that passes through the adsorbent 24) is small, the amount of HC discharged from the engine 11 is relatively small, and the desorption of HC occurs in a high load region where the exhaust temperature is high (the main catalyst 22 is highly active). The main catalyst 22 is set so that the amount is large (the flow rate of exhaust gas passing through the adsorbent 24 is large).
It is adapted to the purification performance of.

【0024】ステップ7で、脱離制御を行う運転領域で
あると判断された場合は、ステップ8に進む。ステップ
8では、第1の分岐通路15及び第2の分岐通路16の両方
に排気が流れるように、排気流量制御手段としての開度
制御弁18を設定開度に応じて開弁させる。
If it is determined in step 7 that the operating range is for desorption control, the process proceeds to step 8. In step 8, the opening control valve 18 as exhaust flow rate control means is opened according to the set opening so that the exhaust gas flows through both the first branch passage 15 and the second branch passage 16.

【0025】ステップ9では、吸着材24が吸着されたH
Cを脱離し始めた時からの経過時間が、当該吸着材24が
HCを完全に脱離し終える時間経過したか否かを判断す
る。尚、吸着材24がHCを完全に脱離し終える時間は、
予め実験等により求めることが可能なものである。そし
て、吸着材24が吸着されたHCを完全に脱離し終えたと
判断された場合は、ステップ10に進み、第1の分岐通
路15のみに排気が流れるように、開度制御弁18を設定す
る。これにより、排気はメイン触媒22のみを流れるよう
になり、高温の排気により吸着材24が熱劣化するのを最
小に押さえ、かつ排気通路抵抗が増大するのを防止する
ことができる。
In step 9, the adsorbent 24 adsorbs H
It is determined whether or not the elapsed time from the time when the desorption of C is started has passed the time when the adsorbent 24 completely desorbs HC. The time required for the adsorbent 24 to completely desorb HC is
It can be obtained in advance by experiments or the like. When it is determined that the adsorbent 24 has completely desorbed the adsorbed HC, the process proceeds to step 10, and the opening control valve 18 is set so that the exhaust gas flows only in the first branch passage 15. . As a result, the exhaust gas flows only through the main catalyst 22, the thermal deterioration of the adsorbent 24 due to the high temperature exhaust gas can be minimized, and the exhaust passage resistance can be prevented from increasing.

【0026】一方、ステップ9において、吸着材24が吸
着されたHCを完全に脱離し終えていないと判断された
場合は、ステップ7に戻り、再び運転条件を判断する。
また、ステップ7において、HCの脱離制御を行う運転
領域ではないと判断された場合は、ステップ11へ進
む。ステップ11では、現在HCの脱離制御中であるか
否かを開度制御弁18の設定状態によって判断する。そし
て、吸着材24が脱離中ではない場合には、現状を維持し
てステップ7に戻り、再び運転条件を判断する。
On the other hand, if it is determined in step 9 that the adsorbent 24 has not completely desorbed the adsorbed HC, the process returns to step 7 and the operating conditions are determined again.
If it is determined in step 7 that the operation area is not in the HC desorption control range, the process proceeds to step 11. In step 11, it is determined whether or not the HC desorption control is currently being performed based on the setting state of the opening control valve 18. Then, when the adsorbent 24 is not being desorbed, the current condition is maintained and the process returns to step 7 to judge the operating condition again.

