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JP2005163590A - Engine exhaust purification system - Google Patents

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JP2005163590A
JP2005163590A JP2003401886A JP2003401886A JP2005163590A JP 2005163590 A JP2005163590 A JP 2005163590A JP 2003401886 A JP2003401886 A JP 2003401886A JP 2003401886 A JP2003401886 A JP 2003401886A JP 2005163590 A JP2005163590 A JP 2005163590A
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JP
Japan
Prior art keywords
nox
engine
amount
catalyst
nox trap
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003401886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Onodera
仁 小野寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
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Abstract

【課題】NOxトラップ触媒にトラップされているNOxを脱離、還元するためのリッチスパイクが実行されるタイミングを最適化し、NOx排出量をより一層低減する。
【解決手段】排気特性に基づきNOxトラップ触媒にトラップされているNOxの量を求め(S1)、NOxトラップ触媒にトラップされているNOxの量が所定量に達したか判断し(S2)、NOxトラップ量が所定量に達しており、かつNOxトラップ触媒の触媒温度が所定の温度範囲にあると判断したときにエンジンの空燃比をリッチにするリッチスパイクを実行する(S8)。所定の温度範囲は、リッチスパイクを実行した場合にNOxトラップ触媒にトラップされているNOxを脱離、還元することができ、かつリッチスパイク実行後にエンジンの空燃比をリーンにしてもエンジンからNOxトラップ触媒へと排出されるNOxをNOxトラップ触媒でトラップできる温度範囲に設定する。
【選択図】 図2
An object of the present invention is to optimize the timing at which a rich spike for desorbing and reducing NOx trapped in a NOx trap catalyst is executed, and further reduce NOx emission.
The amount of NOx trapped in the NOx trap catalyst is determined based on exhaust characteristics (S1), and it is determined whether the amount of NOx trapped in the NOx trap catalyst has reached a predetermined amount (S2). When it is determined that the trap amount has reached a predetermined amount and the catalyst temperature of the NOx trap catalyst is within a predetermined temperature range, a rich spike that makes the air-fuel ratio of the engine rich is executed (S8). The predetermined temperature range allows NOx trapped in the NOx trap catalyst to be desorbed and reduced when the rich spike is executed, and the NOx trap from the engine even if the air-fuel ratio of the engine is lean after the rich spike is executed. The temperature range is set so that NOx discharged to the catalyst can be trapped by the NOx trap catalyst.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、エンジンの排気浄化装置に関し、特に、排気空燃比に応じて排気中のNOxをトラップあるいは脱離、還元するNOxトラップ触媒を排気通路に備えたものに関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device for an engine, and more particularly to an exhaust gas purification apparatus that includes a NOx trap catalyst in an exhaust passage for trapping, desorbing, or reducing NOx in exhaust gas in accordance with an exhaust air / fuel ratio.

特許文献1は、大気中に排出されるNOxの量を低減するために、エンジンの排気通路に排気空燃比に応じて排気中のNOxをトラップあるいは脱離、還元するNOxトラップ触媒を設けた排気浄化装置を開示している。   Patent Document 1 discloses an exhaust gas in which an NOx trap catalyst that traps, desorbs, or reduces NOx in exhaust gas is provided in an exhaust passage of an engine in accordance with an exhaust air-fuel ratio in order to reduce the amount of NOx exhausted into the atmosphere. A purification device is disclosed.

NOxトラップ触媒がトラップできるNOxの量には上限があり、特許文献1に係る排気浄化装置では、トラップされているNOxの量があるレベルに達したらエンジン1の空燃比を一時的にリッチにするリッチスパイクを実行し、NOxトラップ触媒にトラップされているNOxを脱離、還元するようにしている。
特開2003−56379号公報
There is an upper limit to the amount of NOx that can be trapped by the NOx trap catalyst, and in the exhaust purification device according to Patent Document 1, the air-fuel ratio of the engine 1 is temporarily made rich when the amount of trapped NOx reaches a certain level. A rich spike is executed to desorb and reduce NOx trapped in the NOx trap catalyst.
JP 2003-56379 A

