JPH06330741A - Air fuel ratio controller of lean burn engine - Google Patents

Air fuel ratio controller of lean burn engine

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JPH06330741A
JPH06330741A JP12139693A JP12139693A JPH06330741A JP H06330741 A JPH06330741 A JP H06330741A JP 12139693 A JP12139693 A JP 12139693A JP 12139693 A JP12139693 A JP 12139693A JP H06330741 A JPH06330741 A JP H06330741A
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Masaaki Uchida
正明 内田
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Nissan Motor Co Ltd
日産自動車株式会社
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Abstract

PURPOSE: To ensure the amount of HC necessary for reduction process for NOx through a lean NOx catalyst in a lean-burn engine provided with the lean NOx catalyst.
CONSTITUTION: The discharged amounts of HC and NOx when driven at an aimed lean air fuel ratio and when driven at a predetermined rich air fuel ratio, are estimated. A frequency N for driving periodically at a rich air fuel ratio is set based on the results of estimation and on the ratio of the amount of HC to the amount of NOx required to achieve anticipated invert ratio. A cylinder to be driven periodically at the rich air fuel ratio is generated (S24-S28) during the driving (S21) at the lean air fuel ratio according to the set frequency N.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明はリーンバーンエンジンの空燃比制御装置に関し、詳しくは、HC存在下でNOx The present invention relates to an air-fuel ratio control system for a lean-burn engine, details, NOx in the HC presence
を還元するリーンNOx触媒におけるNOxの還元能力を維持するための空燃比制御技術に関する。 It relates to an air-fuel ratio control technique for maintaining the reducing ability of the NOx in the lean NOx catalyst for reducing.

【0002】 [0002]

【従来の技術】近年、理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比域(例えば20〜22程度の空燃比)で燃焼させるリーンバーンエンジンが開発されており、かかるリーンバーンエンジンでは、リーン空燃比域でNOxを浄化させるためにリーンNOx触媒と呼ばれる排気浄化触媒装置が使用されている。 In recent years, it has been developed lean-burn engine for burning at a significantly lean air-fuel ratio range than the stoichiometric air-fuel ratio (e.g., air-fuel ratio of about 20 to 22), in such a lean burn engine, a lean air-fuel ratio exhaust gas purifying catalyst device called a lean NOx catalyst in order to purify NOx is used in frequency.

【0003】前記リーンNOx触媒は、ゼオライトを主成分とするものであり、排気中のHCを一時的に吸着し、このHCによりNOxを還元するものであると推定されている。 [0003] The lean NOx catalyst is composed mainly of zeolite, the HC in the exhaust gas temporarily adsorbed, has been estimated to be intended to reduce NOx by the HC. 従って、前記リーンNOx触媒におけるN Thus, N in the lean NOx catalyst
Oxの浄化処理には、HCの存在が不可欠であり、図7 The purification treatment of the Ox is the presence of HC is indispensable, 7
に示すように、排気中のHC量とNOx量との比(HC As shown, the ratio between the amount of HC and NOx amount in the exhaust gas (HC
/NOx)が所定値R以下になるとNOxの転化率は低下する。 / NOx) is the conversion of NOx becomes equal to or less than a predetermined value R decreases.

【0004】一方、排気中のHC/NOx濃度は、図8 [0004] On the other hand, HC / NOx concentration in the exhaust gas, as shown in FIG. 8
に示すように、リーンバーン制御の目標リーン空燃比が濃い側に設定されると小さくなるため、運転安定性などの制約から目標リーン空燃比を小さくすると、NOx量に対してHC量が不足し、リーンNOx触媒におけるN As shown in, to become smaller as the target lean air-fuel ratio of the lean burn control is set to dark side, reducing the target lean air-fuel ratio due to restrictions such as driving stability, HC amount insufficient for NOx amount , N in the lean NOx catalyst
Oxの転化率を維持できなくなる場合があった。 There may not be able to maintain the conversion rate of the Ox. かかるHC不足によるNOx転化率の低下を回避する技術として、例えば特開平3−253744号公報には、HCが不足すると予測される運転条件では排気還流(EGR) As a technique for avoiding a decrease in the NOx conversion by such HC insufficient, for example, JP-A-3-253744, the exhaust gas recirculation in operating conditions that are expected HC is insufficient (EGR)
を強制的に行わせることで、排気中のHC量を強制的に増大させる技術が開示されている。 By forcibly performed, techniques for forcibly increasing the amount of HC in the exhaust gas is disclosed.

【0005】また、特開平3−237216号公報には、スワールコントロールバルブによってシリンダ内に強いスワールを発生させてリーン空燃比運転時の燃焼安定性を確保する構成のエンジンにおいて、前記スワールコントロールバルブを開制御することで該バルブで調整されるスワールを強制的に弱め、排気中のHC量を強制的に増大させる技術が開示されている。 [0005] JP-A-3-237216, in the configuration of an engine by generating a strong swirl in the cylinder by the swirl control valve to ensure the combustion stability during the lean air-fuel ratio operation, the swirl control valve weakened swirl to be adjusted by the valve by opening control forces, forcing technique for increasing discloses the HC amount in the exhaust gas.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特開平3−253744号公報や特開平3−237216 [0007] However, the Japanese Patent Laid-Open 3-253744 and JP 3-237216
号公報に開示される技術は、排気還流を行わせたりやスワールを弱めることによって燃焼が不安定となり、これによって燃え残りが発生する特性を利用して、排気中のHC量を強制的に増大させるものであるため、リーンN Technique disclosed in JP becomes unstable combustion by weakening the or swirl or to perform the exhaust gas recirculation, by using a characteristic that unburned occurs thereby forcibly increase the HC amount in the exhaust gas for those to be lean N
Ox触媒におけるNOxの転化率を維持できても、サージトルクの増大などによりエンジンの運転安定性を損ねる惧れがあった。 Be able to maintain the conversion of NOx in the Ox catalyst, there is a possibility that impair the operation stability of the engine due to increase in surge torque.

【0007】更に、排気還流やスワール制御によりHC [0007] In addition, HC by the exhaust gas recirculation and a swirl control
量の強制的な増大を図る制御では、排気中のHC量を高精度に制御することができず、NOxの転化率を維持するのに必要なHC量を確実に得てNOxの転化率を安定的に維持させることは困難であった。 In the control to achieve a forced increase in the amount, can not be controlled amount of HC in the exhaust gas with high accuracy, the conversion of NOx to obtain reliably HC amount necessary to maintain the conversion of NOx it has been difficult to stably maintained. 本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、リーンNOx触媒におけるNOx転化率を維持させるために排気中のHC量を強制的に増大させる制御を、燃焼の不安定化を招くことなく、然も、高精度に行えるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, a forcibly controlled to increase the amount of HC in the exhaust gas in order to maintain the NOx conversion rate of the lean NOx catalyst, without causing instability of the combustion, natural also aims to allow a high precision.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかるリーンバーンエンジンの空燃比制御装置は、エンジンの運転条件に応じたリーン空燃比で運転される一方、排気通路にHC存在下でNOxを還元するリーンNOx触媒が介装されたリーンバーンエンジンの空燃比制御装置であって、図1に示すように構成される。 Means for Solving the Problems] air-fuel ratio control system for a lean burn engine according to The invention therefore, while being operated at a lean air-fuel ratio according to the operating conditions of the engine, reducing the NOx in the HC presence in the exhaust passage lean NOx catalyst is an air-fuel ratio control apparatus for a lean burn engine which is interposed which, configured as shown in FIG.

【0009】図1において、第1の排出量推定手段は、 [0009] In FIG. 1, a first discharge amount estimating means,
前記リーン空燃比による運転状態で発生するNOx及びHCの量を運転条件と空燃比とに基づいて推定し、第2 The estimated based the amount of NOx and HC generated in operating conditions due to the lean air-fuel ratio in the operating conditions and the air-fuel ratio, the second
の排出量推定手段は、所定のリッチ空燃比による運転状態で発生するNOx及びHCの量を運転条件と空燃比とに基づいて推定する。 Emissions estimating means estimates based on the amount of NOx and HC generated in operating condition with a predetermined rich air-fuel ratio in the operating conditions and the air-fuel ratio. リッチ運転頻度算出手段は、前記第1及び第2の排出量推定手段で推定されたNOx及びHCの量に基づいて、前記リーン空燃比による運転中に前記所定のリッチ空燃比による運転を行わせる気筒を周期的に発生させる頻度を算出する。 Rich operation frequency calculation means, based on the amount of the estimated NOx and HC in the first and second discharge amount estimating means, to perform the operation by the predetermined rich air-fuel ratio during the operation by the lean air-fuel ratio calculating the frequency of generating the cylinder periodically.

