JPH07166913A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device of internal combustion engine

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JPH07166913A
JPH07166913A JP5313492A JP31349293A JPH07166913A JP H07166913 A JPH07166913 A JP H07166913A JP 5313492 A JP5313492 A JP 5313492A JP 31349293 A JP31349293 A JP 31349293A JP H07166913 A JPH07166913 A JP H07166913A
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JP
Japan
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air
nox
fuel ratio
absorbent
fuel
Prior art date
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Pending
Application number
JP5313492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeo Ogiso
丈夫 小木曽
Nobuyuki Shibagaki
信之 柴垣
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP5313492A priority Critical patent/JPH07166913A/en
Publication of JPH07166913A publication Critical patent/JPH07166913A/en
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress remarkable change in output torque by gradually shifting the air fuel ratio of an air-fuel mixture to a rich side when NOX is to be discharged from an NOX absorbent, in an internal combustion engine, on which the NOX absorbent for absorbing NOX when the air fuel ratio of exhaust gas is lean, is provided on the inside of the exhaust passage. CONSTITUTION:A casing 17 containing an NOX absorbent 18, for which at least one element selected from alkali metal, etc., and a precious metal such as platinum are carried on a carrier such as alumina, is connected to the exhaust port 8 of an engine 1 through an exhaust manifold 15 and an exhaust tube 16. When the air fuel ratio of exhaust gas is lean, NOX is absorbed, and when the oxygen concentration in exhaust gas is reduced, the absorbed NOX is discharged. In this exhaust emission control device, when NOX is to be discharged from the NOX absorbent 18, a fuel injection valve 11 is controlled so that the air fuel ratio of an air-fuel mixture is gradually shifted to a rich side. The output torque of an engine is thus gradually increased, and remarkable change in the output torque is restricted.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはNOxを吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチのときには吸収したNOxを放出す
るNOx吸収剤を機関排気通路内に配置し、NOx吸収
剤からNOxを放出すべきときには燃焼室内において燃
焼せしめられる混合気の空燃比をリーンからリッチに予
め定められた一定時間切換え、次いで混合気の空燃比を
再びリーンに戻すようにした内燃機関が公知である(国
際公開WO93/07363号参照)。
2. Description of the Related Art A NOx absorbent that absorbs NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean and releases the absorbed NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio or is rich in the engine exhaust passage. When the NOx absorbent should release NOx, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the combustion chamber is switched from lean to rich for a predetermined time, and then the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is returned to lean again. A known internal combustion engine is known (see International Publication WO93 / 07363).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの内燃
機関におけるようにNOx吸収剤からNOxを放出する
ために混合気の空燃比をリーンからリッチに急激に切換
えると機関の出力トルクが大巾に変化し、斯くしてショ
ックが発生するという問題がある。
However, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is rapidly changed from lean to rich in order to release NOx from the NOx absorbent as in this internal combustion engine, the output torque of the engine changes drastically. Therefore, there is a problem that a shock occurs.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、流入する排気ガスの空燃比がリー
ンのときにはNOxを吸収し、流入する排気ガスの空燃
比が理論空燃比又はリッチのときには吸収したNOxを
放出するNOx吸収剤を機関排気通路内に配置し、NO
x吸収剤からNOxを放出すべきときには燃焼室内にお
いて燃焼せしめられる混合気の空燃比をリッチにするよ
うにした内燃機関において、NOx吸収剤からNOxを
放出すべきときには混合気の空燃比を徐々にリッチにす
る空燃比制御手段を具備している。
In order to solve the above problems, according to the present invention, NOx is absorbed when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is the theoretical air-fuel ratio. Alternatively, when rich, a NOx absorbent that releases the absorbed NOx is placed in the engine exhaust passage to
In an internal combustion engine in which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the combustion chamber is made rich when NOx is to be released from the x-absorbent, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is gradually increased when NOx is to be released from the NOx absorbent. It is equipped with air-fuel ratio control means for making it rich.

【0005】また、本発明によれば上記問題点を解決す
るために、混合気の空燃比をリッチにすることによるN
Ox吸収剤からのNOx放出作用が完了したときに空燃
比制御手段によって混合気の空燃比が徐々に大きくされ
る。
Further, according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, N by increasing the air-fuel ratio of the air-fuel mixture.
When the action of releasing NOx from the Ox absorbent is completed, the air-fuel ratio control means gradually increases the air-fuel ratio of the air-fuel mixture.

【0006】[0006]

【作用】第1番目の発明ではNOx吸収剤からNOxを
放出すべきときに混合気の空燃比が徐々にリッチにされ
るので機関の出力トルクはゆっくりと増大する。第2番
目の発明では混合気の空燃比をリッチにすることによる
NOx吸収剤からのNOx放出作用が完了したときに混
合気の空燃比が徐々に大きくされるので機関の出力トル
クはゆっくりと減少する。
In the first aspect of the invention, the output torque of the engine gradually increases because the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is gradually made rich when NOx is to be released from the NOx absorbent. In the second aspect, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is gradually increased when the NOx releasing action from the NOx absorbent by making the air-fuel ratio of the air-fuel mixture rich is completed, so the output torque of the engine slowly decreases. To do.

【0007】[0007]

【実施例】図1を参照すると、1は機関本体、2はピス
トン、3は燃焼室、4は点火栓、5は吸気弁、6は吸気
ポート、7は排気弁、8は排気ポートを夫々示す。吸気
ポート6は対応する枝管9を介してサージタンク10に
連結され、各枝管9には夫々吸気ポート6内に向けて燃
料を噴射する燃料噴射弁11が取付けられる。サージタ
ンク10は吸気ダクト12を介してエアクリーナ13に
連結され、吸気ダクト12内にはスロットル弁14が配
置される。一方、排気ポート8は排気マニホルド15お
よび排気管16を介してNOx吸収剤18を内蔵したケ
ーシング17に接続される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a piston, 3 is a combustion chamber, 4 is a spark plug, 5 is an intake valve, 6 is an intake port, 7 is an exhaust valve, and 8 is an exhaust port. Show. The intake port 6 is connected to the surge tank 10 via a corresponding branch pipe 9, and each branch pipe 9 is provided with a fuel injection valve 11 for injecting fuel into the intake port 6. The surge tank 10 is connected to an air cleaner 13 via an intake duct 12, and a throttle valve 14 is arranged in the intake duct 12. On the other hand, the exhaust port 8 is connected via an exhaust manifold 15 and an exhaust pipe 16 to a casing 17 containing a NOx absorbent 18.

【0008】電子制御ユニット30はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス31によって相互に接続
されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ラ
ンダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセ
ッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具
備する。サージタンク10内にはサージタンク10内の
絶対圧に比例した出力電圧を発生する圧力センサ19が
配置され、この圧力センサ19の出力電圧はAD変換器
37を介して入力ポート35に入力される。スロットル
弁14にはスロットル開度がアイドリング開度になった
ときにオンとなるスロットルスイッチ20が取付けら
れ、このスロットルスイッチ20の出力信号は入力ポー
ト35に入力される。また、入力ポート35には機関回
転数を表す出力パルスを発生する回転数センサ21が接
続される。一方、出力ポート36は対応する駆動回路3
8を介して夫々点火栓4および燃料噴射弁11に接続さ
れる。
The electronic control unit 30 comprises a digital computer, and a ROM (read only memory) 32, a RAM (random access memory) 33, a CPU (microprocessor) 34, an input port 35 which are mutually connected by a bidirectional bus 31. And an output port 36. A pressure sensor 19 that generates an output voltage proportional to the absolute pressure in the surge tank 10 is arranged in the surge tank 10, and the output voltage of the pressure sensor 19 is input to the input port 35 via the AD converter 37. . A throttle switch 20 that is turned on when the throttle opening reaches an idling opening is attached to the throttle valve 14, and an output signal of the throttle switch 20 is input to an input port 35. Further, the input port 35 is connected to a rotation speed sensor 21 that generates an output pulse representing the engine rotation speed. On the other hand, the output port 36 corresponds to the corresponding drive circuit 3
8 are connected to the spark plug 4 and the fuel injection valve 11, respectively.