リッチスパイク実行時、NOxトラップ触媒が脱離したNOxを効率的に還元し浄化するためには、NOxトラップ触媒の温度が所定の温度範囲にあることが必要である。つまり、NOxトラップ触媒の温度が低すぎると、触媒が活性化していないため、リッチスパイクを行ったとしてもNOxトラップ触媒から脱離したNOxが還元されることなく大気中に放出されてしまう。逆に、NOxトラップ触媒の温度が高すぎると、リッチスパイクによりNOxを脱離、還元することができるものの、NOxトラップ触媒が高温のためNOxをトラップしにくくなっており、リッチスパイク実行後のリーン運転でNOxトラップ触媒に流入してくるNOxを十分にトラップすることができなくなる。   When the rich spike is executed, in order to efficiently reduce and purify NOx desorbed from the NOx trap catalyst, the temperature of the NOx trap catalyst needs to be within a predetermined temperature range. In other words, if the temperature of the NOx trap catalyst is too low, the catalyst is not activated, so even if rich spike is performed, NOx desorbed from the NOx trap catalyst is released into the atmosphere without being reduced. Conversely, if the temperature of the NOx trap catalyst is too high, NOx can be desorbed and reduced by the rich spike, but the NOx trap catalyst is difficult to trap NOx due to the high temperature. The NOx flowing into the NOx trap catalyst during operation cannot be sufficiently trapped.

上記特許文献1に係る排気浄化装置では、トラップされているNOxの量が所定量に達したらリッチスパイクを実行する構成になっていたため、NOxトラップ触媒の触媒温度が所定の温度範囲外にある場合にもリッチスパイクが実行されてしまい、かえってNOxの排出量を増大させる可能性があった。さらに、トラップされているNOxの量が所定量に達していたとしても、エンジンからの排気流量が少なく、エンジンから排出されるNOxの量も少ないときは、直ちにリッチスパイクを実行するよりも、NOxトラップ触媒に残っている浄化能力でNOxの浄化を継続した方が燃費、排気性能の点から見て有利であるといえる。   The exhaust purification device according to Patent Document 1 is configured to execute a rich spike when the amount of trapped NOx reaches a predetermined amount, so that the catalyst temperature of the NOx trap catalyst is outside the predetermined temperature range. In other words, the rich spike is executed, which may increase the amount of NOx emission. Further, even if the trapped amount of NOx reaches a predetermined amount, when the exhaust flow rate from the engine is small and the amount of NOx exhausted from the engine is small, the NOx is immediately executed rather than immediately executing the rich spike. It can be said that it is more advantageous in terms of fuel consumption and exhaust performance to continue the purification of NOx with the purification capacity remaining in the trap catalyst.

本発明は、かかる従来技術の技術的課題を鑑みてなされたものであり、NOxトラップ触媒を排気通路に備えたエンジンの排気浄化装置において、NOxトラップ触媒にトラップされているNOxを脱離、還元するためのリッチスパイクが実行されるタイミングを最適化し、大気中へのNOx排出量をより一層低減することを目的とする。   The present invention has been made in view of the technical problems of the prior art, and in an exhaust purification device for an engine provided with a NOx trap catalyst in an exhaust passage, NOx trapped in the NOx trap catalyst is desorbed and reduced. It is an object to optimize the timing at which a rich spike is performed to reduce NOx emissions into the atmosphere.

排気特性に基づきNOxトラップ触媒にトラップされているNOxの量を求め、NOxトラップ触媒にトラップされているNOxの量が所定量に達したか判断する。NOxトラップ触媒にトラップされているNOxの量が所定量に達しており、かつNOxトラップ触媒の触媒温度が所定の温度範囲にあると判断したときにエンジンの空燃比をリッチにするリッチスパイクを実行する。所定の温度範囲は、エンジンの空燃比をリッチにするリッチスパイクを実行した場合にNOxトラップ触媒にトラップされているNOxを脱離、還元することができ、かつリッチスパイク実行後にエンジンの空燃比をリーンにしたときにエンジンからNOxトラップ触媒へと排出されるNOxをNOxトラップ触媒でトラップできる温度範囲に設定する。   Based on the exhaust characteristics, the amount of NOx trapped in the NOx trap catalyst is obtained, and it is determined whether the amount of NOx trapped in the NOx trap catalyst has reached a predetermined amount. When the NOx trapped by the NOx trap catalyst has reached a predetermined amount and the catalyst temperature of the NOx trap catalyst is determined to be within the predetermined temperature range, a rich spike is executed to make the engine air-fuel ratio rich. To do. The predetermined temperature range allows the NOx trapped in the NOx trap catalyst to be desorbed and reduced when a rich spike that makes the engine air-fuel ratio rich is executed, and the engine air-fuel ratio is reduced after the rich spike is executed. The temperature range is set so that NOx discharged from the engine to the NOx trap catalyst when leaning can be trapped by the NOx trap catalyst.