【0010】そして、気筒別空燃比制御手段は、リッチ運転頻度算出手段で算出された頻度に従って空燃比を気筒別に前記リーン空燃比と前記所定のリッチ空燃比とのいずれかに制御する。 [0010] Then, the cylinder air-fuel ratio control means controls to one of said lean air-fuel ratio to the predetermined rich air-fuel ratio in the cylinder according to the frequency calculated in the rich operation frequency calculation means. ここで、前記気筒別空燃比制御手段により所定のリッチ空燃比で運転される気筒における発生トルクが、前記リーン空燃比で運転される気筒における発生トルクと同一となるように、所定のリッチ空燃比で運転される気筒の点火時期を変更するリッチ用点火時期変更手段を設けることが好ましい。 Here, the torque generated in the cylinder is operated at a predetermined rich air-fuel ratio by the cylinder air-fuel ratio control means, the lean air-fuel ratio to be the same as the torque generated in the cylinder is operated at a predetermined rich air-fuel ratio in is preferably provided with a rich ignition timing changing means for changing the ignition timing of the cylinder to be operated.

【0011】また、前記気筒別空燃比制御手段が、前記所定のリッチ空燃比で運転させる気筒を、リッチ空燃比運転毎に異ならせるよう構成すると良い。 Further, the cylinder air-fuel ratio control means, the cylinder to be operated in the predetermined rich air fuel ratio, may be configured so as to vary to a rich air-fuel ratio for each operation.

【0012】 [0012]

【作用】かかる構成のリーンバーンエンジンの空燃比制御装置によると、運転条件に応じたリーン空燃比で運転させたときに発生するNOx及びHCの量と、強制的に所定のリッチ空燃比で運転させたときに発生するNOx According to the air-fuel ratio control system of a lean burn engine of the action Such configuration, the amount of NOx and HC generated when is operated at a lean air-fuel ratio in accordance with the operating conditions, forcibly operated at a predetermined rich air-fuel ratio NOx generated when was
及びHCの量とがそれぞれに運転条件と空燃比とに基づいて推定される。 And the amount of HC is estimated on the basis of the operating condition and the air-fuel ratio, respectively. そして、HC量とNOx量との比がリーンNOx触媒で高い転化率を発揮させ得る値となるように、周期的に前記リッチ空燃比で運転させる気筒の発生頻度が前記排出量の推定結果に基づいて算出される。 Then, as a value ratio between the amount of HC and NOx amount capable of exhibiting a high conversion in the lean NOx catalyst, periodically to the rich occurrence frequency of the cylinder to be operated at air-fuel ratio of the emissions estimation result It is calculated on the basis of.

【0013】即ち、所期のリーン空燃比での運転を行わせた場合に、NOxを還元処理するのに必要なHC量を確保できない場合には、リーン空燃比運転中に周期的にリッチ空燃比で運転させる気筒を発生させる。 [0013] That is, when to perform the operation at the desired lean air-fuel ratio, if it can not ensure the amount of HC required to reduce processing NOx periodically rich air during the lean air-fuel ratio operation generating a cylinder to be operated at fuel ratio. そして、 And,
かかる周期的なリッチ空燃比での運転により排気中のH H in the exhaust gas by the operation in such periodic rich air-fuel ratio
C量を強制的に増大させ、リーン空燃比での運転によるHC量の不足を補えるようにした。 C amount forcibly increased, and so compensate for the lack of HC amount caused by operation at a lean air-fuel ratio. 然も、リーン空燃比及びリッチ空燃比それぞれでのNOx,HCの排出量を推定し、該推定結果に基づいてリッチ空燃比で運転させる頻度を算出させるから、必要最低限の頻度でリッチ空燃比運転を行わせることが可能である。 Deer, lean air-fuel ratio and rich air-fuel ratio of NOx at each estimated emissions HC, because to calculate the frequency to be operated at a rich air-fuel ratio based on the estimated result, the rich air-fuel ratio at the minimum required frequency it is possible to perform the operation.

【0014】また、上記のようにしてリーン空燃比運転中にリッチ空燃比で運転させる気筒を周期的に発生させる場合には、リーン空燃比で運転させる気筒と、リッチ空燃比で運転させる気筒との間で発生トルクに段差が生じる。 Further, when generating a cylinder to be operated at a rich air-fuel ratio during the lean air-fuel ratio operation as described above periodically includes a cylinder to be operated at a lean air-fuel ratio, the cylinder to be operated at a rich air-fuel ratio step to generate torque between the results. そこで、リッチ空燃比で運転させる気筒の発生トルクを、リーン空燃比で運転させる気筒における発生トルクに合わせるように、リッチ空燃比で運転させる気筒の点火時期を変更(遅角補正)するようにした。 Accordingly, the torque generated by the cylinders to be operated at a rich air-fuel ratio, so as to match the generated torque in the cylinder to be operated at a lean air-fuel ratio, and to change the ignition timing of the cylinder to be operated at a rich air-fuel ratio (retard correction) .

【0015】更に、リーン空燃比運転中に周期的にリッチ空燃比での運転を行わせるときに、特定の気筒のみがリッチ空燃比で周期的に運転されると、気筒間での発生熱量のアンバランスが生じ、熱による歪みが生じる惧れがあるので、リッチ空燃比での運転機会を各気筒で略均等化できるように、リッチ空燃比で運転させる気筒をリッチ空燃比運転毎に異ならせるようにした。 Furthermore, when causing the operation at periodic rich air-fuel ratio during the lean air-fuel ratio operation, when only the specific cylinder is periodically operated at a rich air-fuel ratio, the amount of heat generated between the cylinders imbalance occurs, because there is a possibility that distortion occurs due to heat, the operating opportunities of the rich air-fuel ratio so that it can be substantially equalized with each cylinder, to vary the cylinders to be operated at a rich air-fuel ratio to a rich air-fuel ratio for each driving It was so.

【0016】 [0016]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 The embodiment of the present invention PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter will be described. 一実施例のシステム構成を示す図2において、エンジン1には、 2 showing the system configuration of an embodiment, the engine 1,
エアクリーナ2,吸気ダクト3,スロットルチャンバ4,吸気マニホールド5を介して空気が吸入される。 Cleaner 2, an intake duct 3, a throttle chamber 4, the air is sucked through the intake manifold 5.

【0017】前記吸気ダクト3には、エンジン1の吸入空気流量Qを検出するエアフローメータ6が介装されている。 [0017] The intake duct 3, an air flow meter 6 which detects an intake air flow rate Q of the engine 1 is interposed. 前記スロットルチャンバ4には、図示しないアクセルペダルに連動して開閉し、エンジン1の吸入空気量を調整するバタフライ式のスロットル弁7が介装されており、このスロットル弁7には、その開度TVOを検出するポテンショメータ式のスロットルセンサ8が付設されている。 Wherein the throttle chamber 4, and opened and closed in conjunction with an accelerator pedal (not shown), and a throttle valve 7 of butterfly adjusting the intake air amount of the engine 1 is interposed, to the throttle valve 7, the opening throttle sensor 8 of potentiometer type for detecting the TVO is attached.

【0018】また、前記スロットル弁7をバイパスしてエンジン1に供給される補助空気量を制御するために、 Further, in order to control the auxiliary air amount supplied to the engine 1 by bypassing the throttle valve 7,
後述するコントロールユニット23により開度調整されるアイドル制御バルブ9、エアコン信号に応じてオン・オフ的に開閉するファーストアイドルコントロールバルブ(FICD)10、冷却水の温度に感応して補助空気量を調整するワックスペレット式のエアレギュレータ11が設けられている。 Idle control valve 9 which is opening adjustment by the control unit 23 to be described later, the fast idle control valve (FICD) 10, responsive to adjust the amount of auxiliary air to the temperature of the cooling water is turned on and off to open and close in response to the air conditioning signal wax pellet type air regulator 11 is provided for.