【0009】図1に示す内燃機関では例えば次式に基づ
いて燃料噴射時間TAUが算出される。 TAU=f・TP・K ここでfは定数、TPは基本燃料噴射時間、Kは補正係
数を夫々示す。基本燃料噴射時間TPは機関シリンダ内
に供給される混合気の空燃比を理論空燃比とするのに必
要な燃料噴射時間を示している。この基本燃料噴射時間
TPは予め実験により求められ、サージタンク10内の
絶対圧PMおよび機関回転数Nの関数として図2に示す
ようなマップの形で予めROM32内に記憶されてい
る。補正係数Kは機関シリンダ内に供給される混合気の
空燃比を制御するための係数であってK=1.0であれ
ば機関シリンダ内に供給される混合気は理論空燃比とな
る。これに対してK<1.0になれば機関シリンダ内に
供給される混合気の空燃比は理論空燃比よりも大きくな
り、即ちリーンとなり、K>1.0になれば機関シリン
ダ内に供給される混合気の空燃比は理論空燃比よりも小
さくなる、即ちリッチとなる。
In the internal combustion engine shown in FIG. 1, the fuel injection time TAU is calculated based on the following equation, for example. TAU = f · TP · K where f is a constant, TP is a basic fuel injection time, and K is a correction coefficient. The basic fuel injection time TP indicates the fuel injection time required to make the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder the stoichiometric air-fuel ratio. This basic fuel injection time TP is obtained in advance by experiments and is stored in advance in the ROM 32 in the form of a map as shown in FIG. 2 as a function of the absolute pressure PM in the surge tank 10 and the engine speed N. The correction coefficient K is a coefficient for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder, and if K = 1.0, the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder becomes the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, if K <1.0, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, becomes lean, and if K> 1.0, it is supplied to the engine cylinder. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture thus generated becomes smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, becomes rich.

【0010】機関シリンダ内に供給すべき混合気の目標
空燃比、即ち補正係数Kの値は機関の運転状態に応じて
変化せしめられ、本発明による実施例では基本的には図
3に示されるようにサージタンク10内の絶対圧PMお
よび機関回転数Nの関数として予め定められている。即
ち、図3に示されるように実線Rよりも低負荷側の低負
荷運転領域ではK<1.0、即ち混合気がリーンとさ
れ、実線Rと実線Sの間の高負荷運転領域ではK=1.
0、即ち混合気の空燃比が理論空燃比とされ、実線Sよ
りも高負荷側の全負荷運転領域ではK>1.0、即ち混
合気がリッチとされる。更に本発明による実施例ではア
イドリング運転時にはK=1.0、即ち混合気の空燃比
が理論空燃比とされる。
The target air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be supplied into the engine cylinder, that is, the value of the correction coefficient K is changed in accordance with the operating state of the engine. In the embodiment of the present invention, it is basically shown in FIG. Thus, it is predetermined as a function of the absolute pressure PM in the surge tank 10 and the engine speed N. That is, as shown in FIG. 3, K <1.0, that is, the air-fuel mixture is lean in the low load operation region on the load lower side than the solid line R, and K in the high load operation region between the solid line R and the solid line S. = 1.
0, that is, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is the stoichiometric air-fuel ratio, and K> 1.0, that is, the air-fuel mixture is rich in the full-load operation region on the higher load side than the solid line S. Further, in the embodiment according to the present invention, during idling operation, K = 1.0, that is, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is set to the theoretical air-fuel ratio.

【0011】図4は燃焼室3から排出される排気ガス中
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図4から
わかるように燃焼室3から排出される排気ガス中の未燃
HC,COの濃度は燃焼室3内に供給される混合気の空
燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室3から排出され
る排気ガス中の酸素O2 の濃度は燃焼室3内に供給され
る混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
FIG. 4 schematically shows the concentrations of typical components in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3. As can be seen from FIG. 4, the concentration of unburned HC and CO in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3 increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes richer, and is discharged from the combustion chamber 3. The concentration of oxygen O 2 in the generated exhaust gas increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes leaner.

【0012】ケーシング17内に収容されているNOx
吸収剤18は例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムK、ナトリウムNa,リチウムLi、セ
シウムCsのようなアルカリ金属、バリウムBa、カル
シウムCaのようなアルカリ土類、ランタンLa、イッ
トリウムYのような希土類から選ばれた少なくとも一つ
と、白金Ptのような貴金属とが担持されている。機関
吸気通路およびNOx吸収剤18上流の排気通路内に供
給された空気および燃料(炭化水素)の比をNOx吸収
剤18への流入排気ガスの空燃比と称するとこのNOx
吸収剤18は流入排気ガスの空燃比がリーンのときには
NOxを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下する
と吸収したNOxを放出するNOxの吸放出作用を行
う。なお、NOx吸収剤18上流の排気通路内に燃料
(炭化水素)或いは空気が供給されない場合には流入排
気ガスの空燃比は燃焼室3内に供給される混合気の空燃
比に一致し、従ってこの場合にはNOx吸収剤18は燃
焼室3内に供給される混合気の空燃比がリーンのときに
はNOxを吸収し、燃焼室3内に供給される混合気中の
酸素濃度が低下すると吸収したNOxを放出することに
なる。
NOx contained in the casing 17
The absorbent 18 uses, for example, alumina as a carrier, on which potassium K, sodium Na, lithium Li, an alkali metal such as cesium Cs, barium Ba, an alkaline earth such as calcium Ca, lanthanum La, and yttrium Y are contained. At least one selected from such rare earths and a noble metal such as platinum Pt are supported. The ratio of the air and the fuel (hydrocarbon) supplied into the engine intake passage and the exhaust passage upstream of the NOx absorbent 18 is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx absorbent 18.
The absorbent 18 absorbs NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, and absorbs and releases the NOx that absorbs the NOx when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases. When fuel (hydrocarbon) or air is not supplied into the exhaust passage upstream of the NOx absorbent 18, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas matches the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3, In this case, the NOx absorbent 18 absorbs NOx when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 3 is lean, and absorbs when the oxygen concentration in the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 3 decreases. It will release NOx.

【0013】上述のNOx吸収剤18を機関排気通路内
に配置すればこのNOx吸収剤18は実際にNOxの吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図5に示すようなメカニズムで行われている
ものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上
に白金PtおよびバリウムBaを担持させた場合を例に
とって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ
土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
If the above-mentioned NOx absorbent 18 is arranged in the engine exhaust passage, the NOx absorbent 18 actually performs the NOx absorption / release operation, but the detailed mechanism of this absorption / release operation is not clear. However, it is considered that this absorbing / releasing action is performed by the mechanism shown in FIG. Next, this mechanism will be described by taking the case where platinum Pt and barium Ba are supported on the carrier as an example, but the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths and rare earths.