NOxトラップ触媒の触媒温度が低すぎるときにリッチスパイクを実行してもNOxトラップ触媒から脱離したNOxを十分に還元することができず、また、触媒温度が高すぎるときにリッチスパイクを実行してもその後のリーン運転においてNOxを十分にトラップできず、いずれの場合もかえって大気中へのNOxの排出量を増大させる結果となってしまう。しかしながら、本発明によれば、NOxトラップ触媒の触媒温度が所定の温度範囲にあるときにのみリッチスパイクが実行されるので、NOxの排出量を抑えることができる。   Even if the rich spike is executed when the catalyst temperature of the NOx trap catalyst is too low, NOx desorbed from the NOx trap catalyst cannot be reduced sufficiently, and the rich spike is executed when the catalyst temperature is too high. However, NOx cannot be sufficiently trapped in the subsequent lean operation, and in any case, the amount of NOx discharged into the atmosphere is increased. However, according to the present invention, since the rich spike is executed only when the catalyst temperature of the NOx trap catalyst is within the predetermined temperature range, the NOx emission amount can be suppressed.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係るエンジンの排気浄化装置の概略構成図である。エンジン1はディーゼルエンジンであり、エンジン1には燃料噴射弁6から燃料が供給される。ここではエンジン1がディーゼルエンジンである場合について説明するが、エンジン1は勿論ガソリンエンジンであってもよい。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust emission control device for an engine according to the present invention. The engine 1 is a diesel engine, and fuel is supplied to the engine 1 from a fuel injection valve 6. Although the case where the engine 1 is a diesel engine will be described here, the engine 1 may of course be a gasoline engine.

エンジン1に空気を導入する吸気通路2には、エンジン1の吸入空気量を検出するエアフローメータ3、吸入空気量を調節する電子制御式スロットル弁4、スロットル弁4の開度を検出するスロットル弁開度センサ5が設けられている。   An intake passage 2 for introducing air into the engine 1 includes an air flow meter 3 for detecting the intake air amount of the engine 1, an electronically controlled throttle valve 4 for adjusting the intake air amount, and a throttle valve for detecting the opening degree of the throttle valve 4. An opening sensor 5 is provided.

また、エンジン1からの排気を排出する排気通路7には、NOxトラップ触媒8が設けられており、NOxトラップ触媒8の入口における空燃比、出口における空燃比は、NOxトラップ触媒8の入口及び出口にそれぞれ設けられている空燃比センサ10、11によって検出される。また、NOxトラップ触媒8にはその内部温度(触媒温度)を検出する触媒温度センサ9が設けられており、触媒温度に基づきその活性状態を判断することができる。NOxトラップ触媒8は、理論空燃比(ストイキ)で排気中のHC、CO、NOxの酸化還元を行う三元触媒機能と、リーン空燃比で排気中のNOxをトラップし、リッチ空燃比でNOxを脱離、還元するNOxトラップ機能とを有する触媒であり、例えば、触媒担体にNOxトラップ層と三元触媒層をコーティングして構成される。   The exhaust passage 7 for exhausting exhaust from the engine 1 is provided with a NOx trap catalyst 8. The air-fuel ratio at the inlet of the NOx trap catalyst 8 and the air-fuel ratio at the outlet are the inlet and outlet of the NOx trap catalyst 8. Are detected by air-fuel ratio sensors 10 and 11, respectively. Further, the NOx trap catalyst 8 is provided with a catalyst temperature sensor 9 for detecting its internal temperature (catalyst temperature), and its active state can be determined based on the catalyst temperature. The NOx trap catalyst 8 traps NOx in the exhaust at the lean air-fuel ratio and traps the NOx at the rich air-fuel ratio, and a three-way catalyst function that performs oxidation and reduction of HC, CO, NOx in the exhaust at the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric). The catalyst has a NOx trap function for desorption and reduction. For example, the catalyst support is configured by coating a NOx trap layer and a three-way catalyst layer on a catalyst carrier.