【0019】一方、前記吸気マニホールド5の各ブランチ部には、各気筒別にインジェクタ12が設けられている。 Meanwhile, wherein the respective branch portions of the intake manifold 5, the injector 12 is provided for each cylinder. 前記インジェクタ12は、図示しないフューエルタンクから圧送されプレッシャレギュレータにより所定圧力に調整された燃料を、間欠的にエンジン1に噴射供給する電磁式のインジェクタであり、このインジェクタ12を各気筒の吸気行程にタイミングを合わせて個別に開制御することで、吸入混合気の空燃比を各気筒別に制御できるようになっている。 The injector 12, the adjusted to a predetermined pressure by being pumped from the fuel tank (not shown) pressure regulator fuel is intermittently solenoid type injector injection supplied to the engine 1, the injector 12 to the intake stroke of each cylinder by opening control individually timed, becomes the air-fuel ratio of the intake mixture can be controlled by each cylinder.

【0020】また、各気筒の燃焼室に臨ませて点火栓13 [0020] In addition, the spark plug 13 so as to face the combustion chamber of each cylinder
が設けられており、この点火栓13には、コントロールユニット23から出力される点火時期制御信号に応じてイグニッションコイル14で発生した高電圧がディストリビュータ15を介して分配供給されるようになっている。 Is provided, the ignition plug 13, so that the high voltage generated by the ignition coil 14 in response to the ignition timing control signal output from the control unit 23 is delivered through a distributor 15 . 前記ディストリビュータ15には、クランク角センサ16が内蔵されている。 The distributor 15, a crank angle sensor 16 is incorporated. 該クランク角センサ16は、各気筒の基準ピストン位置毎の基準角度信号REFと、単位角度毎の単位角度信号POSとをそれぞれに出力する。 The crank angle sensor 16 outputs a reference angle signal REF for each reference piston position of each cylinder, and a unit angle signal POS for each unit angle each. 尚、前記基準角度信号REFの発生周期、又は、所定時間内における前記単位角度信号POSの発生数に基づいてエンジン回転速度Neを算出できる。 Incidentally, the generation cycle of the reference angle signal REF, or can calculate the engine rotational speed Ne based on the number of occurrences of the unit angle signal POS in a predetermined time period.

【0021】エンジン1からの排気は、排気マニホールド17,排気ダクト18,リーンNOx触媒19,マフラー20 [0021] The exhaust from the engine 1, the exhaust manifold 17, the exhaust duct 18, the lean NOx catalyst 19, muffler 20
を介して大気中に排出される。 It is discharged to the atmosphere through the. 前記排気ダクト18には、 The exhaust duct 18,
吸入混合気の空燃比と密接な関係にある排気中の酸素濃度に基づいて空燃比を広域に検出し得る空燃比センサ21 Air-fuel ratio sensor 21 which can detect the air-fuel ratio to a wide area on the basis of the oxygen concentration in the exhaust gas, which is closely related to the air-fuel ratio of the intake mixture
が介装されている。 There has been interposed. また、リーンNOx触媒19の下流側には排気温度を検出する排気温度センサ22が設けられている。 Further, on the downstream side of the lean NOx catalyst 19 and an exhaust temperature sensor 22 for detecting the exhaust gas temperature is provided.

【0022】前記リーンNOx触媒19は、遷移金属或いは貴金属を担持せしめたゼオライトからなり、HCの吸着能力(HCストレージ効果)を有すると共に、酸化雰囲気中HC存在下でNOxを還元する機能を有する触媒である。 [0022] The lean NOx catalyst 19 is made of a transition metal or precious metal was allowed to supported zeolite, together with the HC adsorption capacity (HC storage effect), a catalyst having a function of reducing NOx in the presence of HC oxidizing atmosphere it is. 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23には、前記各種センサの他、冷却水温度を検出する水温センサ24,シリンダブロックからノッキング振動を検出するノックセンサ25からの検出信号が入力されるようになっている。 A control unit 23 incorporating a microcomputer, in addition to the various sensors, a water temperature sensor 24 for detecting the cooling water temperature, so that the detection signal from the knock sensor 25 for detecting knocking vibration from the cylinder block is input there. そして、前記コントロールユニット23は、前記各種センサからの検出信号に基づいて、 Then, the control unit 23 based on the detection signal from the various sensors,
各インジェクタ12による燃料噴射量、点火栓13による点火時期、更に、アイドル制御バルブ9で調整される補助空気量などを制御する機能を有している。 The amount of fuel injection by the injectors 12, ignition timing by the spark plug 13 further has a function of controlling the amount of auxiliary air to be adjusted by the idle control valve 9.

【0023】尚、図2において、26はキャニスタであり、図示しないフューエルタンク内の蒸発燃料を吸着捕集すると共に、該吸着捕集した蒸発燃料を吸気マニホールド5のコレクタ部に脱離供給する。 [0023] In FIG. 2, 26 is the canister, as well as adsorb and collect the evaporated fuel within the fuel tank (not shown), leaving supplies fuel vapor trapped adsorption to the collector portion of the intake manifold 5. 前記エンジン1は所謂リーンバーンエンジンであり、前記コントロールユニット23は、後述するようにしてリーンバーン運転条件を判定し、リーンバーン条件成立時には運転条件に応じて理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比を目標空燃比として設定する一方、リーンバーン条件の非成立時には、理論空燃比付近の目標空燃比を設定する。 The engine 1 is a so-called lean-burn engine, the control unit 23 determines a lean burn operating conditions as described below, the lean burn condition is established at significantly lean air than the stoichiometric air-fuel ratio according to the operating conditions in while setting the ratio as the target air-fuel ratio, when the non-establishment of the lean burn condition, the target air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio. そして、 And,
前記設定した目標空燃比に応じて燃料噴射量を演算し、 The fuel injection amount is calculated in accordance with the target air-fuel ratio to the setting,
該演算された燃料噴射量に応じて各インジェクタ12を各気筒の吸気行程にタイミングを合わせて個別に駆動制御する(シーケンシャル噴射制御)。 Driving controlled individually timed to each injector 12 to the intake stroke of each cylinder in accordance with the fuel injection amount that is the operation (sequential injection control).

【0024】ところで、前記リーンNOx触媒19は、前述のように、HCの存在によってNOxを還元処理するものであるから、NOx量に対してHC量が不足するとNOxの転化率が低下する(図7参照)。 By the way, the lean NOx catalyst 19, as described above, since it is intended to reduction treatment of NOx by the presence of HC, NOx conversion rate decreases as the amount of HC is insufficient for NOx amount (Fig. see 7). 一方、リーンバーン運転を行わせるときに、目標リーン空燃比のリーン化を進めればNOxを還元処理するのに必要なHCを充分に確保できるが、運転安定性を確保するためにリーンバーン運転時の目標リーン空燃比をリッチシフトさせると、NOxを還元処理するのに必要とされるHC量を確保できなくなる惧れがある(図8参照)。 On the other hand, when to perform lean burn operation, but the HC required to reduce processing NOx if Susumere the leaning of the target lean air-fuel ratio can be sufficiently secured, lean burn operation to ensure the operating stability when is rich shift the target lean air-fuel ratio of the time, there is a possibility that can not secure the amount of HC required to reduction treatment NOx (see Fig. 8).

【0025】そこで、本実施例では、後述するようにH [0025] Therefore, in this embodiment, as described below H
C,NOxの発生量の推定結果に基づいてHC量の不足状態を判別し、HC量の不足状態が解消できるように、 C, and based on the estimation result of the generation amount of NOx to determine the insufficiency of the HC amount, as insufficiency of the HC amount can be eliminated,
リーンバーン運転中に周期的にリッチ空燃比で運転させる気筒を発生させ、かかるリッチ空燃比での運転で、N Periodically generates a cylinder to be operated at a rich air-fuel ratio during lean burn operation, in the operation in such a rich air-fuel ratio, N
Oxの浄化に必要なHC量が確保できるようにしている。 HC amount necessary purification of Ox is to be secured.