【0014】即ち、流入排気ガスがかなりリーンになる
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図5
(A)に示されるようにこれら酸素O2 がO2 - 又はO
2-の形で白金Ptの表面に付着する。一方、流入排気ガ
ス中のNOは白金Ptの表面上でO2 - 又はO2-と反応
し、NO2 となる(2NO+O2 →2NO2 )。次いで
生成されたNO2 の一部は白金Pt上で酸化されつつ吸
収剤内に吸収されて酸化バリウムBaOと結合しながら
図5(A)に示されるように硝酸イオンNO3 - の形で
吸収剤内に拡散する。このようにしてNOxがNOx吸
収剤18内に吸収される。
That is, when the inflowing exhaust gas becomes considerably lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas greatly increases.
As shown in (A), the oxygen O 2 is O 2 or O 2.
It adheres to the surface of platinum Pt in the form of 2- . On the other hand, NO in the inflowing exhaust gas reacts with O 2 or O 2 on the surface of platinum Pt to become NO 2 (2NO + O 2 → 2NO 2 ). Next, a part of the generated NO 2 is absorbed on the platinum Pt while being absorbed in the absorbent and combined with barium oxide BaO to be absorbed in the form of nitrate ion NO 3 as shown in FIG. 5 (A). Diffuses in the agent. In this way, NOx is absorbed in the NOx absorbent 18.

【0015】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ptの表面でNO2 が生成され、吸収剤のNOx吸収能
力が飽和しない限りNO2 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンNO3 - が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してNO2 の生成量が低下すると
反応が逆方向(NO3 - →NO2 )に進み、斯くして吸
収剤内の硝酸イオンNO3 - がNO2 の形で吸収剤から
放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
るとNOx吸収剤18からNOxが放出されることにな
る。図4に示されるように流入排気ガスのリーンの度合
が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、従っ
て流入排気ガスのリーンの度合を低くすればたとえば流
入排気ガスの空燃比がリーンであってもNOx吸収剤1
8からNOxが放出されることになる。
As long as the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is high, NO 2 is produced on the surface of platinum Pt, and unless the NOx absorption capacity of the absorbent is saturated, NO 2 is absorbed in the absorbent to generate nitrate ions NO 3 −. Is generated. In contrast the reaction with the amount of NO 2 oxygen concentration is lowered in the inflowing exhaust gas is lowered backward (NO 3 - → NO 2) proceeds to, thus nitrate ions to the absorber NO 3 - Are released from the absorbent in the form of NO 2 . That is, when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases, NOx is released from the NOx absorbent 18. As shown in FIG. 4, when the lean degree of the inflowing exhaust gas is low, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is low. Therefore, when the leaning degree of the inflow exhaust gas is low, for example, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean. Even NOx absorbent 1
NOx will be released from 8.

【0016】一方、このとき燃焼室3内に供給される混
合気がリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリッチに
なると図4に示されるように機関からは多量の未燃H
C,COが排出され、これら未燃HC,COは白金Pt
上の酸素O2 - 又はO2-と反応して酸化せしめられる。
また、流入排気ガスの空燃比がリッチになると流入排気
ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤からN
2 が放出され、このNO2 は図5(B)に示されるよ
うに未燃HC,COと反応して還元せしめられる。この
ようにして白金Ptの表面上にNO2 が存在しなくなる
と吸収剤から次から次へとNO2 が放出される。従って
流入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時間のうちに
NOx吸収剤18からNOxが放出されることになる。
On the other hand, at this time, if the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 is made rich and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, a large amount of unburned H is emitted from the engine as shown in FIG.
C and CO are discharged, and these unburned HC and CO are platinum Pt.
It is oxidized by reacting with the oxygen O 2 or O 2 above.
Further, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas drops extremely, so
O 2 is released, and this NO 2 is reduced by reacting with unburned HC and CO as shown in FIG. 5 (B). When NO 2 is no longer present on the surface of platinum Pt in this way, NO 2 is released one after another from the absorbent. Therefore, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich, NOx is released from the NOx absorbent 18 within a short time.

【0017】即ち、流入排気ガスの空燃比をリッチにす
るとまず始めに未燃HC,COが白金Pt上のO2 -
はO2-とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金
Pt上のO2 - 又はO2-が消費されてもまだ未燃HC,
COが残っていればこの未燃HC,COによって吸収剤
から放出されたNOxおよび機関から排出されたNOx
が還元せしめられる。従って流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすれば短時間のうちにNOx吸収剤18に吸収さ
れているNOxが放出され、しかもこの放出されたNO
xが還元されるために大気中にNOxが排出されるのを
阻止することができることになる。また、NOx吸収剤
18は還元触媒の機能を有しているので流入排気ガスの
空燃比を理論空燃比にしてもNOx吸収剤18から放出
されたNOxが還元せしめられる。しかしながら流入排
気ガスの空燃比を理論空燃比にした場合にはNOx吸収
剤18からNOxが徐々にしか放出されないためにNO
x吸収剤18に吸収されている全NOxを放出させるに
は若干長い時間を要する。
That is, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich, first, the unburned HC and CO immediately react with O 2 or O 2 on the platinum Pt to be oxidized, and then the O on the platinum Pt is oxidized. 2 - or O 2- is still unburned HC be consumed,
If CO remains, NOx discharged from the absorbent by the unburned HC and CO and NOx discharged from the engine.
Is reduced. Therefore, if the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich, the NOx absorbed in the NOx absorbent 18 is released within a short time, and the released NOx is released.
Since x is reduced, NOx can be prevented from being discharged into the atmosphere. Further, since the NOx absorbent 18 has the function of a reduction catalyst, the NOx released from the NOx absorbent 18 can be reduced even if the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is changed to the stoichiometric air-fuel ratio. However, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is set to the stoichiometric air-fuel ratio, NOx is gradually released from the NOx absorbent 18 and therefore NO.
It takes a little longer time to release all the NOx absorbed in the x absorbent 18.

【0018】上述したようにリーン混合気が燃焼せしめ
られるとNOxがNOx吸収剤18に吸収される。しか
しながらNOx吸収剤18のNOx吸収能力には限度が
あり、NOx吸収剤18のNOx吸収能力が飽和すれば
NOx吸収剤18はもはやNOxを吸収しえなくなる。
従ってNOx吸収剤18のNOx吸収能力が飽和する前
にNOx吸収剤18からNOxを放出させる必要があ
り、そのためにはNOx吸収剤18にどの程度のNOx
が吸収されているかを推定する必要がある。次にこのN
Ox吸収量の推定方法について説明する。
When the lean air-fuel mixture is burned as described above, NOx is absorbed by the NOx absorbent 18. However, the NOx absorbent capacity of the NOx absorbent 18 is limited, and when the NOx absorbent capacity of the NOx absorbent 18 is saturated, the NOx absorbent 18 can no longer absorb NOx.
Therefore, it is necessary to release NOx from the NOx absorbent 18 before the NOx absorbing capacity of the NOx absorbent 18 becomes saturated.
It is necessary to estimate whether is absorbed. Then this N
A method for estimating the Ox absorption amount will be described.