【0027】ステップ11において、吸着材24が脱離中
であると判断された場合には、ステップ12において、
開度制御弁18を閉弁し、第1の分岐通路15のみに排気を
流し、第2の分岐通路へ排気が流れるのを遮断して、吸
着材24からのHCの脱離を停止させた後に、ステップ7
に戻り、再び運転条件を判断する。従って、メイン触媒
22の活性温度に満たない低温時に機関11から排出される
HCを吸着材24に吸着させることで、HCが外部へ排出
されるのを防止し、かつ暖機後に該吸着されたHCを、
所定運転状態のときにのみ脱離させる(吸着材24に排気
を流す)ようになしたので、該吸着材24の熱劣化を最小
に防止し、かつHCの排出量を効果的に低減できる。
If it is determined in step 11 that the adsorbent 24 is being desorbed, in step 12,
The opening control valve 18 was closed, the exhaust gas was allowed to flow only in the first branch passage 15, the exhaust gas was blocked from flowing into the second branch passage, and the desorption of HC from the adsorbent 24 was stopped. Later, step 7
Return to and determine the operating conditions again. Therefore, the main catalyst
By causing the adsorbent 24 to adsorb the HC discharged from the engine 11 at a temperature lower than the activation temperature of 22, the HC is prevented from being discharged to the outside, and the adsorbed HC is warmed up after warming up.
Since desorption is performed (exhaust gas is allowed to flow through the adsorbent 24) only in a predetermined operating state, thermal deterioration of the adsorbent 24 can be prevented to a minimum, and the amount of HC discharged can be effectively reduced.

【0028】次に、かかるHCの吸着・脱離システムに
併用されるEGR制御について図3に示すフローチャー
トに基づいて説明する。かかるフローが、排気還流量制
御手段の制御量を設定する制御量設定手段を構成する。
ステップ21では、機関負荷Tp、機関回転速度Nが各
種センサからの信号に基づき求められる。
Next, the EGR control used together with the HC adsorption / desorption system will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Such a flow constitutes control amount setting means for setting the control amount of the exhaust gas recirculation amount control means.
In step 21, the engine load Tp and the engine rotation speed N are obtained based on the signals from various sensors.

【0029】ステップ22では、予めコントロールユニ
ット30のマイクロコンピュータに記憶されている排気
流量Q1推定マップを参照して、機関負荷Tpと機関回
転速度Nとに基づいて排気流量Q1を推定する。ここで
は、排気流量Q1推定マップを参照するようになした
が、コントロールユニット30内で演算により求めること
も可能である。すなわち、該排気流量Q1は、機関負荷
・機関回転速度の増大、すなわち燃料噴射量・吸入空気
流量の増大に伴って大きくなる傾向を示すものである。
したがって、燃料噴射量・吸入空気流量Q等からも求め
ることができる。
In step 22, the exhaust flow rate Q1 is estimated based on the engine load Tp and the engine rotation speed N by referring to the exhaust flow rate Q1 estimation map stored in advance in the microcomputer of the control unit 30. Here, the exhaust flow rate Q1 estimation map is referred to, but it is also possible to obtain it by calculation in the control unit 30. That is, the exhaust flow rate Q1 tends to increase as the engine load / engine speed increases, that is, as the fuel injection amount / intake air flow rate increases.
Therefore, it can be obtained from the fuel injection amount, the intake air flow rate Q, and the like.

【0030】ステップ23では、予めコントロールユニ
ット30のマイクロコンピュータに記憶されている排気
圧力推定マップを参照して、ステップ22において求め
た排気流量Q1と、開度制御弁18の開度V0に基づいて
排気圧力P1を推定する。なお、排気圧力P1は、排気
流量Q1が大きくなる、或いは開度制御弁18の開度V0
が小さくなる(吸着材24へ流れる排気流量が多くなる方
向) につれて大きくなる。
In step 23, referring to the exhaust pressure estimation map stored in advance in the microcomputer of the control unit 30, based on the exhaust flow rate Q1 obtained in step 22 and the opening V0 of the opening control valve 18, Estimate the exhaust pressure P1. It should be noted that the exhaust pressure P1 becomes large as the exhaust flow rate Q1 increases or the opening V0 of the opening control valve 18 increases.
Becomes smaller (the direction in which the flow rate of exhaust gas flowing to the adsorbent 24 increases) increases.

