JPWO2013084307A1 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
本発明は、活性元素と該活性元素を担持する複合酸化物とを有する触媒(45)を排気通路(40)に備え、触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が複合酸化物に固溶し、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が複合酸化物から析出する内燃機関の排気浄化装置に関する。本発明では、触媒温度が実行禁止温度以上であるときに燃料供給停止制御の実行が禁止される場合において、触媒の使用度合が所定度合以下である間は実行禁止温度がその基準温度よりも低い温度に設定され、触媒温度が実行許可温度以上であるときに燃料供給増量制御の実行が許可される場合において、触媒の使用度合が所定度合以下である間は実行許可温度がその基準温度よりも高い温度に設定される。The present invention includes a catalyst (45) having an active element and a composite oxide supporting the active element in an exhaust passage (40), the catalyst temperature is equal to or higher than a predetermined solid solution temperature, and the internal atmosphere of the catalyst is an oxidizing atmosphere. The exhaust purification of an internal combustion engine in which the active element is dissolved in the composite oxide when the catalyst temperature is equal to or greater than the predetermined deposition temperature and the active element is precipitated from the composite oxide when the internal atmosphere of the catalyst is a reducing atmosphere Relates to the device. In the present invention, when execution of the fuel supply stop control is prohibited when the catalyst temperature is equal to or higher than the execution prohibition temperature, the execution prohibition temperature is lower than the reference temperature while the use degree of the catalyst is equal to or lower than the predetermined degree. When the fuel supply increase control is permitted when the catalyst temperature is equal to or higher than the permitted temperature, the permitted temperature is lower than the reference temperature while the usage level of the catalyst is equal to or lower than the predetermined level. Set to high temperature.
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.
内燃機関の燃焼室から排出される排気ガス中の成分を浄化する触媒が特許文献1に記載されている。この触媒は、活性元素(すなわち、排気ガス中の成分の酸化反応または還元反応を活性化するための元素)と、この活性元素を担持する複合酸化物からなる複合酸化物とを有する。また、この触媒は、その内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が複合酸化物内に固溶し、その内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が複合酸化物から析出する性質を有している。 Patent Document 1 discloses a catalyst for purifying components in exhaust gas discharged from a combustion chamber of an internal combustion engine. This catalyst has an active element (that is, an element for activating an oxidation reaction or a reduction reaction of a component in exhaust gas) and a composite oxide composed of a composite oxide supporting this active element. In addition, this catalyst has a property that the active element is dissolved in the composite oxide when the internal atmosphere is an oxidizing atmosphere, and the active element is precipitated from the composite oxide when the internal atmosphere is a reducing atmosphere. doing.
ところで、触媒浄化能力(すなわち、排気ガス中の成分を浄化する触媒の能力)は、触媒使用時間(すなわち、触媒が排気ガス中の成分の浄化に使用された時間の合計)などで代表される触媒使用度合に応じて変化する。したがって、内燃機関に所期の性能を発揮させるためには、こうした触媒浄化能力の変化を考慮して機関制御(すなわち、内燃機関に関する制御)を行う必要があり、あるいは、こうした触媒浄化能力の変化を考慮して機関制御に用いられる制御ロジックを構築する必要がある。しかしながら、こうした機関制御の実行やこうした制御ロジックの構築は、煩雑であると言える。 By the way, the catalyst purifying ability (that is, the ability of the catalyst to purify the components in the exhaust gas) is represented by the catalyst use time (that is, the total time that the catalyst has been used for purifying the components in the exhaust gas). It varies depending on the degree of catalyst use. Therefore, in order for the internal combustion engine to exhibit the desired performance, it is necessary to perform engine control (that is, control related to the internal combustion engine) in consideration of such a change in the catalyst purification capacity, or such a change in the catalyst purification capacity. Therefore, it is necessary to construct a control logic used for engine control. However, it can be said that execution of such engine control and construction of such control logic are complicated.
そこで、本発明の目的は、機関制御を比較的簡便に行うことができ、そして、機関制御に用いられる制御ロジックを比較的容易に構築することができるとともに触媒に所期の浄化能力を発揮させることができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to make engine control relatively simple, and to make it possible to construct control logic used for engine control relatively easily and to make the catalyst exhibit the desired purification ability. An object of the present invention is to provide an exhaust purification device for an internal combustion engine.
上記目的を達成するための本願の発明は、排気ガス中の成分を浄化する触媒であって、排気ガス中の成分の酸化反応または還元反応を活性化する活性元素と該活性元素を担持する複合酸化物とを有する触媒を排気通路に備え、前記触媒の温度が予め定められた温度である所定固溶温度以上であり且つ前記触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに前記活性元素が前記複合酸化物に固溶し、前記触媒の温度が予め定められた温度である所定析出温度以上であり且つ前記触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに前記活性元素が前記複合酸化物から析出する内燃機関の排気浄化装置に関する。 The invention of the present application for achieving the above object is a catalyst for purifying components in exhaust gas, comprising an active element that activates an oxidation reaction or reduction reaction of a component in exhaust gas and a composite that carries the active element A catalyst having an oxide is provided in the exhaust passage, and the active element is contained in the composite when the temperature of the catalyst is equal to or higher than a predetermined solid solution temperature that is a predetermined temperature and the internal atmosphere of the catalyst is an oxidizing atmosphere. An internal combustion in which the active element is precipitated from the composite oxide when it is dissolved in an oxide and the temperature of the catalyst is equal to or higher than a predetermined deposition temperature, which is a predetermined temperature, and the internal atmosphere of the catalyst is a reducing atmosphere The present invention relates to an exhaust emission control device for an engine.
そして、本発明では、前記内燃機関が燃焼室への燃料の供給を停止する燃料供給停止制御を実行可能であって、前記触媒の温度が予め定められた温度である実行禁止温度以上であるときに前記燃料供給停止制御の実行が禁止されるとともに前記触媒の温度が前記実行禁止温度よりも低いときに前記燃料供給停止制御の実行が許可される場合において、前記触媒の使用度合が予め定められた度合以下である間は前記実行禁止温度がその基準温度よりも低い温度に設定される。 In the present invention, when the internal combustion engine can execute the fuel supply stop control for stopping the supply of fuel to the combustion chamber, and the temperature of the catalyst is equal to or higher than the execution prohibition temperature that is a predetermined temperature. When the execution of the fuel supply stop control is prohibited and the execution of the fuel supply stop control is allowed when the temperature of the catalyst is lower than the execution prohibition temperature, the degree of use of the catalyst is determined in advance. The execution prohibition temperature is set to a temperature lower than the reference temperature while the temperature is less than or equal to the degree.
あるいは、本発明では、前記内燃機関が燃焼室への燃料の供給量を基準量よりも増量する燃料供給増量制御を実行可能であって、前記触媒の温度が予め定められた温度である実行許可温度以上であるときに前記燃料供給増量制御の実行が許可されるとともに前記触媒の温度が前記実行許可温度よりも低いときに前記燃料供給増量制御の実行が禁止される場合において、前記触媒の使用度合が予め定められた度合以下である間は前記実行許可温度がその基準温度よりも高い温度に設定される。 Alternatively, according to the present invention, the internal combustion engine can execute fuel supply increase control in which the amount of fuel supplied to the combustion chamber is increased from a reference amount, and the execution permission is such that the temperature of the catalyst is a predetermined temperature. Use of the catalyst in a case where execution of the fuel supply increase control is permitted when the temperature is equal to or higher than the temperature and execution of the fuel supply increase control is prohibited when the temperature of the catalyst is lower than the execution permission temperature. While the degree is equal to or lower than a predetermined degree, the execution permission temperature is set to a temperature higher than the reference temperature.
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、燃料供給停止制御が実行されると、触媒流入排気空燃比(すなわち、触媒に流入する排気ガスの空燃比)が理論空燃比よりもリーンな空燃比になり、その結果、触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気になる。この場合において、触媒温度が比較的高くなると、複合酸化物の凝集が生じ、その結果、触媒浄化能力が変化する。一方、燃料供給増量制御が実行されると、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になり、その結果、触媒の内部雰囲気が還元雰囲気になる。ここで、触媒温度が所定析出温度以上になり、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が複合酸化物から析出するという性質を触媒が有している場合、複合酸化物からの活性元素の析出が生じる。したがって、析出活性元素(すなわち、複合酸化物から析出している活性元素)の量が変化し、その結果、触媒浄化能力が変化する。 According to the present invention, the following effects can be obtained. That is, when the fuel supply stop control is executed, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio (that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst) becomes an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and as a result, the internal atmosphere of the catalyst Becomes an oxidizing atmosphere. In this case, when the catalyst temperature is relatively high, aggregation of the composite oxide occurs, and as a result, the catalyst purification ability changes. On the other hand, when the fuel supply increase control is executed, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and as a result, the internal atmosphere of the catalyst becomes a reducing atmosphere. Here, the catalyst has the property that the active element is precipitated from the composite oxide when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined deposition temperature, the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined deposition temperature, and the internal atmosphere of the catalyst is a reducing atmosphere. In this case, the active element is precipitated from the composite oxide. Therefore, the amount of the precipitated active element (that is, the active element precipitated from the composite oxide) changes, and as a result, the catalyst purification ability changes.
一方、内燃機関に所期の性能を発揮させるためには、機関運転中の触媒浄化能力の変化を考慮したうえで内燃機関に所期の性能を発揮させることができるように、機関制御に用いられる制御ロジックを構築するとともに、機関制御を行う必要がある。しかしながら、燃料供給停止制御の実行や燃料供給増量制御の実行によって触媒浄化能力に変化が生じる場合、上述したように制御ロジックを構築したり、機関制御を行ったりすることは、非常に煩雑であると言える。しかも、触媒の使用度合が比較的小さい間は、触媒の劣化が進行していないのであるから、触媒に所期の浄化能力を発揮させるために、触媒浄化能力を決定する析出活性元素の量を増大させる必要もない。したがって、触媒の使用度合が比較的小さい間は、析出活性元素の量をできるだけ変化させないことが好ましいと言える。 On the other hand, in order to make the internal combustion engine exhibit its desired performance, it is used for engine control so that the internal combustion engine can exhibit its expected performance in consideration of changes in the catalyst purification capacity during engine operation. It is necessary to construct a control logic that can be controlled and to perform engine control. However, when the catalyst purification capacity changes due to the execution of the fuel supply stop control or the fuel supply increase control, it is very complicated to construct the control logic or perform the engine control as described above. It can be said. In addition, since the catalyst is not deteriorated while the degree of use of the catalyst is relatively small, the amount of the precipitated active element that determines the catalyst purification ability is set in order to make the catalyst exhibit the desired purification ability. There is no need to increase it. Therefore, it can be said that it is preferable not to change the amount of the precipitated active element as much as possible while the degree of use of the catalyst is relatively small.
ここで、本発明では、燃料供給停止制御を実行可能であって、触媒温度が実行禁止温度以上であるときに燃料供給停止制御の実行が禁止されるとともに触媒温度が実行禁止温度よりも低いときに燃料供給停止制御の実行が許可される場合において、触媒の使用度合が予め定められた度合以下である間(すなわち、触媒の使用度合が比較的小さい間)は実行禁止温度がその基準温度よりも低い温度に設定される。これによれば、燃料供給停止制御の実行機会が少なくなるので、複合酸化物の凝集が生じる機会が少なく、その結果、触媒浄化能力の変化が小さい。 Here, in the present invention, when the fuel supply stop control can be executed, the execution of the fuel supply stop control is prohibited when the catalyst temperature is equal to or higher than the execution prohibition temperature, and the catalyst temperature is lower than the execution prohibition temperature. When the execution of the fuel supply stop control is permitted, the execution prohibition temperature is higher than the reference temperature while the use degree of the catalyst is not more than a predetermined degree (that is, while the use degree of the catalyst is relatively small). Is also set to a lower temperature. According to this, since the opportunity for executing the fuel supply stop control is reduced, there is little opportunity for the aggregation of the composite oxide, and as a result, the change in the catalyst purification capability is small.
一方、本発明では、燃料供給増量制御を実行可能であって、触媒温度が実行許可温度以上であるときに燃料供給増量制御の実行が許可されるとともに触媒温度が実行許可温度よりも低いときに燃料供給増量制御の実行が禁止される場合において、触媒の使用度合が予め定められた度合以下である間(すなわち、触媒の使用度合が比較的小さい間)は実行許可温度がその基準温度よりも高い温度に設定される。これによれば、燃料供給増量制御の実行機会が少なくなるので、析出活性元素の量の変化が小さく、その結果、触媒浄化能力の変化も小さい。 On the other hand, in the present invention, when the fuel supply increase control can be executed, the execution of the fuel supply increase control is permitted when the catalyst temperature is equal to or higher than the execution permission temperature, and the catalyst temperature is lower than the execution permission temperature. When the execution of fuel supply increase control is prohibited, the execution permission temperature is higher than the reference temperature while the catalyst usage is below a predetermined level (that is, while the catalyst usage is relatively small). Set to high temperature. According to this, since the opportunity for executing the fuel supply increase control is reduced, the change in the amount of the precipitated active element is small, and as a result, the change in the catalyst purification capacity is also small.
このように、本発明では、触媒の使用度合が比較的小さい間は、触媒浄化能力の変化が小さいことから、機関運転中の触媒浄化能力を想定しやすくなる。このため、本発明によれば、触媒の使用度合が比較的小さい間に機関制御に用いられる制御ロジックを比較的容易に構築することができ、そして、触媒の使用度合が比較的小さい間において機関制御を比較的簡便に行うことができるとともに触媒に所期の浄化能力を発揮させることができるという効果が得られる。 As described above, in the present invention, the change in the catalyst purification capacity is small while the degree of use of the catalyst is relatively small. Therefore, it becomes easy to assume the catalyst purification capacity during engine operation. Therefore, according to the present invention, a control logic used for engine control can be constructed relatively easily while the catalyst usage is relatively small, and the engine can be engineered while the catalyst usage is relatively small. Control can be performed relatively easily and the catalyst can exhibit the desired purification ability.
