JP2003049681A - Exhaust purification device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust purification device for internal combustion engineInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、酸素貯蔵能力を有する前置触媒が
NOx触媒の上流に配置された内燃機関の排気浄化装置
において、NOx触媒の浄化能力を低下させることなく
前置触媒の浄化能力を向上させることを課題とする。
【解決手段】本発明は、酸素貯蔵能力を有する前置触媒
46がNOx触媒48より上流に配置され、リッチスパ
イク制御の実行直前に前置触媒46の貯蔵酸素を消費さ
せるべく空燃比低下制御が実行される内燃機関の排気浄
化装置において、リッチスパイク制御の実行期間中に一
時的に排気空燃比を高めるリーンスパイク制御を実行す
ることを特徴としている。
(57) Abstract: An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine in which a pre-catalyst having an oxygen storage capacity is arranged upstream of a NOx catalyst without reducing the purifying performance of the NOx catalyst. It is an object to improve the purification ability of a catalyst. According to the present invention, a pre-catalyst having an oxygen storage capacity is disposed upstream of a NOx catalyst, and an air-fuel ratio reduction control is performed to consume stored oxygen of the pre-catalyst immediately before execution of rich spike control. The exhaust gas purifying device for an internal combustion engine that is executed is characterized in that lean spike control for temporarily increasing the exhaust air-fuel ratio is performed during execution of rich spike control.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】内燃機関の排気浄化装置に関
し、特に、内燃機関の排気系にNOx触媒が設けられる
とともにNOx触媒の上流に酸素吸蔵能力を有する前置
触媒が配置された内燃機関の排気浄化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, and more particularly, to an exhaust gas for an internal combustion engine in which an NOx catalyst is provided in an exhaust system of the internal combustion engine and a front catalyst having an oxygen storage capacity is arranged upstream of the NOx catalyst. Purification device
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車に搭載される内燃機関では、燃料
消費量の低減を図るべく理論空燃比より高い空燃比の混
合気(酸素過剰状態の混合気)を燃焼可能な希薄燃焼式
内燃機関の開発が進められている。これに対応して、希
薄燃焼式内燃機関から排出される窒素酸化物(NOx)
を効率的に浄化する技術、及び、希薄燃焼式内燃機関の
始動時およびまたは始動直後における排気エミッション
を向上させる技術が要求されている。2. Description of the Related Art In an internal combustion engine mounted on an automobile, a lean burn internal combustion engine capable of burning an air-fuel mixture having a higher air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio (oxygen-excessive air-fuel mixture) is used in order to reduce fuel consumption. Development is in progress. Correspondingly, nitrogen oxides (NOx) emitted from the lean-burn internal combustion engine
There is a demand for a technology for efficiently purifying the exhaust gas and a technology for improving exhaust emission at the time of starting the lean-burn internal combustion engine and / or immediately after the starting.
【0003】このような要求に対し、従来では希薄燃焼
式内燃機関の排気通路にNOx触媒を配置するととも
に、そのNOx触媒より上流の排気通路にNOx触媒より
熱容量が小さい前置触媒を配置する技術が提案されてい
る。In response to such demands, conventionally, a NOx catalyst is arranged in the exhaust passage of a lean-burn internal combustion engine, and a front catalyst having a smaller heat capacity than the NOx catalyst is arranged in the exhaust passage upstream of the NOx catalyst. Is proposed.
【0004】上記したような技術としては、例えば、特
開2000−27677号公報に記載されたような希薄
燃焼式内燃機関の排気浄化装置が知られている。As an example of the above technique, there is known an exhaust emission control device for a lean burn internal combustion engine as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-27677.
【0005】前記公報に記載された希薄燃焼式内燃機関
の排気浄化装置は、希薄燃焼式内燃機関の排気通路に吸
蔵還元型NOx触媒が配置されるとともに、その吸蔵還
元型NOx触媒より上流の排気通路に酸素貯蔵能力を有
する三元触媒が配置された排気浄化装置において、リッ
チスパイク操作開始直後の所定期間に排気空燃比をリッ
チスパイク操作時の空燃比より低くする構成されてい
る。In the exhaust gas purification apparatus for a lean burn internal combustion engine described in the above publication, an NOx storage reduction catalyst is arranged in an exhaust passage of the lean combustion internal combustion engine, and exhaust gas upstream of the NOx storage reduction catalyst is disposed. In an exhaust emission control device in which a three-way catalyst having an oxygen storage capacity is arranged in a passage, an exhaust air-fuel ratio is made lower than an air-fuel ratio at the time of rich spike operation in a predetermined period immediately after the start of rich spike operation.
【0006】このように構成された希薄燃焼式内燃機関
の排気浄化装置は、リッチスパイク操作が実質的に開始
される直前に排気の空燃比をリッチスパイク操作時より
低くすることにより、三元触媒に貯蔵されている酸素の
全てを直ちに放出させ、以て吸蔵還元型NOx触媒に流
入する排気の空燃比をリーン空燃比から所望のリッチス
パイク空燃比又は理論空燃比へ遅滞なく切り換えようと
するものである。The lean-burn type internal combustion engine exhaust gas purification apparatus thus constructed is configured so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is made lower than that at the time of rich spike operation immediately before the rich spike operation is substantially started. To immediately release all of the oxygen stored in the air-fuel ratio and to switch the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst from the lean air-fuel ratio to the desired rich spike air-fuel ratio or stoichiometric air-fuel ratio without delay. Is.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな従来の技術は、吸蔵還元型NOx触媒に流入する排
気の空燃比をリーン空燃比から所定のリッチ空燃比又は
理論空燃比へ切り換える際に三元触媒の全ての貯蔵酸素
を放出させるため、リッチスパイク操作中における三元
触媒の酸化能力が低下してしまい、炭化水素(HC)や
一酸化炭素(CO)の浄化率が低下する虞がある。By the way, according to the conventional technique as described above, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst is switched from the lean air-fuel ratio to the predetermined rich air-fuel ratio or the theoretical air-fuel ratio. Since all the stored oxygen of the three-way catalyst is released, the oxidizing ability of the three-way catalyst during the rich spike operation is reduced, and the purification rate of hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) may be reduced. is there.
【0008】更に、リッチスパイク操作の終了後に内燃
機関が理論空燃比で運転されると、三元触媒に酸素を貯
蔵する機会がなくなるため、排気中の炭化水素(HC)
や一酸化炭素(CO)を十分に酸化及び浄化することが
困難となる虞がある。Further, when the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio after the rich spike operation is completed, there is no opportunity to store oxygen in the three-way catalyst, so hydrocarbons (HC) in the exhaust gas are discharged.
It may be difficult to sufficiently oxidize and purify carbon monoxide (CO).
【0009】本発明は、上記したような種々の問題点に
鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気通路に設け
られたNOx触媒と、そのNOx触媒より上流の排気通路
に設けられ酸素貯蔵能力を有する前置触媒とを備えた内
燃機関の排気浄化装置において、NOx触媒の浄化能力
を低下させることなく前置触媒の浄化能力を向上させる
ことが可能な技術を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned various problems, and an NOx catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and an oxygen storage provided in an exhaust passage upstream of the NOx catalyst. It is an object of the present invention to provide a technique capable of improving the purification performance of a pre-catalyst without deteriorating the purification performance of an NOx catalyst in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine equipped with a pre-catalyst having capability. .
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために以下のような手段を採用した。すなわ
ち、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、酸素過剰
状態の混合気を燃焼可能とする内燃機関と、前記内燃機
関の排気通路に設けられ、還元剤の存在下で排気中の窒
素酸化物を浄化するNOx触媒と、前記排気通路におけ
る前記NOx触媒より上流に配置され、酸素吸蔵能力を
有する前置触媒と、前記NOx触媒にて窒素酸化物を浄
化する必要があるときに、排気空燃比を理論空燃比より
低い第1のリッチ空燃比まで低下させるリッチスパイク
制御実行手段と、前記リッチスパイク制御実行手段によ
るリッチスパイク制御の実行前に、排気空燃比を前記第
1のリッチ空燃比より低い第2のリッチ空燃比まで低下
させる空燃比低下制御実行手段と、前記リッチスパイク
制御実行手段によるリッチスパイク制御の実行期間中に
一時的に排気空燃比を高めるリーンスパイク制御実行手
段と、を備えている。The present invention adopts the following means in order to solve the above problems. That is, an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is provided with an internal combustion engine capable of combusting an air-fuel mixture in an oxygen excess state, an exhaust passage of the internal combustion engine, and nitrogen oxidation in the exhaust gas in the presence of a reducing agent. A NOx catalyst for purifying substances, a pre-catalyst arranged upstream of the NOx catalyst in the exhaust passage and having an oxygen storage capacity, and an exhaust gas when it is necessary to purify nitrogen oxides by the NOx catalyst. A rich spike control executing means for reducing the fuel ratio to a first rich air-fuel ratio lower than the stoichiometric air-fuel ratio, and an exhaust air-fuel ratio from the first rich air-fuel ratio before the rich spike control executing means executes the rich spike control. The air-fuel ratio reduction control executing means for decreasing the air-fuel ratio to the second low rich air-fuel ratio, and the exhaust air temporarily during the execution period of the rich spike control by the rich spike control executing means. It includes a lean spike control execution means for increasing the ratio, a.
【0011】この内燃機関の排気浄化装置は、酸素貯蔵
能力を有する前置触媒がNOx触媒より上流に配置さ
れ、リッチスパイク制御の実行直前に前置触媒の貯蔵酸
素を消費させるべく空燃比低下制御が実行される内燃機
関の排気浄化装置において、リッチスパイク制御の実行
期間中に一時的に排気空燃比を高めることを最大の特徴
としている。In this exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, a precatalyst having an oxygen storage capacity is arranged upstream of the NOx catalyst, and immediately before the rich spike control is executed, the air-fuel ratio lowering control is performed so as to consume the stored oxygen of the precatalyst. The greatest feature of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine in which is performed is to temporarily increase the exhaust air-fuel ratio during the execution period of the rich spike control.
【0012】かかる内燃機関の排気浄化装置では、NO
x触媒にて窒素酸化物(NOx)を浄化するときに、先ず
空燃比低下制御実行手段が排気空燃比をリッチスパイク
制御実行時の空燃比(第1のリッチ空燃比)より更に低
い第2のリッチ空燃比まで低下させる。このとき、前置
触媒に貯蔵されている酸素が直ちに消費される。In such an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, NO
When purifying nitrogen oxides (NOx) by the x catalyst, first, the air-fuel ratio reduction control execution means sets the exhaust air-fuel ratio to the second air-fuel ratio lower than the air-fuel ratio (first rich air-fuel ratio) during the rich spike control. Reduce to rich air-fuel ratio. At this time, the oxygen stored in the precatalyst is immediately consumed.
【0013】続いて、リッチスパイク制御実行手段が排
気空燃比を第1のリッチ空燃比まで低下させる。この時
点では、前置触媒に貯蔵されていた酸素の全てが既に消
費されているため、前置触媒から酸素が放出されず、前
置触媒から排出される排気の空燃比が第1のリッチ空燃
比と略一致するようになる。この結果、第1のリッチ空
燃比の排気がNOx触媒に流入することになり、NOx触
媒は窒素酸化物(NOx)を好適に浄化可能となる。Then, the rich spike control execution means reduces the exhaust air-fuel ratio to the first rich air-fuel ratio. At this point, since all of the oxygen stored in the precatalyst has already been consumed, oxygen is not released from the precatalyst and the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the precatalyst is the first rich air-fuel ratio. It comes to almost match the fuel ratio. As a result, the exhaust gas of the first rich air-fuel ratio will flow into the NOx catalyst, and the NOx catalyst will be able to suitably purify nitrogen oxides (NOx).
【0014】一方、リーンスパイク制御実行手段は、リ
ッチスパイク制御の実行期間中において、排気の空燃比
を一時的に高くする。On the other hand, the lean spike control execution means temporarily increases the air-fuel ratio of the exhaust gas during the rich spike control execution period.
【0015】この場合、前置触媒には一時的に空燃比の
高い排気、言い換えれば酸素濃度の高い排気が流入する
ため、前置触媒の酸素貯蔵能力が機能するようになる。
その結果、前置触媒の酸化能力が活性し、排気中の炭化
水素(HC)や一酸化炭素(CO)などが前置触媒によ
って酸化及び浄化されることになる。In this case, since the exhaust gas having a high air-fuel ratio, that is, the exhaust gas having a high oxygen concentration, temporarily flows into the precatalyst, the oxygen storage capacity of the precatalyst comes to function.