【0031】ステップ24では、予めコントロールユニ
ット30のマイクロコンピュータに記憶されている排気
還流量制御弁51の開度V1推定マップを参照して、ステ
ップ23において求めた排気圧力P1と目標排気還流量
Qrとに基づいて排気還流量制御弁51の開度V1を求め
る。ここで、開度V1推定マップは、開度一定の条件で
は排気圧力P1と還流量は比例する特性を有するので、
精度良く要求排気還流量に応じた開度V1を検索するこ
とができるのである。
In step 24, the exhaust pressure P1 obtained in step 23 and the target exhaust gas recirculation amount Qr are referred to by referring to the opening V1 estimation map of the exhaust gas recirculation amount control valve 51 stored in advance in the microcomputer of the control unit 30. The opening degree V1 of the exhaust gas recirculation amount control valve 51 is calculated based on Here, the opening degree V1 estimation map has a characteristic that the exhaust pressure P1 and the recirculation amount are proportional to each other under the condition that the opening degree is constant.
The opening degree V1 according to the required exhaust gas recirculation amount can be accurately searched.

【0032】ステップ25では、ステップ24において
排気還流量制御弁51の開度V1に相当する開度制御信号
がコントロールユニット30から排気還流量制御弁51に送
られて、排気還流量制御弁51が開度V1に設定される。
以上のように、本制御によれば、前記開度制御弁18の開
度に応じて該開度制御弁18の上流側の排気通路13内の圧
力が変化しても、要求する排気還流量が得られるように
なる。
In step 25, an opening control signal corresponding to the opening V1 of the exhaust gas recirculation amount control valve 51 in step 24 is sent from the control unit 30 to the exhaust gas recirculation amount control valve 51, and the exhaust gas recirculation amount control valve 51 is operated. The opening degree is set to V1.
As described above, according to this control, even if the pressure in the exhaust passage 13 on the upstream side of the opening control valve 18 changes according to the opening of the opening control valve 18, the required exhaust gas recirculation amount Will be obtained.

【0033】よって、第1の実施例によれば、全ての運
転領域で高い排気浄化性能を得ることができ、延いては
燃費を向上させることができる。また、排気圧力を運転
状態から推定するようになしたので、該開度制御弁18の
上流側の排気通路に圧力検出手段として高価な圧力セン
サを設ける必要がなく、製造コストの低減を図ることが
できる。
Therefore, according to the first embodiment, it is possible to obtain a high exhaust gas purification performance in all operating regions, and it is possible to improve fuel efficiency. Further, since the exhaust pressure is estimated from the operating state, it is not necessary to provide an expensive pressure sensor as a pressure detecting means in the exhaust passage on the upstream side of the opening control valve 18, and the manufacturing cost can be reduced. You can

【0034】なお、燃費向上を図るためにリーンバーン
制御を行なう場合においても、同様に第1の実施例を適
用させれば、燃費を向上させることができると同時に、
排気浄化性能をも向上させることができるので、その効
果は大きい。すなわち、リーンバーン制御中は、図7に
示すように、メイン触媒(三元触媒)22が、空燃比がリ
ーンになるとNOX の排出量が増加する特性を有する
が、これを排気の一部を還流させることで防止すること
ができるからである。
Even when the lean burn control is performed to improve the fuel consumption, the fuel consumption can be improved by applying the first embodiment in the same manner.
Since the exhaust gas purification performance can also be improved, its effect is great. That is, during lean burn control, as shown in FIG. 7, the main catalyst (three-way catalyst) 22 has a characteristic that the amount of NO x emission increases when the air-fuel ratio becomes lean. This can be prevented by refluxing.

【0035】つぎに、第2の実施例について説明する。
第2の実施例は、第1の実施例におけるメイン触媒22
(三元触媒)に換えて、図7に示すような、理論空燃比
よりリーン側で燃焼する運転状態においてもNO X の転
換効率が良好な(NOX の排出量が低下傾向を示す)リ
ーンNOX 触媒28を用いた場合のものである。それ以外
の構成は、図1に示す第1の実施例と同様である。
Next, the second embodiment will be described.
The second embodiment is the same as the main catalyst 22 of the first embodiment.
Instead of (three-way catalyst), the theoretical air-fuel ratio as shown in FIG.
NO even in an operating state where combustion is leaner XTurn of
Good conversion efficiency (NOXEmissions tend to decrease)
NoXThis is when the catalyst 28 is used. other than that
Is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