【0026】以下に前記コントロールユニット23による空燃比制御の様子を図3〜図6のフローチャートにそれぞれ示されるプログラムに従って説明する。 [0026] will be described in accordance with a program shown respectively a state of air-fuel ratio control by the control unit 23 in the flowchart of FIGS. 3 to 6 below. 図3のフローチャートに示されるプログラムは、リーンバーン運転条件の判定を行うためのものである。 Program shown in the flowchart of FIG. 3 is for performing the determination of the lean burn operating conditions. まず、S1では、 First, in S1,
エンジン1の始動が完了している状態であるか否かを判別する。 To determine whether or not the state starting of the engine 1 has been completed.

【0027】そして、始動完了時である場合に、次のS [0027] and, if it is at start-up is complete, the next S
2〜S4へ進み、冷却水温度Tw,エンジン回転速度N Advances to 2~S4, coolant temperature Tw, engine speed N
e,エンジン負荷がそれぞれ所定範囲内に含まれるか否かを判別する。 e, the engine load is determined whether or not each included within the predetermined range. ここで、始動完了時であって、冷却水温度Tw,エンジン回転速度Ne,エンジン負荷が全て所定範囲内に含まれる状態をリーンバーンの運転条件の成立状態であると判断し、この場合には、S5へ進んでリーン空燃比運転の許可状態を設定する。 Here, a time of completion of startup, the coolant temperature Tw, it is determined that the engine rotational speed Ne, the engine load are all satisfied state operating conditions of a lean burn the states included in the predetermined range, in this case , it sets the permission state of the lean air-fuel ratio operation proceeds to S5.

【0028】一方、始動中であったり、又は、冷却水温度Tw,エンジン回転速度Ne,エンジン負荷の中の1 On the other hand, or even during start-up, or coolant temperature Tw, engine speed Ne, in the engine load 1
つでも所定範囲内に含まれない場合には、リーン空燃比での運転条件が成立していないと判断し、S6へ進んでリーン空燃比運転の不可状態を設定する。 One even if not included in the predetermined range, determines that the operating condition of a lean air-fuel ratio is not satisfied, setting the disabled state of the lean air-fuel ratio operation proceeds to S6. 図4のフローチャートに示すプログラムは、リーン運転中に所定のリッチ空燃比による運転を行わせる気筒を周期的に発生させる頻度(周期)を算出するためのものである。 Program shown in the flowchart of FIG. 4 is used to calculate the frequency (cycle) for generating a cylinder to perform the operation with a predetermined rich air-fuel ratio during lean operation periodically.

【0029】尚、前記図4のフローチャートに示されるコントロールユニット23の機能が、本実施例における第1の排出量推定手段,第2の排出量推定手段及びリッチ運転頻度算出手段に相当する。 [0029] The functions of the control unit 23 shown in the flowchart of FIG. 4, the first discharge amount estimating means in the present embodiment, corresponds to a second discharge amount estimating means and rich operation frequency calculation means. この図4のフローチャートにおいて、まず、S11では、リーン空燃比による運転が許可される状態であるか否かを、前記図3のフローチャートにおける判定結果を受けて判別する。 In the flowchart of FIG. 4, first, in S11, whether or not the state operation with a lean air-fuel ratio is allowed, it is determined by receiving the result of the determination in the flowchart of FIG 3.

【0030】そして、リーン空燃比運転の不可状態で、 [0030] Then, in a bad state of lean air-fuel ratio operation,
理論空燃比付近の空燃比を目標空燃比として運転を行わせる場合には、S12へ進み、後述するようにリーン空燃比運転中の周期的なリッチ空燃比運転の頻度を示すサイクル数Nをゼロリセットする。 When to perform the operation of the air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio as a target air-fuel ratio, the process proceeds to S12, periodic rich air-fuel ratio of the number of cycles N that indicates the frequency of operation zero during the lean air-fuel ratio operation as described below Reset. 一方、S11でリーン空燃比運転の許可状態であると判別された場合には、S13へ進み、まず、リーン空燃比運転中に周期的にリッチ空燃比で運転させるときの目標リッチ空燃比を、そのときの目標リーン空燃比と運転条件(エンジン負荷,回転)とに応じて設定する。 On the other hand, if it is determined that the permission state of the lean air-fuel ratio operation in S11, the process proceeds to S13, first, the target rich air-fuel ratio at which to operate in a periodic rich air-fuel ratio during the lean air-fuel ratio operation, target lean air-fuel ratio and the operating conditions (engine load, rotation) at that time to set according to.

【0031】前記リッチ空燃比は、該リッチ空燃比による運転によって排気中のHCを強制的に増大させることが目的であり、そのときの目標リーン空燃比及び運転条件から効果的にHCを増大させることが可能なリッチ空燃比を設定する。 [0031] The rich air-fuel ratio, to forcibly increase the HC in the exhaust gas by the operation by the rich air-fuel ratio is the objective to increase the effective HC from the target lean air-fuel ratio and operating conditions at that time it set a rich air-fuel ratio that can be. 次のS14では、現状の目標リーン空燃比と運転条件(エンジン負荷,回転)とに基づいて、前記目標リーン空燃比で運転させたときのNOx排出量N In the next S14, based on the current state of the target lean air-fuel ratio and the operating conditions (engine load, rotational), NOx emissions N obtained while operating at the target lean air-fuel ratio
Ox(L)を推定する。 To estimate the Ox (L). 尚、前記排出量NOx(L)の推定は、予め空燃比,エンジン負荷,回転をパラメータとするマップに推定排出量のデータを設定しておき、かかるマップを参照することで求められるようにすると良い。 Incidentally, the estimated emissions NOx (L) is previously air-fuel ratio, engine load, the map to the rotation parameter may be set to the data of the estimated emissions, when so determined by referring such map good.

【0032】同様にして、次のS15では、現状の目標リーン空燃比と運転条件(エンジン負荷,回転)とに基づいて、前記目標リーン空燃比で運転させたときのHC排出量HC(L)を推定する。 [0032] Similarly, in the next S15, the current state of the target lean air-fuel ratio and the operating conditions (engine load, rotation) based on the, HC emissions HC obtained while operating at the target lean air-fuel ratio (L) to estimate. 更に、S16,S17では、前記S13で設定されたリッチ空燃比と運転条件(エンジン負荷,回転)とに基づいて、前記リッチ空燃比で運転させたときのNOx排出量NOx(R)及びHC排出量H Further, S16, in S17, the S13 rich air-fuel ratio set by the operating conditions (engine load, rotation) and on the basis of, NOx emissions NOx obtained while operating at the rich air-fuel ratio (R) and HC emissions The amount H
C(R)をそれぞれ推定する。 Estimating C a (R), respectively.

【0033】尚、本実施例では、リーン空燃比運転中に周期的にリッチ空燃比での運転を行わせるときに、リッチ空燃比で運転される気筒での発生トルクとリーン空燃比で運転される気筒の発生トルクとを略一致させるべく、後述するようにリッチ空燃比で運転される気筒の点火時期を遅角補正する構成としてあり、これに対応して、前記リッチ空燃比におけるHC,NOx排出量の推定は、リッチ空燃比で運転させる気筒の点火時期を遅角補正したときに発生するものと予測されるHC,NOx [0033] In the present embodiment, when causing the operation at periodic rich air-fuel ratio during the lean air-fuel ratio operation, be operated in generator torque and a lean air-fuel ratio in the cylinder which is operated at a rich air-fuel ratio that in order to the generated torque of the cylinder substantially coincide, there a configuration for correcting retarding the ignition timing of the cylinder to be operated at a rich air-fuel ratio as described later, in response to this, HC in the rich air-fuel ratio, NOx estimation of emissions, HC is expected to occur when corrected retarding the ignition timing of the cylinder to be operated at a rich air-fuel ratio, NOx
量とする。 The amount.

【0034】S18では、前記推定されたリーン空燃比での排出量HC(L),NOx(L)及びリッチ空燃比での排出量HC(R),NOx(R)、更に、目標とするHC量とNOx量との比R(図7参照)に基づき、リーン空燃比で全気筒を継続的に運転させるサイクル数N [0034] In S18, the estimated emissions HC at the lean air-fuel ratio (L), NOx (L) and the emission of HC in the rich air-fuel ratio (R), NOx (R), further, HC a target based on the ratio R of the amount and the NOx amount (see FIG. 7), the number of cycles is continuously operated all the cylinders at a lean air-fuel ratio N
(整数)、換言すれば、リッチ空燃比運転の周期を算出する。 (Integer), in other words, to calculate the period of the rich air-fuel ratio operation.