また、本願の別の発明では、上記発明において、前記内燃機関が前記燃料供給停止制御を実行可能である場合において、前記予め定められた度合を第1度合と称したとき、前記触媒の使用度合が前記第1度合よりも大きく且つ該第1度合よりも大きい予め定められた度合である第2度合以下である間は前記実行禁止温度がその基準温度よりも高い温度に設定される。 Further, in another invention of the present application, in the above invention, when the internal combustion engine is capable of executing the fuel supply stop control, when the predetermined degree is referred to as a first degree, the usage degree of the catalyst. The execution prohibition temperature is set to a temperature higher than the reference temperature while the temperature is less than a second degree that is greater than the first degree and greater than the first degree.
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、本発明では、触媒の使用度合が第1度合よりも大きく且つ第2度合以下である間、実行禁止温度がその基準温度よりも高い温度に設定される。これによれば、燃料供給停止制御の実行機会が多くなるので、複合酸化物の凝集が促進される。このため、活性元素の析出速度を低下させることができるという効果が得られる。なお、こうした効果が得られる場合、たとえば、活性元素固溶度(すなわち、活性元素のうち複合酸化物に固溶している活性元素の割合)を目標固溶度(すなわち、目標とする活性元素固溶度)に制御する場合に、活性元素固溶度を目標固溶度に制御し易くなるという効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained. In other words, in the present invention, while the degree of use of the catalyst is greater than the first degree and less than or equal to the second degree, the execution prohibition temperature is set to a temperature higher than the reference temperature. According to this, since the opportunity for executing the fuel supply stop control increases, the aggregation of the complex oxide is promoted. For this reason, the effect that the precipitation rate of an active element can be reduced is acquired. In addition, when such an effect is acquired, for example, the active element solid solubility (that is, the ratio of the active element that is dissolved in the composite oxide among the active elements) is set as the target solid solubility (that is, the target active element). In the case of controlling the solid solubility), an effect is obtained that the active element solid solubility can be easily controlled to the target solid solubility.
また、本願のさらに別の発明では、上記発明において、前記内燃機関が前記燃料供給停止制御を実行可能である場合において、前記触媒の使用度合が前記第2度合よりも大きくなった後は前記活性元素のうち前記複合酸化物に固溶している活性元素の割合を表す活性元素固溶度が目標とする活性元素固溶度である目標固溶度に制御されるように前記触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御し或いは前記触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する。 Further, in still another invention of the present application, in the above invention, when the internal combustion engine can execute the fuel supply stop control, the activity is increased after the use degree of the catalyst is larger than the second degree. The active element solid solubility representing the proportion of the active element dissolved in the composite oxide among the elements flows into the catalyst so that the target solid solubility, which is the target active element solid solubility, is controlled. The air-fuel ratio of the exhaust gas is controlled to an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, or the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
本発明によれば、以下の効果が得られる。機関運転中は、触媒温度は、所定固溶温度以上になったり、所定析出温度になったりする。一方、触媒流入排気空燃比が理論空燃比に制御されているとしても、一時的に、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンになったり、理論空燃比よりもリッチになったりすることがある。ここで、触媒温度が所定固溶温度以上になっているときに触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比になると、触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気になるので、触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が複合酸化物に固溶する性質を有する場合、複合酸化物への活性元素の固溶が生じる。一方、触媒温度が所定析出温度以上になっているときに触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になると、触媒の内部雰囲気が還元雰囲気になるので、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が複合酸化物から析出する性質を有する場合、複合酸化物からの活性元素の析出が生じる。つまり、機関運転中の触媒温度の変化および触媒流入排気空燃比の変化に起因して析出活性元素の量が変化し、ひいては、触媒浄化能力が変化する。また、活性元素使用度合(すなわち、活性元素が排気ガス中の成分の活性化に使用された度合)が増大すると、活性元素が劣化することがあり、その結果、活性元素の活性能力(すなわち、排気ガス中の成分の酸化反応活性または還元反応活性を高める活性元素の能力)が低下することがある。別の言い方をすれば、触媒の使用度合が大きくなると、触媒浄化能力が低下することがある。このように、機関運転中の活性元素の活性能力の変化に起因しても触媒浄化能力が変化する。 According to the present invention, the following effects can be obtained. During engine operation, the catalyst temperature becomes equal to or higher than a predetermined solid solution temperature or reaches a predetermined precipitation temperature. On the other hand, even if the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio may be temporarily leaner than the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio. There is. Here, if the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined solid solution temperature, the internal atmosphere of the catalyst becomes an oxidizing atmosphere. When the active element has a property of being dissolved in the composite oxide when the temperature is higher than the solid solution temperature and the internal atmosphere of the catalyst is an oxidizing atmosphere, the active element is dissolved in the composite oxide. On the other hand, if the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined deposition temperature, the internal atmosphere of the catalyst becomes a reducing atmosphere. In the case where the active element has the property of precipitating from the composite oxide when the internal atmosphere of the catalyst is a reducing atmosphere, the active element is precipitated from the composite oxide. In other words, the amount of the precipitated active element changes due to the change in the catalyst temperature and the change in the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio during engine operation, and consequently the catalyst purification capacity changes. Also, as the active element usage (ie, the degree to which the active element is used to activate the components in the exhaust gas) increases, the active element may degrade, resulting in the active ability of the active element (ie, The ability of the active element to increase the oxidation reaction activity or the reduction reaction activity of the components in the exhaust gas may decrease. In other words, when the degree of use of the catalyst increases, the catalyst purification capacity may decrease. As described above, the catalyst purification ability also changes due to the change in the active ability of the active element during engine operation.
したがって、内燃機関に所期の性能を発揮させるためには、機関運転中の触媒浄化能力の変化を考慮したうえで内燃機関に所期の性能を発揮させることができるように、機関制御に用いられる制御ロジックを構築するとともに、機関制御を行う必要がある。しかしながら、機関運転中の触媒浄化能力の変化は、機関運転の形態および触媒使用度合によって様々であるから、上述したように制御ロジックを構築したり、機関制御を行ったりすることは、非常に煩雑であると言える。一方、機関運転の形態および触媒使用度合にかかわらず、触媒浄化能力の変化が想定されたものであれば、制御ロジックを比較的容易に構築することができ、機関制御を比較的簡便に行うことができる。 Therefore, in order for the internal combustion engine to exhibit the desired performance, it is used for engine control so that the internal combustion engine can exhibit the expected performance in consideration of changes in the catalyst purification capacity during engine operation. It is necessary to construct a control logic that can be controlled and to perform engine control. However, since the change in the catalyst purification capacity during engine operation varies depending on the engine operation mode and the degree of catalyst use, it is very complicated to construct a control logic or perform engine control as described above. It can be said that. On the other hand, the control logic can be constructed relatively easily and engine control can be performed relatively easily if the change in the catalyst purification capacity is assumed regardless of the mode of engine operation and the degree of catalyst use. Can do.
ここで、本発明では、触媒の使用度合が比較的大きくなった後(すなわち、触媒の使用度合が第2度合よりも大きくなった後)は、活性元素固溶度が目標固溶度に制御されるように、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御され或いは触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。このため、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されたときに触媒温度が所定固溶温度以上であれば、析出活性元素が複合酸化物に固溶し、その結果、活性元素固溶度が大きくなる。一方、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されたときに触媒温度が所定析出温度以上であれば、触媒の内部雰囲気が還元雰囲気になることから、固溶活性元素が複合酸化物から析出し、その結果、活性元素固溶度が小さくなる。つまり、活性元素固溶度が目標固溶度よりも大きいか小さいかに応じて適切に流入排気空燃比を制御することによって活性元素固溶度が目標固溶度に制御される。そして、これにより、析出活性元素の量が一定に維持されることから、機関運転中の触媒浄化能力を想定しやすくなる。このため、本発明によれば、触媒の使用度合が比較的大きくなった後に機関制御に用いられる制御ロジックを比較的容易に構築することができ、また、触媒の使用度合が比較的大きくなった後においても、機関制御を比較的簡便に行うことができるとともに触媒に所期の浄化能力を発揮させることができるという効果が得られる。 Here, in the present invention, after the degree of use of the catalyst becomes relatively large (that is, after the degree of use of the catalyst becomes larger than the second degree), the active element solid solubility is controlled to the target solid solubility. As described above, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to be an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, or the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, when the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, if the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined solid solution temperature, the precipitated active element is dissolved in the composite oxide, and as a result The active element solid solubility increases. On the other hand, when the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, if the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined deposition temperature, the internal atmosphere of the catalyst becomes a reducing atmosphere, so that the solid solution active element Precipitates from the composite oxide, and as a result, the solid solubility of the active element decreases. That is, the active element solid solubility is controlled to the target solid solubility by appropriately controlling the inflow exhaust air-fuel ratio depending on whether the active element solid solubility is larger or smaller than the target solid solubility. As a result, the amount of the precipitated active element is kept constant, so that the catalyst purification capability during engine operation can be easily assumed. Therefore, according to the present invention, the control logic used for engine control can be constructed relatively easily after the degree of use of the catalyst becomes relatively large, and the degree of use of the catalyst becomes relatively large. Even after this, the engine control can be performed relatively easily and the catalyst can exhibit the desired purification ability.
なお、上記発明において、所定固溶温度と所定析出温度とは、互いに等しい温度であっても互いに異なる温度であってもよい。また、上記発明において、目標固溶度は、条件にかかわらず一定であってもよいし、条件に応じて変更されてもよい。また、上記発明において、活性元素固溶度は、如何なる方法によって得られる活性元素固溶度であってもよく、たとえば、活性元素固溶度を検出するセンサによって検出される活性元素固溶度であってもよいし、内燃機関に関する各種のパラメータに基づいて算出される活性元素固溶度であってもよい。 In the above invention, the predetermined solid solution temperature and the predetermined precipitation temperature may be equal to or different from each other. In the above invention, the target solid solubility may be constant regardless of the conditions, or may be changed according to the conditions. In the above invention, the active element solid solubility may be the active element solid solubility obtained by any method, for example, the active element solid solubility detected by a sensor that detects the active element solid solubility. The active element solid solubility may be calculated based on various parameters relating to the internal combustion engine.
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の第1実施形態の排気浄化装置を備えた内燃機関が図1に示されている。図1に示されている内燃機関は、火花点火式の内燃機関(いわゆるガソリンエンジン)である。図1において、11は燃料噴射弁、12は燃焼室、13はピストン、14はコンロッド、15はクランクシャフト、16はクランクポジションセンサ、17は点火栓、18は吸気弁、20は内燃機関の本体、22は排気弁、80はアクセルペダル、81はアクセルペダル踏込量センサをそれぞれ示している。なお、図1には、1つの燃焼室12のみが示されているが、内燃機関10は、複数の燃焼室(たとえば、4つの燃焼室、または、6つの燃焼室、または、8つの燃焼室)具備している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 shows an internal combustion engine equipped with an exhaust emission control device according to a first embodiment of the present invention. The internal combustion engine shown in FIG. 1 is a spark ignition type internal combustion engine (so-called gasoline engine). In FIG. 1, 11 is a fuel injection valve, 12 is a combustion chamber, 13 is a piston, 14 is a connecting rod, 15 is a crankshaft, 16 is a crank position sensor, 17 is a spark plug, 18 is an intake valve, and 20 is a body of an internal combustion engine. , 22 are exhaust valves, 80 is an accelerator pedal, and 81 is an accelerator pedal depression amount sensor. Although only one
また、図1において、30は吸気通路、31は吸気ポート、32は吸気マニホルド、33はサージタンク、34は吸気管、35はスロットル弁、36はスロットル弁35を駆動するためのアクチュエータ、37はエアフローメータ、38はエアクリーナ、40は排気通路、41は排気ポート、42は排気マニホルド、43は排気管、44は触媒コンバータ、46は空燃比センサ、47は温度センサ、48は空燃比センサをそれぞれ示している。なお、吸気通路30は、吸気ポート31、吸気マニホルド32、サージタンク33、および、吸気管34から構成されている。一方、排気通路40は、排気ポート41、排気マニホルド42、および、排気管43から構成されている。
In FIG. 1, 30 is an intake passage, 31 is an intake port, 32 is an intake manifold, 33 is a surge tank, 34 is an intake pipe, 35 is a throttle valve, 36 is an actuator for driving the
電子制御装置90はマイクロコンピュータからなる。また、電子制御装置90はCPU(マイクロプロセッサ)91、ROM(リードオンリメモリ)92、RAM(ランダムアクセスメモリ)93、バックアップRAM94、および、インターフェース95を有する。これらCPU91、ROM92、RAM93、バックアップRAM94、および、インターフェース95は双方向バスによって互いに接続されている。
The
次に、上述した内燃機関の各構成要素についてさらに詳細に説明する。なお、以下の説明において「目標燃料噴射タイミング」は「燃料噴射弁から燃料を噴射させるタイミングとして目標とするタイミング」を意味し、「目標燃料噴射量」は「燃料噴射弁から噴射させる燃料の量として目標とする量」を意味し、「混合気」は「燃焼室内に形成される空気と燃料とが混合されたガス」を意味し、「目標点火タイミング」は「点火栓によって混合気中の燃料に点火するタイミングとして目標とするタイミング」を意味し、「機関回転数」は「内燃機関の回転数」を意味し、「スロットル弁開度」は「スロットル弁の開度」を意味し、「目標スロットル弁開度」は「スロットル弁開度として目標とする開度」を意味し、「吸入空気量」は「燃焼室に吸入される空気の量」を意味し、「アクセルペダル踏込量」は「アクセルペダルの踏込量」を意味し、「要求機関トルク」は「内燃機関から出力されるトルクとして要求されるトルク」を意味する。 Next, each component of the internal combustion engine described above will be described in more detail. In the following description, “target fuel injection timing” means “timing targeted as fuel injection timing from the fuel injection valve”, and “target fuel injection amount” means “amount of fuel injected from the fuel injection valve” As a target amount, “air mixture” means “a gas formed by mixing air and fuel formed in the combustion chamber”, and “target ignition timing” "Target timing as the timing for igniting the fuel" means "engine speed" means "rotational speed of the internal combustion engine", "throttle valve opening" means "throttle valve opening", “Target throttle valve opening” means “target opening as throttle valve opening”, “intake air amount” means “amount of air taken into the combustion chamber”, and “accelerator pedal depression amount” "" It means the amount of depression "in Rupedaru," required engine torque "means the torque" as required as a torque output from the "internal combustion engine.