【0019】リーン混合気が燃焼せしめられているとき
には機関負荷が高くなるほど単位時間当り機関から排出
されるNOx量が増大するために単位時間当りNOx吸
収剤18に吸収されるNOx量が増大し、また機関回転
数が高くなるほど単位時間当り機関から排出されるNO
x量が増大するために単位時間当りNOx吸収剤18に
吸収されるNOxが増大する。従って単位時間当りNO
x吸収剤18に吸収されるNOx量は機関負荷と機関回
転数の関数となる。この場合、機関負荷はサージタンク
10内の絶対圧でもって代表することができるので単位
時間当りNOx吸収剤18に吸収されるNOx量はサー
ジタンク10内の絶対圧PMと機関回転数Nの関数とな
る。従って本発明による実施例では単位時間当りNOx
吸収剤18に吸収されるNOx量NOXAを絶対圧PM
および機関回転数Nの関数として予め実験により求め、
このNOx量NOXAがPMおよびNの関数として図6
(A)に示すマップの形で予めROM32内に記憶され
ている。
When the lean air-fuel mixture is being burned, the higher the engine load, the more the amount of NOx discharged from the engine per unit time increases, so the amount of NOx absorbed by the NOx absorbent 18 per unit time increases. Further, as the engine speed increases, the NO emitted from the engine per unit time
Since the x amount increases, the NOx absorbed by the NOx absorbent 18 per unit time increases. Therefore, NO per unit time
The amount of NOx absorbed by the x absorbent 18 is a function of the engine load and the engine speed. In this case, since the engine load can be represented by the absolute pressure in the surge tank 10, the NOx amount absorbed by the NOx absorbent 18 per unit time is a function of the absolute pressure PM in the surge tank 10 and the engine speed N. Becomes Therefore, in the embodiment according to the present invention, NOx per unit time
Absolute pressure PM of NOx amount NOXA absorbed by the absorbent 18
And as a function of the engine speed N, previously obtained by experiments,
This NOx amount NOXA as a function of PM and N is shown in FIG.
It is stored in advance in the ROM 32 in the form of the map shown in FIG.

【0020】一方、機関シリンダ内に供給される混合気
の空燃比が理論空燃比又はリッチになるとNOx吸収剤
18からNOxが放出されるがこのときのNOx放出量
は主に排気ガス量と空燃比の影響を受ける。即ち、排気
ガス量が増大するほど単位時間当りNOx吸収剤18か
ら放出されるNOx量が増大し、空燃比がリッチとなる
ほど単位時間当りNOx吸収剤18から放出されるNO
x量が増大する。この場合、排気ガス量、即ち吸入空気
量は機関回転数Nとサージタンク10内の絶対圧PMと
の積でもって代表することができ、従って図6(B)に
示されるように単位時間当りNOx吸収剤18から放出
されるNOx量NOXDはN・PMが大きくなるほど増
大する。また、空燃比は補正係数Kの値に対応している
ので図6(C)に示されるように単位時間当りNOx吸
収剤18から放出されるNOx量NOXDはKの値が大
きくなるほど増大する。この単位時間当りNOx吸収剤
18から放出されるNOx量NOXDはN・PMとKの
関数として図7(A)に示すマップの形で予めROM3
2内に記憶されている。
On the other hand, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder becomes the stoichiometric air-fuel ratio or becomes rich, NOx is released from the NOx absorbent 18, but the NOx release amount at this time is mainly the exhaust gas amount and the empty amount. It is affected by the fuel ratio. That is, the amount of NOx released from the NOx absorbent 18 per unit time increases as the exhaust gas amount increases, and the NOx released from the NOx absorbent 18 per unit time increases as the air-fuel ratio becomes richer.
The amount of x increases. In this case, the amount of exhaust gas, that is, the amount of intake air can be represented by the product of the engine speed N and the absolute pressure PM in the surge tank 10, and therefore per unit time as shown in FIG. 6 (B). The NOx amount NOXD released from the NOx absorbent 18 increases as N · PM increases. Further, since the air-fuel ratio corresponds to the value of the correction coefficient K, the NOx amount NOXD released from the NOx absorbent 18 per unit time increases as the value of K increases, as shown in FIG. 6 (C). The NOx amount NOXD released from the NOx absorbent 18 per unit time is previously stored in the ROM 3 in the form of a map shown in FIG. 7A as a function of N · PM and K.
It is stored in 2.

【0021】また、NOx吸収剤18の温度が高くなる
と吸収剤内の硝酸イオンNO3 - が分解しやすくなるの
でNOx吸収剤18からのNOx放出率が増大する。こ
の場合、NOx吸収剤18の温度はほぼ排気ガスに比例
するので図7(B)に示されるようにNOx放出率Kf
は排気ガス温Tが高くなるほど大きくなる。従ってNO
x放出率Kfを考慮に入れた場合には単位時間当りNO
x吸収剤18から放出されるNOx量は図7(A)に示
されるNOXDとNOx放出率Kfとの積で表されるこ
とになる。なお、本発明による実施例では排気ガス温T
はサージタンク10内の絶対圧PMおよび機関回転数N
の関数として図7(C)に示すマップの形で予めROM
32内に記憶されている。
Further, when the temperature of the NOx absorbent 18 becomes high, the nitrate ion NO 3 − in the absorbent is easily decomposed, so that the NOx release rate from the NOx absorbent 18 increases. In this case, since the temperature of the NOx absorbent 18 is almost proportional to the exhaust gas, as shown in FIG. 7B, the NOx release rate Kf
Becomes larger as the exhaust gas temperature T becomes higher. Therefore NO
When the x emission rate Kf is taken into consideration, NO per unit time
The NOx amount released from the x absorbent 18 is represented by the product of NOXD and NOx release rate Kf shown in FIG. 7 (A). In the embodiment according to the present invention, the exhaust gas temperature T
Is the absolute pressure PM in the surge tank 10 and the engine speed N
ROM in advance in the form of the map shown in FIG.
It is stored in 32.

【0022】上述したようにリーン混合気が燃焼せしめ
られたときには単位時間当りのNOx吸収量がNOXA
で表され、理論空燃比の混合気又はリッチ混合気が燃焼
せしめられたときには単位時間当りのNOx放出量はK
f・NOXDで表されるのでNOx吸収剤18に吸収さ
れていると推定されるNOx量ΣNOXは次式で表され
ることになる。
As described above, when the lean air-fuel mixture is burned, the NOx absorption amount per unit time is NOXA.
The NOx emission amount per unit time is expressed as K when the air-fuel mixture having the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel mixture is burned.
Since it is represented by f · NOXD, the NOx amount ΣNOX estimated to be absorbed by the NOx absorbent 18 is represented by the following equation.