【0036】この場合は、前述したように、リーンNO
X 触媒28は、該リーンNOX 触媒28中のゼオライト等の
HC吸着成分に吸着したHCによりNOX を還元するこ
とによりNOX を浄化するものであるから、低温始動時
における未燃ガス(HC)の排出を防止するように吸着
材24に該HCを吸着させ、その後該HCをリーンバーン
制御時の所定運転条件のときにのみ脱離させるようにし
て、吸着材24の熱劣化を最小に抑制すると共に、該HC
を効果的にリーンNOX 触媒28に供給してリーンNOX
触媒28のNOx浄化性能を向上させようとする場合で、
第2の実施例は、かかる場合に、排気還流装置との併設
により、全ての機関運転条件で良好な燃費と排気浄化性
能を得られるようにしようとするものである。
In this case, as described above, the lean NO
X catalyst 28, since it is intended to purify the NO X by reduction of the NO X by HC adsorbed on the HC adsorbing component such as zeolite in the lean NO X catalyst 28, unburned gas during cold start (HC ) Is adsorbed on the adsorbent 24 so as to prevent the exhaust of the adsorbent 24, and then the HC is desorbed only under a predetermined operating condition during lean burn control to minimize the thermal deterioration of the adsorbent 24. In addition to suppressing
Effectively supplied to the lean NO X catalyst 28 lean NO X
When trying to improve the NOx purification performance of the catalyst 28,
In such a case, the second embodiment is intended to obtain good fuel economy and exhaust purification performance under all engine operating conditions by coexisting with the exhaust gas recirculation device.

【0037】第2の実施例において、コントロールユニ
ット30により行われる吸着材24のHCの吸着・脱離処理
制御について、図6に示すフローチャートを参照しつつ
説明する。吸着材24による低温時におけるHCの吸着に
かかるステップ31〜ステップ36までは、第1の実施
例と同様であるので、説明を省略する。
The control of the adsorption / desorption process of HC of the adsorbent 24 performed by the control unit 30 in the second embodiment will be described with reference to the flow chart shown in FIG. Steps 31 to 36 related to the adsorption of HC at a low temperature by the adsorbent 24 are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0038】つぎに、吸着材24のHCの脱離処理にかか
るフローついて説明する。ステップ37では、エンジン
11が理論空燃比よりリーン側で燃焼する運転状態で運転
されているか否かを、別に実行されるルーチンによって
判断する。たとえば、排気温度T、機関回転速度N及び
基本燃料噴射量Tpが所定の範囲にあり、理論空燃比よ
りリーンな状態で運転することが可能である、即ちリー
ンバーン制御を行う運転条件が成立し、かつ目標空燃比
がリーンバーン制御用の空燃比に設定されているか、或
いは、排気温度T、機関回転速度N及び基本燃料噴射量
Tpが所定の範囲になく、ストイキ運転を行うべく、目
標空燃比として通常の理論空燃比が設定されているか、
等を診断することにより判断することができる。
Next, the flow of the HC desorption process of the adsorbent 24 will be described. In step 37, the engine
Whether or not 11 is operated in an operating state in which it burns on the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio is determined by a separately executed routine. For example, the exhaust temperature T, the engine speed N, and the basic fuel injection amount Tp are within predetermined ranges, and it is possible to operate in a leaner state than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, the operating condition for performing lean burn control is satisfied. And, the target air-fuel ratio is set to the air-fuel ratio for lean burn control, or the exhaust temperature T, the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp are not within the predetermined range, and the target air-fuel ratio is set to the stoichiometric operation. Is the normal theoretical air-fuel ratio set as the fuel ratio?
It can be judged by diagnosing etc.