燃料噴射弁11は、その燃料噴射孔が燃焼室12内に露出するように内燃機関の本体20に取り付けられている。また、燃料噴射弁11は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。電子制御装置90は、目標燃料噴射タイミングにおいて目標燃料噴射量の燃料を燃料噴射弁11に噴射させるための指令信号を燃料噴射弁11に供給する。電子制御装置90から燃料噴射弁11に指令信号が供給されると、燃料噴射弁11は、燃焼室12内に燃料を直接噴射する。
The
点火栓17は、その放電電極が燃焼室12内に露出するように内燃機関の本体20に取り付けられている。また、点火栓17は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。電子制御装置90は、目標点火タイミングにおいて点火栓17に火花を発生させるための指令信号を点火栓17に供給する。電子制御装置90から点火栓17に指令信号が供給されると、点火栓17は、燃焼室12内の燃料を点火する。なお、燃焼室12内の燃料が点火栓17によって点火されると、燃焼室12内の燃料が燃焼し、ピストン13およびコンロッド14を介してクランクシャフト15にトルクが出力される。
The
クランクポジションセンサ16は、内燃機関の出力軸、すなわち、クランクシャフト15近傍に配置されている。また、クランクポジションセンサ16は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。クランクポジションセンサ16は、クランクシャフト15の回転位相に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置90に入力される。電子制御装置90は、この出力値に基づいて機関回転数を算出する。
The crank
吸気マニホルド32は、その一端で複数の管に分岐しており、これら分岐した管は、それぞれ対応する吸気ポート31に接続されている。また、吸気マニホルド32は、その他端でサージタンク33の一端に接続されている。サージタンク33は、その他端で吸気管34の一端に接続されている。
The
スロットル弁35は、吸気管34に配置されている。スロットル弁35には、その開度を変更するためのアクチュエータ(以下このアクチュエータを「スロットル弁アクチュエータ」という)36が接続されている。スロットル弁アクチュエータ36は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。電子制御装置90は、スロットル弁開度を目標スロットル弁開度に制御するようにスロットル弁アクチュエータ36を駆動するための制御信号をスロットル弁アクチュエータ36に供給する。なお、スロットル弁開度が変更されると、スロットル弁35が配置された領域における吸気管34内の流路面積が変わる。これによってスロットル弁35を通過する空気の量が変わり、ひいては、燃焼室に吸入される空気の量が変わる。
The
エアフローメータ37は、スロットル弁35よりも上流において吸気管34に配置されている。また、エアフローメータ37は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。エアフローメータ37は、そこを通過する空気の量に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置90に入力される。電子制御装置90は、この出力値に基づいてエアフローメータ37を通過する空気の量、ひいては、吸入空気量を算出する。
The
エアクリーナ38は、エアフローメータ37よりも上流において吸気管34に配置されている。
The
排気マニホルド42は、その一端で複数の管に分岐しており、これら分岐した管は、それぞれ対応する排気ポート41に接続されている。また、排気マニホルド42は、その他端で排気管43の一端に接続されている。排気管43は、その他端で外気に開放されている。
The
触媒コンバータ44は、排気通路40(より具体的には、排気管43に配置されている。また、触媒コンバータ44は、その内部に触媒45を収容している。この触媒45は、その温度が特定の温度(いわゆる活性温度)以上であるときに該触媒に流入する排気ガス中の特定の成分を所定の浄化率で浄化することができる。より具体的には、触媒45は、活性元素と複合酸化物とを有する。
The
複合酸化物は、活性元素を担持する。また、複合酸化物は、当該複合酸化物周辺の雰囲気(すなわち、触媒の内部雰囲気)が酸化雰囲気であるときに酸素を吸収または吸蔵することによって保持するとともに、当該複合酸化物周辺の雰囲気が還元雰囲気であるときに当該複合酸化物が保持している酸素を放出する能力(以下この能力を「酸素保持放出能力」という)を有する。 The composite oxide carries an active element. The composite oxide is retained by absorbing or storing oxygen when the atmosphere around the composite oxide (that is, the internal atmosphere of the catalyst) is an oxidizing atmosphere, and the atmosphere around the composite oxide is reduced. It has an ability to release oxygen retained by the complex oxide when it is in an atmosphere (hereinafter, this ability is referred to as “oxygen retention and release ability”).
活性元素は、触媒に流入する排気ガス中の上記特定の成分の酸化反応および還元反応の少なくとも一方、または、これら酸化反応および還元反応の両方を活性化する性質を有する元素である。また、活性元素は、触媒の温度(以下、触媒の温度を「触媒温度」という)が或る温度(以下この温度を「所定固溶温度」という)以上であって且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに複合酸化物に固溶し、触媒温度が或る温度(以下この温度を「触媒析出温度」という)以上であって且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに複合酸化物から析出する性質を有する。したがって、複合酸化物は、触媒温度が所定固溶温度であって且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素を固溶させ、触媒温度が触媒析出温度以上であって且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素を析出させる性質を有する材料からなる複合酸化物である。したがって、第1実施形態の触媒では、触媒温度が所定固溶温度以上であるときに触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるとき、複合酸化物から析出している活性元素が複合酸化物に固溶し、触媒温度が所定析出温度以上であるときに触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるとき、複合酸化物に固溶している活性元素が複合酸化物から析出する。 The active element is an element having a property of activating at least one of an oxidation reaction and a reduction reaction of the specific component in the exhaust gas flowing into the catalyst, or both of the oxidation reaction and the reduction reaction. Further, the active element has a catalyst temperature (hereinafter referred to as “catalyst temperature”) that is higher than a certain temperature (hereinafter referred to as “predetermined solid solution temperature”) and the internal atmosphere of the catalyst is oxidized. When the atmosphere is an atmosphere, the composite oxide dissolves in the composite oxide. When the catalyst temperature is equal to or higher than a certain temperature (hereinafter referred to as “catalyst deposition temperature”) and the internal atmosphere of the catalyst is a reducing atmosphere, the composite oxide It has the property to precipitate from. Therefore, the composite oxide dissolves the active element when the catalyst temperature is a predetermined solid solution temperature and the internal atmosphere of the catalyst is an oxidizing atmosphere, and the catalyst temperature is equal to or higher than the catalyst deposition temperature and the internal temperature of the catalyst. It is a complex oxide made of a material having the property of precipitating active elements when the atmosphere is a reducing atmosphere. Therefore, in the catalyst of the first embodiment, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined solid solution temperature is an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the catalyst is precipitated from the complex oxide. When the active element is dissolved in the composite oxide and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is richer than the stoichiometric air-fuel ratio when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined precipitation temperature, the composite oxidation Active elements that are solid-solved in the material are precipitated from the composite oxide.
また、触媒45は、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときに排気ガス中の窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)、および、未燃炭化水素(HC)を高い浄化率で同時に浄化することができるいわゆる三元触媒である。なお、排気ガスの空燃比とは、燃焼室12に供給された燃料の量に対する燃焼室12に吸入された空気の量の比を意味する。
Further, the
なお、活性元素は、上述したように複合酸化物に固溶し且つ上述したように複合酸化物から析出する性質を有する元素であれば、如何なる元素でもよく、たとえば、ロジウム(Rh)である。また、複合酸化物を構成する材料は、上述したように活性元素を固溶させ且つ上述したように活性元素を析出させる性質を有する材料であれば、如何なる材料でもよく、スピネル構造を有するMgAlO4、ペロブスカイト構造を有するMAl2O3(ここで、Mは金属)などの複合酸化物である。The active element may be any element as long as it is an element having a property of being dissolved in the composite oxide as described above and precipitated from the composite oxide as described above, for example, rhodium (Rh). The material constituting the composite oxide may be any material as long as it has the property of dissolving the active element as described above and precipitating the active element as described above, and MgAlO 4 having a spinel structure. , And a composite oxide such as MAl 2 O 3 (where M is a metal) having a perovskite structure.
空燃比センサ(以下「上流側空燃比センサ」ともいう)46は、触媒45よりも上流の排気通路40に取り付けられている。また、空燃比センサ46は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。空燃比センサ46は、そこに到来する排気ガスの空燃比に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置90に入力される。電子制御装置90は、この出力値に基づいて空燃比センサ46に到来する排気ガスの空燃比を算出する。したがって、空燃比センサ46は、そこに到来する排気ガスの空燃比を検出するセンサであると言える。なお、空燃比センサ46は、そこに到来する排気ガスの空燃比を検出するセンサであれば特定のセンサに制限されず、たとえば、空燃比センサ46として、図2(A)に示されている出力特性を有するいわゆる限界電流式の酸素濃度センサを採用することができる。この酸素濃度センサは、図2(A)に示されているように、そこに到来する排気ガスの空燃比が大きいほど大きい電流値を出力値として出力する。
An air-fuel ratio sensor (hereinafter also referred to as “upstream air-fuel ratio sensor”) 46 is attached to the
空燃比センサ(以下「下流側空燃比センサ」ともいう)48は、触媒45よりも下流の排気通路40に取り付けられている。また、空燃比センサ48は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。空燃比センサ48は、そこに到来する排気ガスの空燃比に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置90に入力される。電子制御装置90は、この出力値に基づいて空燃比センサ48に到来する排気ガスの空燃比を算出する。したがって、空燃比センサ48は、そこに到来する排気ガスの空燃比を検出するセンサであると言える。なお、空燃比センサ48は、そこに到来する排気ガスの空燃比を検出するセンサであれば特定のセンサに制限されず、たとえば、空燃比センサ48として、図2(B)に示されている出力特性を有するいわゆる起電力式の酸素濃度センサを採用することができる。この酸素濃度センサは、図2(B)に示されているように、そこに到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときに比較的大きい一定の電圧値を出力値として出力し、そこに到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときに比較的小さい一定の電圧値を出力値として出力する。そして、この酸素濃度センサは、そこに到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときに上記比較的大きい一定の電圧値と上記比較的小さい一定の電圧値との中間の電圧値を出力値として出力する。したがって、この酸素濃度センサの出力値は、そこに到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比から理論空燃比よりもリーンな空燃比に変化するとき、上記比較的大きい一定の電圧値から上記比較的小さい一定の電圧値まで上記中間の電圧値を経由して一気に小さくなる。一方、この酸素濃度センサの出力値は、そこに到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比から理論空燃比よりもリッチな空燃比に変化するとき、上記比較的小さい一定の電圧値から上記比較的大きい一定の電圧値まで上記中間の電圧値を経由して一気に大きくなる。
An air-fuel ratio sensor (hereinafter also referred to as “downstream air-fuel ratio sensor”) 48 is attached to the
温度センサ47は、触媒コンバータ44に取り付けられている。また、温度センサ47は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。温度センサ47は、触媒45の温度に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置90に入力される。電子制御装置90は、この出力値に基づいて触媒45の温度を算出する。したがって、温度センサ47は、触媒45の温度を検出するセンサであると言える。
The
アクセルペダル踏込量センサ81は、アクセルペダル80に接続されている。また、アクセルペダル踏込量センサ81は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。アクセルペダル踏込量センサ81は、アクセルペダル80の踏込量に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置90に入力される。電子制御装置90は、この出力値に基づいてアクセルペダル80の踏込量、ひいては、要求機関トルクを算出する。
The accelerator pedal
次に、第1実施形態の空燃比制御について説明する。なお、以下の説明において「機関運転状態」は「内燃機関の運転状態」を意味し、「燃料噴射量」は「燃料噴射弁から噴射される燃料の量」を意味し、「目標空燃比」は「混合気の空燃比として目標とする空燃比」を意味し、「上流側検出空燃比」は「上流側空燃比センサによって検出される排気ガスの空燃比」を意味し、「下流側検出空燃比」は「下流側空燃比センサによって検出される排気ガスの空燃比」を意味する。 Next, the air-fuel ratio control of the first embodiment will be described. In the following description, “engine operation state” means “operation state of the internal combustion engine”, “fuel injection amount” means “amount of fuel injected from the fuel injection valve”, and “target air-fuel ratio” Means "target air-fuel ratio as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture", "upstream detected air-fuel ratio" means "air-fuel ratio of exhaust gas detected by upstream air-fuel ratio sensor", and "downstream detection “Air-fuel ratio” means “the air-fuel ratio of the exhaust gas detected by the downstream air-fuel ratio sensor”.
第1実施形態では、機関運転状態に応じて最適なスロットル弁開度が実験等によって予め求められる。そして、これら求められたスロットル弁開度が図3に示されているように機関回転数NEと要求機関トルクTQとの関数のマップの形で基準スロットル弁開度Dthbとして電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、その時々の機関回転数NEおよび要求機関トルクTQに対応する基準スロットル弁開度Dthbが図3のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準スロットル弁開度Dthbが目標スロットル弁開度に設定される。 In the first embodiment, the optimum throttle valve opening is obtained in advance by experiments or the like according to the engine operating state. The obtained throttle valve opening is stored in the electronic control unit as a reference throttle valve opening Dthb in the form of a function map of the engine speed NE and the required engine torque TQ as shown in FIG. ing. During engine operation, the reference throttle valve opening degree Dthb corresponding to the engine speed NE and the required engine torque TQ at that time is acquired from the map of FIG. Then, the reference throttle valve opening Dthb acquired in this way is set as the target throttle valve opening.