【0023】 ΣNOX=ΣNOX+NOXA−Kf・NOXD 前述したように本発明による実施例では基本的には図3
において実線R,Sにより区別された補正係数Kの値に
従って空燃比が制御される。従って図3の実線Rよりも
低負荷側の領域ではリーン混合気(K<1.0)が燃焼
せしめられるのでNOxがNOx吸収剤18に吸収さ
れ、図3の実線Rよりも高負荷側の領域では理論空燃比
の混合気(K=1.0)又はリッチ混合気(K>1.
0)が燃焼せしめられるのでNOx吸収剤18からNO
xが放出されることになる。従って図3の実線Rを堺に
して低負荷運転と高負荷運転が交互に繰返されるとNO
x吸収剤18のNOx吸収能力が飽和することがないが
実際には実線Rよりも低負荷側で運転される機会が多
く、従って実際には機関運転中に強制的にNOx吸収剤
18からNOxを放出させる必要がある。
ΣNOX = ΣNOX + NOXA−Kf · NOXD As described above, in the embodiment according to the present invention, basically, FIG.
At, the air-fuel ratio is controlled according to the value of the correction coefficient K distinguished by the solid lines R and S. Therefore, in the region on the lower load side than the solid line R in FIG. 3, since the lean air-fuel mixture (K <1.0) is burned, NOx is absorbed by the NOx absorbent 18, and the higher load side than the solid line R in FIG. In the region, a stoichiometric air-fuel ratio mixture (K = 1.0) or a rich mixture (K> 1.
0) is burned, so NO from the NOx absorbent 18
x will be emitted. Therefore, if the low load operation and the high load operation are alternately repeated with the solid line R in FIG.
Although the NOx absorbing capacity of the x absorbent 18 does not saturate, there are many opportunities to actually operate on the lower load side than the solid line R. Therefore, in reality, the NOx absorbent 18 is forcibly forced from the NOx absorbent 18 during engine operation. Need to be released.

【0024】本発明による実施例では機関減速運転時に
燃料の供給が停止され、その後燃料の供給が再開されて
アイドリング運転に移行する際にNOx吸収剤18に或
る程度以上のNOxが吸収されていると推定されたとき
には混合気の空燃比が一時的にリッチにされる。図8は
このときの混合気の空燃比の変化、即ち補正係数Kの変
化を示している。即ち、図8に示されるように機関減速
運転時において燃料の供給が停止され(燃料カット)、
次いで燃料の供給が再開されたときに(復帰)NOx吸
収剤18に吸収されている推定NOx量ΣNOXが第1
の最大値MAX1を越えているときには混合気の空燃比
がリーン(K<1.0)からリッチ(K>1.0)に向
けて徐々に大きくされる。このとき混合気の空燃比が理
論空燃比(K=1.0)よりも小さくなるとNOx吸収
剤18からのNOx放出作用が開始されるためにNOx
量ΣNOXは徐々に減少する。次いで混合気の空燃比は
暫くの間、一定のリッチ度合(K=KK)に維持され、
次いで理論空燃比(K=1.0)まで徐々に減少せしめ
られる。
In the embodiment according to the present invention, when the engine deceleration operation is stopped, the fuel supply is stopped, and then the fuel supply is restarted to shift to the idling operation, so that the NOx absorbent 18 absorbs a certain amount or more of NOx. If it is estimated that the air-fuel ratio is high, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is temporarily made rich. FIG. 8 shows changes in the air-fuel ratio of the air-fuel mixture at this time, that is, changes in the correction coefficient K. That is, as shown in FIG. 8, the fuel supply is stopped during the engine deceleration operation (fuel cut),
Next, when the fuel supply is restarted (return), the estimated NOx amount ΣNOX absorbed by the NOx absorbent 18 is the first
When the maximum value MAX1 is exceeded, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is gradually increased from lean (K <1.0) to rich (K> 1.0). At this time, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes smaller than the theoretical air-fuel ratio (K = 1.0), the action of releasing NOx from the NOx absorbent 18 is started, so that NOx is released.
The amount ΣNOX gradually decreases. Next, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is maintained at a constant rich degree (K = KK) for a while,
Next, it is gradually decreased to the stoichiometric air-fuel ratio (K = 1.0).

【0025】ところでNOx吸収剤18からNOxを良
好に放出させるためには排気ガスの流速を遅くして排気
ガスとNOx吸収剤18との接触時間を長くすることが
好ましい。ところが機関減速時において燃料の供給が再
開される頃には機関回転数はかなり低下しており、従っ
て排気ガスの流速はかなり低くなっている。従ってNO
x吸収剤18からNOxを良好に放出させるために本発
明による実施例では燃料の供給が再開されるときに混合
気の空燃比をリッチにするようにしている。
In order to satisfactorily release NOx from the NOx absorbent 18, it is preferable to slow the flow rate of the exhaust gas and lengthen the contact time between the exhaust gas and the NOx absorbent 18. However, when the supply of fuel is restarted at the time of deceleration of the engine, the engine speed has decreased considerably, and therefore the flow velocity of exhaust gas has decreased considerably. Therefore NO
In order to satisfactorily release NOx from the x absorbent 18, in the embodiment according to the present invention, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is made rich when the fuel supply is restarted.

【0026】また、図8に示されるように燃料の供給を
再開した瞬間にショックが発生するのをできるだけ抑制
するために燃料の供給を再開した瞬間の混合気の空燃比
は例えばK=0.7程度のリーン空燃比とされる。次い
で混合気の空燃比は予め定められたリッチ度合(K=K
K)まで小さくされるがこの間混合気の空燃比は徐々に
小さくされるために機関の出力トルクはゆっくりと増大
し、斯くしてこのとき機関の出力トルクの急変によるシ
ョックが発生する危険性はない。更に混合気の空燃比が
予め定められたリッチ度合(K=KK)から理論空燃比
(K=1.0)に向けて大きくされる間も混合気の空燃
比はゆっくりと大きくされ、斯くして機関の出力トルク
はゆっくりと減少するためにこのときにもショックが発
生する危険性はない。
Further, as shown in FIG. 8, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture at the moment when the fuel supply is restarted is, for example, K = 0. A lean air-fuel ratio of about 7 is used. Next, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is set to a predetermined rich degree (K = K
K), but the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is gradually decreased during this period, so the output torque of the engine increases slowly. Therefore, at this time, there is a risk that a shock will occur due to a sudden change in the output torque of the engine. Absent. Further, while the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is increased from the predetermined rich degree (K = KK) toward the stoichiometric air-fuel ratio (K = 1.0), the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is slowly increased. Since the output torque of the engine decreases slowly, there is no danger of shock occurring at this time as well.

【0027】減速運転が或る程度の頻度で行われれば図
8に示されるように燃料の供給が再開されたときに混合
気の空燃比を一時的にリッチにすることによってNOx
吸収剤18のNOx吸収能力が飽和するのを回避するこ
とができる。しかしながら長時間に亘ってリーン混合気
による定速走行が行われたような場合にはNOx吸収剤
18のNOx吸収能力が飽和してしまう危険性があり、
従ってこの場合にはリーン混合気の燃焼が行われている
ときに混合気の空燃比を一時的にリッチにしなければな
らないことになる。図9はこの場合の空燃比の変化を示
している。
If the deceleration operation is performed at a certain frequency, NOx is temporarily increased by temporarily increasing the air-fuel ratio of the air-fuel mixture when the fuel supply is restarted, as shown in FIG.
It is possible to avoid saturation of the NOx absorption capacity of the absorbent 18. However, there is a risk that the NOx absorption capacity of the NOx absorbent 18 will be saturated when the vehicle runs at a constant speed with a lean air-fuel mixture for a long time.
Therefore, in this case, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture must be temporarily made rich while the lean air-fuel mixture is being combusted. FIG. 9 shows changes in the air-fuel ratio in this case.