As a result, the oxidizing ability of the precatalyst is activated, and hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas are oxidized and purified by the precatalyst.
【0016】尚、リーンスパイク制御実行手段によるリ
ーンスパイク制御は、リッチスパイク制御の実行期間中
に一回のみ実行されるようにしてもよく、若しくは所定
時間毎に複数回実行されるようにしてもよい。また、リ
ーンスパイク制御実行手段は、排気中に含まれる酸素量
が前置触媒の酸素貯蔵能力を越えない範囲内で排気の空
燃比を高めるようにすることが好ましい。これは、リー
ンスパイク制御の実行により排気中の酸素量が前置触媒
の酸素貯蔵能力を超えると、前置触媒が貯蔵しきれない
余剰の酸素が該前置触媒から流出してしまい、NOx触
媒に流入する排気の空燃比が不要に高くなる虞があるか
らである。The lean spike control by the lean spike control executing means may be executed only once during the execution period of the rich spike control, or may be executed a plurality of times at predetermined time intervals. Good. Further, the lean spike control execution means preferably increases the air-fuel ratio of the exhaust gas within a range in which the amount of oxygen contained in the exhaust gas does not exceed the oxygen storage capacity of the precatalyst. This is because if the amount of oxygen in the exhaust exceeds the oxygen storage capacity of the precatalyst due to the execution of lean spike control, excess oxygen that cannot be stored in the precatalyst will flow out from the precatalyst, and the NOx catalyst will be exhausted. This is because there is a risk that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the engine will become unnecessarily high.
【0017】次に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置は、前述した課題を解決するために以下のような手段
を採用してもよい。すなわち、本発明に係る内燃機関の
排気浄化装置は、酸素過剰状態の混合気を燃焼可能とす
る内燃機関と、前記内燃機関の排気通路に配置され、還
元剤の存在下で排気中の窒素酸化物を浄化するNOx触
媒と、前記NOx触媒より上流の排気通路に配置され、
酸素吸蔵能力を有する前置触媒と、前記NOx触媒にて
窒素酸化物を浄化させるときに、排気空燃比を理論空燃
比より低くするリッチスパイク制御実行手段と、前記リ
ッチスパイク制御実行手段によるリッチスパイク制御の
実行後に前記内燃機関が理論空燃比以下の空燃比で運転
される場合は、リッチスパイク制御の実行が終了した時
点で排気空燃比を一時的に理論空燃比より高くするリー
ンスパイク制御実行手段と、を備えるようにしてもよ
い。Next, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention may employ the following means in order to solve the above-mentioned problems. That is, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is an internal combustion engine capable of burning an air-fuel mixture in an oxygen excess state, and is disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine, and nitrogen oxidation in the exhaust gas in the presence of a reducing agent is performed. A NOx catalyst for purifying substances, and an exhaust passage upstream of the NOx catalyst,
A pre-catalyst having an oxygen storage capacity, a rich spike control execution means for reducing an exhaust air-fuel ratio below a stoichiometric air-fuel ratio when purifying nitrogen oxides by the NOx catalyst, and a rich spike control by the rich spike control execution means. When the internal combustion engine is operated at an air-fuel ratio equal to or less than the stoichiometric air-fuel ratio after execution of the control, lean spike control execution means for temporarily increasing the exhaust air-fuel ratio above the theoretical air-fuel ratio when the execution of the rich spike control is completed. And may be provided.
【0018】この内燃機関の排気浄化装置は、酸素貯蔵
能力を有する前置触媒がNOx触媒より上流に配置され
た内燃機関の排気浄化装置において、リッチスパイク制
御の実行が終了したときに内燃機関が理論空燃比で運転
される場合は、リッチスパイク制御の実行が終了した時
点で排気空燃比を一時的にリーン空燃比とすることを最
大の特徴としている。This exhaust gas purification device for an internal combustion engine is an exhaust gas purification device for an internal combustion engine in which a front catalyst having an oxygen storage capacity is arranged upstream of a NOx catalyst, and when the execution of the rich spike control is completed, the internal combustion engine is When operating at the stoichiometric air-fuel ratio, the greatest feature is that the exhaust air-fuel ratio is temporarily set to the lean air-fuel ratio when the execution of the rich spike control ends.
【0019】かかる内燃機関の排気浄化装置では、リッ
チスパイク制御実行手段がリッチスパイク制御を実行し
た後に内燃機関が理論空燃比で運転される場合に、リー
ンスパイク制御実行手段は、リッチスパイク制御の実行
終了時に排気空燃比を一時的に理論空燃比より高くす
る。In such an exhaust emission control system for an internal combustion engine, when the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio after the rich spike control executing means executes the rich spike control, the lean spike control executing means executes the rich spike control. At the end, the exhaust air-fuel ratio is temporarily made higher than the theoretical air-fuel ratio.
【0020】ここで、リッチスパイク制御が実行された
後に内燃機関が理論空燃比で運転されると、前置触媒に
酸素を貯蔵する機会がなくなるため、内燃機関が理論空
燃比で運転されているときの前置触媒の酸化能力が低下
する虞があるが、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装
置では、リッチスパイク制御の実行が終了した時点で排
気空燃比が理論空燃比より高くされるため、その時点で
前置触媒に酸素が貯蔵されることになり、その後に内燃
機関が理論空燃比で運転されても前置触媒の酸化能力が
低下することがない。When the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio after the rich spike control is executed, there is no opportunity to store oxygen in the precatalyst, so the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio. There is a possibility that the oxidizing ability of the pre-catalyst at this time is reduced, in the exhaust gas purification device of the internal combustion engine according to the present invention, since the exhaust air-fuel ratio is made higher than the theoretical air-fuel ratio at the time when the execution of the rich spike control is completed. At that time, oxygen is stored in the precatalyst, and even if the internal combustion engine is subsequently operated at the stoichiometric air-fuel ratio, the oxidizing ability of the precatalyst does not decrease.
【0021】尚、リーンスパイク制御実行手段は、排気
中に含まれる酸素量が前置触媒の酸素貯蔵能力を越えな
い範囲内で排気の空燃比を高めるようにすることが好ま
しい。これは、リーンスパイク制御の実行により排気中
の酸素量が前置触媒の酸素貯蔵能力を超えると、前置触
媒が貯蔵しきれない余剰の酸素が該前置触媒から流出し
てしまい、NOx触媒に流入する排気の空燃比が不要に
高くなる虞があるからである。The lean spike control execution means preferably increases the air-fuel ratio of the exhaust gas within a range in which the amount of oxygen contained in the exhaust gas does not exceed the oxygen storage capacity of the precatalyst. This is because if the amount of oxygen in the exhaust exceeds the oxygen storage capacity of the precatalyst due to the execution of lean spike control, excess oxygen that cannot be stored in the precatalyst will flow out from the precatalyst, and the NOx catalyst will be exhausted. This is because there is a risk that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the engine will become unnecessarily high.
【0022】また、本発明におけるNOx触媒として
は、流入排気の空燃比がリーン空燃比であるときは排気
中の窒素酸化物(NOx)を吸蔵し、流入排気の空燃比
が理論空燃比以下であるときは吸蔵していた窒素酸化物
(NOx)を放出しつつ窒素(N2)に還元する吸蔵還元
型NOx触媒や、流入排気の酸素濃度が高く且つ還元剤
が存在するときに排気中の窒素酸化物(NOx)を還元
又は分解する選択還元型NOx触媒等を例示することが
できる。Further, the NOx catalyst of the present invention stores nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is a lean air-fuel ratio and keeps the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas below the stoichiometric air-fuel ratio. Occlusion-reduction type NOx catalysts that reduce the stored nitrogen oxides (NOx) to nitrogen (N 2 ) at the same time, and when the inflowing exhaust gas has a high oxygen concentration and a reducing agent is present in the exhaust gas. Examples thereof include a selective reduction type NOx catalyst that reduces or decomposes nitrogen oxides (NOx).
【0023】また、本発明におけるリッチスパイク制御
の実行方法としては、筒内直接噴射型の内燃機関であれ
ば膨張行程又は排気行程の気筒の燃料噴射弁から燃焼に
寄与しない燃料を噴射させる方法、排気ポートや排気通
路に燃料添加ノズルを取り付けて排気中に燃料を添加す
る方法などを例示することができる。As a method of executing the rich spike control in the present invention, in the case of a direct injection type internal combustion engine, a method of injecting a fuel that does not contribute to combustion from a fuel injection valve of a cylinder in an expansion stroke or an exhaust stroke, A method of attaching a fuel addition nozzle to the exhaust port or the exhaust passage to add fuel into the exhaust gas can be exemplified.
【0024】また、リッチスパイク制御の実行期間中に
リーンスパイク制御を実行する方法としては、上記した
ような燃料噴射弁や燃料添加ノズル等からの燃料の噴射
又は添加を停止する方法や排気中に二次空気を添加する
方法等を例示することができ、リッチスパイク制御の実
行終了時にリーンスパイク制御を実行する方法として
は、排気中に二次空気を供給する方法などを例示するこ
とができる。Further, as a method for executing the lean spike control during the execution period of the rich spike control, a method for stopping the injection or addition of the fuel from the fuel injection valve, the fuel addition nozzle or the like as described above or during the exhaust is performed. A method of adding secondary air can be exemplified, and a method of executing lean spike control at the end of execution of rich spike control can be exemplified by a method of supplying secondary air into exhaust gas.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて
説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Specific embodiments of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0026】<実施の形態1>先ず、本発明に係る内燃
機関の排気浄化装置の第1の実施態様について図1〜図
5に基づいて説明する。<First Embodiment> First, a first embodiment of an exhaust purification system for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0027】図1は、本発明を適用する内燃機関とその
吸排気系の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機
関1は、複数の気筒21を備えるとともに、各気筒21
内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁32を具備した4サ
イクルの筒内噴射式ガソリンエンジンである。FIG. 1 is a diagram showing a schematic structure of an internal combustion engine to which the present invention is applied and an intake / exhaust system thereof. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 includes a plurality of cylinders 21 and each cylinder 21
This is a four-cycle cylinder injection gasoline engine equipped with a fuel injection valve 32 that directly injects fuel.
【0028】前記内燃機関1は、複数の気筒21及び冷
却水路1cが形成されたシリンダブロック1bと、この
シリンダブロック1bの上部に固定されたシリンダヘッ
ド1aとを備えている。The internal combustion engine 1 comprises a cylinder block 1b having a plurality of cylinders 21 and a cooling water passage 1c formed therein, and a cylinder head 1a fixed to the upper portion of the cylinder block 1b.
【0029】前記シリンダブロック1bには、機関出力
軸であるクランクシャフト23が回転自在に支持され、
このクランクシャフト23は、各気筒21内に摺動自在
に装填されたピストン22とコネクティングロッドを介
して連結されている。A crankshaft 23, which is an engine output shaft, is rotatably supported on the cylinder block 1b,
The crankshaft 23 is connected to a piston 22 slidably mounted in each cylinder 21 via a connecting rod.
【0030】前記ピストン22の上方には、ピストン2
2の頂面とシリンダヘッド1aの壁面とに囲まれた燃焼
室24が形成されている。前記シリンダヘッド1aに
は、燃焼室24に臨むよう点火栓25が取り付けられ、
この点火栓25には、該点火栓25に駆動電流を印加す
るためのイグナイタ25aが接続されている。Above the piston 22, the piston 2
A combustion chamber 24 surrounded by the top surface of No. 2 and the wall surface of the cylinder head 1a is formed. A spark plug 25 is attached to the cylinder head 1a so as to face the combustion chamber 24,
An igniter 25a for applying a drive current to the spark plug 25 is connected to the spark plug 25.
【0031】前記シリンダヘッド1aには、2つの吸気
ポート26の開口端と2つの排気ポート27の開口端と
が燃焼室24に臨むよう形成されるとともに、その噴孔
が燃焼室24に臨むよう燃料噴射弁32が取り付けられ
ている。In the cylinder head 1a, the open ends of the two intake ports 26 and the open ends of the two exhaust ports 27 are formed so as to face the combustion chamber 24, and their injection holes face the combustion chamber 24. A fuel injection valve 32 is attached.