また、第1実施形態では、次式1に従って基準燃料噴射量Qbが算出され、次式2に従って目標燃料噴射量Qtが算出され、斯くして算出される目標燃料噴射量が目標燃料噴射量に設定される。なお、次式1において「Ga」は「吸入空気量」、「NE」は「機関回転数」であり、「AFt」は「目標空燃比」であり、次式2において「Qb」は「式1に従って算出される基準燃料噴射量」であり、「Kf」は「補正係数」である。なお、第1実施形態の空燃比制御では、目標空燃比は、理論空燃比に設定されている。 Further, in the first embodiment, the reference fuel injection amount Qb is calculated according to the following equation 1, the target fuel injection amount Qt is calculated according to the following equation 2, and the calculated target fuel injection amount becomes the target fuel injection amount. Is set. In the following equation 1, “Ga” is “intake air amount”, “NE” is “engine speed”, “AFt” is “target air-fuel ratio”, and “Qb” in “equation 2” is “expression” 1 is a “reference fuel injection amount” calculated according to “1”, and “Kf” is a “correction coefficient”. In the air-fuel ratio control of the first embodiment, the target air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio.
Qb=(Ga/NE)×(1/AFt) …(1)
Qt=Qb×Kf …(2)Qb = (Ga / NE) × (1 / AFt) (1)
Qt = Qb × Kf (2)
なお、上式2の補正係数Kfは、以下のように設定される。すなわち、上流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)よりも大きい空燃比である間(すなわち、上流側検出空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であり、したがって、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比である間)は、補正係数Kfは、比較的小さい一定値(以下この値を「一定増大値」という)ずつ徐々に大きくされる。これによれば、目標燃料噴射量が徐々に増量されるので、混合気の空燃比が徐々に小さくなって理論空燃比に近づくことになる。一方、上流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)よりも小さい空燃比である間(すなわち、上流側検出空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であり、したがって、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比である間)は、補正係数Kfは、比較的小さい一定値(以下この値を「一定減少値」という)ずつ徐々に小さくされる。これによれば、目標燃料噴射量が徐々に減量されるので、混合気の空燃比が徐々に大きくなって理論空燃比に近づくことになる。 Note that the correction coefficient Kf of the above equation 2 is set as follows. That is, while the upstream-side detected air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio) (that is, the upstream-side detected air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, therefore, the air-fuel mixture While the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the correction coefficient Kf is gradually increased by a relatively small constant value (hereinafter, this value is referred to as a “constant increase value”). According to this, since the target fuel injection amount is gradually increased, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture gradually decreases and approaches the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, while the upstream-side detected air-fuel ratio is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio) (that is, the upstream-side detected air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, therefore, the air-fuel mixture While the air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio), the correction coefficient Kf is gradually reduced by a relatively small constant value (hereinafter, this value is referred to as “constant decrease value”). According to this, since the target fuel injection amount is gradually reduced, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture gradually increases and approaches the stoichiometric air-fuel ratio.
また、上流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)よりも大きい空燃比から理論空燃比よりも小さい空燃比に変化したとき(すなわち、上流側検出空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比から理論空燃比よりもリッチな空燃比に変化し、したがって、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比から理論空燃比よりもリッチな空燃比に変化したとき)には、補正係数Kfは、比較的大きい値(以下この値を「スキップ減少値」という)だけ小さくされる。これによれば、目標燃料噴射量が一気に減量されるので、混合気の空燃比が一気に大きくなって理論空燃比(=目標空燃比)に一気に近づくことになる。一方、上流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)よりも小さい空燃比から理論空燃比よりも大きい空燃比に変化したとき(すなわち、上流側検出空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比から理論空燃比よりもリーンな空燃比に変化し、したがって、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比から理論空燃比よりもリーンな空燃比に変化したとき)には、補正係数Kfは、比較的大きい値(以下この値を「スキップ増大値」という)だけ大きくされる。これによれば、目標燃料噴射量が一気に増量されるので、混合気の空燃比が一気に小さくなって理論空燃比(=目標空燃比)に一気に近づくことになる。 Further, when the upstream detected air-fuel ratio changes from an air fuel ratio larger than the stoichiometric air fuel ratio (= target air fuel ratio) to an air fuel ratio smaller than the stoichiometric air fuel ratio (that is, the upstream detected air fuel ratio is leaner than the stoichiometric air fuel ratio). When the air-fuel ratio of the mixture changes from an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio to an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio). The correction coefficient Kf is decreased by a relatively large value (hereinafter, this value is referred to as “skip reduction value”). According to this, since the target fuel injection amount is reduced at once, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture increases at a stretch and approaches the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio) at a stretch. On the other hand, when the upstream detected air-fuel ratio changes from an air fuel ratio smaller than the stoichiometric air fuel ratio (= target air fuel ratio) to an air fuel ratio larger than the stoichiometric air fuel ratio (that is, the upstream detected air fuel ratio is richer than the stoichiometric air fuel ratio). When the air-fuel ratio of the mixture changes from an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio to an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio). The correction coefficient Kf is increased by a relatively large value (hereinafter, this value is referred to as “skip increase value”). According to this, since the target fuel injection amount is increased all at once, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture decreases at a stretch and approaches the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio) all at once.
なお、第1実施形態の空燃比制御において用いられるスキップ減少値およびスキップ増大値は、以下のように設定される。すなわち、下流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)よりも大きい空燃比である間(すなわち、下流側検出空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比である間)は、スキップ増大値は、比較的小さい一定値(以下この値を「所定補正値」という)ずつ大きくされる。一方、下流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)よりも小さい空燃比である間(すなわち、下流側検出空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比である間)は、スキップ増大値は、上記所定補正値ずつ小さくされる。そして、少なくとも零以上の予め定められた値(以下この値を「参照値」という)から上述したように算出されるスキップ増大値を減算することによってスキップ減少値が算出される。なお、上述したように算出されるスキップ増大値が参照値よりも小さいときには、スキップ増大値は、参照値に設定される(つまり、スキップ増大値が参照値にガードされる)。 Note that the skip decrease value and the skip increase value used in the air-fuel ratio control of the first embodiment are set as follows. That is, while the downstream side detected air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio) (that is, while the downstream-side detected air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio), skipping is performed. The increase value is increased by a relatively small constant value (hereinafter, this value is referred to as “predetermined correction value”). On the other hand, while the downstream-side detected air-fuel ratio is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio) (that is, while the downstream-side detected air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio), skipping is performed. The increase value is decreased by the predetermined correction value. Then, the skip decrease value is calculated by subtracting the skip increase value calculated as described above from a predetermined value (hereinafter referred to as “reference value”) of at least zero or more. When the skip increase value calculated as described above is smaller than the reference value, the skip increase value is set to the reference value (that is, the skip increase value is guarded by the reference value).
なお、第1実施形態の空燃比制御では、上流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)よりも大きい空燃比である間、補正係数が一定増大値ずつ徐々に大きくされるとともに、上流側検出空燃比が理論空燃比よりも小さい空燃比である間、補正係数が一定減少値ずつ徐々に小さくされる。しかしながら、これに代えて、上流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)以上の空燃比である間、補正係数を一定増大値ずつ徐々に大きくするとともに、上流側検出空燃比が理論空燃比よりも小さい空燃比である間、補正係数を一定減少値ずつ徐々に小さくするようにしてもよいし、上流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)よりも大きい空燃比である間、補正係数を一定増大値ずつ徐々に大きくするとともに、上流側検出空燃比が理論空燃比以下の空燃比である間、補正係数を一定減少値ずつ徐々に小さくするようにしてもよい。 In the air-fuel ratio control of the first embodiment, while the upstream-side detected air-fuel ratio is an air-fuel ratio larger than the theoretical air-fuel ratio (= target air-fuel ratio), the correction coefficient is gradually increased by a constant increase value, While the upstream-side detected air-fuel ratio is an air-fuel ratio smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, the correction coefficient is gradually decreased by a constant decrease value. However, instead of this, while the upstream detected air-fuel ratio is equal to or higher than the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio), the correction coefficient is gradually increased by a constant increase value, and the upstream detected air-fuel ratio is theoretically increased. While the air-fuel ratio is smaller than the air-fuel ratio, the correction coefficient may be gradually decreased by a constant decrease value, or the upstream-side detected air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio). For some time, the correction coefficient may be gradually increased by a constant increase value, and the correction coefficient may be gradually decreased by a constant decrease value while the upstream detected air-fuel ratio is equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio.
また、第1実施形態の空燃比制御では、上流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)よりも大きい空燃比から理論空燃比よりも小さい空燃比に変化したときに、補正係数がスキップ減少値だけ小さくされるとともに、上流側検出空燃比が理論空燃比よりも小さい空燃比から理論空燃比よりも大きい空燃比に変化したときに、補正係数がスキップ増大値だけ大きくされる。しかしながら、これに代えて、上流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)以上の空燃比から理論空燃比よりも小さい空燃比に変化したときに、補正係数をスキップ減少値だけ小さくするとともに、上流側検出空燃比が理論空燃比よりも小さい空燃比から理論空燃比以上の空燃比に変化したときに、補正係数をスキップ増大値だけ大きくするようにしてもよいし、上流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)よりも大きい空燃比から理論空燃比以下の空燃比に変化したときに、補正係数をスキップ減少値だけ小さくするとともに、上流側検出空燃比が理論空燃比以下の空燃比から理論空燃比よりも大きい空燃比に変化したときに、補正係数をスキップ増大値だけ大きくするようにしてもよい。 In the air-fuel ratio control of the first embodiment, when the upstream-side detected air-fuel ratio changes from an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio) to an air-fuel ratio smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, the correction coefficient is The correction coefficient is increased by the skip increase value when the upstream-side detected air-fuel ratio changes from an air-fuel ratio smaller than the stoichiometric air-fuel ratio to an air-fuel ratio greater than the stoichiometric air-fuel ratio. However, instead of this, when the detected upstream air-fuel ratio changes from the air-fuel ratio equal to or higher than the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio) to an air-fuel ratio smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, the correction coefficient is decreased by the skip reduction value. At the same time, when the upstream detected air-fuel ratio changes from an air / fuel ratio smaller than the stoichiometric air / fuel ratio to an air / fuel ratio greater than or equal to the stoichiometric air / fuel ratio, the correction coefficient may be increased by the skip increase value, or the upstream detected air / fuel ratio may be increased. When the air-fuel ratio changes from an air-fuel ratio greater than the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio) to an air-fuel ratio that is less than or equal to the stoichiometric air-fuel ratio, the correction coefficient is decreased by the skip reduction value and the upstream-side detected air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio. When the air-fuel ratio changes from the following air-fuel ratio to a larger air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio, the correction coefficient may be increased by the skip increase value.
また、第1実施形態の空燃比制御では、下流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)よりも大きい空燃比である間、スキップ増大値が所定補正値ずつ大きくされるとともに、下流側検出空燃比が理論空燃比よりも小さい空燃比である間、スキップ増大値が所定補正値ずつ小さくされる。しかしながら、これに代えて、下流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)以上の空燃比である間、スキップ増大値を所定補正値ずつ大きくするとともに、下流側検出空燃比が理論空燃比よりも小さい空燃比である間、スキップ増大値を所定補正値ずつ小さくするようにしてもよいし、下流側検出空燃比が理論空燃比(=目標空燃比)よりも大きい空燃比である間、スキップ増大値を所定補正値ずつ大きくするとともに、下流側検出空燃比が理論空燃比以下の空燃比である間、スキップ増大値を所定補正値ずつ小さくするようにしてもよい。 In the air-fuel ratio control of the first embodiment, while the downstream-side detected air-fuel ratio is larger than the theoretical air-fuel ratio (= target air-fuel ratio), the skip increase value is increased by a predetermined correction value and the downstream side While the side detected air-fuel ratio is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, the skip increase value is decreased by a predetermined correction value. However, instead of this, while the downstream side detected air-fuel ratio is equal to or higher than the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio), the skip increase value is increased by a predetermined correction value and the downstream-side detected air-fuel ratio is increased to the stoichiometric air-fuel ratio. While the air-fuel ratio is smaller than the fuel ratio, the skip increase value may be decreased by a predetermined correction value, or while the downstream-side detected air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio (= target air-fuel ratio). The skip increase value may be increased by a predetermined correction value, and the skip increase value may be decreased by a predetermined correction value while the downstream-side detected air-fuel ratio is equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio.
次に、第1実施形態のスロットル弁の制御について説明する。第1実施形態では、機関運転中、上述したように設定された目標スロットル弁開度だけスロットル弁を開弁させるためにスロットル弁アクチュエータに供給されるべき制御信号が算出される。そして、斯くして算出された制御信号がスロットル弁アクチュエータに供給される。これにより、スロットル弁が目標スロットル弁開度だけ開弁せしめられる。 Next, the control of the throttle valve of the first embodiment will be described. In the first embodiment, during engine operation, a control signal to be supplied to the throttle valve actuator is calculated in order to open the throttle valve by the target throttle valve opening set as described above. The control signal thus calculated is supplied to the throttle valve actuator. As a result, the throttle valve is opened by the target throttle valve opening.