【0039】ステップ37において、リーンバーン制御
中であると判断された場合には、ステップ38に進む。
ステップ38では、機関回転速度N及び基本燃料噴射量
Tpを判断することにより、図5と同様のマップに基づ
いて、吸着材24に排気を流して吸着材24に吸着されたH
Cを脱離してもよいか否かを判断する。なお、開度制御
弁18の開度は、例えば、機関11からNOxの排出量が少
ない軽負荷域は、HCの脱離量を小さくし(吸着材24を
通過する排気流量を少なくし)、機関11からNOxの排
出量が多い高負荷域では、HCの脱離量を大きく(吸着
材24を通過する排気流量を多く)するように設定して、
リーンNOx触媒28のNOx浄化性能に適合させるよう
にしてある。
If it is determined in step 37 that the lean burn control is being performed, the process proceeds to step 38.
In step 38, by determining the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp, the exhaust gas is made to flow through the adsorbent 24 and the H adsorbed to the adsorbent 24 is determined based on the map similar to FIG.
It is determined whether C can be detached. Note that the opening degree of the opening degree control valve 18 is, for example, a small desorption amount of HC (a small exhaust gas flow rate passing through the adsorbent 24) in a light load region in which the NOx emission amount from the engine 11 is small, In a high load range where the NOx emission amount from the engine 11 is large, the desorption amount of HC is set to be large (the exhaust gas flow rate passing through the adsorbent 24 is set large),
It is adapted to the NOx purification performance of the lean NOx catalyst 28.

【0040】ステップ38で、HCの脱離制御を行う運
転領域であると判断された場合は、ステップ39に進
む。ステップ39では、第1の分岐通路15及び第2の分
岐通路16の両方に排気が流れるように、排気流量制御手
段としての開度制御弁18を設定開度に応じて開弁させ
る。
When it is determined in step 38 that the operation range is for HC desorption control, the routine proceeds to step 39. In step 39, the opening degree control valve 18 as the exhaust flow rate control means is opened according to the set opening degree so that the exhaust gas flows through both the first branch passage 15 and the second branch passage 16.

【0041】また、ステップ37において、リーンバー
ン制御中ではないと判断された場合、あるいはステップ
37においてリーンバーン制御中であると判断されても
ステップ38においてHCの脱離制御を行う運転領域で
はないと判断された場合は、ステップ36に進む。ステ
ップ40では、吸着材24が吸着されたHCを脱離し始め
た時からの経過時間が、当該吸着材24がHCを完全に脱
離し終える時間経過したか否かを判断する。尚、吸着材
24がHCを完全に脱離し終える時間は、予め実験等によ
り求めることが可能なものである。
When it is determined in step 37 that lean burn control is not being performed, or even if it is determined in step 37 that lean burn control is being performed, it is not within the operating region in which HC desorption control is performed. If it is determined that the above, the process proceeds to step 36. In step 40, it is determined whether or not the elapsed time from the time when the adsorbent 24 starts desorbing the adsorbed HC has passed the time when the adsorbent 24 completely desorbs the HC. Adsorbent
The time required for 24 to completely desorb HC can be obtained in advance by experiments or the like.

【0042】そして、HC脱離完了時間が経過したと判
断された場合は、ステップ41に進み、第1の分岐通路
15のみに排気が流れるように、開度制御弁18を設定す
る。これにより、排気はメイン触媒28のみを流れるよう
になり、高温の排気により吸着材24が熱劣化するのを最
小に押さえることができる。一方、ステップ40におい
て、HC脱離完了時間が経過していないと判断された場
合は、ステップ37に戻り、再び運転条件を判断する。
When it is judged that the HC desorption completion time has elapsed, the routine proceeds to step 41, where the first branch passage
The opening control valve 18 is set so that the exhaust gas flows only to 15. As a result, the exhaust gas flows only through the main catalyst 28, and thermal deterioration of the adsorbent 24 due to high temperature exhaust gas can be suppressed to a minimum. On the other hand, if it is determined in step 40 that the HC desorption completion time has not elapsed, the process returns to step 37 and the operating conditions are determined again.