【0035】本実施例では、前記S13で設定されたリッチ空燃比で1つの気筒を運転させた後、気筒数Nc×N [0035] In the present embodiment, after operating the one cylinder at the rich air-fuel ratio set in the S13, the number of cylinders Nc × N
サイクルだけリーン空燃比による運転を継続的に行わせ、再度リッチ空燃比で1気筒だけ運転させる空燃比の切り換え制御を繰り返させるようになっており、前記サイクル数Nを前記NOx,HC排出量の推定結果に応じて可変設定することで、リッチ空燃比で運転させる気筒を発生させる頻度を変化させ、以て、リーンNOx触媒 Cycle only allowed the operation by a lean air-fuel ratio continuously performed, and so as to repeat the switching control of the air-fuel ratio to be operated by one cylinder at the rich air-fuel ratio again, the said number of cycles N NOx, the HC emission amount by variably set in accordance with the estimation result, by changing the frequency of generating the cylinder to be operated at a rich air-fuel ratio, Te hereinafter, the lean NOx catalyst
19におけるNOx転化率を確保できるHC/NOx比を確実に得られるようにする。 Reliably obtained as to the HC / NOx ratio of the NOx conversion can be secured at 19.

【0036】尚、前記S13におけるリッチ空燃比の設定は、上記のような空燃比切り換え制御における前記サイクル数Nを適宜設定することで、目標のHC/NOx比が得られるように考慮してある。 [0036] Incidentally, setting the rich air-fuel ratio in the S13., By appropriately setting the number of cycles N in the air-fuel ratio switching control as described above, there was considered to HC / NOx ratio of the target is obtained . 前記サイクル数Nは、 The number of cycles N is,
具体的に以下の式によって演算される。 Specifically it is calculated by the following equation. 尚、以下の数1 It should be noted that the number of less than or equal to 1
において、INTG( )は、括弧内のデータの小数点以下を切り捨てることで、整数化してサイクル数Nを算出する演算特性を表すものとする。 In, INTG (), by truncating the decimal point data in parentheses denote the operation characteristic of calculating the number of cycles N and integer.

【0037】 [0037]

【数1】 [Number 1]

【0038】即ち、リーン空燃比で運転される気筒の度数をN L 、リッチ空燃比で運転される気筒の度数をN R [0038] That is, the frequency of the N L of the cylinder which is operated at a lean air-fuel ratio, the frequency of the cylinder which is operated at a rich air-fuel ratio N R
(=1)とすると、HCの総量は、N L・HC(L)+ (= 1) and when, the total amount of the HC, N L · HC (L) +
R・HC(R)となり、また、NOxの総量は、N L N R · HC (R), and the addition, the total amount of NOx, N L
・NOx(L)+N R・NOx(R)となる。 - the NOx (L) + N R · NOx (R). そして、 And,
本実施例では、HC/NOx≧Rとすることが目標であるから(図7参照)、以下の式を満足させるような度数N L ,N Rの設定が必要になる。 In this embodiment, (see FIG. 7) because the goal is to HC / NOx ≧ R, it is necessary following satisfy equation such power N L, the N R configuration.

【0039】 [0039]

【数2】 [Number 2]

【0040】ここで、度数N Rを1とすると共に、N L [0040] Here, with a 1 the frequency N R, N L
=気筒数Nc×サイクル数Nとし、該サイクル数Nを算出する式に展開すると、HC/NOx比=Rを得られるサイクル数Nを求める数1に示した演算式が得られる。 = The number of cylinders Nc × the number of cycles N, Expanding the equation for calculating the number of the cycles N, the arithmetic expression shown in Equation 1 to determine the number of cycles N obtained by HC / NOx ratio = R is obtained.
従って、上記数1に従って演算されたサイクル数Nに従って、リッチ空燃比で運転させる気筒を周期的に発生させれば、目標リーン空燃比での運転ではNOxの還元処理に不足するHC量を、周期的にリッチ空燃比で運転される気筒において比較的多く発生するHCによって補い、HC/NOx比を所定値R以上のNOx転化率を発揮し得る値に維持できる。 Therefore, according to the number of cycles N that is calculated according to the equation 1, if generating a cylinder to be operated at a rich air-fuel ratio periodically, the HC amount insufficient reduction of NOx in the operation at the target lean air-fuel ratio, the period to compensate the relatively large amount generated HC in the cylinder which is operated at a rich air-fuel ratio can be maintained HC / NOx ratio to a value which can exhibit NOx conversion rate of more than a predetermined value R.

【0041】図5のフローチャートに示すプログラムは、前記図4のフローチャートに従って演算されたサイクル数N(リッチ空燃比運転させる頻度)に従って、実際に気筒別に空燃比を制御するためものである。 The program shown in the flowchart of FIG. 5, according to FIG. 4 cycles was calculated according to the flowchart of N (the frequency to the rich air-fuel ratio operation), it is intended to actually control the air-fuel ratio in the cylinder. 尚、図5のフローチャートに示されるコントロールユニット23 Incidentally, the control unit 23 shown in the flowchart of FIG. 5
の機能が、本実施例における気筒別空燃比制御手段に相当する。 Functionality corresponds to cylinder air-fuel ratio control means in the present embodiment.

【0042】図5のフローチャートに示すプログラムは、各気筒別の噴射間隔に相当する基準角度信号REF The program shown in the flowchart of FIG. 5, the reference angle signal REF corresponding to each cylinder of the injection interval
毎に実行されるようになっており、まず、S21では、リーン空燃比で運転される条件であるか否かを判別する。 Adapted to be executed for each, first in S21, it is determined whether a condition which is operated at a lean air-fuel ratio.
そして、リーン空燃比運転が不可である運転条件である場合には、S22へ進み、気筒カウンタnをゼロリセットした後、S23で全気筒を理論空燃比付近の目標空燃比に従って運転させる制御(ストイキ制御)を行わせる。 When an operating condition is impossible lean air-fuel ratio operation, the process proceeds to S22, after zero reset cylinder counter n, control for driving all cylinders according to the target air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio in S23 (stoichiometric control) to perform.

【0043】即ち、目標空燃比を理論空燃比付近とする場合には、各気筒別に設けられたインジェクタ12それぞれを、前記目標空燃比相当量に基づいて駆動制御して、 [0043] That is, when the target air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio, the injector 12 each provided for each cylinder, controls and drives, based on the target air-fuel ratio corresponding amount,
全気筒を同一の空燃比で運転させるようにする。 The all cylinders so as to operate at the same air-fuel ratio. 一方、 on the other hand
S21でリーン空燃比運転が許可される運転条件であると判別された場合には、S24へ進み、前記気筒カウンタn If the lean air-fuel ratio operation is determined to be operating conditions permitted in S21, the process proceeds to S24, the cylinder counter n
を1アップさせる。 A to 1-up.

【0044】そして、次のS25では、前記S24でカウントアップさせた気筒カウンタnが、前記図4のフローチャートで算出されたサイクル数Nに気筒数Ncを乗算した値に更に1を加算した値(N・Nc+1)以上であるか否かを判別する。 [0044] Then, the value in the next S25, where the S24 cylinder counter n that is incremented at was further adds 1 to the number of cylinders Nc to a value obtained by multiplying the view number of cycles has been calculated in the flowchart of 4 N ( wherein it is determined whether or not the N · Nc + 1) or more. 前記S25の判定は、リーン空燃比運転中に周期的にリッチ空燃比で運転させる気筒を発生させるタイミングになったか否かを判別させるためのものである。 The determination of S25 is for to determine whether or not it is time to generate a cylinder to be operated at periodic rich air-fuel ratio during the lean air-fuel ratio operation.

【0045】前記図4のフローチャートにおいては、N [0045] In the flowchart of FIG. 4, N
・Ncで示される気筒数だけリーン空燃比による運転を継続させた後、リッチ空燃比で運転させる気筒を1気筒発生させる設定としたが、N・Ncをリーン運転を継続させる気筒数とすると、特定の1気筒だけがリッチ空燃比で運転されることになって、気筒間で発生熱量のアンバランスが生じることになってしまう。 · After continued operation by a lean air-fuel ratio by the number of cylinders indicated by Nc, but was set to one cylinder generating a cylinder to be operated at a rich air-fuel ratio, when the number of cylinders in which the N-Nc continue lean operation, only one specific cylinder is to be operated at a rich air-fuel ratio, becomes the imbalance of the heat generation amount among the cylinders occurs. そこで、リーン空燃比運転の周期をN・Nc+1として、リッチ空燃比で周期的に運転させる気筒をリッチ空燃比運転毎に順繰りに異ならせるようにしてある。 Therefore, the period of the lean air-fuel ratio operation as N · Nc + 1, are made different in sequence the cylinder for periodically operated at a rich air-fuel ratio to a rich air-fuel ratio for each operation.