【0032】前記シリンダヘッド1aには、その噴孔が
排気ポート27に望むよう二次空気噴射ノズル53が取
り付けられている。この二次空気噴射ノズル53は、図
示しないエアポンプと接続され、該エアポンプから供給
される二次空気を前記排気ポート27内へ供給するもの
である。A secondary air injection nozzle 53 is attached to the cylinder head 1a so that its injection hole can be seen in the exhaust port 27. The secondary air injection nozzle 53 is connected to an air pump (not shown) and supplies the secondary air supplied from the air pump into the exhaust port 27.
【0033】前記吸気ポート26の各開口端は、シリン
ダヘッド1aに進退自在に支持された吸気弁28によっ
て開閉されるようになっており、これら吸気弁28は、
シリンダヘッド1aに回転自在に支持されたインテーク
側カムシャフト30によって進退駆動されるようになっ
ている。Each open end of the intake port 26 is adapted to be opened and closed by an intake valve 28 which is supported by the cylinder head 1a so as to be able to move back and forth.
The intake side camshaft 30 rotatably supported by the cylinder head 1a drives the cylinder head 1a to move back and forth.
【0034】前記排気ポート27の各開口端は、シリン
ダヘッド1aに進退自在に支持された排気弁29により
開閉されるようになっており、これら排気弁29は、シ
リンダヘッド1aに回転自在に支持されたエキゾースト
側カムシャフト31により進退駆動されるようになって
いる。Each opening end of the exhaust port 27 is opened and closed by an exhaust valve 29 which is supported by the cylinder head 1a so as to be movable back and forth. The exhaust valves 29 are rotatably supported by the cylinder head 1a. The exhaust side camshaft 31 is driven to move back and forth.
【0035】前記インテーク側カムシャフト30及び前
記エキゾースト側カムシャフト31は、図示しないタイ
ミングベルトを介してクランクシャフト23と連結され
ている。The intake side camshaft 30 and the exhaust side camshaft 31 are connected to the crankshaft 23 via a timing belt (not shown).
【0036】各気筒21に連通する2つの吸気ポート2
6のうちの一方の吸気ポート26は、シリンダヘッド1
a外壁に形成された開口端から燃焼室24に臨む開口端
へ向かって直線状に形成された流路を有するストレート
ポートで構成され、他方の吸気ポート26は、シリンダ
ヘッド1a外壁の開口端から燃焼室24の開口端へ向か
って、気筒21の軸方向と垂直な面において旋回するよ
う形成された流路を有するヘリカルポートで構成されて
いる。Two intake ports 2 communicating with each cylinder 21
The intake port 26 of one of the
a straight port having a linear flow path from the opening end formed on the outer wall to the opening end facing the combustion chamber 24, the other intake port 26 is formed from the opening end on the outer wall of the cylinder head 1a. It is configured by a helical port having a flow path formed so as to swirl toward the open end of the combustion chamber 24 in a plane perpendicular to the axial direction of the cylinder 21.
【0037】前記した各吸気ポート26は、シリンダヘ
ッド1aに取り付けられた吸気枝管33の各枝管と連通
している。Each intake port 26 described above communicates with each branch pipe of the intake branch pipe 33 attached to the cylinder head 1a.
【0038】前記吸気枝管33において、各気筒21に
対応した2つの吸気ポート26のうちのストレートポー
トと連通する枝管には、その枝管内の流量を調節するス
ワールコントロールバルブ37が設けられている。In the intake branch pipe 33, a branch pipe communicating with the straight port of the two intake ports 26 corresponding to each cylinder 21 is provided with a swirl control valve 37 for adjusting the flow rate in the branch pipe. There is.
【0039】前記スワールコントロールバルブ37に
は、ステッパモータ等からなり、印加電流の大きさに応
じてスワールコントロールバルブ37を開閉駆動するS
CV用アクチュエータ37aと、スワールコントロール
バルブ37の開度に対応した電気信号を出力するSCV
ポジションセンサ37bとが取り付けられている。The swirl control valve 37 is composed of a stepper motor or the like, and is used to open / close the swirl control valve 37 according to the magnitude of the applied current.
CV actuator 37a and SCV that outputs an electrical signal corresponding to the opening degree of the swirl control valve 37
A position sensor 37b is attached.
【0040】前記吸気枝管33は、サージタンク34に
接続されており、そのサージタンク34には、吸気管3
5が接続されている。吸気管35は、吸気中の塵や埃等
を取り除くためのエアクリーナ36と接続されている。The intake branch pipe 33 is connected to a surge tank 34, and the surge tank 34 has the intake pipe 3 connected thereto.
5 is connected. The intake pipe 35 is connected to an air cleaner 36 for removing dust and the like in the intake air.
【0041】前記吸気管35には、該吸気管35内を流
れる新気の流量を調節するスロットル弁39が設けられ
ている。前記スロットル弁39には、ステッパモータ等
からなり、印加電流の大きさに応じて該スロットル弁3
9を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ40と、
該スロットル弁39の開度に対応した電気信号を出力す
るスロットルポジションセンサ41とが取り付けられて
いる。The intake pipe 35 is provided with a throttle valve 39 for adjusting the flow rate of fresh air flowing through the intake pipe 35. The throttle valve 39 is composed of a stepper motor or the like, and the throttle valve 3 is connected according to the magnitude of the applied current.
A throttle actuator 40 for opening and closing 9;
A throttle position sensor 41 that outputs an electric signal corresponding to the opening of the throttle valve 39 is attached.
【0042】前記スロットル弁39には、アクセルペダ
ル42に連動して回転するアクセルレバー(図示せず)
が併設され、このアクセルレバーには、アクセルレバー
の回転位置(アクセルペダル42の踏み込み量)に対応
した電気信号を出力するアクセルポジションセンサ43
が取り付けられている。The throttle valve 39 has an accelerator lever (not shown) which rotates in conjunction with the accelerator pedal 42.
An accelerator position sensor 43 that outputs an electric signal corresponding to the rotational position of the accelerator lever (the depression amount of the accelerator pedal 42) is attached to the accelerator lever.
Is attached.
【0043】前記スロットル弁39より上流の吸気管3
5には、吸気管35内を流れる新気の質量(吸入空気質
量)に対応した電気信号を出力するエアフローメータ4
4が取り付けられる。Intake pipe 3 upstream of the throttle valve 39
An air flow meter 4 for outputting an electric signal corresponding to the mass of fresh air (intake air mass) flowing in the intake pipe 35
4 is attached.
【0044】一方、前記内燃機関1の各排気ポート27
は、前記シリンダヘッド1aに取り付けられた排気枝管
45の各枝管と連通している。前記排気枝管45は、本
発明に係る前置触媒としての三元触媒46に接続されて
いる。On the other hand, each exhaust port 27 of the internal combustion engine 1
Communicate with each branch pipe of the exhaust branch pipe 45 attached to the cylinder head 1a. The exhaust branch pipe 45 is connected to a three-way catalyst 46 as a pre-catalyst according to the present invention.
【0045】前記した三元触媒46は、例えば、排気の
流れ方向に沿う貫通孔を複数有するよう格子状に形成さ
れたコージェライトからなるセラミック担体と、セラミ
ック担体の表面にコーティングされた触媒層とから構成
されている。The above-mentioned three-way catalyst 46 includes, for example, a ceramic carrier made of cordierite formed in a lattice shape having a plurality of through holes extending in the exhaust flow direction, and a catalyst layer coated on the surface of the ceramic carrier. It consists of
【0046】前記触媒層は、例えば、多数の細孔を有す
る多孔質のアルミナ(Al2O3)の表面に白金−ロジウ
ム(Pt−Rh)系の貴金属触媒物質を担持させて形成
されている。The catalyst layer is formed, for example, by supporting a platinum-rhodium (Pt-Rh) -based noble metal catalyst substance on the surface of porous alumina (Al 2 O 3 ) having a large number of pores. .
【0047】更に、三元触媒46の触媒層には、貴金属
触媒物質に加えてセリウム(Ce)等の金属成分が担持
されている。この場合、三元触媒46は、該三元触媒4
6に流入する排気の空燃比が理論空燃比より高いとき
(すなわち排気空燃比がリーン空燃比であるとき)は、
セリウムが排気中の酸素(O2)と結合して酸化セリウ
ム(セリア)を形成することを利用して酸素(O2)を
貯蔵し、該三元触媒46に流入する排気の空燃比が理論
空燃比以下のとき(すなわち排気空燃比が理論空燃比又
はリッチ空燃比であるとき)は、酸化セリウムが酸素
(O2)と金属セリウム(Ce)とに分解されることを
利用して酸素(O2)を放出する、いわゆる酸素貯蔵能
力(OSC)を有することになる。Furthermore, in the catalyst layer of the three-way catalyst 46, a metal component such as cerium (Ce) is supported in addition to the noble metal catalyst substance. In this case, the three-way catalyst 46 is the three-way catalyst 4
When the air-fuel ratio of the exhaust flowing into 6 is higher than the theoretical air-fuel ratio (that is, when the exhaust air-fuel ratio is the lean air-fuel ratio),
By utilizing the fact that cerium combines with oxygen (O 2 ) in the exhaust gas to form cerium oxide (ceria), oxygen (O 2 ) is stored, and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 46 is theoretical. When the air-fuel ratio is lower than the air-fuel ratio (that is, when the exhaust air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio), oxygen (O 2 ) and metal cerium (Ce) are decomposed into oxygen ( It has a so-called oxygen storage capacity (OSC), which releases O 2 ).
【0048】上記したように構成された三元触媒46
は、所定の活性温度(例えば、300°)以上のときに
活性し、流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍の所定
範囲(触媒浄化ウィンド)内にあると、排気に含まれる
炭化水素(HC)及び一酸化炭素(CO)を排気中の酸
素(O2)と反応させて水(H2O)及び二酸化炭素(C
O2)へ酸化すると同時に、排気中の窒素酸化物(NO
x)を排気中の炭化水素(HC)及び一酸化炭素(C
O)と反応させて水(H2O)、二酸化炭素(CO2)、
窒素(N2)へ還元する。Three way catalyst 46 constructed as described above
Is activated at a temperature equal to or higher than a predetermined activation temperature (for example, 300 °), and if the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is within a predetermined range (catalyst purification window) near the stoichiometric air-fuel ratio, hydrocarbons contained in the exhaust gas ( HC) and carbon monoxide (CO) react with oxygen (O 2 ) in the exhaust gas to produce water (H 2 O) and carbon dioxide (C).
At the same time as it is oxidized to O 2 ), nitrogen oxides (NO
x) is exhausted hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (C
O) to react with water (H 2 O), carbon dioxide (CO 2 ),
Reduce to nitrogen (N 2 ).
【0049】前記した三元触媒46には、排気管47が
接続され、その排気管47は下流にて図示しないマフラ
ーと接続されている。前記排気管47の途中には、本発
明に係るNOx触媒としての吸蔵還元型NOx触媒48が
配置されている。An exhaust pipe 47 is connected to the above-mentioned three-way catalyst 46, and the exhaust pipe 47 is connected downstream to a muffler (not shown). A storage-reduction type NOx catalyst 48 as a NOx catalyst according to the present invention is arranged in the middle of the exhaust pipe 47.
【0050】前記吸蔵還元型NOx触媒48は、例え
ば、上流側の端部が開放され且つ下流側の端部が閉塞さ
れた流路と、上流側の端部が閉塞され且つ下流側の端部
が開放された流路とがハニカム状をなすよう交互に配置
された担体と、各流路の壁面に担持されたNOx吸収剤
とから構成されている。The storage reduction type NOx catalyst 48 has, for example, a flow path in which the upstream end is open and the downstream end is closed, and the upstream end is closed and the downstream end is closed. It is composed of a carrier in which the channels open to each other are alternately arranged so as to form a honeycomb shape, and the NOx absorbent loaded on the wall surface of each channel.