次に、第1実施形態の燃料噴射弁の制御について説明する。第1実施形態では、機関運転中、上述したように設定された目標燃料噴射量の燃料を燃料噴射弁から噴射させるために燃料噴射弁に供給されるべき指令信号が算出されるとともに、目標燃料噴射タイミングが設定される(この目標燃料噴射タイミングの設定については後述する)。そして、斯くして算出された指令信号が上記設定された目標燃料噴射タイミングにおいて燃料噴射弁に供給される。これにより、目標燃料噴射量の燃料が目標燃料噴射タイミングにおいて燃料噴射弁から噴射される。 Next, control of the fuel injection valve of the first embodiment will be described. In the first embodiment, during engine operation, a command signal to be supplied to the fuel injection valve in order to inject the fuel of the target fuel injection amount set as described above from the fuel injection valve is calculated, and the target fuel is calculated. An injection timing is set (the setting of the target fuel injection timing will be described later). The command signal thus calculated is supplied to the fuel injection valve at the set target fuel injection timing. Thereby, the fuel of the target fuel injection amount is injected from the fuel injection valve at the target fuel injection timing.
ところで、第1実施形態の内燃機関は、燃焼室への燃料の供給を停止する燃料供給停止制御、すなわち、燃料噴射弁からの燃料噴射量を零にするいわゆるフューエルカット制御を実行可能である。次に、この制御について説明する。なお、以下の説明において「FC制御」は「燃料供給停止制御」を意味し、「触媒使用度合」は「新品の触媒が内燃機関に備えられてから当該触媒が排気ガス中の成分の浄化に使用された度合」を意味する。 By the way, the internal combustion engine of the first embodiment can execute fuel supply stop control for stopping the supply of fuel to the combustion chamber, that is, so-called fuel cut control for reducing the fuel injection amount from the fuel injection valve to zero. Next, this control will be described. In the following description, “FC control” means “fuel supply stop control”, and “catalyst use degree” means “the catalyst is used to purify components in exhaust gas after a new catalyst is provided in the internal combustion engine. "Degree of used".
第1実施形態では、触媒温度が予め定められた温度(以下この温度を「実行禁止温度」という)以上であるときには、FC制御の実行が禁止され、触媒温度が実行禁止温度よりも低いときには、FC制御の実行が許可される。そして、触媒温度が実行禁止温度よりも低く、したがって、FC制御の実行が許可されているときであって、特定の条件が成立したときに、FC制御が実行される。 In the first embodiment, when the catalyst temperature is equal to or higher than a predetermined temperature (hereinafter, this temperature is referred to as “execution prohibition temperature”), execution of FC control is prohibited, and when the catalyst temperature is lower than the execution prohibition temperature, Execution of FC control is permitted. The FC control is executed when the catalyst temperature is lower than the execution prohibition temperature, and therefore execution of the FC control is permitted and a specific condition is satisfied.
ここで、第1実施形態では、触媒使用度合が予め定められた度合(以下この度合を「第1度合」という)以下である間(すなわち、触媒使用度合が比較的小さい間)は、実行禁止温度がその基準温度よりも低い温度に設定される。なお、ここでの基準温度とは、触媒使用度合が比較的大きくなった後に実行禁止温度として採用される温度である。 Here, in the first embodiment, execution is prohibited while the degree of catalyst use is below a predetermined degree (hereinafter, this degree is referred to as “first degree”) (that is, while the degree of catalyst use is relatively small). The temperature is set to a temperature lower than the reference temperature. Here, the reference temperature is a temperature that is adopted as an execution prohibition temperature after the degree of catalyst use becomes relatively large.
第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、FC制御が実行されると、触媒流入排気空燃比(すなわち、触媒に流入する排気ガスの空燃比)が理論空燃比よりもリーンな空燃比となり、その結果、触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気になる。この場合において、触媒温度が比較的高くなると、複合酸化物の凝集が生じる。したがって、触媒浄化能力が変化する。 According to the first embodiment, the following effects can be obtained. That is, when FC control is executed, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio (that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst) becomes an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and as a result, the internal atmosphere of the catalyst becomes an oxidizing atmosphere. become. In this case, when the catalyst temperature is relatively high, aggregation of the composite oxide occurs. Therefore, the catalyst purification capacity changes.
一方、内燃機関に所期の性能を発揮させるためには、機関運転中の触媒浄化能力の変化を考慮したうえで内燃機関に所期の性能を発揮させることができるように、機関制御(すなわち、内燃機関に関する制御)に用いられる制御ロジックを構築するとともに、機関制御を行う必要がある。しかしながら、FC制御の実行によって触媒浄化能力に変化が生じる場合、上述したように制御ロジックを構築したり、機関制御を行ったりすることは、非常に煩雑であると言える。 On the other hand, in order to cause the internal combustion engine to exhibit the desired performance, engine control (ie, the internal combustion engine can exhibit the desired performance in consideration of changes in the catalyst purification capacity during engine operation). In addition, it is necessary to construct a control logic used for internal combustion engine control and to perform engine control. However, when the catalyst purification capacity changes due to the execution of the FC control, it can be said that it is very complicated to construct the control logic or to perform the engine control as described above.
ここで、第1実施形態では、触媒使用度合が第1度合以下である間(すなわち、触媒の使用度合が比較的小さい間)は実行禁止温度がその基準温度よりも低い温度に設定される。これによれば、FC制御の実行機会が少なくなるので、複合酸化物の凝集が生じる機会が少なく、その結果、触媒浄化能力の変化が小さい。 Here, in the first embodiment, the execution prohibition temperature is set to a temperature lower than the reference temperature while the degree of catalyst use is equal to or less than the first degree (that is, while the degree of use of the catalyst is relatively small). According to this, since the FC control execution opportunities are reduced, there is little opportunity for the composite oxides to aggregate, and as a result, the change in the catalyst purification capacity is small.
このように、第1実施形態では、触媒使用度合が比較的小さい間は、触媒浄化能力の変化が小さいことから、機関運転中の触媒浄化能力を想定しやすくなる。このため、第1実施形態によれば、触媒使用度合が比較的小さい間に機関制御に用いられる制御ロジックを比較的容易に構築することができ、そして、触媒使用度合が比較的小さい間において機関制御を比較的簡便に行うことができるとともに触媒に所期の浄化能力を発揮させることができるという効果が得られる。 As described above, in the first embodiment, while the catalyst use degree is relatively small, the change in the catalyst purification capacity is small, and therefore it becomes easy to assume the catalyst purification capacity during engine operation. Therefore, according to the first embodiment, the control logic used for engine control can be constructed relatively easily while the catalyst usage is relatively small, and the engine is used while the catalyst usage is relatively small. Control can be performed relatively easily and the catalyst can exhibit the desired purification ability.
また、第1実施形態によれば、以下の効果も得られる。すなわち、上述したように、第1実施形態では、触媒使用度合が比較的小さい間は、触媒浄化能力の変化が小さい。また、複合酸化物の凝集が生じると、その酸素保持放出能力が低下する。しかしながら、第1実施形態では、複合酸化物が凝集する機会が少ないことから、複合酸化物の酸素保持放出能力の低下も小さい。このため、上述した空燃比制御において下流側検出空燃比に基づく制御ゲインとして大きい制御ゲインを用いることができるので、空燃比制御のロバスト性が向上するという効果も得られる。 Further, according to the first embodiment, the following effects can also be obtained. That is, as described above, in the first embodiment, the change in the catalyst purification capacity is small while the degree of catalyst use is relatively small. In addition, when the composite oxide is aggregated, its oxygen holding / releasing ability decreases. However, in the first embodiment, since there is little opportunity for the composite oxide to aggregate, the decrease in the oxygen holding and releasing ability of the composite oxide is also small. For this reason, since a large control gain can be used as the control gain based on the downstream-side detected air-fuel ratio in the air-fuel ratio control described above, an effect of improving the robustness of the air-fuel ratio control is also obtained.
なお、第1実施形態の触媒使用度合として、たとえば、触媒使用時間(すなわち、新品の触媒が排気ガス中の成分の浄化に使用された時間の合計)、または、車両走行距離(すなわち、内燃機関が車両の駆動に用いられる場合において、新品の触媒が内燃機関に備えられてから車両が走行した距離の合計)を採用することができる。また、第1実施形態において、FC制御の実行の要否の判定に用いられる上記特定の条件とは、たとえば、要求機関トルクが極めて小さいこと(特に、要求機関トルクが零であること)である。また、第1実施形態において、触媒使用度合が第1度合よりも大きくなった後は、たとえば、実行禁止温度がその基準温度に設定される。 In addition, as the catalyst usage degree of the first embodiment, for example, the catalyst usage time (that is, the total time that a new catalyst was used for purifying components in the exhaust gas) or the vehicle travel distance (that is, the internal combustion engine) Is used for driving a vehicle, the total distance traveled by the vehicle after a new catalyst is provided in the internal combustion engine can be employed. In the first embodiment, the specific condition used for determining whether or not to execute FC control is, for example, that the required engine torque is extremely small (particularly, the required engine torque is zero). . Further, in the first embodiment, after the degree of catalyst use becomes greater than the first degree, for example, the execution prohibition temperature is set to the reference temperature.
次に、第1実施形態のFC制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図4に示されている。なお、このルーチンは、所定周期毎に開始されるルーチンである。 Next, an example of a routine for executing the FC control of the first embodiment will be described. An example of this routine is shown in FIG. This routine is a routine that is started every predetermined period.
図4のルーチンが開始されると、始めに、ステップ100において、触媒使用度合Dcatが第1度合Dcatth1以下である(Dcat≦Dcatth1)か否かが判別される。ここで、Dcat≦Dcatth1であると判別されたときには、ルーチンはステップ101に進む。一方、Dcat≦Dcatth1ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ105に進む。
When the routine of FIG. 4 is started, first, at
ステップ101では、実行禁止温度の基準温度Tfcthbよりも所定温度Kfc1だけ低い温度が実行禁止温度Tfcthに設定され、ルーチンがステップ102に進む。一方、ステップ105では、実行禁止温度の基準温度Tfcthbが実行禁止温度Tfcthに設定され、ルーチンがステップ102に進む。
In
ステップ102では、触媒温度Tcatが実行禁止温度Tfcth以上である(Tcat≧Tfcth)か否かが判別される。ここで、Tcat≧Tfcthであると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、Tcat≧Tfcthではないと判別されたときには、ルーチンはステップ103に進む。なお、ルーチンがステップ101からステップ102に進んだときには、ステップ102では、ステップ101で設定された実行禁止温度Tfcthが用いられ、ルーチンがステップ105からステップ102に進んだときには、ステップ102では、ステップ105で設定された実行禁止温度Tfcthが用いられる。
In
ステップ103では、FC制御条件(すなわち、第1実施形態において説明した特定の条件)が成立しているか否かが判別される。ここで、FC制御条件が成立していると判別されたときには、ルーチンはステップ104に進み、FC制御が実行され、その後、ルーチンが終了する。一方、FC制御条件が成立していないと判別されたときには、ルーチンは終了する。
In
次に、第2実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第2実施形態の構成および制御は、それぞれ、第1実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明される第2実施形態の構成および制御に鑑みたときに第1実施形態の構成および制御から当然に導き出される構成および制御である。また、以下の説明において「基準量」は「上式2に従って算出される目標燃料噴射量」を意味する。 Next, a second embodiment will be described. The configuration and control of the second embodiment not described below are the same as the configuration and control of the first embodiment, respectively, or in view of the configuration and control of the second embodiment described below. Sometimes the configuration and control are naturally derived from the configuration and control of the first embodiment. In the following description, “reference amount” means “target fuel injection amount calculated according to the above equation 2”.
第2実施形態の内燃機関は、燃焼室への燃料の供給量を基準量よりも増量する燃料供給増量制御(以下この制御を単に「増量制御」という)、すなわち、燃料噴射弁からの燃料噴射量を基準量よりも増量する制御を実行可能である。そして、第2実施形態では、触媒温度が予め定められた温度(以下この温度を「実行許可温度」という)以上であるときには、増量制御の実行が許可され、触媒温度が実行許可温度よりも低いときには、増量制御の実行が禁止される。そして、触媒温度が実行許可温度以上であり、したがって、増量制御の実行が許可されているときであって、特定の条件が成立したときに、増量制御が実行される。 The internal combustion engine of the second embodiment is a fuel supply increase control (hereinafter, this control is simply referred to as “increase control”) in which the amount of fuel supplied to the combustion chamber is increased from a reference amount, that is, fuel injection from a fuel injection valve. It is possible to execute control to increase the amount from the reference amount. In the second embodiment, when the catalyst temperature is equal to or higher than a predetermined temperature (hereinafter, this temperature is referred to as “execution permission temperature”), execution of the increase control is permitted, and the catalyst temperature is lower than the execution permission temperature. Sometimes, the execution of the increase control is prohibited. Then, the increase control is executed when the catalyst temperature is equal to or higher than the execution permission temperature, and therefore execution of the increase control is permitted, and when a specific condition is satisfied.
ここで、第2実施形態では、触媒使用度合が予め定められた度合(以下この度合を「第1度合」という)以下である間(すなわち、触媒使用度合が比較的小さい間)は、実行許可温度がその基準温度よりも高い温度に設定される。なお、ここでの基準温度とは、触媒使用度合が比較的大きくなった後に実行許可温度として採用される温度である。また、ここでの第1度合は、第1実施形態の第1度合と同じ度合であっても異なる度合であってもよい。 Here, in the second embodiment, the execution permission is given while the catalyst usage level is equal to or lower than a predetermined level (hereinafter, this level is referred to as “first level”) (that is, while the catalyst usage level is relatively small). The temperature is set to a temperature higher than the reference temperature. Here, the reference temperature is a temperature that is adopted as an execution permission temperature after the degree of catalyst use becomes relatively large. Further, the first degree here may be the same degree as or different from the first degree of the first embodiment.