【0046】前記S25で気筒カウンタnが、n<N・N The cylinder counter n in the S25 is, n <N · N
c+1であると判別された場合には、リーン空燃比運転を継続させる条件であると見做し、S26へ進んで、運転条件に応じて設定されるリーン空燃比を目標空燃比として、各気筒における混合気形成を行わせる。 If it is determined that the c + 1 is regarded If it is a condition for continuing the lean air-fuel ratio operation, the process proceeds to S26, a target air-fuel ratio of the lean air-fuel ratio which is set according to the operating conditions, the cylinders to perform the air-fuel mixture formation in. 一方、S25 On the other hand, S25
でn≧N・Nc+1であると判別された場合には、リッチ空燃比で1気筒を運転させるタイミングになったものと判断し、S27へ進んで次のリーン空燃比運転期間を計測させるために前記気筒カウンタnをゼロリセットした後、S28へ進んで、前記設定されたリッチ空燃比の混合気を形成させるべく前記リッチ空燃比に対応する噴射量を演算し、該噴射量に応じてそのときに噴射タイミングである気筒に対応するインジェクタ12を制御するリッチ制御を実行する。 When in it is determined that n ≧ N · Nc + 1, it is judged that it is time to operate the one cylinder at a rich air-fuel ratio, in order to measure the next lean air-fuel ratio operation period proceeds to S27 after zero resets the cylinder counter n, the process proceeds to S28, the set and calculating the injection amount corresponding to the rich air-fuel ratio in order to form a mixture of a rich air-fuel ratio, the time depending on the injection amount corresponding to a injection timing cylinder to perform the rich control for controlling the injector 12.

【0047】かかる構成によると、リーン空燃比を目標空燃比として運転させる場合であって、前記目標リーン空燃比による継続的な運転では、リーンNOx触媒19でNOxの還元処理に必要とされるHC量が確保できない場合に、前記HC量を補うのに必要充分な周期でリッチ空燃比で運転させる気筒を発生させ得る。 [0047] According to such a configuration, HC a case of operating the lean air-fuel ratio as a target air-fuel ratio, in a continuous operation by said target lean air-fuel ratio, which is required for reduction of NOx in the lean NOx catalyst 19 If the amount can not be secured, it may generate the cylinder to be operated at a rich air-fuel ratio at required sufficient period to compensate for the amount of HC. 従って、リーン空燃比運転における目標空燃比でのHC量とNOx量とのバランスが、たとえNOxの高い転化率を維持し得ないものであっても、前記周期的なリッチ空燃比運転により、排気中のHC量を増大させて、NOxを高い転化率で還元処理することが可能となる。 Therefore, the balance between the amount of HC and NOx amount at the target air-fuel ratio in the lean air-fuel ratio operation is, even one that can not maintain a high conversion of NOx, by the periodic rich air-fuel ratio operation, the exhaust by increasing the amount of HC in, it is possible to reduction treatment of NOx at a high conversion rate.

【0048】然も、前記リッチ空燃比で運転させる周期は、目標リーン空燃比におけるHC,NOx排出量の推定結果と、HC増量のために設定されたリッチ空燃比におけるHC,NOx排出量の推定結果とに基づいて設定されるから、過不足なくリッチ空燃比による運転を行わせることができる。 [0048] Also natural, period for operation at the rich air-fuel ratio, HC at the target lean air-fuel ratio, the estimation result of NOx emissions, HC in the rich air-fuel ratio set for the HC increase, the estimated NOx emission amount since is set based on the result, it is possible to perform the operation with just enough rich air-fuel ratio. 更に、排気中のHC量を強制的に増大させる制御を、吸入混合気のリッチ化によって行うから、HC量の増大制御に伴って燃焼が不安定となることがない。 Moreover, forcibly controlled to increase the amount of HC in the exhaust gas but performed by enrichment intake mixture, it does not become unstable combustion with an increase control of the amount of HC.

【0049】尚、上記のようにリーン運転中に周期的にリッチ空燃比で運転させる制御は、定常運転時に限って実行させるようにすることが好ましい。 [0049] Incidentally, periodically controlled to operate at a rich air-fuel ratio in the lean operation as described above, it is preferable to be executed only when a steady operation. ところで、上記のようにして、リーン空燃比運転中に周期的にリッチ空燃比による運転を行わせる場合、リーン空燃比で運転される気筒とリッチ空燃比で運転される気筒との間で発生トルクに大きな段差が生じてしまうことを回避するために、コントロールユニット23は、図6のフローチャートに示すようにして点火時期を空燃比に応じて可変制御するようにしてある。 Incidentally, as described above, when to perform the operation by periodically rich air-fuel ratio during the lean air-fuel ratio operation, generated between the cylinders that are operated by the cylinder and the rich air-fuel ratio which is operated at a lean air-fuel ratio torque to avoid large step occurs, the control unit 23 is adapted to be variably controlled in accordance with the air-fuel ratio, the ignition timing as shown in the flowchart of FIG.

【0050】尚、前記図6のフローチャートに示されるコントロールユニット23の機能が、本実施例におけるリッチ用点火時期変更手段に相当する。 [0050] The functions of the control unit 23 shown in the flowchart of FIG. 6 corresponds to the rich for ignition timing changing means in the present embodiment. 図6のフローチャートにおいて、S31では、リーン空燃比運転を行わせる条件が成立している状態であるか否かを判別する。 In the flowchart of FIG. 6, in S31, it is determined whether or not the state condition to perform the lean air-fuel ratio operation is satisfied. そして、リーン空燃比運転を行わせる運転条件が成立していない場合には、S32へ進み、理論空燃比(ストイキ空燃比)付近を目標空燃比とする場合に適合して予め設定されている点火時期マップを参照して点火制御を行わせる。 When the operating conditions to perform the lean air-fuel ratio operation is not satisfied, the process proceeds to S32, ignition is adapted preset when the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric air-fuel ratio) to the target air-fuel ratio to perform the ignition control by referring to the timing map.

【0051】一方、S31でリーン運転条件が成立していると判別された場合には、S33へ進み、リーン空燃比運転中に周期的にリッチ空燃比による運転を行わせる空燃比制御において、リーン空燃比運転を行わせている状態であるか否かを判別する。 Meanwhile, when the lean operation condition is determined to be satisfied in S31, the process proceeds to S33, in cyclically air-fuel ratio control to perform operation by the rich air-fuel ratio during the lean air-fuel ratio operation, the lean it is determined whether or not the state in which to perform the air-fuel ratio operation. そして、実際にリーン空燃比で運転されているときには、S34へ進んで、予め前記リーン空燃比での運転に適合されている点火時期マップを参照して点火制御を実行させる。 Then, when it is operated actually at a lean air-fuel ratio, the routine proceeds to S34, to execute the reference ignition controlling the ignition timing map that is adapted for operation in advance the lean air-fuel ratio.

【0052】また、S33でリーン空燃比運転時ではなく、周期的なリッチ空燃比による運転を行わせている状態であると判別された場合には、S35へ進み、前記リッチ空燃比での運転に適合されている点火時期マップを参照して点火制御を行わせる。 [0052] Further, instead of the lean air-fuel ratio operation in S33, if it is determined that the state in which to perform the operation with periodic rich air-fuel ratio, the process proceeds to S35, operation with the rich air-fuel ratio Referring to cause the ignition control of the ignition timing map that is adapted to. ここで、前記リッチ空燃比用の点火時期マップは、リーン空燃比で運転される気筒における発生トルクと、リッチ空燃比で運転される気筒における発生トルクとが略一致するように、最大トルクが得られる点火時期に対して遅角された点火時期が設定されるようにしてある(図9及び図10参照)。 Here, the ignition timing map for the rich air-fuel ratio, and the generated torque in the cylinder which is operated at a lean air-fuel ratio, so that the generated torque in the cylinder which is operated at a rich air-fuel ratio substantially matches the maximum torque is obtained It is as ignition timing is set which is retarded relative to the ignition timing for (see FIGS. 9 and 10).