【0043】また、ステップ38において、HCの脱離
制御を行う運転領域ではないと判断された場合は、ステ
ップ42へ進む。ステップ42では、現在HCの脱離制
御中であるか否かを開度制御弁18の設定状態によって判
断する。そして、吸着材24が脱離中ではない場合には、
現状を維持してステップ37に戻り、再び運転条件を判
断する。
When it is determined in step 38 that the operation range is not in the HC desorption control, the process proceeds to step 42. In step 42, it is determined whether or not the HC desorption control is currently being performed based on the setting state of the opening control valve 18. When the adsorbent 24 is not desorbing,
The current condition is maintained and the process returns to step 37 to determine the operating condition again.

【0044】ステップ42において、吸着材24が脱離中
であると判断された場合には、ステップ43において、
開度制御弁18を閉弁し、第1の分岐通路15のみに排気を
流し、第2の分岐通路16へ排気が流れるのを遮断して、
吸着材24からのHCの脱離を停止させた後に、ステップ
37に戻り、再び運転条件を判断する。従って、メイン
触媒出口温度センサ32、クランク角センサ33及びエアフ
ローメータ43等により運転状態がリーンバーン制御状態
であることが検出され、また、当該運転状態が高負荷,
高回転時にあることが検出されると、吸着材24にトラッ
プされたHCが脱離し、排気通路13に配設された排気浄
化用のリーンNOX 触媒28に供給されるので、該供給さ
れたHCは還元剤としてNOX に作用し、運転条件に係
わらず、該リーンNOX 触媒28における浄化性能が向上
することとなる。
If it is determined in step 42 that the adsorbent 24 is being desorbed, in step 43
The opening control valve 18 is closed, the exhaust gas is allowed to flow only in the first branch passage 15, and the exhaust gas is blocked from flowing into the second branch passage 16.
After stopping the desorption of HC from the adsorbent 24, the process returns to step 37 and the operating condition is judged again. Therefore, it is detected by the main catalyst outlet temperature sensor 32, the crank angle sensor 33, the air flow meter 43, etc. that the operating state is the lean burn control state, and the operating state is under high load,
When it is detected that the engine is running at high speed, the HC trapped in the adsorbent 24 is desorbed and supplied to the lean NO x catalyst 28 for exhaust gas purification arranged in the exhaust passage 13. HC acts on NO X as a reducing agent, and the purification performance of the lean NO X catalyst 28 is improved regardless of operating conditions.

【0045】しかしながら、該NOx還元剤として吸着
剤24に吸着されているHCは、ステップ31〜ステップ
36が再び実行されない限り増加することはないので、
リーンバーン制御がなされる場合には、前記吸着されて
いるHCはある所定の時間で消滅してしまうものであ
る。そこで、機関11から排出されるNOxの排出量自体
を減らすことで、リーンバーン制御時にリーンNOx触
媒28への前記吸着されているHCの単位時間当たりの供
給量を減らせるようにすれば、より長時間にわたってリ
ーンバーン制御を行なっても、平均的に安定してNOx
排出量を低減することができればより効果的である。
However, the HC adsorbed on the adsorbent 24 as the NOx reducing agent does not increase unless steps 31 to 36 are executed again.
When lean burn control is performed, the adsorbed HC disappears in a predetermined time. Therefore, by reducing the NOx emission amount itself emitted from the engine 11, it is possible to reduce the supply amount of the adsorbed HC per unit time to the lean NOx catalyst 28 during lean burn control. Even if lean burn control is performed for a long time, NOx is stable on average
It would be more effective if the amount of emissions could be reduced.

【0046】かかる場合に、排気の一部を機関吸気系に
還流させることで、機関11から排出されるNOxの排出
量自体を低減させることができるので効果的であるが、
第1の実施例同様、HCを吸着材24から脱離させる際に
前記開度制御弁18の開度が変化するために、排気通路内
の圧力が変化して、要求する排気還流量が得られなくな
るのである。
In such a case, it is effective to recirculate a part of the exhaust gas to the engine intake system because the amount of NOx discharged from the engine 11 can be reduced.
Similar to the first embodiment, when the HC is desorbed from the adsorbent 24, the opening of the opening control valve 18 changes, so the pressure in the exhaust passage changes, and the required exhaust gas recirculation amount is obtained. You will not be able to.