第2実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、増量制御が実行されると、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になり、その結果、触媒の内部雰囲気が還元雰囲気になる。ここで、触媒温度が所定析出温度以上になると、複合酸化物からの活性元素の析出が生じる。つまり、析出活性元素(すなわち、複合酸化物から析出している活性元素)の量が変化し、ひいては、触媒浄化能力が変化する。 According to the second embodiment, the following effects can be obtained. That is, when the increase control is executed, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and as a result, the internal atmosphere of the catalyst becomes a reducing atmosphere. Here, when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined deposition temperature, the active element is precipitated from the composite oxide. That is, the amount of the deposited active element (that is, the active element deposited from the composite oxide) changes, and as a result, the catalyst purification ability changes.
一方、内燃機関に所期の性能を発揮させるためには、上述したように、機関運転中の触媒浄化能力の変化を考慮したうえで内燃機関に所期の性能を発揮させることができるように、機関制御に用いられる制御ロジックを構築するとともに、機関制御を行う必要がある。しかしながら、増量制御の実行によって触媒浄化能力に変化が生じる場合、上述したように制御ロジックを構築したり、機関制御を行ったりすることは、非常に煩雑であると言える。しかも、触媒の使用度合が比較的小さい間は、触媒の劣化が進行していないのであるから、触媒に所期の浄化能力を発揮させるためには、触媒浄化能力を決定する析出活性元素の量を増大させる必要もない。つまり、触媒の使用度合が比較的小さい間は、析出活性元素の量をできるだけ変化させないことが好ましいと言える。 On the other hand, in order for the internal combustion engine to exhibit the desired performance, as described above, the internal combustion engine can exhibit the expected performance in consideration of changes in the catalyst purification capability during engine operation. It is necessary to construct a control logic used for engine control and to perform engine control. However, when the catalyst purification capacity changes due to the execution of the increase control, it can be said that it is very complicated to construct the control logic or perform the engine control as described above. In addition, since the catalyst is not deteriorated while the degree of use of the catalyst is relatively small, the amount of the precipitated active element that determines the catalyst purification ability is used in order for the catalyst to exhibit the desired purification ability. There is also no need to increase. In other words, it can be said that it is preferable not to change the amount of the precipitated active element as much as possible while the degree of use of the catalyst is relatively small.
ここで、第2実施形態では、触媒使用度合が第1度合以下である間(すなわち、触媒の使用度合が比較的小さい間)は実行許可温度がその基準温度よりも高い温度に設定される。これによれば、増量制御の実行機会が少なくなるので、析出活性元素の量の変化が小さく、その結果、触媒浄化能力の変化も小さい。 Here, in the second embodiment, while the catalyst use degree is equal to or less than the first degree (that is, while the catalyst use degree is relatively small), the execution permission temperature is set to a temperature higher than the reference temperature. According to this, since the execution opportunity of the increase control is reduced, the change in the amount of the precipitated active element is small, and as a result, the change in the catalyst purification capacity is also small.
このように、第2実施形態では、触媒の使用度合が比較的小さい間は、触媒浄化能力の変化が小さいことから、機関運転中の触媒浄化能力を想定しやすくなる。このため、第2実施形態によれば、触媒使用度合が比較的小さい間に機関制御に用いられる制御ロジックを比較的容易に構築することができ、そして、触媒使用度合が比較的小さい間において機関制御を比較的簡便に行うことができるとともに触媒に所期の浄化能力を発揮させることができるという効果が得られる。 As described above, in the second embodiment, the change in the catalyst purification capacity is small while the degree of use of the catalyst is relatively small. Therefore, it becomes easy to assume the catalyst purification capacity during engine operation. Therefore, according to the second embodiment, a control logic used for engine control can be constructed relatively easily while the catalyst usage is relatively small, and the engine can be used while the catalyst usage is relatively small. Control can be performed relatively easily and the catalyst can exhibit the desired purification ability.
なお、第2実施形態の触媒使用度合として、たとえば、触媒使用時間、または、車両走行距離を採用することができる。また、第2実施形態において、増量制御の実行の要否の判定に用いられる上記特定の条件とは、たとえば、機関回転数が非常に高く且つ機関要求トルクが非常に大きいことである。また、第2実施形態において、触媒使用度合が第1度合よりも大きくなった後は、たとえば、実行許可温度がその基準温度に設定される。 In addition, as a catalyst use degree of 2nd Embodiment, a catalyst use time or a vehicle travel distance can be employ | adopted, for example. In the second embodiment, the specific condition used for determining whether or not to perform the increase control is, for example, that the engine speed is very high and the engine required torque is very large. Further, in the second embodiment, after the catalyst use degree becomes larger than the first degree, for example, the execution permission temperature is set to the reference temperature.
また、第2実施形態において、第1実施形態のFC制御を採用してもよい。この場合、触媒使用度合が第1実施形態で言及した第1度合以下である間は、実行禁止温度がその基準温度よりも低い温度に設定される。なお、このときにFC制御に用いられる第1度合は、第2実施形態の増量制御に用いられる第1度合と同じ度合であっても異なる度合であってもよい。 In the second embodiment, the FC control of the first embodiment may be employed. In this case, while the catalyst use degree is equal to or lower than the first degree mentioned in the first embodiment, the execution prohibition temperature is set to a temperature lower than the reference temperature. Note that the first degree used for FC control at this time may be the same as or different from the first degree used for the increase control in the second embodiment.
次に、第2実施形態の増量制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図5に示されている。なお、このルーチンは、所定周期毎に開始されるルーチンである。 Next, an example of a routine for executing the increase control of the second embodiment will be described. An example of this routine is shown in FIG. This routine is a routine that is started every predetermined period.
図5のルーチンが開始されると、始めに、ステップ200において、触媒使用度合Dcatが第1度合Dcatth1以下である(Dcat≦Dcatth1)か否かが判別される。ここで、Dcat≦Dcatth1であると判別されたときには、ルーチンはステップ201に進む。一方、Dcat≦Dcatth1ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ205に進む。
When the routine of FIG. 5 is started, first, at
ステップ201では、実行許可温度の基準温度Tfithbよりも所定温度Kfiだけ高い温度が実行許可温度Tfithに設定され、ルーチンがステップ202に進む。一方、ステップ205では、実行許可温度の基準温度Tfithbが実行許可温度Tfithに設定され、ルーチンがステップ202に進む。
In
ステップ202では、触媒温度Tcatが実行許可温度Tfith以上である(Tcat≧Tfith)か否かが判別される。ここで、Tcat≧Tfithであると判別されたときには、ルーチンはステップ203に進む。一方、Tcat≧Tfithではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。なお、ルーチンがステップ201からステップ202に進んだときには、ステップ202では、ステップ201で設定された実行許可温度Tfithが用いられ、ルーチンがステップ205からステップ202に進んだときには、ステップ202では、ステップ205で設定された実行許可温度Tfithが用いられる。
In
ステップ203では、増量制御条件(すなわち、第2実施形態において説明した特定の条件)が成立しているか否かが判別される。ここで、増量制御条件が成立していると判別されたときには、ルーチンはステップ204に進み、増量制御が実行され、その後、ルーチンが終了する。一方、増量制御条件が成立していないと判別されたときには、ルーチンは終了する。
In
次に、第3実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第3実施形態の構成および制御は、それぞれ、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明される第3実施形態の構成および制御に鑑みたときに上述した実施形態の構成および制御から当然に導き出される構成および制御である。また、以下の説明において「実行禁止温度」は「第1実施形態に関連して説明した実行禁止温度」である。 Next, a third embodiment will be described. The configuration and control of the third embodiment not described below are the same as the configuration and control of the above-described embodiment, respectively, or in view of the configuration and control of the third embodiment described below. This is a configuration and control that is naturally derived from the configuration and control of the above-described embodiment. In the following description, “execution prohibition temperature” is “execution prohibition temperature described in relation to the first embodiment”.
第3実施形態では、触媒使用度合が予め定められた度合(以下この度合を「第1度合」という)以下である間は、実行禁止温度がその基準温度よりも低い温度に設定される。そして、触媒使用度合が第1度合よりも大きく且つこの第1度合よりも大きい別の予め定められた度合(以下この度合を「第2度合」という)以下である間は、実行禁止温度がその基準温度よりも高い温度に設定される。 In the third embodiment, the execution prohibition temperature is set to a temperature lower than the reference temperature while the catalyst use degree is equal to or less than a predetermined degree (hereinafter, this degree is referred to as “first degree”). While the degree of catalyst use is less than or equal to another predetermined degree (hereinafter referred to as “second degree”) that is greater than the first degree and greater than the first degree, A temperature higher than the reference temperature is set.
第3実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、第3実施形態では、触媒使用度合が第1度合よりも大きく且つ第2度合以下である間、実行禁止温度がその基準温度よりも高い温度に設定される。これによれば、燃料供給停止制御の実行機会が多くなるので、複合酸化物の凝集が促進される。このため、活性元素の析出速度を低下させることができるという効果が得られる。なお、こうした効果が得られる場合、たとえば、活性元素固溶度(すなわち、活性元素のうち複合酸化物に固溶している活性元素の割合)を目標固溶度(すなわち、目標とする活性元素固溶度)に制御する場合に、活性元素固溶度を目標固溶度に制御し易くなるという効果が得られる。また、複合酸化物の凝集が促進されることから、複合酸化物の酸素保持放出能力が小さくなる。つまり、複合酸化物の酸素保持放出能力が小さい程度で安定する。このため、上述した空燃比制御が行われた場合において、下流側検出空燃比に基づく制御ゲインとして大きい制御ゲインを用いることがでいるので、空燃比制御のロバスト性が向上するという効果も得られる。 According to the third embodiment, the following effects can be obtained. That is, in the third embodiment, while the degree of catalyst use is greater than the first degree and less than or equal to the second degree, the execution prohibition temperature is set to a temperature higher than the reference temperature. According to this, since the opportunity for executing the fuel supply stop control increases, the aggregation of the complex oxide is promoted. For this reason, the effect that the precipitation rate of an active element can be reduced is acquired. In addition, when such an effect is acquired, for example, the active element solid solubility (that is, the ratio of the active element that is dissolved in the composite oxide among the active elements) is set as the target solid solubility (that is, the target active element). In the case of controlling the solid solubility), an effect is obtained that the active element solid solubility can be easily controlled to the target solid solubility. Further, since the aggregation of the composite oxide is promoted, the oxygen holding and releasing ability of the composite oxide becomes small. That is, the composite oxide is stabilized to a small extent that the oxygen holding / releasing ability is small. For this reason, when the above-described air-fuel ratio control is performed, a large control gain can be used as the control gain based on the downstream-side detected air-fuel ratio, so that the effect of improving the robustness of the air-fuel ratio control is also obtained. .
なお、第3実施形態における第1度合は、第1実施形態における第1度合と同じ度合であっても異なる度合であってもよい。また、第3実施形態において、触媒使用度合が第2度合よりも大きくなった後は、たとえば、実行禁止温度がその基準温度に設定される。 The first degree in the third embodiment may be the same as or different from the first degree in the first embodiment. Further, in the third embodiment, after the degree of catalyst use becomes greater than the second degree, for example, the execution prohibition temperature is set to the reference temperature.
また、第3実施形態において、第2実施形態の増量制御を採用してもよい。この場合、触媒使用度合が第2実施形態で言及した第1度合以下である間は、実行許可温度がその基準温度よりも高い温度に設定される。なお、このときに増量制御に用いられる第1度合は、第3実施形態のFC制御に用いられる第1度合と同じ度合であっても異なる度合であってもよい。 In the third embodiment, the increase control of the second embodiment may be employed. In this case, while the catalyst use degree is equal to or lower than the first degree mentioned in the second embodiment, the execution permission temperature is set to a temperature higher than the reference temperature. Note that the first degree used for the increase control at this time may be the same as or different from the first degree used for the FC control of the third embodiment.
次に、第3実施形態のFC制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図6に示されている。なお、このルーチンは、所定周期毎に開始されるルーチンである。 Next, an example of a routine for executing the FC control of the third embodiment will be described. An example of this routine is shown in FIG. This routine is a routine that is started every predetermined period.
図6のルーチンが開始されると、始めに、ステップ300において、触媒使用度合Dcatが第1度合Dcatth1以下である(Dcat≦Dcatth1)か否かが判別される。ここで、Dcat≦Dcatth1であると判別されたときには、ルーチンはステップ301に進む。一方、Dcat≦Dcatth1ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ305に進む。
When the routine of FIG. 6 is started, first, at
ステップ305では、触媒使用度合Dcatが第2度合Dcatth2以下である(Dcat≦Dcatth2)か否かが判別される。ここで、Dcat≦Dcatth2であると判別されたときには、ルーチンはステップ306に進む。一方、Dcat≦Dcatth2ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ307に進む。
In
ステップ301では、実行禁止温度の基準温度Tfcthbよりも所定温度Kfc1だけ低い温度が実行禁止温度Tfcthに設定され、ルーチンがステップ302に進む。また、ステップ306では、実行禁止温度の基準温度Tfcthbよりも所定温度Kfc2だけ高い温度が実行禁止温度Tfcthに設定され、ルーチンがステップ302に進む。また、ステップ307では、実行禁止温度の基準温度Tfcthbが実行禁止温度Tfcthに設定され、ルーチンがステップ302に進む。なお、所定温度Kfc2は、所定温度Kfc1と同じ値であっても異なる値であってもよい。
In
ステップ302では、触媒温度Tcatが実行禁止温度Tfcth以上である(Tcat≧Tfcth)か否かが判別される。ここで、Tcat≧Tfcthであると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、Tcat≧Tfcthではないと判別されたときには、ルーチンはステップ303に進む。なお、ルーチンがステップ301からステップ302に進んだときには、ステップ302では、ステップ301で設定された実行禁止温度Tfcthが用いられ、ルーチンがステップ306からステップ302に進んだときには、ステップ302では、ステップ306で設定された実行禁止温度Tfcthが用いられ、ルーチンがステップ307からステップ302に進んだときには、ステップ302では、ステップ307で設定された実行禁止温度Tfcthが用いられる。
In
ステップ303では、FC制御条件(すなわち、第1実施形態において説明した特定の条件)が成立しているか否かが判別される。ここで、FC制御条件が成立していると判別されたときには、ルーチンはステップ304に進み、FC制御が実行され、その後、ルーチンが終了する。一方、FC制御条件が成立していないと判別されたときには、ルーチンは終了する。
In
次に、第4実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第4実施形態の構成および制御は、それぞれ、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明される第4実施形態の構成および制御に鑑みたときに上述した実施形態の構成および制御から当然に導き出される構成および制御である。また、以下の説明において「活性元素固溶度」は「活性元素のうち複合酸化物に固溶している活性元素の割合」を意味する。 Next, a fourth embodiment will be described. The configuration and control of the fourth embodiment not described below are the same as the configuration and control of the above-described embodiment, respectively, or in view of the configuration and control of the fourth embodiment described below. This is a configuration and control that is naturally derived from the configuration and control of the above-described embodiment. Further, in the following description, “active element solid solubility” means “a proportion of active elements that are dissolved in a composite oxide among active elements”.