【0053】従って、リーン空燃比運転中であっても、 [0053] Therefore, even in the lean air-fuel ratio during operation,
周期的にリッチ空燃比で運転させるときには、それまでのリーン空燃比で運転されていた気筒に対応する点火時期が遅角側に変更されて点火制御されることになる。 When to periodically operated at a rich air-fuel ratio would ignition timing corresponding to the cylinder which has been operated at a lean air-fuel ratio until it is ignition control is changed to the retard side. 次に、前述のように周期的にリッチ空燃比で運転させる気筒を発生させる空燃比制御の他の実施例を、図11のフローチャートに示されるプログラムに従って説明する。 Next, another embodiment of the cyclically air-fuel ratio control for generating a cylinder to be operated at a rich air-fuel ratio as described above, will be described in accordance with a program shown in the flowchart of FIG. 11.

【0054】この図11のフローチャートに示すプログラムにおいては、リーン空燃比での運転が行われる毎に、 [0054] In the program shown in the flowchart of FIG. 11, each time the operation at the lean air-fuel ratio is carried out,
HC量が不足していないかを判別させる構成となっており、より高精度が制御を可能としている。 HC amount has a configuration to determine not short, higher accuracy is made possible control. 図11のフローチャートは、各気筒別の噴射間隔に相当する基準角度信号REF毎に実行されるようになっており、まず、S41 The flowchart of FIG. 11 is adapted to be executed for each reference angle signal REF corresponding to each cylinder of the injection interval, first, S41
では、気筒ナンバーn Cを1アップさせ、次のS42では、前記1アップされた気筒ナンバーn Cと気筒数Nc So by one up the cylinder number n C, in the next S42, the 1-up cylinder number n C and cylinder number Nc
とを比較し、気筒ナンバーn Cが気筒数Ncを上回っている場合には、S43で前記気筒ナンバーn Cを1にリセットする。 Comparing the door, when the cylinder number n C is larger than the number of cylinders Nc resets the cylinder number n C to 1 in S43.

【0055】即ち、前記S41〜S43での処理によって、 [0055] In other words, by treatment with the S41~S43,
気筒ナンバーn Cは、1を初期値として各気筒別の噴射制御毎に1アップされ、全気筒の噴射が終了する1サイクルで前記初期値にリセットされることになる。 Cylinder number n C is 1 up 1 as an initial value for each of the injection control by each cylinder, so that the injection for all the cylinders is reset to the initial value in one cycle to end. S44では、リーン空燃比による運転を行わせる条件が成立しているか否かを判別する。 In S44, it is determined whether a condition for performing the operation with the lean air-fuel ratio is satisfied. そして、リーン空燃比で運転させる条件でない場合には、S45,S46へ進み、リーン空燃比制御時において推定されたHC排出量HC(L)及びNOx排出量NOx(L)の積算値ΣHC(L)及びΣNOx(L)をそれぞれゼロリセットする。 Then, if not conditions for operating at a lean air-fuel ratio, S45, the process proceeds to S46, the integrated value of HC emissions was estimated during the lean air-fuel ratio control HC (L) and NOx emissions NOx (L) ΣHC (L ) and ΣNOx the (L) reset to zero, respectively.

【0056】次のS47では、理論空燃比付近の空燃比を目標空燃比とする噴射制御(ストイキ制御)を実行する。 [0056] To perform the in following S47, injection control of the target air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric control). 一方、S44でリーン空燃比による運転を行わせる条件が成立していると判別された場合には、S48へ進み、 On the other hand, if the condition for performing the operation with the lean air-fuel ratio is judged to be satisfied in S44, the process proceeds to S48,
HC量とNOx量との比がリーンNOx触媒19においてNOxの転化率を高く維持できる値Rになっているか否かを判別する。 The ratio of the amount of HC and NOx amount to determine whether or not it is a value R of the conversion of NOx can be kept high in the lean NOx catalyst 19.

【0057】具体的には、前記リーン空燃比で1気筒を運転させた場合に発生が予測されるHC排出量HC [0057] Specifically, HC emissions HC which occur when obtained by operating the first cylinder in the lean air-fuel ratio is predicted
(L)及びNOx排出量NOx(L)をリーン空燃比運転毎にそれぞれ積算した値ΣHC(L),ΣNOx (L) and NOx emissions NOx value ΣHC the (L) by integrating respectively every lean air-fuel ratio operation (L), .SIGMA.NOx
(L)と、前回にリッチ空燃比での運転を行わせたときに予測されたHC排出量HC(R)及びNOx排出量N And (L), the predicted amount of HC discharged HC (R) and NOx emissions N when to perform the operation at a rich air-fuel ratio in the preceding
Ox(R)と、リーンNOx触媒19においてNOxの転化率を高く維持するために必要とされるHC/NOx比であるRとに基づいて、以下の数3に示される関係が成立するか否かを判別する。 Ox and (R), whether or not on the basis of the R a HC / NOx ratio required to maintain a high conversion of NOx in the lean NOx catalyst 19, the relationship is established as shown in following equation 3 or to determine.

【0058】 [0058]

【数3】 [Number 3]

【0059】即ち、前回のリッチ空燃比による運転によってHC量を増大させた分が、その後の継続的なリーン空燃比での運転におけるHC量の不足分に充当されるものと見做し、前回のリッチ空燃比で増大させたHC量によってHC量の不足を補いきれなくなった状態であるか否かを上記数3の関係が成立しているか否かによって判別するものである。 [0059] That is, the amount that increased the amount of HC by the operation from the previous rich air-fuel ratio, and deemed to be appropriated to the shortage of the amount of HC in operation in the subsequent continuous lean air-fuel ratio, the last whether or not the state that no longer be compensated for the lack of amount of HC by HC amount increasing with rich air-fuel ratio of is to determined by whether the relationship in Formula 3 is established.

【0060】S48で、前記数3の関係が成立していると判別された場合には、NOxの転化率を維持し得るHC [0060] In S48, when the relationship of the number 3 is judged to be satisfied, it may maintain the conversion of NOx HC
量に対して実際のHC量が不足しているものと推定され、逆に、前記数3の関係が成立していないと判別された場合には、NOxの転化率を維持し得るHC量が確保できていることになる。 Is presumed to be missing the actual HC amount relative to the amount, conversely, if the relationship of the number 3 is judged not to be satisfied, the amount HC capable of maintaining the conversion rate of NOx it means that can be secured. そこで、NOxの還元処理に必要とされるHC量が確保されていると判別された場合には、S49,S50へ進み、今回のリーン空燃比運転で予測されるHC排出量HC(L)及びNOx排出量NOx Therefore, if the amount of HC required for reduction of NOx is determined to have been reserved, S49, the process proceeds to S50, HC emissions HC (L) and predicted in this lean air-fuel ratio operation NOx emissions NOx
(L)に基づいて継続的なリーン空燃比運転時における積算排出量ΣHC(L),ΣNOx(L)を更新設定する。 Cumulative emissions ΣHC in continuous lean air-fuel ratio during operation on the basis of (L) (L), is updated and set the .SIGMA.NOx (L).

【0061】そして、S51では、リーン空燃比による運転を継続させる。 [0061] Then, in S51, operation is continued by the lean air-fuel ratio. 一方、S48でHC量の不足状態が判別された場合には、S52へ進み、リッチ空燃比での運転が指定されている気筒CYLと、現在の気筒ナンバーn C On the other hand, if the missing state of the HC amount is determined in S48, the process proceeds to S52, and the cylinder CYL which operation at a rich air-fuel ratio is specified, the current cylinder number n C
とが一致しているか否かを判別する。 Preparative it is determined whether they match. ここで、CYL= Here, CYL =
Cでない場合には、S49へ進み、次回以降にリッチ空燃比運転の実行を見送らせる。 If this is not the n C, the process proceeds to S49, to put off the execution of the rich air-fuel ratio operation to the next time.