【0051】前記担体は、例えば、多孔質のセラミック
で構成されている。前記NOx吸収剤としては、カリウ
ム(K)、ナトリウム(Na)、リチウム(Li)、あ
るいはセシウム(Cs)等のアルカリ金属と、バリウム
(Ba)やカルシウム(Ca)等のアルカリ土類と、ラ
ンタン(La)やイットリウム(Y)等の希土類とから
選択された少なくとも1つと、白金(Pt)等の貴金属
類とから成るものを例示することができる。The carrier is made of, for example, a porous ceramic. Examples of the NOx absorbent include alkali metals such as potassium (K), sodium (Na), lithium (Li), and cesium (Cs), alkaline earth metals such as barium (Ba) and calcium (Ca), and lanthanum. An example is one that includes at least one selected from rare earths such as (La) and yttrium (Y), and a noble metal such as platinum (Pt).
【0052】このように構成された吸蔵還元型NOx触
媒48は、該吸蔵還元型NOx触媒48に流入する排気
の空燃比がリーン空燃比であるときは、排気中の窒素酸
化物(NOx)がNOx吸収剤に吸収され、該吸蔵還元型
NOx触媒48に流入する排気の酸素濃度が低下したと
きは、NOx吸収剤に吸収されていた窒素酸化物(NO
x)が放出される。その際、吸蔵還元型NOx触媒48内
に還元剤が存在していれば、前記NOx吸収剤から放出
された窒素酸化物(NOx)が還元剤と反応して窒素
(N2)に還元及び浄化される。When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the storage-reduction type NOx catalyst 48 is a lean air-fuel ratio, the NOx catalyst 48 of the storage reduction type constructed as described above produces nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas. When the oxygen concentration of the exhaust gas, which is absorbed by the NOx absorbent and flows into the NOx storage reduction catalyst 48, decreases, the nitrogen oxides (NO
x) is released. At that time, if a reducing agent is present in the NOx storage reduction catalyst 48, the nitrogen oxide (NOx) released from the NOx absorbent reacts with the reducing agent to reduce and purify nitrogen (N 2 ). To be done.
【0053】前記排気枝管45には、該排気枝管45内
を流れる排気の空燃比、言い換えれば三元触媒46に流
入する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する第1
空燃比センサ49aが取り付けられ、前記吸蔵還元型N
Ox触媒48より上流の排気管47には、該排気管47
内を流れる排気の空燃比、言い換えれば、吸蔵還元型N
Ox触媒48に流入する排気の空燃比に対応した電気信
号を出力する第2空燃比センサ49bが取り付けられて
いる。A first electric signal is output to the exhaust branch pipe 45 in accordance with the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing in the exhaust branch pipe 45, in other words, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 46.
The air-fuel ratio sensor 49a is attached to the storage reduction type N.
The exhaust pipe 47 upstream of the Ox catalyst 48 is connected to the exhaust pipe 47.
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing inside, in other words, the storage reduction type N
A second air-fuel ratio sensor 49b that outputs an electric signal corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the Ox catalyst 48 is attached.
【0054】また、内燃機関1は、クランクシャフト2
3の端部に取り付けられたタイミングロータ51aとタ
イミングロータ51a近傍のシリンダブロック1bに取
り付けられた電磁ピックアップ51bとからなるクラン
クポジションセンサ51と、内燃機関1の内部に形成さ
れた冷却水路1cを流れる冷却水の温度を検出すべくシ
リンダブロック1bに取り付けられた水温センサ52と
を備えている。Further, the internal combustion engine 1 has a crankshaft 2
A crank position sensor 51 consisting of a timing rotor 51a attached to the end of No. 3 and an electromagnetic pickup 51b attached to a cylinder block 1b near the timing rotor 51a, and a cooling water passage 1c formed inside the internal combustion engine 1 A water temperature sensor 52 attached to the cylinder block 1b to detect the temperature of the cooling water is provided.
【0055】このように構成された内燃機関1には、該
内燃機関1の運転状態を制御するための電子制御ユニッ
ト(Electronic Control Unit:ECU、以下ECUと
称する)20が併設されている。An electronic control unit (ECU, hereinafter referred to as ECU) 20 for controlling the operating state of the internal combustion engine 1 is installed in the internal combustion engine 1 thus constructed.
【0056】前記ECU20には、SCVポジションセ
ンサ37b、スロットルポジションセンサ41、アクセ
ルポジションセンサ43、エアフローメータ44、第1
空燃比センサ49a、第2空燃比センサ49b、クラン
クポジションセンサ51、及び水温センサ52等の各種
センサが電気配線を介して接続され、各センサの出力信
号が前記ECU20に入力されるようになっている。The ECU 20 includes an SCV position sensor 37b, a throttle position sensor 41, an accelerator position sensor 43, an air flow meter 44, and a first
Various sensors such as the air-fuel ratio sensor 49a, the second air-fuel ratio sensor 49b, the crank position sensor 51, and the water temperature sensor 52 are connected via electrical wiring, and the output signal of each sensor is input to the ECU 20. There is.
【0057】前記ECU20には、イグナイタ25a、
燃料噴射弁32、SCV用アクチュエータ37a、スロ
ットル用アクチュエータ40、二次空気噴射ノズル53
等が電気配線を介して接続され、ECU20が各種セン
サの出力信号値をパラメータとしてイグナイタ25a、
燃料噴射弁32、SCV用アクチュエータ37a、スロ
ットル用アクチュエータ40、二次空気噴射ノズル53
を制御することが可能になっている。The ECU 20 includes an igniter 25a,
Fuel injection valve 32, SCV actuator 37a, throttle actuator 40, secondary air injection nozzle 53
Etc. are connected via electrical wiring, and the ECU 20 uses the output signal values of various sensors as parameters to igniter 25a,
Fuel injection valve 32, SCV actuator 37a, throttle actuator 40, secondary air injection nozzle 53
Can be controlled.
【0058】ここで、ECU20は、図5に示すよう
に、双方向性バス200によって相互に接続されたCP
U201とROM202とRAM203とバックアップ
RAM204と入力ポート205と出力ポート206と
を備えるとともに、前記入力ポート205に接続された
A/Dコンバータ(A/D)207を備えている。Here, as shown in FIG. 5, the ECU 20 connects the CPs connected to each other by the bidirectional bus 200.
A U 201, a ROM 202, a RAM 203, a backup RAM 204, an input port 205, an output port 206, and an A / D converter (A / D) 207 connected to the input port 205.
【0059】前記入力ポート205は、クランクポジシ
ョンセンサ51のようにデジタル信号形式の信号を出力
するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をC
PU201あるいはRAM203へ送信する。The input port 205 inputs the output signals of a sensor that outputs a digital signal format signal such as the crank position sensor 51, and outputs those output signals to C
It is transmitted to the PU 201 or the RAM 203.
【0060】前記入力ポート205は、SCVポジショ
ンセンサ37b、スロットルポジションセンサ41、ア
クセルポジションセンサ43、エアフローメータ44、
第1空燃比センサ49a、第2空燃比センサ49b、水
温センサ52のようにアナログ信号形式の信号を出力す
るセンサの出力信号をA/D207を介して入力し、そ
れらの出力信号をCPU201やRAM203へ送信す
る。The input port 205 includes an SCV position sensor 37b, a throttle position sensor 41, an accelerator position sensor 43, an air flow meter 44,
Output signals of sensors that output analog signal format signals such as the first air-fuel ratio sensor 49a, the second air-fuel ratio sensor 49b, and the water temperature sensor 52 are input via the A / D 207, and those output signals are output to the CPU 201 and the RAM 203. Send to.
【0061】前記出力ポート206は、前記CPU20
1から出力される制御信号をイグナイタ25a、燃料噴
射弁32、SCV用アクチュエータ37a、スロットル
用アクチュエータ40、あるいは二次空気噴射ノズル5
3へ送信する。The output port 206 is connected to the CPU 20.
The control signal output from the igniter 25a, the fuel injection valve 32, the SCV actuator 37a, the throttle actuator 40, or the secondary air injection nozzle 5
Send to 3.
【0062】前記ROM202は、燃料噴射量を決定す
るための燃料噴射量制御ルーチン、燃料噴射時期を決定
するための燃料噴射時期制御ルーチン、点火時期を決定
するための点火時期制御ルーチン、スワールコントロー
ルバルブ(SCV)37の開度を制御するためのSCV
制御ルーチン、スロットル弁39の開度を制御するため
のスロットル制御ルーチン等の既知のアプリケーション
プログラムに加え、本発明の要旨となるリッチスパイク
制御ルーチンを記憶している。The ROM 202 includes a fuel injection amount control routine for determining the fuel injection amount, a fuel injection timing control routine for determining the fuel injection timing, an ignition timing control routine for determining the ignition timing, and a swirl control valve. (SCV) SCV for controlling the opening of 37
In addition to known application programs such as a control routine and a throttle control routine for controlling the opening of the throttle valve 39, a rich spike control routine which is the gist of the present invention is stored.
【0063】前記ROM202は、前記したアプリケー
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記した制御マップは、例えば、内燃機関1の運
転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マッ
プ、内燃機関1の運転状態と燃料噴射時期との関係を示
す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関1の運転状態と点
火時期との関係を示す点火時期制御マップ、内燃機関1
の運転状態とスワールコントロールバルブ(SCV)3
7の開度との関係を示すSCV開度制御マップ、内燃機
関1の運転状態とスロットル弁39との関係を示すスロ
ットル開度制御マップ等である。The ROM 202 stores various control maps in addition to the application programs described above. The control map described above is, for example, a fuel injection amount control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the fuel injection amount, a fuel injection timing control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the fuel injection timing, Ignition timing control map showing relationship between operating state of internal combustion engine 1 and ignition timing, internal combustion engine 1
Operating status and swirl control valve (SCV) 3
7 is an SCV opening control map showing the relationship with the opening of No. 7 and a throttle opening control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the throttle valve 39.
【0064】前記RAM203は、各センサの出力信号
やCPU201の演算結果等を記憶する。前記演算結果
は、例えば、クランクポジションセンサ51の出力信号
に基づいて算出される機関回転数等である。前記RAM
203に記憶される各種のデータは、クランクポジショ
ンセンサ51が信号を出力する度に最新のデータに書き
換えられる。The RAM 203 stores the output signal of each sensor, the calculation result of the CPU 201, and the like. The calculation result is, for example, the engine speed calculated based on the output signal of the crank position sensor 51. RAM
The various data stored in 203 are rewritten to the latest data each time the crank position sensor 51 outputs a signal.
【0065】前記バックアップRAM204は、内燃機
関1の運転停止後もデータを保持する不揮発性のメモリ
である。The backup RAM 204 is a non-volatile memory that retains data even after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped.
【0066】前記CPU201は、前記ROM202に
記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作
し、燃料噴射制御、点火制御、SCV制御、スロットル
制御、あるいはリッチスパイク制御などの各種制御を実
行する。The CPU 201 operates according to an application program stored in the ROM 202 and executes various controls such as fuel injection control, ignition control, SCV control, throttle control, rich spike control and the like.
【0067】例えば、CPU201は、クランクポジシ
ョンセンサ51、アクセルポジションセンサ43、ある
いはエアフローメータ44等の出力信号値をパラメータ
として内燃機関1の負荷を判別する。For example, the CPU 201 determines the load of the internal combustion engine 1 using the output signal value of the crank position sensor 51, the accelerator position sensor 43, the air flow meter 44 or the like as a parameter.
【0068】CPU201は、内燃機関1の負荷に応じ
て、SCV用アクチュエータ37a、スロットル用アク
チュエータ40、燃料噴射弁32、及び点火栓25を制
御することにより、リーン度合いの高い混合気による成
層燃焼運転と、リーン度合いの低い混合気による均質リ
ーン燃焼運転と、理論空燃比以下の混合気による均質燃
焼運転とを切り換える。The CPU 201 controls the SCV actuator 37a, the throttle actuator 40, the fuel injection valve 32, and the spark plug 25 in accordance with the load of the internal combustion engine 1 to perform stratified charge combustion operation with a lean mixture. And a homogeneous lean combustion operation using a lean air-fuel mixture and a homogeneous combustion operation using an air-fuel mixture having a stoichiometric ratio or less.