第4実施形態では、触媒使用度合が予め定められた度合(以下この度合を「第1度合」という)以下である間は、実行禁止温度がその基準温度よりも低い温度に設定される。そして、触媒使用度合が第1度合よりも大きく且つこの第1度合よりも大きい別の予め定められた度合(以下この度合を「第3度合」という)以下である間は、実行禁止温度がその基準温度よりも高い温度に設定される。そして、触媒使用度合が第2度合よりも大きくなった後は、活性元素固溶度が目標固溶度に制御されるように触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御し或いは触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する制御(以下この空燃比制御を「固溶度制御」という)が実行される。 In the fourth embodiment, the execution prohibition temperature is set to a temperature lower than the reference temperature while the catalyst use degree is equal to or less than a predetermined degree (hereinafter, this degree is referred to as “first degree”). While the catalyst use degree is less than or equal to another predetermined degree (hereinafter referred to as “the third degree”) that is greater than the first degree and greater than the first degree, A temperature higher than the reference temperature is set. Then, after the degree of catalyst use becomes greater than the second degree, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio so that the active element solid solubility is controlled to the target solid solubility. Alternatively, control for controlling the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio to an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter, this air-fuel ratio control is referred to as “solid solubility control”) is executed.
第4実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、機関運転中は、触媒温度は、所定固溶温度以上になったり、所定析出温度になったりする。一方、触媒流入排気空燃比が理論空燃比に制御されているとしても、一時的に、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンになったり、理論空燃比よりもリッチになったりすることがある。ここで、触媒温度が所定固溶温度以上になっているときに触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比になると、触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気になるので、触媒温度が所定固溶温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素が複合酸化物に固溶する性質を有する場合、複合酸化物への活性元素の固溶が生じる。一方、触媒温度が所定析出温度以上になっているときに触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になると、触媒の内部雰囲気が還元雰囲気になるので、触媒温度が所定析出温度以上であり且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素が複合酸化物から析出する性質を有する場合、複合酸化物からの活性元素の析出が生じる。つまり、機関運転中の触媒温度の変化および触媒流入排気空燃比の変化に起因して析出活性元素の量が変化し、ひいては、触媒浄化能力が変化する。また、活性元素使用度合(すなわち、活性元素が排気ガス中の成分の活性化に使用された度合)が増大すると、活性元素が劣化することがあり、その結果、活性元素の活性能力(すなわち、排気ガス中の成分の酸化反応活性または還元反応活性を高める活性元素の能力)が低下することがある。別の言い方をすれば、触媒使用度合が大きくなると、触媒浄化能力が低下することがある。このように、機関運転中の活性元素の活性能力の変化に起因しても触媒浄化能力が変化する。 According to the fourth embodiment, the following effects can be obtained. That is, during engine operation, the catalyst temperature becomes equal to or higher than a predetermined solid solution temperature or reaches a predetermined precipitation temperature. On the other hand, even if the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio may be temporarily leaner than the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio. There is. Here, if the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined solid solution temperature, the internal atmosphere of the catalyst becomes an oxidizing atmosphere. When the active element has a property of being dissolved in the composite oxide when the temperature is higher than the solid solution temperature and the internal atmosphere of the catalyst is an oxidizing atmosphere, the active element is dissolved in the composite oxide. On the other hand, if the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined deposition temperature, the internal atmosphere of the catalyst becomes a reducing atmosphere. In the case where the active element has the property of precipitating from the composite oxide when the internal atmosphere of the catalyst is a reducing atmosphere, the active element is precipitated from the composite oxide. In other words, the amount of the precipitated active element changes due to the change in the catalyst temperature and the change in the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio during engine operation, and consequently the catalyst purification capacity changes. Also, as the active element usage (ie, the degree to which the active element is used to activate the components in the exhaust gas) increases, the active element may degrade, resulting in the active ability of the active element (ie, The ability of the active element to increase the oxidation reaction activity or the reduction reaction activity of the components in the exhaust gas may decrease. In other words, as the degree of catalyst use increases, the catalyst purification capacity may decrease. As described above, the catalyst purification ability also changes due to the change in the active ability of the active element during engine operation.
したがって、内燃機関に所期の性能を発揮させるためには、機関運転中の触媒浄化能力の変化を考慮したうえで内燃機関に所期の性能を発揮させることができるように、機関制御に用いられる制御ロジックを構築するとともに、機関制御を行う必要がある。しかしながら、機関運転中の触媒浄化能力の変化は、機関運転の形態および触媒使用度合によって様々であるから、上述したように制御ロジックを構築したり、機関制御を行ったりすることは、非常に煩雑であると言える。一方、機関運転の形態および触媒使用度合にかかわらず、触媒浄化能力の変化が想定されたものであれば、制御ロジックを比較的容易に構築することができ、機関制御を比較的簡便に行うことができる。 Therefore, in order for the internal combustion engine to exhibit the desired performance, it is used for engine control so that the internal combustion engine can exhibit the expected performance in consideration of changes in the catalyst purification capacity during engine operation. It is necessary to construct a control logic that can be controlled and to perform engine control. However, since the change in the catalyst purification capacity during engine operation varies depending on the engine operation mode and the degree of catalyst use, it is very complicated to construct a control logic or perform engine control as described above. It can be said that. On the other hand, the control logic can be constructed relatively easily and engine control can be performed relatively easily if the change in the catalyst purification capacity is assumed regardless of the mode of engine operation and the degree of catalyst use. Can do.
ここで、第4実施形態では、触媒使用度合が比較的大きくなった後(すなわち、触媒使用度合が第2度合よりも大きくなった後)は、活性元素固溶度が目標固溶度に制御されるように、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御され或いは触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。このため、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されたときに触媒温度が所定固溶温度以上であれば、析出活性元素が複合酸化物に固溶し、その結果、活性元素固溶度が大きくなる。一方、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されたときに触媒温度が所定析出温度以上であれば、触媒の内部雰囲気が還元雰囲気になることから、固溶活性元素が複合酸化物から析出し、その結果、活性元素固溶度が小さくなる。つまり、活性元素固溶度が目標固溶度よりも大きいか小さいかに応じて適切に流入排気空燃比を制御することによって活性元素固溶度が目標固溶度に制御される。そして、これにより、析出活性元素の量が一定に維持されることから、機関運転中の触媒浄化能力を想定しやすくなる。このため、第4実施形態によれば、触媒使用度合が比較的大きくなった後に機関制御に用いられる制御ロジックを比較的容易に構築することができ、また、触媒使用度合が比較的大きくなった後においても、機関制御を比較的簡便に行うことができるとともに触媒に所期の浄化能力を発揮させることができるという効果が得られる。 Here, in the fourth embodiment, after the degree of catalyst use becomes relatively large (that is, after the degree of catalyst use becomes larger than the second degree), the active element solid solubility is controlled to the target solid solubility. As described above, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to be an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, or the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, when the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, if the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined solid solution temperature, the precipitated active element is dissolved in the composite oxide, and as a result The active element solid solubility increases. On the other hand, when the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, if the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined deposition temperature, the internal atmosphere of the catalyst becomes a reducing atmosphere, so that the solid solution active element Precipitates from the composite oxide, and as a result, the solid solubility of the active element decreases. That is, the active element solid solubility is controlled to the target solid solubility by appropriately controlling the inflow exhaust air-fuel ratio depending on whether the active element solid solubility is larger or smaller than the target solid solubility. As a result, the amount of the precipitated active element is kept constant, so that the catalyst purification capability during engine operation can be easily assumed. For this reason, according to the fourth embodiment, the control logic used for engine control can be constructed relatively easily after the degree of catalyst use becomes relatively large, and the degree of catalyst use becomes relatively large. Even after this, the engine control can be performed relatively easily and the catalyst can exhibit the desired purification ability.
なお、第4実施形態における第1度合は、第1実施形態における第1度合と同じ度合であっても異なる度合であってもよいし、第2実施形態における第1度合と同じ度合であっても異なる度合であってもよい。また、第4実施形態における第2度合は、第2実施形態における第2度合と同じ度合であっても異なる度合であってもよい。また、第4実施形態において、触媒使用度合が第2度合よりも大きくなった後は、たとえば、実行禁止温度がその基準温度に設定される。 The first degree in the fourth embodiment may be the same degree as or different from the first degree in the first embodiment, and may be the same degree as the first degree in the second embodiment. May be of different degrees. Further, the second degree in the fourth embodiment may be the same degree as the second degree in the second embodiment or a different degree. Further, in the fourth embodiment, after the degree of use of the catalyst becomes larger than the second degree, for example, the execution prohibition temperature is set to the reference temperature.
また、第4実施形態において、第2実施形態の増量制御を採用してもよい。この場合、触媒使用度合が第2実施形態で言及した第1度合以下である間は、実行許可温度がその基準温度よりも高い温度に設定される。なお、このときに増量制御に用いられる第1度合は、第4実施形態のFC制御に用いられる第1度合と同じ度合であっても異なる度合であってもよい。 In the fourth embodiment, the increase control of the second embodiment may be employed. In this case, while the catalyst use degree is equal to or lower than the first degree mentioned in the second embodiment, the execution permission temperature is set to a temperature higher than the reference temperature. Note that the first degree used for the increase control at this time may be the same as or different from the first degree used for the FC control of the fourth embodiment.
また、第4実施形態の固溶度制御において、触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御するためには、たとえば、燃料噴射量を目標燃料噴射量よりも少なくすればよく、触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御するためには、たとえば、燃料噴射量を目標燃料噴射量よりも多くすればよい。あるいは、第4実施形態の固溶度制御において、触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御するためには、たとえば、スロットル弁開度を目標スロットル弁開度よりも大きくすればよく(すなわち、吸入空気量を多くすればよく)、触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御するためには、たとえば、スロットル弁開度を目標スロットル弁開度よりも小さくすればよい(すなわち、吸入空気量を少なくすればよい)。 In addition, in the solid solubility control of the fourth embodiment, in order to control the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio to an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, for example, the fuel injection amount is made smaller than the target fuel injection amount. In order to control the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio to an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, for example, the fuel injection amount may be made larger than the target fuel injection amount. Alternatively, in the solid solubility control of the fourth embodiment, in order to control the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio to an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, for example, the throttle valve opening is set larger than the target throttle valve opening. In order to control the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio to an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, for example, the throttle valve opening is set to the target throttle valve opening. (That is, the amount of intake air may be reduced).
また、第4実施形態の固溶度制御では、より具体的には、活性元素固溶度が目標固溶度よりも小さいときには、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御され、活性元素固溶度が目標固溶度よりも大きいときには、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御され、活性元素固溶度が目標固溶度に一致しているときには、触媒流入排気空燃比が理論空燃比に制御される。 In the solid solubility control of the fourth embodiment, more specifically, when the active element solid solubility is smaller than the target solid solubility, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is made leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. When the active element solid solubility is greater than the target solid solubility, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and the active element solid solubility matches the target solid solubility. In this case, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio.
また、活性元素固溶度が目標固溶度よりも小さいときに触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御する条件として、触媒温度が所定固溶温度以上であることを追加すると好ましい。すなわち、この場合、活性元素固溶度が目標固溶度よりも小さく且つ触媒温度が所定固溶温度以上であるときに、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御され、活性元素固溶度が目標固溶度よりも小さいが触媒温度が所定固溶温度よりも低いときには、触媒流入排気空燃比が理論空燃比に制御されることになる。また、活性元素固溶度が目標固溶度よりも大きいときに触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する条件として、触媒温度が所定析出温度以上であることを追加すると好ましい。すなわち、この場合、活性元素固溶度が目標固溶度よりも大きく且つ触媒温度が所定析出温度以上であるときに、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御され、活性元素固溶度が目標固溶度よりも大きいが触媒温度が所定析出温度よりも低いときには、触媒流入排気空燃比が理論空燃比に制御されることになる。 In addition, when the active element solid solubility is smaller than the target solid solubility, the condition that the catalyst inflow exhaust air / fuel ratio is controlled to an air / fuel ratio leaner than the stoichiometric air / fuel ratio is that the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined solid solution temperature. It is preferable to add. That is, in this case, when the active element solid solubility is smaller than the target solid solubility and the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined solid solution temperature, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to a lean air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio. When the active element solid solubility is smaller than the target solid solubility but the catalyst temperature is lower than the predetermined solid solution temperature, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio. In addition, as a condition for controlling the catalyst inflow exhaust air / fuel ratio to be richer than the stoichiometric air / fuel ratio when the active element solid solubility is larger than the target solid solubility, it is added that the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined precipitation temperature. It is preferable. That is, in this case, when the active element solid solubility is larger than the target solid solubility and the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined precipitation temperature, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio, When the active element solid solubility is larger than the target solid solubility but the catalyst temperature is lower than the predetermined deposition temperature, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio.