【0028】即ち、図9を参照するとリーン混合気の燃
焼が行われているときにNOx吸収剤18に吸収されて
いると推定されるNOx量ΣNOXが第2の最大値MA
X2(>MAX1)を越えたときには混合気の空燃比が
予め定められたリッチ度合(K=KK)に向けて徐々に
小さくされる。次いで混合気の空燃比は予め定められた
リッチ度合(K=KK)に暫くの間維持され、次いで元
のリーン空燃比に向けて徐々に大きくされる。従ってこ
の場合にも機関の出力トルクはゆっくりと変化し、斯く
してショックが発生するのを阻止することができる。
That is, referring to FIG. 9, the NOx amount ΣNOX estimated to be absorbed by the NOx absorbent 18 when the lean air-fuel mixture is burning is the second maximum value MA.
When X2 (> MAX1) is exceeded, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is gradually reduced toward a predetermined rich degree (K = KK). Next, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is maintained at a predetermined rich degree (K = KK) for a while, and then gradually increased toward the original lean air-fuel ratio. Therefore, also in this case, the output torque of the engine changes slowly, and thus it is possible to prevent a shock from occurring.

【0029】図8に示されるように燃料の供給が再開さ
れたときに空燃比が予め定められたリッチ度合(K=K
K)に維持される時間は図9に示される場合と比べて短
くなっている。これは図8に示される場合にはその後行
われるアイドリング運転時にもNOx吸収剤18からの
NOx放出作用が行われるので空燃比をリッチにしてい
る間にNOx吸収剤18に吸収されている全NOxを放
出させる必要がないからである。
As shown in FIG. 8, when the fuel supply is restarted, the air-fuel ratio has a predetermined rich degree (K = K).
The time maintained at K) is shorter than that shown in FIG. In the case shown in FIG. 8, this is because the NOx releasing action from the NOx absorbent 18 is performed even during the idling operation performed thereafter, so that all the NOx absorbed in the NOx absorbent 18 while the air-fuel ratio is made rich. This is because there is no need to release

【0030】次に図10から図15を参照して本発明に
よる空燃比の制御方法について説明する。図10は燃料
の供給停止および復帰に関連するフラグを処理するため
のルーチンを示しており、このルーチンは一定時間毎の
割込みによって実行される。図10を参照するとまず初
めにステップ100において燃料の供給を停止すべきこ
とを示すカットフラグがセットされているか否かが判別
される。カットフラグがセットされていない場合にはス
テップ101に進んで燃料の供給を停止すべきカット条
件が成立しているか否かが判別される。スロットル弁1
4がアイドリング位置にありかつ機関回転数が例えば1
200r.p.m.よりも高いときにはカット条件が成立した
と判断される。カット条件が成立していないときには処
理サイクルを完了する。これに対してカット条件が成立
したときにはステップ102に進んでカットフラグがセ
ットされる(図8)。カットフラグがセットされると燃
料の供給が停止される。
Next, the method of controlling the air-fuel ratio according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows a routine for processing flags related to stop and return of fuel supply, and this routine is executed by interruption at regular time intervals. Referring to FIG. 10, first, at step 100, it is judged if the cut flag indicating that the fuel supply should be stopped is set. If the cut flag is not set, the routine proceeds to step 101, where it is judged if the cut condition for stopping the fuel supply is satisfied. Throttle valve 1
4 is in the idling position and the engine speed is, for example, 1
When it is higher than 200 rpm, it is judged that the cutting condition is satisfied. When the cutting condition is not satisfied, the processing cycle is completed. On the other hand, when the cut condition is satisfied, the routine proceeds to step 102, where the cut flag is set (FIG. 8). When the cut flag is set, the fuel supply is stopped.

【0031】カットフラグがセットされるとステップ1
00からステップ103に進んで燃料の供給を再開すべ
き復帰条件が成立したか否かが判別される。例えば機関
回転数が900r.p.m.以下になったときには復帰条件が
成立したと判断される。復帰条件が成立していないとき
には処理サイクルを完了する。これに対して復帰条件が
成立したときにはステップ104に進んでカットフラグ
がリセットされる。カットフラグがリセットされると燃
料の供給が再開される。次いでステップ105ではNO
x吸収剤18に吸収されていると推定されるNOx量Σ
NOXが第1の最大値MAX1(図8)よりも大きいか
否かが判別される。ΣNOX>MAX1のときにはステ
ップ106に進んでNOx放出フラグ1がセットされ
(図8)、次いでステップ107に進んで補正係数Kが
1.0よりも小さな一定値、例えば0.7とされる。
When the cut flag is set, step 1
From 00 to step 103, it is judged if the return condition for restarting the fuel supply is satisfied. For example, when the engine speed is 900 rpm or less, it is determined that the return condition is satisfied. When the return condition is not satisfied, the processing cycle is completed. On the other hand, when the return condition is satisfied, the routine proceeds to step 104, where the cut flag is reset. When the cut flag is reset, the fuel supply is restarted. Next, at step 105, NO
NOx amount Σ estimated to be absorbed by the x absorbent 18
It is determined whether or not NOX is larger than the first maximum value MAX1 (FIG. 8). When ΣNOX> MAX1, the routine proceeds to step 106, where the NOx release flag 1 is set (FIG. 8), then the routine proceeds to step 107, where the correction coefficient K is set to a constant value smaller than 1.0, for example, 0.7.

【0032】図11から図14は空燃比制御ルーチンを
示しており、このルーチンは一定時間毎の割込みによっ
て実行される。図11を参照するとまず初めにステップ
200においてカットフラグがセットされているか否か
が判別される。カットフラグがセットされていないとき
にはステップ201に進んで図2に示すマップから基本
燃料噴射時間TPが算出される。次いでステップ202
ではNOxの放出作用を行うべきであることを示すNO
x放出フラグ1がセットされているか否かが判別され
る。NOx放出フラグ1がセットされていないときには
ステップ203に進んでNOxの放出作用を行うべきで
あることを示すNOx放出フラグ2がセットされている
か否かが判別される。NOx放出フラグ2がセットされ
ていないときにはステップ204に進んで図3に示す関
係から補正係数Kが算出される。
11 to 14 show an air-fuel ratio control routine, and this routine is executed by interruption at regular time intervals. Referring to FIG. 11, first, at step 200, it is judged if the cut flag is set or not. When the cut flag is not set, the routine proceeds to step 201, where the basic fuel injection time TP is calculated from the map shown in FIG. Then step 202
NO that indicates that NOx should be released
It is determined whether or not the x emission flag 1 is set. When the NOx release flag 1 is not set, the routine proceeds to step 203, where it is judged if the NOx release flag 2 indicating that the NOx releasing action should be performed is set or not. When the NOx release flag 2 is not set, the routine proceeds to step 204, where the correction coefficient K is calculated from the relationship shown in FIG.

【0033】次いでステップ205では補正係数Kが
1.0よりも小さいか否かが判別される。K<1.0の
とき、即ちリーン混合気を燃焼すべき運転状態のときに
はステップ206に進んで図6(A)に示すマップから
単位時間当りのNOx吸収量NOXAが算出される。次
いでステップ207ではNOx放出量NOXDが零とさ
れ、次いでステップ211において次式に基づき燃料噴
射時間TAUが算出される。
Next, at step 205, it is judged if the correction coefficient K is smaller than 1.0. When K <1.0, that is, when the lean air-fuel mixture is in an operating state, the routine proceeds to step 206, where the NOx absorption amount NOXA per unit time is calculated from the map shown in FIG. 6 (A). Next, at step 207, the NOx release amount NOXD is made zero, and then at step 211, the fuel injection time TAU is calculated based on the following equation.