【0069】ここで、内燃機関1が成層燃焼運転状態又
は均質リーン燃焼運転状態にあるとき、言い換えれば内
燃機関1が希薄燃焼運転されているときは、内燃機関1
から排出される排気の空燃比がリーン空燃比となるた
め、三元触媒46が排気中の窒素酸化物(NOx)を十
分に浄化することができない。これに対し、本実施の形
態では、三元触媒46の下流に吸蔵還元型NOx触媒4
8が配置されているため、三元触媒46で浄化しきれな
かった窒素酸化物(NOx)が吸蔵還元型NOx触媒48
に吸蔵され、大気中に放出されることがない。Here, when the internal combustion engine 1 is in the stratified charge combustion operation state or the homogeneous lean combustion operation state, in other words, when the internal combustion engine 1 is in the lean burn operation state, the internal combustion engine 1
Since the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the engine becomes a lean air-fuel ratio, the three-way catalyst 46 cannot sufficiently purify nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas. On the other hand, in the present embodiment, the NOx storage reduction catalyst 4 is provided downstream of the three-way catalyst 46.
Since NO. 8 is arranged, the nitrogen oxides (NOx) that could not be purified by the three-way catalyst 46 are stored and reduced NOx catalyst 48.
It is stored in and is not released into the atmosphere.
【0070】ところで、吸蔵還元型NOx触媒48のN
Ox吸蔵能力には限りがあるため、内燃機関1の希薄燃
焼運転が長期間継続されると、吸蔵還元型NOx触媒4
8のNOx吸蔵能力が飽和してしまい、排気中の窒素酸
化物(NOx)が吸蔵還元型NOx触媒48にて除去され
ずに大気中に放出されることになる。By the way, the N of the NOx storage reduction catalyst 48 is
Since the Ox storage capacity is limited, if the lean burn operation of the internal combustion engine 1 is continued for a long time, the NOx storage reduction catalyst 4
The NOx storage capacity of No. 8 is saturated, and the nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas is not removed by the storage reduction type NOx catalyst 48 and is released into the atmosphere.
【0071】これに対し、CPU201は、内燃機関1
が希薄燃焼運転されているときは、所定時間毎に排気の
空燃比を所定のリッチ空燃比(以下、第1のリッチ空燃
比と称する)とすべくリッチスパイク制御を実行する。On the other hand, the CPU 201 determines that the internal combustion engine 1
During the lean-burn operation, the rich spike control is executed to set the air-fuel ratio of the exhaust gas to a predetermined rich air-fuel ratio (hereinafter referred to as the first rich air-fuel ratio) every predetermined time.
【0072】リッチスパイク制御の具体的な実行方法と
しては、膨張行程若しくは排気行程にある気筒21の燃
料噴射弁32から燃料に寄与しない燃料(副燃料)を噴
射させる方法、内燃機関1の排気ポートや排気通路に専
用の燃料噴射弁を取り付け、その燃料噴射弁から燃料を
噴射させる方法などを例示することができるが、本実施
の形態では、排気行程中の気筒21の燃料噴射弁32か
ら副燃料を噴射させる方法を例に挙げて説明する。As a specific method of executing the rich spike control, a method of injecting a fuel (auxiliary fuel) which does not contribute to the fuel from the fuel injection valve 32 of the cylinder 21 in the expansion stroke or the exhaust stroke, the exhaust port of the internal combustion engine 1 It is possible to exemplify a method in which a dedicated fuel injection valve is attached to the exhaust passage and the fuel is injected from the fuel injection valve. However, in the present embodiment, from the fuel injection valve 32 of the cylinder 21 during the exhaust stroke, A method of injecting fuel will be described as an example.
【0073】その際、CPU201は、第1空燃比セン
サ49aの出力信号値が所望の第1のリッチ空燃比とな
るように、燃料噴射弁32から噴射される副燃料量を制
御する、所謂リッチスパイクフィードバック制御を実行
するようにしてもよい。At this time, the CPU 201 controls the amount of auxiliary fuel injected from the fuel injection valve 32 so that the output signal value of the first air-fuel ratio sensor 49a becomes the desired first rich air-fuel ratio, so-called rich. The spike feedback control may be executed.
【0074】このような方法によりリッチスパイク制御
が実行されると、内燃機関1から排出される排気の空燃
比がリーン空燃比と第1のリッチ空燃比とを短い周期で
交互に繰り返すようになる。この場合、リーン空燃比の
排気と第1のリッチ空燃比の排気とが短い周期で交互に
吸蔵還元型NOx触媒48へ流入することになる。When the rich spike control is executed by such a method, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 alternates between the lean air-fuel ratio and the first rich air-fuel ratio in a short cycle. . In this case, the lean air-fuel ratio exhaust gas and the first rich air-fuel ratio exhaust gas flow into the NOx storage reduction catalyst 48 alternately in a short cycle.
【0075】その結果、吸蔵還元型NOx触媒48が窒
素酸化物(NOx)の吸蔵と放出・還元とを交互に繰り
返すことになるため、内燃機関1の希薄燃焼運転が長期
間継続される場合であっても吸蔵還元型NOx触媒48
のNOx吸蔵能力が飽和することがない。As a result, the NOx storage reduction catalyst 48 alternately repeats occlusion and release / reduction of nitrogen oxide (NOx), so that the lean burn operation of the internal combustion engine 1 is continued for a long period of time. Even if there is NOx storage reduction catalyst 48
The NOx storage capacity of is never saturated.
【0076】また、吸蔵還元型NOx触媒48より上流
の排気通路には、酸素貯蔵力を有する三元触媒46が配
置されているため、リッチスパイク制御の実行によって
排気空燃比が第1のリッチ空燃比にされると、三元触媒
46に貯蔵されていた酸素が該三元触媒46から放出さ
れることになる。Further, since the three-way catalyst 46 having an oxygen storage capacity is arranged in the exhaust passage upstream of the NOx storage reduction catalyst 48, the rich spike control is executed to make the exhaust air-fuel ratio the first rich air-fuel ratio. When the fuel ratio is set, the oxygen stored in the three-way catalyst 46 is released from the three-way catalyst 46.
【0077】上記したように三元触媒46から貯蔵酸素
が放出されると、三元触媒46から流出した排気の空燃
比、言い換えれば、吸蔵還元型NOx触媒48に流入す
る排気の空燃比は、前記第1のリッチ空燃比より高い空
燃比となる。このため、吸蔵還元型NOx触媒48は、
貯蔵している窒素酸化物(NOx)の全てを還元・浄化
することができなくなる虞がある。When the stored oxygen is released from the three-way catalyst 46 as described above, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 46, in other words, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the storage reduction type NOx catalyst 48 becomes The air-fuel ratio becomes higher than the first rich air-fuel ratio. Therefore, the NOx storage reduction catalyst 48 is
There is a risk that all of the stored nitrogen oxides (NOx) cannot be reduced / purified.
【0078】そこで、CPU201は、リッチスパイク
制御を実行する直前に、排気の空燃比を前記第1のリッ
チ空燃比より低い第2のリッチ空燃比まで低下させる空
燃比低下制御を実行する。この空燃比低下制御の実行方
法としては、前述したリッチスパイク制御と同様の方法
を例示することができる。但し、その際に燃料噴射弁3
2から噴射される副燃料量は、リッチスパイク制御実行
時の副燃料量より多くされる。Therefore, immediately before executing the rich spike control, the CPU 201 executes the air-fuel ratio reduction control for decreasing the exhaust air-fuel ratio to the second rich air-fuel ratio lower than the first rich air-fuel ratio. As a method of executing this air-fuel ratio reduction control, the same method as the rich spike control described above can be exemplified. However, at that time, the fuel injection valve 3
The amount of sub fuel injected from 2 is made larger than the amount of sub fuel at the time of executing the rich spike control.
【0079】上記したような空燃比低下制御がリッチス
パイク制御の実行直前に実行されると、三元触媒46に
は、第2のリッチ空燃比の排気が流入する。その際、第
2のリッチ空燃比は、通常のリッチスパイク制御に係る
第1のリッチ空燃比より低く設定されるため、三元触媒
46に貯蔵されていた酸素の全てが速やかに放出され
る。When the air-fuel ratio reduction control as described above is executed immediately before the execution of the rich spike control, the exhaust gas of the second rich air-fuel ratio flows into the three-way catalyst 46. At that time, the second rich air-fuel ratio is set lower than the first rich air-fuel ratio related to the normal rich spike control, so that all of the oxygen stored in the three-way catalyst 46 is promptly released.
【0080】空燃比低下制御に続いてリッチスパイク制
御が実行されると、三元触媒46には第1のリッチス空
燃比の排気が流入することになる。その時点では、三元
触媒46に酸素が貯蔵されていないため、三元触媒46
から流出する排気の空燃比は、第1のリッチ空燃比と略
一致する。When the rich spike control is executed subsequent to the air-fuel ratio lowering control, the exhaust gas of the first rich air-fuel ratio flows into the three-way catalyst 46. At that time, since oxygen is not stored in the three-way catalyst 46, the three-way catalyst 46
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the air-fuel ratio substantially matches the first rich air-fuel ratio.
【0081】この結果、吸蔵還元型NOx触媒48に
は、第1のリッチ空燃比の排気が流入することになり、
吸蔵還元型NOx触媒48に吸蔵されていた窒素酸化物
(NOx)が好適に還元及び浄化されるようになる。As a result, the exhaust gas of the first rich air-fuel ratio will flow into the NOx storage reduction catalyst 48.
The nitrogen oxides (NOx) stored in the storage-reduction type NOx catalyst 48 are appropriately reduced and purified.
【0082】一方、上記したような空燃比低下制御とリ
ッチスパイク制御が連続して実行されると、空燃比低下
制御の実行開始時点からリッチスパイク制御の実行終了
時点までの期間において、三元触媒46の酸素貯蔵能力
が機能しないため、三元触媒46による炭化水素(H
C)や一酸化炭素(CO)の酸化能力が低下し、排気エ
ミッションが悪化してしまう場合がある。On the other hand, when the air-fuel ratio lowering control and the rich spike control as described above are continuously executed, the three-way catalyst is activated during the period from the start of the execution of the air-fuel ratio lowering control to the end of the execution of the rich spike control. Since the oxygen storage capacity of 46 does not function, hydrocarbons (H
C) and carbon monoxide (CO) may have a reduced oxidizing ability, which may deteriorate exhaust emission.
【0083】これに対し、CPU201は、リッチスパ
イク制御の実行期間中において排気の空燃比を一時的に
高めるリーンスパイク制御を実行する。On the other hand, the CPU 201 executes lean spike control for temporarily increasing the air-fuel ratio of the exhaust gas during the rich spike control execution period.
【0084】リーンスパイク制御の実行方法としては、
リッチスパイク制御実行時に燃料噴射弁32から噴射さ
れる副燃料量を一時的に減量する方法、もしくはリッチ
スパイク制御実行中に二次空気噴射ノズル53から一時
的に二次空気を噴射させる方法などを例示することがで
きる。As a method of executing lean spike control,
A method of temporarily reducing the amount of auxiliary fuel injected from the fuel injection valve 32 during execution of the rich spike control, a method of temporarily injecting secondary air from the secondary air injection nozzle 53 during execution of the rich spike control, and the like are available. It can be illustrated.
【0085】具体的には、CPU201は、リッチスパ
イク制御の実行期間中において、図3、図4に示される
ように、所定時間毎に二次空気噴射ノズル53から二次
空気を噴射させる。Specifically, during execution of the rich spike control, the CPU 201 causes the secondary air injection nozzle 53 to inject secondary air at predetermined time intervals, as shown in FIGS.
【0086】その際、リッチスパイクフィードバック制
御の目標中心空燃比は、図3に示されるように第1のリ
ッチ空燃比より高く且つ理論空燃比より低く設定される
ようにしてもよく、又は図4に示されるように理論空燃
比に設定されるようにしてもよい。但し、二次空気噴射
ノズル53から一回に噴射される二次空気の量は、二次
空気供給後の排気に含まれる酸素量が三元触媒46の酸
素貯蔵能力を超えないように設定されることが好まし
い。これは、二次空気供給後の排気に含まれる酸素量が
三元触媒46の酸素貯蔵能力を越えると、三元触媒46
により貯蔵しきれない酸素が該三元触媒46から流出
し、吸蔵還元型NOx触媒48に流入する排気の空燃比
が所望の第1のリッチ空燃比より高くなる虞があるから
である。At this time, the target center air-fuel ratio of the rich spike feedback control may be set higher than the first rich air-fuel ratio and lower than the theoretical air-fuel ratio, as shown in FIG. 3, or FIG. The stoichiometric air-fuel ratio may be set as shown in FIG. However, the amount of secondary air injected from the secondary air injection nozzle 53 at one time is set so that the amount of oxygen contained in the exhaust gas after the secondary air is supplied does not exceed the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 46. Preferably. This is because when the amount of oxygen contained in the exhaust gas after the supply of the secondary air exceeds the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 46, the three-way catalyst 46.