【0062】また、CYL=n Cであると判別された場合には、S53へ進み、次にリッチ空燃比で運転させるときに、今回と異なる気筒がリッチ空燃比で運転されるように、前記リッチ運転指定気筒CYLを1アップする。 [0062] If it is determined that CYL = n C, the process proceeds to S53, when to next operated with a rich air-fuel ratio, as this different cylinders are operated at a rich air-fuel ratio, the to 1-up the rich operation specified cylinder CYL.
そして、次のS54では、前記1アップさせた指定気筒C Then, in the next S54, the specified cylinder said 1 to up C
YLが気筒数Ncを越えているか否かを判別し、越えている場合にはS55へ進んで指定気筒CYLを初期値の1 YL is determined whether or not exceeds the number of cylinders Nc, the initial value specified cylinder CYL proceeds to S55 if it exceeds 1
にリセットする。 Reset to.

【0063】このようにして、リッチ空燃比での運転が行わせる気筒が、リッチ空燃比制御毎に順繰りに切り換えられるようにしてある。 [0063] In this way, the cylinder to effect operation at a rich air-fuel ratio, are to be switched in turn for each rich air-fuel ratio control. S58では、前記S48による判別結果を受けて、排気中のHC量を増大させるべく、今回の噴射制御気筒における目標空燃比をリッチ空燃比として、対応するインジェクタ12の駆動制御を行わせる。 In S58, upon receiving the determination result of the S48, in order to increase the HC amount in the exhaust gas, the target air-fuel ratio in the current injection control cylinder as a rich air-fuel ratio, to perform the drive control of a corresponding injector 12.

【0064】上記図11のフローチャートに示す実施例においても、前記図6のフローチャートに示される点火時期制御を実行させて、発生トルクのばらつきが生じないようにする。 [0064] Also in the embodiment shown in the flowchart of FIG. 11, by executing the ignition timing control shown in the flowchart of FIG 6, so that variation in the generated torque does not occur.

【0065】 [0065]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、 As described in the foregoing, according to the present invention,
HC存在下でNOxを還元処理するリーンNOx触媒を排気通路に備えて構成されたリーンバーンエンジンにおいて、HC,NOxの排出量の推定結果に基づいた周期でリーン空燃比運転中にリッチ空燃比運転を行わせるようにしたので、前記リーンNOx触媒においてNOxを浄化するのに必要なHC量を確実に確保でき、また、H In lean-burn engine lean NOx catalyst is configured to include in an exhaust passage to reduction treatment of NOx in the HC presence, HC, rich air-fuel ratio operation during the lean air-fuel ratio operation in the cycle based on the estimation result of the emission of NOx since so as to perform, it can be reliably ensured HC amount required to purify NOx in the lean NOx catalyst, also, H
C量を確保するために燃焼を不安定にすることがなく、 Does not become unstable combustion in order to secure the amount of C,
NOxの浄化性能を運転性を悪化させることなく高いレベルに維持できるという効果がある。 There is an effect that can be maintained at high levels without causing the NOx purification performance is deteriorated drivability.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の基本構成を示すブロック図。 Block diagram showing the basic configuration of the present invention; FIG.

【図2】本発明の実施例のシステム構成図。 [2] System configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図3】実施例における空燃比制御を示すフローチャート。 3 is a flowchart showing an air-fuel ratio control in the embodiment.

【図4】実施例における空燃比制御を示すフローチャート。 FIG. 4 is a flowchart showing an air-fuel ratio control in the embodiment.

【図5】実施例における空燃比制御を示すフローチャート。 5 is a flowchart showing an air-fuel ratio control in the embodiment.

【図6】実施例における空燃比制御を示すフローチャート。 6 is a flowchart showing an air-fuel ratio control in the embodiment.

【図7】HC/NOx比とNOx転化率との関係を示す線図。 [7] diagram showing a relationship between a HC / NOx ratio and NOx conversion.

【図8】HC,NOx濃度と空燃比との関係を示す線図。 [8] HC, graph showing the relationship between the NOx concentration and the air-fuel ratio.

【図9】空燃比と発生トルクとの関係を示す線図。 [9] graph showing the relationship between the air-fuel ratio and the generated torque.

【図10】点火時期と発生トルクとの関係を示す線図。 [10] graph showing the relationship between the ignition timing and generated torque.

【図11】他の実施例における空燃比制御を示すフローチャート。 11 is a flowchart showing an air-fuel ratio control in other embodiments.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 エンジン 6 エアフローメータ 12 インジェクタ 16 クランク角センサ 19 リーンNOx触媒 23 コントロールユニット 1 engine 6 air flow meter 12 injector 16 crank angle sensor 19 lean NOx catalyst 23 Control Unit

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 F02D 41/14 310 D 8011−3G 41/34 L 8011−3G 41/36 B 8011−3G 43/00 301 B E Front page continued (51) Int.Cl. 5 in identification symbol Agency Docket No. FI art display portion F02D 41/14 310 D 8011-3G 41/34 L 8011-3G 41/36 B 8011-3G 43/00 301 B E

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】エンジンの運転条件に応じたリーン空燃比で運転される一方、排気通路にHC存在下でNOxを還元するリーンNOx触媒が介装されたリーンバーンエンジンの空燃比制御装置であって、 前記リーン空燃比による運転状態で発生するNOx及びHCの量を運転条件と空燃比とに基づいて推定する第1 1. A while being operated at a lean air-fuel ratio according to the operating conditions of the engine, a air-fuel ratio control apparatus of a lean-burn engine lean NOx catalyst is disposed for reducing NOx in the HC presence in the exhaust passage Te, the estimates based on the amount of NOx and HC generated in operating conditions due to the lean air-fuel ratio in the operating condition and the air-fuel ratio 1
    の排出量推定手段と、 所定のリッチ空燃比による運転状態で発生するNOx及びHCの量を運転条件と空燃比とに基づいて推定する第2の排出量推定手段と、 前記第1及び第2の排出量推定手段で推定されたNOx A discharge amount estimating means, and a second discharge amount estimating means for estimating, based on the amount of the operating conditions and the air-fuel ratio of the NOx and HC generated in operating condition with a predetermined rich air-fuel ratio, the first and second NOx estimated by the discharge amount estimating means
    及びHCの量に基づいて、前記リーン空燃比による運転中に前記所定のリッチ空燃比による運転を行わせる気筒を周期的に発生させる頻度を算出するリッチ運転頻度算出手段と、 該リッチ運転頻度算出手段で算出された頻度に従って空燃比を気筒別に前記リーン空燃比と前記所定のリッチ空燃比とのいずれかに制御する気筒別空燃比制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴とするリーンバーンエンジンの空燃比制御装置。 And based on the amount of HC, and rich operation frequency calculation means for calculating the frequency of generating the lean air-fuel ratio cylinder to perform the operation by the predetermined rich air-fuel ratio during operation periodically by, the rich operation frequency calculation lean characterized in that it is configured to include a cylinder air-fuel ratio control means for controlling any of the lean air-fuel ratio in the cylinder to the predetermined rich air fuel ratio, the following frequency calculated by means air-fuel ratio control system of the burn engine.
  2. 【請求項2】前記気筒別空燃比制御手段により前記所定のリッチ空燃比で運転される気筒における発生トルクが、前記リーン空燃比で運転される気筒における発生トルクと同一となるように、前記所定のリッチ空燃比で運転される気筒の点火時期を変更するリッチ用点火時期変更手段を設けたことを特徴とする請求項1記載のリーンバーンエンジンの空燃比制御装置。 As wherein torque generated in the cylinder which is operated at the predetermined rich air fuel ratio by the cylinder air-fuel ratio control means, the same as the torque generated in the cylinder which is operated at the lean air-fuel ratio, the predetermined air-fuel ratio control system for a lean burn engine according to claim 1, characterized in that a rich ignition timing changing means for changing the ignition timing of the cylinder which is operated at a rich air-fuel ratio.
  3. 【請求項3】前記気筒別空燃比制御手段が、前記所定のリッチ空燃比で運転させる気筒を、リッチ空燃比運転毎に異ならせることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載のリーンバーンエンジンの空燃比制御装置。 Wherein the cylinder air-fuel ratio control means, according to the cylinder to be operated in the predetermined rich air fuel ratio, to claim 1 or 2, characterized in that varying the rich air-fuel ratio for each driving air-fuel ratio control system for a lean burn engine.
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