【0034】TAU=f・TP・K 一方、ステップ205においてK≧1.0であると判別
されたときにはステップ208に進んで図7(A)に示
すマップから単位時間当りの放出NOx量NOXDが算
出される。次いでステップ209では図7(B)に示す
関係と図7(C)に示すマップからNOx放出率Kfが
算出され、次いでステップ210では単位時間当りのN
Ox吸収量NOXAが零とされる。次いでステップ21
1に進む。
On the other hand, when it is judged in step 205 that K ≧ 1.0, the routine proceeds to step 208, where the NOx amount NOXD released per unit time is calculated from the map shown in FIG. 7 (A). It is calculated. Next, at step 209, the NOx release rate Kf is calculated from the relationship shown in FIG. 7 (B) and the map shown in FIG. 7 (C), and then at step 210, Nx per unit time is calculated.
The Ox absorption amount NOXA is set to zero. Then step 21
Go to 1.

【0035】ステップ211に続くステップ212では
次式に基づいてNOx吸収剤18に吸収されているNO
x量ΣNOXが算出される。 ΣNOX=ΣNOX+NOXA−Kf・NOXD 次いでステップ213ではNOx量ΣNOXが負になっ
たか否かが判別され、ΣNOX<0になったときにはス
テップ214に進んでΣNOXが零とされる。次いでス
テップ215ではNOx量ΣNOXが第2の最大値MA
X2(図9)よりも大きくなったか否かが判別される。
ΣNOX>MAX2になったときにはステップ216に
進んでNOx放出フラグ2がセットされ、次いでステッ
プ217において現在の補正係数KがK0 として記憶さ
れる。ΣNOXが増大するのはリーン混合気が燃焼せし
められているときであり、従ってΣNOX>MAX2で
あると判別されるのはリーン混合気が燃焼せしめられて
いるときなのでK0 の値は1.0よりも小さい値とな
る。
In step 212 following step 211, the NO absorbed in the NOx absorbent 18 is calculated based on the following equation.
The x amount ΣNOX is calculated. ΣNOX = ΣNOX + NOXA−Kf · NOXD Next, at step 213, it is judged if the NOx amount ΣNOX becomes negative. If ΣNOX <0, the routine proceeds to step 214, where ΣNOX is made zero. Next, at step 215, the NOx amount ΣNOX is the second maximum value MA.
It is determined whether or not it has become larger than X2 (FIG. 9).
When ΣNOX> MAX2, the routine proceeds to step 216, where the NOx release flag 2 is set, and then at step 217, the current correction coefficient K is stored as K 0 . ΣNOX increases when the lean air-fuel mixture is being burned, and therefore it is determined that ΣNOX> MAX2 is when the lean air-fuel mixture is burning, so the value of K 0 is 1.0. Will be a smaller value.

【0036】一方、NOx放出フラグ1がセットされる
(図8参照)ステップ202から図13のステップ21
8に進んでKKフラグがセットされているか否かが判別
される。NOx放出フラグ1がセットされた後、初めて
ステップ218に進んだときにはKKフラグはセットさ
れていないのでステップ219に進み、補正係数Kに一
定値ΔKが加算される。次いでステップ220では補正
係数Kが1.2から1.3程度の一定値KKよりも大き
くなったか否かが判別される。K<KKの間は図11の
ステップ205に進む。従って混合気の空燃比はリーン
空燃比(K=0.7)からリッチ空燃比(K=KK)に
向けて少しずつ小さくなる。次いでK≧KKになるとス
テップ221に進んでKKフラグがセットされ、次いで
ステップ222に進んで目標カウント値C1 が算出され
る。この目標カウント値C1 は図15に示されるように
NOx量ΣNOXが大きいほど大きな値となる。
On the other hand, the NOx releasing flag 1 is set (see FIG. 8) from step 202 to step 21 in FIG.
In step 8, it is determined whether or not the KK flag is set. After the NOx release flag 1 is set, when the process proceeds to step 218 for the first time, the KK flag is not set, so the process proceeds to step 219, and the constant value ΔK is added to the correction coefficient K. Next, at step 220, it is judged if the correction coefficient K has become larger than a constant value KK of about 1.2 to 1.3. If K <KK, the process proceeds to step 205 in FIG. Therefore, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture gradually decreases from the lean air-fuel ratio (K = 0.7) toward the rich air-fuel ratio (K = KK). Next, when K ≧ KK, the routine proceeds to step 221, where the KK flag is set, then the routine proceeds to step 222, where the target count value C 1 is calculated. As shown in FIG. 15, this target count value C 1 becomes larger as the NOx amount ΣNOX becomes larger.

【0037】KKフラグがセットされるとステップ21
8からステップ223に進んでカウント値Cが1だけイ
ンクリメントされる。次いでステップ224ではカウン
ト値Cが目標カウント値C1 よりも大きくなったか否か
が判別される。C<C1 である間はステップ205に進
み、従ってこの間は混合気の空燃比がリッチ空燃比(K
=KK)に維持される。なお、図15に示されるように
ΣNOXが大きくなるにつれてC1 が大きくなるのは吸
収されているNOx量ΣNOXが多いほど空燃比がリッ
チ空燃比(K=KK)に維持される時間を長くしてNO
xの放出量を増大させるためである。
When the KK flag is set, step 21
From 8 to step 223, the count value C is incremented by 1. Next, at step 224, it is judged if the count value C has become larger than the target count value C 1 . When C <C 1 , the routine proceeds to step 205, and during this time, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is the rich air-fuel ratio (K
= KK). As shown in FIG. 15, as ΣNOX increases, C 1 increases. As the absorbed NOx amount ΣNOX increases, the time during which the air-fuel ratio is maintained at the rich air-fuel ratio (K = KK) increases. NO
This is to increase the release amount of x.

【0038】ステップ224においてC>C1 になった
と判断されるとステップ225に進んで補正係数Kから
一定値ΔKが減算される。次いでステップ226では補
正係数Kが1.0よりも小さくなったか否かが判別され
る。K>1.0である間はステップ205に進み、従っ
てこのとき混合気の空燃比はリッチ空燃比(K=KK)
から理論空燃比(K=1.0)に向けて徐々に大きくな
る。K≦1.0になるとステップ227に進んでNOx
放出フラグ1がリセットされる。次いでステップ228
においてKKフラグがリセットされ、次いでステップ2
29においてカウント値Cが零とされる。
When it is determined in step 224 that C> C 1 , the routine proceeds to step 225, where the constant value ΔK is subtracted from the correction coefficient K. Next, at step 226, it is judged if the correction coefficient K has become smaller than 1.0. While K> 1.0, the routine proceeds to step 205. At this time, therefore, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is the rich air-fuel ratio (K = KK).
Becomes gradually larger toward the stoichiometric air-fuel ratio (K = 1.0). When K ≦ 1.0, the routine proceeds to step 227, where NOx
The emission flag 1 is reset. Then step 228
The KK flag is reset, then step 2
At 29, the count value C is set to zero.