This is because oxygen that cannot be stored due to the three-way catalyst 46 flows out, and the air-fuel ratio of the exhaust gas that flows into the NOx storage reduction catalyst 48 may become higher than the desired first rich air-fuel ratio.
【0087】このようなリーンスパイク制御がリッチス
パイク制御の実行期間中に実行されると、三元触媒46
に酸素過剰状態の排気が流入するため、三元触媒46が
酸素を貯蔵することが可能となる。その結果、三元触媒
46の酸化能力が活性し、排気中の炭化水素(HC)や
一酸化炭素(CO)を好適に酸化及び浄化することが可
能となる。When such lean spike control is executed during the execution period of the rich spike control, the three-way catalyst 46
Since the exhaust gas in the oxygen excess state flows into the three-way catalyst 46, it becomes possible for the three-way catalyst 46 to store oxygen. As a result, the oxidation capacity of the three-way catalyst 46 is activated, and it becomes possible to oxidize and purify hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas.
【0088】以下、本実施の形態におけるリッチスパイ
ク制御について具体的に説明する。CPU201は、内
燃機関1が希薄燃焼運転されている状況下において、所
定の周期でリッチスパイク制御を実行する。その際、C
PU201は、図5に示すようなリッチスパイク制御ル
ーチンに従ってリッチスパイク制御を実行することにな
る。The rich spike control in the present embodiment will be specifically described below. The CPU 201 executes the rich spike control in a predetermined cycle under the condition that the internal combustion engine 1 is in the lean burn operation. At that time, C
PU201 will perform rich spike control according to the rich spike control routine as shown in FIG.
【0089】前記したリッチスパイク制御ルーチンは、
予めROM202に記憶されているルーチンであり、C
PU201によって所定時間毎(例えば、クランクポジ
ションセンサ51がパルス信号を出力する度)に繰り返
し実行されるルーチンである。The rich spike control routine described above is
This is a routine stored in advance in the ROM 202, and C
This is a routine that is repeatedly executed by the PU 201 every predetermined time (for example, every time the crank position sensor 51 outputs a pulse signal).
【0090】図5に示されるリッチスパイク制御ルーチ
ンにおいて、CPU201は、先ずS501において内
燃機関1が希薄燃焼運転されているか否か、具体的に
は、内燃機関1が成層燃焼運転又は均質リーン燃焼運転
されているか否かを判別する。In the rich spike control routine shown in FIG. 5, the CPU 201 first determines in S501 whether the internal combustion engine 1 is in the lean burn operation, specifically, the internal combustion engine 1 is in the stratified charge combustion operation or the homogeneous lean burn operation. Is determined.
【0091】前記S501において内燃機関1が希薄燃
焼運転されていないと判定された場合、言い換えれば、
内燃機関1が理論空燃比以下の混合気により均質燃焼運
転されていると判定された場合は、CPU201は、リ
ッチスパイク制御を実行する必要がないとみなし、本ル
ーチンの実行を終了する。When it is determined in S501 that the internal combustion engine 1 is not in the lean burn operation, in other words,
When it is determined that the internal combustion engine 1 is in the homogeneous combustion operation with the air-fuel mixture having the stoichiometric ratio or less, the CPU 201 determines that it is not necessary to execute the rich spike control, and ends the execution of this routine.
【0092】一方、前記S501において内燃機関1が
希薄燃焼運転されていると判定された場合は、CPU2
01は、S502へ進み、リッチスパイク制御実行条件
が成立しているか否かを判別する。On the other hand, if it is determined in S501 that the internal combustion engine 1 is in the lean burn operation, the CPU 2
In step 01, the process proceeds to step S502, and it is determined whether the rich spike control execution condition is satisfied.
【0093】上記したリッチスパイク制御実行条件とし
ては、例えば、吸蔵還元型NOx触媒48が活性状態に
ある、前回のリッチスパイク制御実行時からの経過時間
が所定時間以上である等の条件を例示することができ
る。Examples of the rich spike control execution conditions described above include conditions in which the NOx storage reduction catalyst 48 is in an active state, the elapsed time from the previous execution of the rich spike control is a predetermined time or more, and the like. be able to.
【0094】上記したようなリッチスパイク制御実行条
件が成立していると判定された場合は、CPU201
は、S503へ進み、排気の空燃比を前記した第2のリ
ッチ空燃比まで低下させるべく空燃比低下制御を実行す
る。具体的には、CPU201は、排気行程中の気筒2
1の燃料噴射弁32から副燃料を噴射させる。When it is determined that the rich spike control execution condition as described above is satisfied, the CPU 201
Advances to S503, and executes air-fuel ratio reduction control to reduce the air-fuel ratio of exhaust gas to the above-described second rich air-fuel ratio. Specifically, the CPU 201 controls the cylinder 2 in the exhaust stroke.
The auxiliary fuel is injected from the fuel injection valve 32 of No. 1.
【0095】S504では、CPU201は、空燃比低
下制御カウンタを起動する。この空燃比低下制御カウン
タは、空燃比低下制御の実行開始時点からの経過時間を
計時するカウンタであり、例えば、CPU201に内蔵
されたレジスタ等で構成される。In S504, the CPU 201 activates the air-fuel ratio reduction control counter. The air-fuel ratio reduction control counter is a counter that measures the elapsed time from the start of execution of the air-fuel ratio reduction control, and is configured by, for example, a register incorporated in the CPU 201.
【0096】S505では、CPU201は、空燃比低
下制御カウンタの値が所定の空燃比低下制御実行時間:
T1以上であるか否かを判別する。前記空燃比低下制御
実行時間:T1は、第2のリッチ空燃比の排気が三元触
媒46に流入している条件下で、三元触媒46が貯蔵酸
素の全てを放出するまでに要する時間である。In S505, the CPU 201 determines that the value of the air-fuel ratio reduction control counter is the predetermined air-fuel ratio reduction control execution time:
It is determined whether T1 or more. The air-fuel ratio reduction control execution time: T1 is the time required for the three-way catalyst 46 to release all of the stored oxygen under the condition that the exhaust gas having the second rich air-fuel ratio flows into the three-way catalyst 46. is there.
【0097】前記S505において空燃比低下制御カウ
ンタの値が前記空燃比低下制御実行時間:T1未満であ
ると判定された場合は、CPU201は、三元触媒46
が貯蔵酸素の全てを未だ放出していないとみなし、空燃
比低下制御の実行を継続する。If it is determined in S505 that the value of the air-fuel ratio reduction control counter is less than the air-fuel ratio reduction control execution time: T1, the CPU 201 determines that the three-way catalyst 46
Considers that all of the stored oxygen has not yet been released, and continues the air-fuel ratio reduction control.
【0098】一方、前記S505において空燃比低下制
御カウンタの値が前記空燃比低下制御実行時間:T1以
上であると判定された場合は、CPU201は、三元触
媒46が貯蔵酸素の全てを既に放出したとみなし、S5
06へ進む。On the other hand, when it is determined in S505 that the value of the air-fuel ratio reduction control counter is the air-fuel ratio reduction control execution time: T1 or more, the CPU 201 causes the three-way catalyst 46 to release all the stored oxygen. S5
Proceed to 06.
【0099】S506では、CPU201は、空燃比低
下制御からリッチスパイク制御へ制御を移行する。具体
的には、CPU201は、排気の空燃比を第2のリッチ
空燃比から第1のリッチ空燃比まで高めるべく副燃料の
噴射量を減量する。In S506, the CPU 201 shifts the control from the air-fuel ratio lowering control to the rich spike control. Specifically, the CPU 201 reduces the injection amount of the auxiliary fuel so as to increase the air-fuel ratio of the exhaust gas from the second rich air-fuel ratio to the first rich air-fuel ratio.
【0100】S507では、CPU201は、リッチス
パイク制御カウンタとリーンスパイク制御カウンタを起
動する。前記リッチスパイク制御カウンタは、リッチス
パイク制御の実行開始時点からの経過時間を計時するカ
ウンタである。一方、前記リーンスパイク制御カウンタ
は、前回のリーンスパイク制御の実行が終了した時点か
らの経過時間を計時するカウンタであるが、リッチスパ
イク制御の実行開始後に初めて起動される場合はリッチ
スパイク制御の実行開始時点からの経過時間を計時す
る。In S507, the CPU 201 activates the rich spike control counter and the lean spike control counter. The rich spike control counter is a counter that counts the elapsed time from the start of execution of the rich spike control. On the other hand, the lean spike control counter is a counter that counts the elapsed time from the end of the previous execution of the lean spike control, but if it is activated for the first time after the execution of the rich spike control is performed, the rich spike control is performed. Time elapsed from the start.
【0101】S508では、CPU201は、リーンス
パイク制御カウンタの値が所定のリーンスパイク制御実
行間隔:T2以上であるか否かを判別する。In S508, the CPU 201 determines whether or not the value of the lean spike control counter is equal to or greater than a predetermined lean spike control execution interval: T2.
【0102】前記S508においてリーンスパイク制御
カウンタの値が前記リーンスパイク制御実行間隔:T2
未満であると判定された場合は、CPU201は、前記
S508以降の処理を再度実行する。In step S508, the value of the lean spike control counter is the lean spike control execution interval: T2.
When it is determined that it is less than, the CPU 201 re-executes the processing from S508.
【0103】一方、前記S508においてリーンスパイ
ク制御カウンタの値が前記リーンスパイク制御実行間
隔:T2以上であると判定された場合は、CPU201
は、S509へ進み、リーンスパイク制御を実行する。
具体的には、CPU201は、二次空気噴射ノズル53
から所定量の二次空気を噴射させる。この場合、内燃機
関1から排出される排気の空燃比が一時的に高まるた
め、排気中に含まれる酸素が三元触媒46に貯蔵され、
若しくは三元触媒46において排気中の炭化水素(H
C)や一酸化炭素(CO)を酸化させる。On the other hand, if it is determined in S508 that the value of the lean spike control counter is greater than or equal to the lean spike control execution interval: T2, the CPU 201
Advances to S509 to execute lean spike control.
Specifically, the CPU 201 controls the secondary air injection nozzle 53.
To inject a predetermined amount of secondary air. In this case, since the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 temporarily increases, the oxygen contained in the exhaust gas is stored in the three-way catalyst 46,
Alternatively, in the three-way catalyst 46, hydrocarbons (H
C) and carbon monoxide (CO) are oxidized.
【0104】前記したようなリーンスパイク制御を実行
し終えると、CPU201は、S510へ進み、リーン
スパイク制御カウンタを再起動する。この場合、リーン
スパイク制御カウンタは、リーンスパイク制御の実行終
了時点からの経過時間を計時することになる。When the execution of the lean spike control as described above is completed, the CPU 201 proceeds to S510 and restarts the lean spike control counter. In this case, the lean spike control counter measures the elapsed time from the end of execution of the lean spike control.
【0105】S511では、CPU201は、リッチス
パイク制御カウンタの値が所定のリッチスパイク制御実
行時間:T3以上に達したか否かを判別する。In S511, the CPU 201 determines whether or not the value of the rich spike control counter has reached a predetermined rich spike control execution time: T3 or more.
【0106】前記S511においてリッチスパイク制御
カウンタの値が前記リッチスパイク制御実行時間:T3
未満であると判定された場合は、CPU201は、前述
したS508以降の処理を繰り返し実行する。この場
合、リッチスパイク制御の実行が継続されるとともに、
リーンスパイク制御が前記リーンスパイク制御実行間
隔:T2置きに繰り返し実行されることになる。In S511, the value of the rich spike control counter is the rich spike control execution time: T3.
When it is determined that it is less than, the CPU 201 repeatedly executes the above-described processing of S508 and thereafter. In this case, while the rich spike control continues to be executed,
The lean spike control is repeatedly executed at the lean spike control execution interval T2.