また、第4実施形態において触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御するために燃料噴射量を目標燃料噴射量よりも少なくする方法を採用する場合、燃料噴射量が目標燃料噴射量よりも大幅に少なくされると、混合気の空燃比(すなわち、燃焼室内に形成される混合気の空燃比)が理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比となり、その結果、排気ガスに関するエミッション性能が低下する可能性がある。したがって、排気ガスに関するエミッション性能の低下を抑制するという観点では、第4実施形態において触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御するために燃料噴射量を目標燃料噴射量よりも少なくする方法を採用する場合、燃料噴射量は目標燃料噴射量に近いことが好ましい。また、第4実施形態において触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御するために燃料噴射量を目標燃料噴射量よりも多くする方法を採用する場合、燃料噴射量が目標燃料噴射量よりも大幅に多くされると、混合気の空燃比が理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比となり、その結果、排気ガスに関するエミッション性能が低下する可能性があるし、燃費も低下する。したがって、排気ガスに関するエミッション性能の低下および燃費の低下を抑制するという観点では、第4実施形態において触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御するために燃料噴射量を目標燃料噴射量よりも多くする方法を採用する場合、燃料噴射量は目標燃料噴射量に近いことが好ましい。 In the fourth embodiment, when the method of reducing the fuel injection amount to be smaller than the target fuel injection amount in order to control the catalyst inflow exhaust air / fuel ratio to an air / fuel ratio leaner than the stoichiometric air / fuel ratio, the fuel injection amount becomes the target When the fuel injection amount is significantly reduced, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture (that is, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed in the combustion chamber) becomes an air-fuel ratio that is significantly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Gas emission performance may be reduced. Therefore, from the viewpoint of suppressing a reduction in the emission performance related to the exhaust gas, the fuel injection amount is controlled from the target fuel injection amount in order to control the catalyst inflow exhaust air / fuel ratio to an air / fuel ratio leaner than the stoichiometric air / fuel ratio in the fourth embodiment. In the case of adopting a method of reducing the amount of fuel, the fuel injection amount is preferably close to the target fuel injection amount. Further, in the fourth embodiment, when the method of increasing the fuel injection amount beyond the target fuel injection amount in order to control the catalyst inflow exhaust air / fuel ratio to an air / fuel ratio richer than the stoichiometric air / fuel ratio, the fuel injection amount is set to the target fuel injection amount. If the fuel injection amount is significantly increased, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes a richer air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio. descend. Therefore, from the viewpoint of suppressing a decrease in emission performance and a decrease in fuel consumption related to exhaust gas, the target fuel injection amount is set to control the catalyst inflow exhaust air / fuel ratio to an air / fuel ratio richer than the stoichiometric air / fuel ratio in the fourth embodiment. When the method of increasing the fuel injection amount is employed, the fuel injection amount is preferably close to the target fuel injection amount.
また、第4実施形態では、活性元素固溶度が目標固溶度よりも小さいときに、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御される。しかしながら、これに代えて、活性元素固溶度として目標とする活性元素固溶度の範囲を目標固溶度範囲として設定しておき、活性元素固溶度が目標固溶度範囲の下限値よりも小さいときに、触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御するようにしてもよい。なお、この場合、活性元素固溶度が目標固溶度範囲内にあるときには、触媒流入排気空燃比が理論空燃比に制御される。また、第4実施形態では、活性元素固溶度が目標固溶度よりも大きいときに、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。しかしながら、これに代えて、活性元素固溶度として目標とする活性元素固溶度の範囲を目標固溶度範囲として設定しておき、活性元素固溶度が目標固溶度範囲の上限値よりも大きいときに、触媒流入排気空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御するようにしてもよい。なお、この場合、活性元素固溶度が目標固溶度範囲内にあるときには、触媒流入排気空燃比が理論空燃比に制御される。 In the fourth embodiment, when the active element solid solubility is smaller than the target solid solubility, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. However, instead of this, the target active element solid solubility range as the active element solid solubility is set as the target solid solubility range, and the active element solid solubility is lower than the lower limit of the target solid solubility range. May be controlled to an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. In this case, when the active element solid solubility is within the target solid solubility range, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio. In the fourth embodiment, when the active element solid solubility is larger than the target solid solubility, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio. However, instead of this, the target active element solid solubility range as the active element solid solubility is set as the target solid solubility range, and the active element solid solubility is higher than the upper limit of the target solid solubility range. May be controlled to a richer air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio. In this case, when the active element solid solubility is within the target solid solubility range, the catalyst inflow exhaust air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio.
次に、第4実施形態の固溶度制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図7に示されている。なお、このルーチンは、所定周期毎に開始されるルーチンである。また、第4実施形態のFC制御を実行するルーチンとしては、図6に示されているルーチンを採用することができる。 Next, an example of a routine for executing the solid solubility control of the fourth embodiment will be described. An example of this routine is shown in FIG. This routine is a routine that is started every predetermined period. Moreover, as a routine for executing the FC control of the fourth embodiment, the routine shown in FIG. 6 can be adopted.
図7のルーチンが開始されると、始めに、ステップ400において、触媒使用度合Dcatが第2度合Dcatth2よりも大きい(Dcat>Dcatth2)か否かが判別される。ここで、Dcat>Dcatth2であると判別されたときには、ルーチンはステップ401に進む。一方、Dcat>Dcatth2ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ405に進む。
When the routine of FIG. 7 is started, first, at
ステップ401では、活性元素固溶度Dsが目標固溶度Dstよりも小さい(Ds<Dst)か否かが判別される。ここで、Ds<Dstであると判別されたときには、ルーチンはステップ402に進む。一方、Ds<Dstではないと判別されたときには、ルーチンはステップ403に進む。
In
ステップ403では、活性元素固溶度Dsが目標固溶度Dstよりも大きい(Ds>Dst)か否かが判別される。ここで、Ds>Dstであると判別されたときには、ルーチンはステップ404に進む。一方、Ds>Dstではないと判別されたときには、ルーチンはステップ405に進む。
In
ステップ402では、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御され、その後、ルーチンが終了する。また、ステップ404では、触媒流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御され、その後、ルーチンが終了する。また、ステップ405では、触媒流入排気空燃比が理論空燃比に制御され、その後、ルーチンが終了する。
In
なお、上述した実施形態は、火花点火式の内燃機関(いわゆるガソリンエンジン)に本発明を適用した場合の実施形態であるが、本発明は、火花点火式の内燃機関以外の内燃機関、たとえば、圧縮自着火式の内燃機関(いわゆるディーゼルエンジン)でも適用可能である。また、上述した実施形態は、三元触媒に本発明を適用した実施形態であるが、本発明は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるときであっても排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を高い浄化率で浄化することができるいわゆるNOx触媒にも適用可能である。 In addition, although embodiment mentioned above is embodiment at the time of applying this invention to a spark ignition type internal combustion engine (so-called gasoline engine), this invention is internal combustion engines other than a spark ignition type internal combustion engine, for example, The present invention is also applicable to a compression self-ignition internal combustion engine (so-called diesel engine). Further, the above-described embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to a three-way catalyst, but the present invention is when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing in is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. The present invention can also be applied to a so-called NOx catalyst that can purify nitrogen oxide (NOx) in exhaust gas at a high purification rate.
活性元素は、触媒に流入する排気ガス中の上記特定の成分の酸化反応および還元反応の少なくとも一方、または、これら酸化反応および還元反応の両方を活性化する性質を有する元素である。また、活性元素は、触媒の温度(以下、触媒の温度を「触媒温度」という)が或る温度(以下この温度を「所定固溶温度」という)以上であって且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに複合酸化物に固溶し、触媒温度が或る温度(以下この温度を「所定析出温度」という)以上であって且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに複合酸化物から析出する性質を有する。したがって、複合酸化物は、触媒温度が所定固溶温度であって且つ触媒の内部雰囲気が酸化雰囲気であるときに活性元素を固溶させ、触媒温度が所定析出温度以上であって且つ触媒の内部雰囲気が還元雰囲気であるときに活性元素を析出させる性質を有する材料からなる複合酸化物である。したがって、第1実施形態の触媒では、触媒温度が所定固溶温度以上であるときに触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるとき、複合酸化物から析出している活性元素が複合酸化物に固溶し、触媒温度が所定析出温度以上であるときに触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるとき、複合酸化物に固溶している活性元素が複合酸化物から析出する。 The active element is an element having a property of activating at least one of an oxidation reaction and a reduction reaction of the specific component in the exhaust gas flowing into the catalyst, or both of the oxidation reaction and the reduction reaction. Further, the active element has a catalyst temperature (hereinafter referred to as “catalyst temperature”) that is higher than a certain temperature (hereinafter referred to as “predetermined solid solution temperature”) and the internal atmosphere of the catalyst is oxidized. When the atmosphere is an atmosphere, the composite oxide dissolves in the composite oxide. When the catalyst temperature is equal to or higher than a certain temperature (hereinafter, this temperature is referred to as “ predetermined deposition temperature”) and the internal atmosphere of the catalyst is a reducing atmosphere, the composite oxide It has the property to precipitate from. Therefore, the composite oxide dissolves the active element when the catalyst temperature is the predetermined solid solution temperature and the internal atmosphere of the catalyst is the oxidizing atmosphere, and the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined precipitation temperature and the internal temperature of the catalyst. It is a complex oxide made of a material having the property of precipitating active elements when the atmosphere is a reducing atmosphere. Therefore, in the catalyst of the first embodiment, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined solid solution temperature is an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the catalyst is precipitated from the complex oxide. When the active element is dissolved in the composite oxide and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is richer than the stoichiometric air-fuel ratio when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined precipitation temperature, the composite oxidation Active elements that are solid-solved in the material are precipitated from the composite oxide.
Claims (3)
前記内燃機関が燃焼室への燃料の供給を停止する燃料供給停止制御を実行可能であって、前記触媒の温度が予め定められた温度である実行禁止温度以上であるときに前記燃料供給停止制御の実行が禁止されるとともに前記触媒の温度が前記実行禁止温度よりも低いときに前記燃料供給停止制御の実行が許可される場合において、前記触媒の使用度合が予め定められた度合以下である間は前記実行禁止温度がその基準温度よりも低い温度に設定され、
前記内燃機関が燃焼室への燃料の供給量を基準量よりも増量する燃料供給増量制御を実行可能であって、前記触媒の温度が予め定められた温度である実行許可温度以上であるときに前記燃料供給増量制御の実行が許可されるとともに前記触媒の温度が前記実行許可温度よりも低いときに前記燃料供給増量制御の実行が禁止される場合において、前記触媒の使用度合が予め定められた度合以下である間は前記実行許可温度がその基準温度よりも高い温度に設定される内燃機関の排気浄化装置。A catalyst for purifying a component in exhaust gas, the catalyst having an active element that activates an oxidation reaction or a reduction reaction of a component in exhaust gas and a composite oxide supporting the active element in an exhaust passage, When the temperature of the catalyst is equal to or higher than a predetermined solid solution temperature which is a predetermined temperature and the internal atmosphere of the catalyst is an oxidizing atmosphere, the active element is dissolved in the composite oxide, and the temperature of the catalyst is In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine in which the active element is deposited from the complex oxide when the temperature is equal to or higher than a predetermined deposition temperature, which is a predetermined temperature, and the internal atmosphere of the catalyst is a reducing atmosphere,
The fuel supply stop control when the internal combustion engine can execute a fuel supply stop control for stopping the supply of fuel to the combustion chamber, and the temperature of the catalyst is equal to or higher than an execution prohibition temperature that is a predetermined temperature. And when the fuel supply stop control is allowed to be executed when the temperature of the catalyst is lower than the prohibition temperature, the use degree of the catalyst is not more than a predetermined degree. Is set to a temperature at which the prohibition temperature is lower than its reference temperature,
When the internal combustion engine can execute fuel supply increase control for increasing the amount of fuel supplied to the combustion chamber from a reference amount, and the temperature of the catalyst is equal to or higher than an execution permission temperature that is a predetermined temperature. When the execution of the fuel supply increase control is permitted and the execution of the fuel supply increase control is prohibited when the temperature of the catalyst is lower than the execution permission temperature, the degree of use of the catalyst is predetermined. An exhaust purification device for an internal combustion engine in which the execution permission temperature is set to a temperature higher than the reference temperature while the temperature is below the degree.
前記内燃機関が前記燃料供給停止制御を実行可能である場合において、前記予め定められた度合を第1度合と称したとき、前記触媒の使用度合が前記第1度合よりも大きく且つ該第1度合よりも大きい予め定められた度合である第2度合以下である間は前記実行禁止温度がその基準温度よりも高い温度に設定される内燃機関の排気浄化装置。The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
In the case where the internal combustion engine is capable of executing the fuel supply stop control, when the predetermined degree is referred to as a first degree, the usage degree of the catalyst is greater than the first degree and the first degree. An exhaust emission control device for an internal combustion engine, wherein the execution prohibition temperature is set to a temperature higher than a reference temperature while the second execution degree is equal to or less than a second degree that is a predetermined degree greater than the reference temperature.
前記内燃機関が前記燃料供給停止制御を実行可能である場合において、前記触媒の使用度合が前記第2度合よりも大きくなった後は前記活性元素のうち前記複合酸化物に固溶している活性元素の割合を表す活性元素固溶度が目標とする活性元素固溶度である目標固溶度に制御されるように前記触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御し或いは前記触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する内燃機関の排気浄化装置。The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 2,
In the case where the internal combustion engine can execute the fuel supply stop control, the activity of the active element dissolved in the composite oxide after the use degree of the catalyst becomes larger than the second degree. The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio so that the active element solid solubility representing the element ratio is controlled to the target solid solubility that is the target active element solid solubility. An exhaust emission control device for an internal combustion engine, which controls the air-fuel ratio to an air-fuel ratio which is controlled to a fuel ratio or richer than a stoichiometric air-fuel ratio.
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