【0047】かかる場合に、前述した第1の実施例と同
様のステップ21〜ステップ25までの排気還流量制御
弁51の開度制御を行なえば、全ての機関運転状態で要求
される排気還流量を得ることができ、機関11から排出さ
れるNOxの排出量自体を減らすことで、リーンバーン
制御時にリーンNOx触媒28への前記吸着されているH
Cの単位時間当たりの供給量を減らすことができ、これ
により更に長時間にわたってリーンバーン制御を行なっ
ても、平均的に安定してNOx排出量を低減することが
できるようになり、延いては可及的に排気浄化性能・燃
費の向上を図ることができる。
In such a case, if the opening degree control of the exhaust gas recirculation amount control valve 51 from step 21 to step 25 is performed as in the first embodiment described above, the exhaust gas recirculation amount required in all engine operating states. By reducing the amount of NOx emitted from the engine 11 itself, the adsorbed H on the lean NOx catalyst 28 during lean burn control can be obtained.
It is possible to reduce the supply amount of C per unit time, so that even if the lean burn control is performed for a longer period of time, the NOx emission amount can be stably reduced on average, and eventually It is possible to improve exhaust purification performance and fuel efficiency as much as possible.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明にかか
るエンジンの排気浄化装置によれば、分岐通路排気流量
制御手段により、前記第1の分岐通路と前記第2の分岐
通路とを流れる排気の流量を制御する際に、機関運転状
態検出手段により検出される機関運転状態と前記分岐通
路排気流量制御手段の制御状態とから推定される排気圧
力に基づいて排気還流量制御手段の制御量を設定するこ
とができるので、前記排気還流通路を流れる排気還流量
を常に所望の値に制御することができる。これにより、
全ての機関運転条件で安定した排気還流量を得て最適な
排気浄化性能を得ることができ、延いては燃費の向上を
図ることができる。
As described above, according to the engine exhaust gas purification apparatus of the present invention, the exhaust gas flowing through the first branch passage and the second branch passage is controlled by the branch passage exhaust flow rate control means. When controlling the flow rate of the exhaust gas recirculation amount control means based on the exhaust pressure estimated from the engine operating state detected by the engine operating state detecting means and the control state of the branch passage exhaust flow rate controlling means. Since it can be set, the exhaust gas recirculation amount flowing through the exhaust gas recirculation passage can be always controlled to a desired value. This allows
It is possible to obtain a stable exhaust gas recirculation amount under all engine operating conditions, obtain optimum exhaust gas purification performance, and improve fuel consumption.

【0049】さらに、高価な圧力センサ等を備える必要
が無くなり、装置の簡略化が図れるので、コストの低減
を図ることができる。
Further, since it is not necessary to provide an expensive pressure sensor and the like, and the apparatus can be simplified, the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るエンジンの排気浄化装置の全体構
成を示すシステム構成図
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an overall configuration of an engine exhaust emission control device according to the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例に係る吸着材24の吸着・
脱離処理を説明するフローチャート
FIG. 2 is a view showing the adsorption of the adsorbent 24 according to the first embodiment of the present invention.
Flow chart explaining desorption processing

【図3】同上実施例に係る排気還流装置の排気還流量制
御弁の開度設定制御を説明するフローチャート
FIG. 3 is a flowchart for explaining the opening degree setting control of the exhaust gas recirculation amount control valve of the exhaust gas recirculation device according to the embodiment.

【図4】機関運転状態に応じて設定される目標排気還流
量Qrを示す図
FIG. 4 is a diagram showing a target exhaust gas recirculation amount Qr set according to an engine operating state.

【図5】同上実施例に係る吸着材24の脱離を判断するマ
ップ
FIG. 5 is a map for determining desorption of the adsorbent 24 according to the above embodiment.