【0107】一方、前記S511においてリッチスパイ
ク制御カウンタの値が前記リッチスパイク制御実行時
間:T3以上であると判定された場合は、CPU201
は、S512へ進み、リッチスパイク制御の実行を終了
する。すなわち、CPU201は、燃料噴射弁32から
の副燃料の噴射を停止する。On the other hand, if it is determined in S511 that the value of the rich spike control counter is the rich spike control execution time: T3 or more, the CPU 201
Advances to S512 and ends the execution of the rich spike control. That is, the CPU 201 stops the injection of the sub fuel from the fuel injection valve 32.
【0108】S513では、CPU201は、前述した
空燃比低下制御カウンタ、リッチスパイク制御カウン
タ、及びリーンスパイク制御カウンタの値を全てリセッ
トする。In S513, the CPU 201 resets all the values of the air-fuel ratio reduction control counter, the rich spike control counter, and the lean spike control counter described above.
【0109】このようにCPU201がリッチスパイク
制御ルーチンを実行することにより、前述した図3及び
図4の説明で述べたように、リッチスパイク制御の実行
期間中において所定時間おきに排気の空燃比が高められ
ることになる。As described above with reference to FIGS. 3 and 4, the CPU 201 executes the rich spike control routine, so that the air-fuel ratio of the exhaust gas increases at predetermined intervals during the rich spike control execution period. Will be raised.
【0110】この結果、リッチスパイク制御の実行期間
中においても三元触媒46の酸素貯蔵能力を機能させる
ことが可能となり、三元触媒46の酸化能力を活性させ
て排気中の炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)を好
適に酸化及び浄化することが可能となる。As a result, the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 46 can be made to function even during the execution of the rich spike control, and the oxidation capacity of the three-way catalyst 46 is activated so that the hydrocarbon (HC) in the exhaust gas can be activated. It is possible to oxidize and purify carbon monoxide (CO).
【0111】更に、一回のリーンスパイク制御によって
排気中に供給される二次空気の量は、二次空気供給後の
排気に含まれる酸素量が三元触媒46の酸素貯蔵能力を
越えないように設定されるため、吸蔵還元型NOx触媒
48に流入する排気の空燃比が不要に高くなることがな
く、吸蔵還元型NOx触媒48における窒素酸化物(N
Ox)の浄化率が不要に低下することもない。Furthermore, the amount of secondary air supplied to the exhaust gas by one lean spike control is such that the amount of oxygen contained in the exhaust gas after the secondary air is supplied does not exceed the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 46. Therefore, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 48 does not become unnecessarily high, and the nitrogen oxides (N
The purification rate of Ox) does not unnecessarily decrease.
【0112】従って、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置によれば、リッチスパイク制御実行期間にお
いて、窒素酸化物(NOx)の浄化率を低下させること
なく炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)の浄化率を
向上させることが可能となる。Therefore, according to the exhaust purification system of the internal combustion engine of the present embodiment, during the rich spike control execution period, hydrocarbons (HC) and monoxide are reduced without reducing the purification rate of nitrogen oxides (NOx). It is possible to improve the purification rate of carbon (CO).
【0113】<実施の形態2>次に、本発明に係る内燃
機関の排気浄化装置の第2の実施態様について図6〜図
7に基づいて説明する。ここでは前述した第1の実施の
形態と異なる構成について説明し、同様の構成について
は説明を省略する。<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the exhaust purification system for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 7. Here, the configuration different from that of the first embodiment described above will be described, and the description of the same configuration will be omitted.
【0114】本実施の形態と前述した第1の実施の形態
との相違点は、前述した第1の実施の形態がリッチスパ
イク制御の実行期間中にリーンスパイク制御を実行する
のに対し、本実施の形態ではリッチスパイク制御の実行
終了後に内燃機関1が理論空燃比の混合気で運転される
場合において、リッチスパイク制御の実行が終了した時
点でリーンスパイク制御を実行する点にある。The difference between this embodiment and the above-described first embodiment is that the first embodiment described above executes lean spike control during the execution period of rich spike control. In the embodiment, in the case where the internal combustion engine 1 is operated with the air-fuel mixture of the stoichiometric air-fuel ratio after the execution of the rich spike control, the lean spike control is executed when the execution of the rich spike control is completed.
【0115】ここで、排気空燃比低下制御及びリッチス
パイク制御の実行後に直ちに内燃機関1が理論空燃比の
混合気で運転されると(以下、内燃機関1が理論空燃比
の混合気で運転されることをストイキ運転と称する)、
排気空燃比低下制御の実行開始時点から内燃機関1のス
トイキ運転の終了時点までの期間において、三元触媒4
6の酸素貯蔵能力が機能せず、ストイキ運転時における
炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)の浄化率が低下
する虞がある。Here, immediately after the exhaust air-fuel ratio lowering control and the rich spike control are executed, the internal combustion engine 1 is operated with the air-fuel mixture having the theoretical air-fuel ratio (hereinafter, the internal combustion engine 1 is operated with the air-fuel mixture having the theoretical air-fuel ratio). This is called stoichiometric operation),
During the period from the execution start time of the exhaust air-fuel ratio reduction control to the end time of the stoichiometric operation of the internal combustion engine 1, the three-way catalyst 4
The oxygen storage capacity of No. 6 does not function, and the purification rate of hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) during stoichiometric operation may decrease.
【0116】そこで、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置では、リッチスパイク制御の実行完了後に内
燃機関1がストイキ運転される場合には、図6に示され
るように、リッチスパイク制御の実行が完了した時点で
リーンスパイク制御が実行されるようにした。Therefore, in the exhaust emission control system for an internal combustion engine according to the present embodiment, when the internal combustion engine 1 is stoichiometrically operated after the completion of the rich spike control, as shown in FIG. The lean spike control is executed when the execution is completed.
【0117】リーンスパイク制御の具体的な実行方法と
しては、前述した第1の実施の形態と同様に二次空気噴
射ノズル53から二次空気を噴射させる方法を例示する
ことができる。As a concrete execution method of the lean spike control, a method of injecting secondary air from the secondary air injection nozzle 53 can be exemplified as in the first embodiment described above.
【0118】その際、二次空気噴射ノズル53から噴射
される二次空気量は、二次空気供給後の排気に含まれる
酸素量が三元触媒46の酸素貯蔵能力を超えないように
設定され、好ましくは二次空気供給後の排気に含まれる
酸素量が酸素貯蔵能力以下且つ酸素貯蔵能力の半分以上
となるようにする。At this time, the amount of secondary air injected from the secondary air injection nozzle 53 is set so that the amount of oxygen contained in the exhaust gas after the secondary air is supplied does not exceed the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 46. It is preferable that the amount of oxygen contained in the exhaust gas after the secondary air is supplied is less than or equal to the oxygen storage capacity and half or more of the oxygen storage capacity.
【0119】これは、二次空気供給後の排気に含まれる
酸素量が過剰に少なくなると、ストイキ運転時において
三元触媒46が排気中の炭化水素(HC)や一酸化炭素
(CO)などを十分に酸化及び浄化することができなく
なる虞があるからである。This is because when the amount of oxygen contained in the exhaust gas after the secondary air supply becomes excessively small, the three-way catalyst 46 removes hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas during stoichiometric operation. This is because there is a risk that it will not be able to be sufficiently oxidized and purified.
【0120】このように、リッチスパイク制御の実行完
了後に内燃機関1がストイキ運転される場合において、
リッチスパイク制御の実行が完了した時点でリーンスパ
イク制御が実行されると、内燃機関1がストイキ運転さ
れる前に三元触媒46が十分な量の酸素を貯蔵すること
ができるため、ストイキ運転時における炭化水素(H
C)や一酸化炭素(CO)の浄化率を向上させることが
可能となる。As described above, in the case where the internal combustion engine 1 is stoichiometrically operated after the completion of the execution of the rich spike control,
When the lean spike control is executed at the time when the execution of the rich spike control is completed, the three-way catalyst 46 can store a sufficient amount of oxygen before the internal combustion engine 1 is operated in the stoichiometric state, so that the stoichiometric operation is performed. Hydrocarbons (H
It is possible to improve the purification rate of C) and carbon monoxide (CO).
【0121】以下、本実施の形態におけるリッチスパイ
ク制御について具体的に説明する。CPU201は、リ
ッチスパイク制御を実行するにあたり、図7に示すよう
なリッチスパイク制御ルーチンを実行する。このリッチ
スパイク制御ルーチンは、予めROM202に記憶され
ているルーチンであり、CPU201によって所定時間
毎(例えば、クランクポジションセンサ51がパルス信
号を出力する度)に繰り返し実行されるルーチンであ
る。The rich spike control in the present embodiment will be specifically described below. When executing the rich spike control, the CPU 201 executes a rich spike control routine as shown in FIG. 7. This rich spike control routine is a routine stored in the ROM 202 in advance, and is a routine that is repeatedly executed by the CPU 201 every predetermined time (for example, every time the crank position sensor 51 outputs a pulse signal).
【0122】図7に示されるリッチスパイク制御ルーチ
ンにおいて、CPU201は、先ずS701において内
燃機関1が希薄燃焼運転されているか否かを判別する。In the rich spike control routine shown in FIG. 7, the CPU 201 first determines in S701 whether the internal combustion engine 1 is in the lean burn operation.
【0123】前記S701において内燃機関1が希薄燃
焼運転されていないと判定された場合は、CPU201
は、リッチスパイク制御を実行する必要がないとみな
し、本ルーチンの実行を終了する。If it is determined in S701 that the internal combustion engine 1 is not in the lean burn operation, the CPU 201
Considers that it is not necessary to execute the rich spike control, and ends the execution of this routine.
【0124】一方、前記S701において内燃機関1が
希薄燃焼運転されていると判定された場合は、CPU2
01は、S702へ進み、リッチスパイク制御実行条件
が成立しているか否かを判別する。On the other hand, if it is determined in S701 that the internal combustion engine 1 is in the lean burn operation, the CPU 2
In step 01, the process proceeds to step S702, and it is determined whether the rich spike control execution condition is satisfied.
【0125】前記S702においてリッチスパイク制御
実行条件が成立していると判定された場合は、CPU2
01は、S703へ進み、排気の空燃比を前記した第2
のリッチ空燃比まで低下させるべく空燃比低下制御を実
行する。If it is determined in S702 that the rich spike control execution condition is satisfied, the CPU 2
01 proceeds to S703, where the air-fuel ratio of the exhaust is set to the second value described above.
The air-fuel ratio reduction control is executed to reduce the rich air-fuel ratio.
【0126】S704では、CPU201は、空燃比低
下制御カウンタを起動する。In S704, the CPU 201 activates the air-fuel ratio reduction control counter.
【0127】S705では、CPU201は、空燃比低
下制御カウンタの値が所定の空燃比低下制御実行時間:
T1以上であるか否かを判別する。In S705, the CPU 201 determines the value of the air-fuel ratio reduction control counter is the predetermined air-fuel ratio reduction control execution time:
It is determined whether T1 or more.
【0128】前記S705において空燃比低下制御カウ
ンタの値が前記空燃比低下制御実行時間:T1未満であ
ると判定された場合は、CPU201は、三元触媒46
が貯蔵酸素の全てを未だ放出していないとみなし、空燃
比低下制御の実行を継続する。When it is determined in S705 that the value of the air-fuel ratio reduction control counter is less than the air-fuel ratio reduction control execution time: T1, the CPU 201 determines that the three-way catalyst 46
Considers that all of the stored oxygen has not yet been released, and continues the air-fuel ratio reduction control.
【0129】一方、前記S705において空燃比低下制
御カウンタの値が前記空燃比低下制御実行時間:T1以
上であると判定された場合は、CPU201は、三元触
媒46が貯蔵酸素の全てを既に放出したとみなし、S7
06へ進む。On the other hand, if it is determined in S705 that the value of the air-fuel ratio reduction control counter is greater than or equal to the air-fuel ratio reduction control execution time: T1, the CPU 201 causes the three-way catalyst 46 to release all of the stored oxygen. S7
Proceed to 06.
【0130】S706では、CPU201は、空燃比低
下制御からリッチスパイク制御へ制御を移行する。In S706, the CPU 201 shifts the control from the air-fuel ratio lowering control to the rich spike control.
【0131】S707では、CPU201は、リッチス
パイク制御カウンタを起動する。In S707, the CPU 201 activates the rich spike control counter.
【0132】S708では、CPU201は、リッチス
パイク制御カウンタの値が所定のリッチスパイク制御実
行時間:T3以上に達したか否かを判別する。In S708, the CPU 201 determines whether or not the value of the rich spike control counter has reached a predetermined rich spike control execution time: T3 or more.