【0039】一方、NOx放出フラグ2がセットされる
と(図9参照)図11のステップ203から図14のス
テップ230に進んでKKフラグがセットされているか
否かが判別される。NOx放出フラグ2がセットされた
後、初めてステップ230に進んだときにはKKフラグ
はセットされていないのでステップ231に進み、補正
係数Kに一定値ΔKが加算される。次いでステップ23
2では補正係数Kが1.2から1.3程度の一定値KK
よりも大きくなったか否かが判別される。K<KKの間
は図11のステップ205に進む。従って混合気の空燃
比はリーン空燃比からリッチ空燃比(K=KK)に向け
て少しずつ小さくなる。次いでK≧KKになるとステッ
プ232に進んでKKフラグがセットされ、次いでステ
ップ234に進んで目標カウント値C2 が算出される。
この目標カウント値C2 は図15に示されるようにNO
x量ΣNOXが大きいほど大きな値となり、しかもC1
に比べてかなり大きな値である。
On the other hand, when the NOx releasing flag 2 is set (see FIG. 9), the routine proceeds from step 203 in FIG. 11 to step 230 in FIG. 14 and it is determined whether or not the KK flag is set. After the NOx release flag 2 is set, when the process proceeds to step 230 for the first time, the KK flag is not set, so the process proceeds to step 231, and the constant value ΔK is added to the correction coefficient K. Then step 23
In 2, the correction coefficient K is a constant value KK of about 1.2 to 1.3
It is determined whether or not it has become larger than. If K <KK, the process proceeds to step 205 in FIG. Therefore, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture gradually decreases from the lean air-fuel ratio toward the rich air-fuel ratio (K = KK). Next, when K ≧ KK, the routine proceeds to step 232, where the KK flag is set, then the routine proceeds to step 234, where the target count value C 2 is calculated.
This target count value C 2 is NO as shown in FIG.
The larger the x amount ΣNOX, the larger the value, and C 1
It is a considerably larger value than.

【0040】KKフラグがセットされるとステップ23
0からステップ235に進んでカウント値Cが1だけイ
ンクリメントされる。次いでステップ236ではカウン
ト値Cが目標カウント値C2 よりも大きくなったか否か
が判別される。C<C2 である間はステップ205に進
み、従ってこの間は混合気の空燃比がリッチ空燃比(K
=KK)に維持される。なお、図15に示されるように
ΣNOXが大きくなるにつれてC2 が大きくなるのは前
述したように吸収されているNOx量ΣNOXが多いほ
ど空燃比がリッチ空燃比(K=KK)に維持される時間
を長くしてNOxの放出量を増大させるためである。
When the KK flag is set, step 23
The routine proceeds from 0 to step 235 where the count value C is incremented by 1. Next, at step 236, it is judged if the count value C has become larger than the target count value C 2 . While C <C 2 , the routine proceeds to step 205, during which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is the rich air-fuel ratio (K
= KK). As shown in FIG. 15, C 2 increases as ΣNOX increases. As described above, the air-fuel ratio is maintained at the rich air-fuel ratio (K = KK) as the absorbed NOx amount ΣNOX increases. This is because the time is lengthened and the amount of NOx released is increased.

【0041】ステップ236においてC>C2 になった
と判断されるとステップ237に進んで補正係数Kから
一定値ΔKが減算される。次いでステップ238では補
正係数KがK0 (元のリーン空燃比)よりも小さくなっ
たか否かが判別される。K>K0 である間はステップ2
05に進み、従ってこのとき混合気の空燃比はリッチ空
燃比(K=KK)からリーン空燃比(K=K0 )に向け
て徐々に大きくなる。K≦K0 になるとステップ239
に進んでNOx放出フラグ2がリセットされる。次いで
ステップ240においてKKフラグがリセットされ、次
いでステップ241においてカウント値Cが零とされ
る。
When it is judged in step 236 that C> C 2 , the routine proceeds to step 237, where the constant value ΔK is subtracted from the correction coefficient K. Next, at step 238, it is judged if the correction coefficient K has become smaller than K 0 (the original lean air-fuel ratio). Step 2 while K> K 0
Therefore, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture gradually increases from the rich air-fuel ratio (K = KK) toward the lean air-fuel ratio (K = K 0 ). When K ≦ K 0 , step 239
Then, the NOx releasing flag 2 is reset. Next, at step 240, the KK flag is reset, then at step 241, the count value C is made zero.

【0042】[0042]

【発明の効果】NOx吸収剤からNOxを放出すべく混
合気の空燃比が一時的にリッチにされるときに混合気の
空燃比が徐々に変化せしめられるので機関出力トルクの
急変によるショックが発生するのを阻止することができ
る。
The air-fuel ratio of the air-fuel mixture is gradually changed when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is temporarily made rich in order to release NOx from the NOx absorbent, so a shock occurs due to a sudden change in the engine output torque. Can be prevented.

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

【図1】内燃機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.

【図2】基本燃料噴射時間のマップを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a map of a basic fuel injection time.

【図3】補正係数Kを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a correction coefficient K.

【図4】機関から排出される排気ガス中の未燃HC,C
Oおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。
FIG. 4 Unburned HC and C in exhaust gas discharged from the engine
It is a diagram which shows the concentration of O and oxygen roughly.

【図5】NOxの吸放出作用を説明するための図であ
る。
FIG. 5 is a diagram for explaining the action of absorbing and releasing NOx.

【図6】NOx吸収量NOXA等を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a NOx absorption amount NOXA and the like.

【図7】NOx放出量NOXD等を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a NOx release amount NOXD and the like.

【図8】空燃比制御のタイムチャートである。FIG. 8 is a time chart of air-fuel ratio control.

【図9】空燃比制御のタイムチャートである。FIG. 9 is a time chart of air-fuel ratio control.

【図10】フラグを処理するためのフローチャートであ
る。
FIG. 10 is a flowchart for processing a flag.

【図11】空燃比制御を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing air-fuel ratio control.

【図12】空燃比制御を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing air-fuel ratio control.

【図13】空燃比制御を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing air-fuel ratio control.

【図14】空燃比制御を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing air-fuel ratio control.

【図15】目標カウント値を示す線図である。FIG. 15 is a diagram showing a target count value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16…排気管 18…NOx吸収剤 16 ... Exhaust pipe 18 ... NOx absorbent

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはNOxを吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチのときには吸収したNOxを放出す
るNOx吸収剤を機関排気通路内に配置し、NOx吸収
剤からNOxを放出すべきときには燃焼室内において燃
焼せしめられる混合気の空燃比をリッチにするようにし
た内燃機関において、NOx吸収剤からNOxを放出す
べきときには混合気の空燃比を徐々にリッチにする空燃
比制御手段を具備した内燃機関の排気浄化装置。
1. An NOx absorbent that absorbs NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean and releases the absorbed NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio or rich in the engine exhaust passage. In the internal combustion engine in which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the combustion chamber is made rich when NOx is to be released from the NOx absorbent, the air-fuel mixture is exhausted when NOx is to be released from the NOx absorbent. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising an air-fuel ratio control means for gradually increasing the fuel ratio.
【請求項2】 上記空燃比制御手段は混合気の空燃比を
リッチにすることによるNOx吸収剤からのNOx放出
作用が完了したときに混合気の空燃比を徐々に大きくす
る請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
2. The air-fuel ratio control means gradually increases the air-fuel ratio of the air-fuel mixture when the NOx releasing action from the NOx absorbent by making the air-fuel ratio of the air-fuel mixture rich is completed. Exhaust gas purification device for internal combustion engine.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000043647A1 (en) 1999-01-21 2000-07-27 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust emission control device for internal combustion engines
EP1184556A2 (en) 2000-09-04 2002-03-06 Nissan Motor Co., Ltd. Engine exhaust emission purifier
US8234853B2 (en) * 2002-07-10 2012-08-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst degradation determining method

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