【図6】本発明の第2の実施例に係る吸着材24の吸着・
脱離処理を説明するフローチャート
FIG. 6 is a view showing the adsorption of the adsorbent 24 according to the second embodiment of the present invention.
Flow chart explaining desorption processing

【図7】空燃比に対する、三元触媒とリーンNOX 触媒
の転換効率を示す特性図
FIG. 7 is a characteristic diagram showing conversion efficiency of a three-way catalyst and a lean NO x catalyst with respect to an air-fuel ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 エンジン 13 排気通路 15 第1の分岐通路 16 第2の分岐通路 18 開度制御弁 22 メイン触媒 24 吸着材 30 コントロールユニット 31 空燃比センサ 32 メイン触媒出口温度センサ 50 排気還流通路 51 排気還流量制御弁 11 Engine 13 Exhaust passage 15 First branch passage 16 Second branch passage 18 Opening control valve 22 Main catalyst 24 Adsorbent 30 Control unit 31 Air-fuel ratio sensor 32 Main catalyst outlet temperature sensor 50 Exhaust gas recirculation passage 51 Exhaust gas recirculation amount control valve

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/24 C S F02D 21/08 301 Z 7049−3G 43/00 301 N 7536−3G T 7536−3G Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Reference number within the agency FI Technical display location F01N 3/24 CS F02D 21/08 301 Z 7049-3G 43/00 301 N 7536-3G T 7536-3G

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】二股に分岐した後再び合流する第1及び第
2の分岐通路を含んで構成したエンジンの排気通路と、 前記第2の分岐通路に介装される排気中の未燃ガスを吸
着する未燃ガス吸着材と、前記第1及び第2の分岐通路
の合流部の下流側の排気通路に介装される排気浄化用触
媒と、 エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記運転状態検出手段により検出した運転状態に応じ
て、前記第1の分岐通路と前記第2の分岐通路とを流れ
る排気の流量を制御する分岐通路排気流量制御手段と、 排気通路と機関吸気系とを連通させて排気の一部を機関
吸気系に還流させる排気還流通路と、 前記排気還流通路の途中に介装され、前記運転状態検出
手段により検出した運転状態に応じて排気還流量を制御
する排気還流量制御手段と、 を備えて構成したエンジンの排気浄化装置において、 前記運転状態検出手段により検出した運転状態と、前記
分岐通路排気流量制御手段の制御状態と、により推定さ
れる排気圧力に基づいて、前記排気還流量制御手段の制
御量を設定する制御量設定手段を含んで構成したことを
特徴とするエンジンの排気浄化装置。
Claim: What is claimed is: 1. An engine exhaust passage including first and second branch passages that branch into two branches and then merge again, and an unburned gas in the exhaust gas interposed in the second branch passage. An unburned gas adsorbent to be adsorbed, an exhaust gas purification catalyst interposed in the exhaust passage downstream of the confluence of the first and second branch passages, and an operating state detecting means for detecting the operating state of the engine. A branch passage exhaust flow rate control means for controlling a flow rate of exhaust gas flowing through the first branch passage and the second branch passage in accordance with an operating state detected by the operating state detecting means; System and an exhaust gas recirculation passage for communicating a part of exhaust gas to the engine intake system, and an exhaust gas recirculation amount depending on the operating state detected by the operating state detecting means, which is interposed in the middle of the exhaust gas recirculating passage. Exhaust gas recirculation amount control means for controlling, The exhaust gas recirculation amount control based on the exhaust pressure estimated by the operating state detected by the operating state detecting means and the control state of the branch passage exhaust gas flow rate controlling means, An exhaust emission control system for an engine, characterized in that it comprises control amount setting means for setting a control amount of the means.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0844373A1 (en) * 1996-11-20 1998-05-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system of internal combustion engine
CN102322319A (en) * 2011-07-13 2012-01-18 湖南大学 HC (hydrocarbon compound) emission purifying system used for cold boot working condition of gasoline engine

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