【0133】前記S708においてリッチスパイク制御
カウンタの値が前記リッチスパイク制御実行時間:T3
未満であると判定された場合は、CPU201は、リッ
チスパイク制御カウンタの値が前記リッチスパイク制御
実行時間:T3以上となるまでリッチスパイク制御の実
行を継続する。In step S708, the value of the rich spike control counter is the rich spike control execution time: T3.
When it is determined that the value is less than the above, the CPU 201 continues the execution of the rich spike control until the value of the rich spike control counter becomes equal to or more than the rich spike control execution time: T3.
【0134】前記S708においてリッチスパイク制御
カウンタの値が前記リッチスパイク制御実行時間:T3
以上であると判定された場合は、CPU201は、S7
09へ進み、リッチスパイク制御の実行を終了する。す
なわち、CPU201は、燃料噴射弁32からの副燃料
の噴射を停止する。In step S708, the value of the rich spike control counter is the rich spike control execution time: T3.
If it is determined that the above is the case, the CPU 201, S7
In step 09, the execution of the rich spike control is completed. That is, the CPU 201 stops the injection of the sub fuel from the fuel injection valve 32.
【0135】S710では、CPU201は、前述した
空燃比低下制御カウンタ及びリッチスパイク制御カウン
タの値を全てリセットする。In S710, the CPU 201 resets all the values of the air-fuel ratio lowering control counter and the rich spike control counter described above.
【0136】S711では、CPU201は、内燃機関
1のストイキ運転条件が成立しているか否かを判別す
る。内燃機関1をストイキ運転させる条件としては、例
えば、アクセルポジションセンサ43の出力信号値(ア
クセル開度)が所定開度以上である、エアフローメータ
44の出力信号値(吸入空気量)が所定量以上である、
機関回転数が所定回転数以上であるなどの条件を例示す
ることができる。At S711, the CPU 201 determines whether or not the stoichiometric operation condition of the internal combustion engine 1 is satisfied. As a condition for operating the internal combustion engine 1 in a stoichiometric operation, for example, the output signal value (accelerator opening) of the accelerator position sensor 43 is a predetermined opening or more, and the output signal value (intake air amount) of the air flow meter 44 is a predetermined amount or more. Is,
Conditions such as the engine speed being equal to or higher than a predetermined speed can be exemplified.
【0137】前記S711において内燃機関1のストイ
キ運転条件が成立していないと判定された場合は、CP
U201は、本ルーチンの実行を終了する。If it is determined in S711 that the stoichiometric operation condition of the internal combustion engine 1 is not satisfied, the CP
U201 ends the execution of this routine.
【0138】一方、前記S711において内燃機関1の
ストイキ運転条件が成立していると判定された場合は、
CPU201は、S712へ進み、リーンスパイク制御
を実行する。具体的には、CPU201は、二次空気噴
射ノズル53から所定量の二次空気を噴射させる。この
場合、内燃機関1から排出される排気の空燃比が一時的
に高まるため、排気中に含まれる酸素が三元触媒46に
貯蔵されることになり、三元触媒46の酸化能力が活性
する。On the other hand, if it is determined in S711 that the stoichiometric operation condition of the internal combustion engine 1 is satisfied,
The CPU 201 proceeds to S712 and executes lean spike control. Specifically, the CPU 201 causes the secondary air injection nozzle 53 to inject a predetermined amount of secondary air. In this case, since the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 is temporarily increased, oxygen contained in the exhaust gas is stored in the three-way catalyst 46, and the oxidation ability of the three-way catalyst 46 is activated. .
【0139】このようなリーンスパイク制御が実行され
た後に内燃機関1がストイキ運転されると、排気中に含
まれる炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)が三元触
媒46によって好適に酸化及び浄化されるようになる。When the internal combustion engine 1 is stoichiometrically operated after such lean spike control is executed, hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) contained in the exhaust gas are suitably oxidized by the three-way catalyst 46. And will be purified.
【0140】従って、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置によれば、リッチスパイク制御の実行後に内
燃機関1がストイキ運転される場合において、リッチス
パイク制御実行時のNOx浄化率を低下させることな
く、ストイキ運転時のHC浄化率及びCO浄化率を向上
させることが可能となる。Therefore, according to the exhaust purification system of the internal combustion engine of the present embodiment, when the internal combustion engine 1 is stoichiometrically operated after the execution of the rich spike control, the NOx purification rate during the execution of the rich spike control is reduced. Without this, it is possible to improve the HC purification rate and the CO purification rate during stoichiometric operation.
【0141】[0141]
【発明の効果】本発明によれば、酸素貯蔵能力を有する
前置触媒がNOx触媒の上流に配置された内燃機関の排
気浄化装置において、NOx触媒の浄化能力を低下させ
ることなく前置触媒の浄化能力を向上させることが可能
となる。According to the present invention, in a device for purifying exhaust gas of an internal combustion engine in which a precatalyst having an oxygen storage capacity is arranged upstream of a NOx catalyst, the precatalyst of the precatalyst can be treated without lowering the purifying capacity of the NOx catalyst. It becomes possible to improve the purification ability.
【図1】 第1の実施の形態における内燃機関の概略構
成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine according to a first embodiment.
【図2】 ECUの内部構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the ECU.
【図3】 リッチスパイク制御実行時における排気空燃
比の状態を示す図(1)FIG. 3 is a diagram (1) showing a state of an exhaust air-fuel ratio during execution of rich spike control.
【図4】 リッチスパイク制御実行時における排気空燃
比の状態を示す図(2)FIG. 4 is a diagram (2) showing a state of an exhaust air-fuel ratio during execution of rich spike control.
【図5】 第1の実施の形態におけるリッチスパイク制
御ルーチンを示す図FIG. 5 is a diagram showing a rich spike control routine according to the first embodiment.
【図6】 リッチスパイク制御実行時における排気空燃
比の状態を示す図(3)FIG. 6 is a diagram (3) showing a state of an exhaust air-fuel ratio during execution of rich spike control.
【図7】 第2の実施の形態におけるリッチスパイク制
御ルーチンを示す図FIG. 7 is a diagram showing a rich spike control routine in the second embodiment.
1・・・・内燃機関 20・・・ECU 21・・・気筒 32・・・燃料噴射弁 46・・・三元触媒 47・・・排気管 48・・・吸蔵還元型NOx触媒 53・・・二次空気噴射ノズル 1 ... Internal combustion engine 20 ... ECU 21 ... cylinder 32 ... Fuel injection valve 46 ... Three-way catalyst 47 ... Exhaust pipe 48: NOx storage reduction catalyst 53 ... Secondary air injection nozzle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/28 301 F02D 43/00 301H F02D 43/00 301 301T 45/00 301G 45/00 301 B01D 53/36 103B 101B Fターム(参考) 3G084 AA04 BA09 BA13 BA24 DA10 EB12 EB16 EC01 FA07 FA10 FA20 FA26 FA33 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AB02 AB05 BA01 BA11 BA14 BA17 BA27 CA18 CB02 DA04 DC01 EA01 EA03 EA05 EA07 EA16 EA34 FB06 FB10 FB11 FB12 GA06 HA10 HA36 HA37 HA42 3G301 HA01 HA15 HA17 JA25 LB04 LC01 MA01 MA12 MA26 NA01 NA08 NC01 NC02 ND02 ND22 NE02 NE07 NE13 NE14 NE15 PA01Z PA11Z PD09Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z PF15Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB02 AB07 CC32 CC46 DA01 DA02 DA20 EA04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/28 301 F02D 43/00 301H F02D 43/00 301 301T 45/00 301G 45/00 301 B01D 53 / 36 103B 101B F-term (reference) 3G084 AA04 BA09 BA13 BA24 DA10 EB12 EB16 EC01 FA07 FA10 FA20 FA26 FA33 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AB02 AB05 BA01 BA11 BA14 BA17 BA27 CA18 CB02 DA04 DC01 EA01 EA03 EA05 EA07 EA16 EA34 FB06 FB10 FB11 FB12 GA06 HA10 HA36 HA37 HA42 3G301 HA01 HA15 HA17 JA25 LB04 LC01 MA01 MA12 MA26 NA01 NA08 NC01 NC02 ND02 ND22 NE02 NE07 NE13 NE14 NE15 PA01Z PA11Z PD09Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z PF15Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB46 DA04 CC32 DA02 CC02
Claims (4)
内燃機関と、 前記内燃機関の排気通路に設けられ、還元剤の存在下で
排気中の窒素酸化物を浄化するNOx触媒と、 前記排気通路における前記NOx触媒より上流に配置さ
れ、酸素吸蔵能力を有する前置触媒と、 前記NOx触媒にて窒素酸化物を浄化する必要があると
きに、排気空燃比を理論空燃比より低い第1のリッチ空
燃比まで低下させるリッチスパイク制御実行手段と、 前記リッチスパイク制御実行手段によるリッチスパイク
制御の実行前に、排気空燃比を前記第1のリッチ空燃比
より低い第2のリッチ空燃比まで低下させる空燃比低下
制御実行手段と、 前記リッチスパイク制御実行手段によるリッチスパイク
制御の実行期間中に一時的に排気空燃比を高めるリーン
スパイク制御実行手段と、を備えることを特徴とする内
燃機関の排気浄化装置。1. An internal combustion engine capable of burning an oxygen-rich mixture, an NOx catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for purifying nitrogen oxides in the exhaust in the presence of a reducing agent, When it is necessary to purify nitrogen oxides by the pre-catalyst which is arranged upstream of the NOx catalyst in the exhaust passage and has an oxygen storage capacity, and the NOx catalyst needs to purify nitrogen oxides, the exhaust air-fuel ratio lower than the stoichiometric air-fuel ratio Rich spike control executing means for reducing the rich air-fuel ratio to the second rich air-fuel ratio, and before the rich spike control executing means executes the rich spike control, the exhaust air-fuel ratio is reduced to a second rich air-fuel ratio lower than the first rich air-fuel ratio. An air-fuel ratio lowering control executing means for increasing the exhaust air-fuel ratio during the execution of the rich spike control by the rich spike control executing means. Exhaust purification system of an internal combustion engine, characterized in that it comprises a means.
ッチスパイク制御の実行期間中において、所定時間毎に
排気空燃比を高めることを特徴とする請求項1に記載の
内燃機関の排気浄化装置。2. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the lean spike control execution means increases the exhaust air-fuel ratio at every predetermined time during the execution period of the rich spike control.
内燃機関と、 前記内燃機関の排気通路に配置され、還元剤の存在下で
排気中の窒素酸化物を浄化するNOx触媒と、 前記NOx触媒より上流の排気通路に配置され、酸素吸
蔵能力を有する前置触媒と、 前記NOx触媒にて窒素酸化物を浄化させるときに、排
気空燃比を理論空燃比より低くするリッチスパイク制御
実行手段と、 前記リッチスパイク制御実行手段によるリッチスパイク
制御の実行後に前記内燃機関が理論空燃比で運転される
場合は、リッチスパイク制御の実行が終了した時点で排
気空燃比を一時的に理論空燃比より高くするリーンスパ
イク制御実行手段と、を備えることを特徴とする内燃機
関の排気浄化装置。3. An internal combustion engine capable of burning an oxygen-rich mixture, an NOx catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine for purifying nitrogen oxides in the exhaust in the presence of a reducing agent, A pre-catalyst, which is arranged in the exhaust passage upstream of the NOx catalyst and has an oxygen storage capacity, and a rich spike control execution means for making the exhaust air-fuel ratio lower than the theoretical air-fuel ratio when purifying nitrogen oxides by the NOx catalyst. When the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio after the execution of the rich spike control by the rich spike control execution means, the exhaust air-fuel ratio is temporarily changed from the stoichiometric air-fuel ratio at the end of the execution of the rich spike control. An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising: a lean spike control executing means for increasing the exhaust gas.
気中に含まれる酸素量が前記前置触媒の酸素貯蔵能力を
超えない範囲内で排気の空燃比を高めることを特徴とす
る請求項1又は請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装
置。4. The lean spike control execution means increases the air-fuel ratio of exhaust gas within a range in which the amount of oxygen contained in the exhaust gas does not exceed the oxygen storage capacity of the precatalyst. An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 3.
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