NOxトラップ触媒8がその触媒機能を発揮するためには、触媒温度が所定の温度域にあり、活性状態にあることが必要である。このため、NOxトラップ触媒8は、流入する排気によって所定の温度域に維持されるよう排気通路7の所定の位置に配置される。なお、ここでは排気通路7にNOxトラップ触媒8のみが配置されているが、エンジン1に対して要求される排気性能に応じて、NOxトラップ触媒8の上流、下流あるいはその両方に他の触媒を追加的に設けても構わない。また、NOxトラップ触媒8は三元触媒機能をも有する触媒としたが、NOxトラップ触媒8にNOxトラップ機能のみを持たせ、三元触媒機能は三元触媒を別途設けることによって提供するようにしてもよい。   In order for the NOx trap catalyst 8 to exhibit its catalytic function, the catalyst temperature must be in a predetermined temperature range and be in an active state. For this reason, the NOx trap catalyst 8 is disposed at a predetermined position in the exhaust passage 7 so as to be maintained in a predetermined temperature range by the exhaust gas flowing in. Here, only the NOx trap catalyst 8 is disposed in the exhaust passage 7, but other catalysts are provided upstream, downstream, or both of the NOx trap catalyst 8 depending on the exhaust performance required for the engine 1. It may be additionally provided. The NOx trap catalyst 8 is also a catalyst having a three-way catalyst function. However, the NOx trap catalyst 8 is provided with only the NOx trap function, and the three-way catalyst function is provided by separately providing a three-way catalyst. Also good.

さらに、排気通路7の途中と吸気通路2のスロットル弁4下流とがEGR通路15によって接続されている。EGR通路15の途中にはEGR弁16が設けられており、EGR弁16の開度を調節することによって還流される排気の量を調整することができる。還流する排気の量はエンジン1の運転状態(回転速度、負荷、燃焼状態)に応じて調整される。   Further, the EGR passage 15 connects the middle of the exhaust passage 7 and the downstream side of the throttle valve 4 in the intake passage 2. An EGR valve 16 is provided in the middle of the EGR passage 15, and the amount of exhaust gas recirculated can be adjusted by adjusting the opening degree of the EGR valve 16. The amount of exhaust gas that is recirculated is adjusted according to the operating state (rotational speed, load, combustion state) of the engine 1.

エアフローメータ3、スロットル弁開度センサ5、空燃比センサ10、11、触媒温度センサ9、エンジン回転速度センサ17、図示しないアクセル操作量センサ、車速センサ等から出力される各種検出信号はコントローラ20に入力される。コントローラ20は、1または2以上の演算ユニット、メモリ、入出力インターフェース等を含んで構成され、入力された信号や内部に有するパラメータに基づき、スロットル弁4を介して吸入空気量、燃料噴射弁6を介して燃料噴射量、燃料噴射時期、EGR弁16を介して排気還流量をそれぞれ制御する。   Various detection signals output from the air flow meter 3, throttle valve opening sensor 5, air-fuel ratio sensors 10 and 11, catalyst temperature sensor 9, engine rotation speed sensor 17, accelerator operation amount sensor (not shown), vehicle speed sensor, etc. are sent to the controller 20. Entered. The controller 20 includes one or more arithmetic units, a memory, an input / output interface, and the like. Based on the input signal and the internal parameters, the intake air amount and the fuel injection valve 6 are supplied via the throttle valve 4. The fuel injection amount, the fuel injection timing, and the exhaust gas recirculation amount are controlled via the EGR valve 16, respectively.

ところで、NOxトラップ触媒8は流入する排気空燃比がリーンのときに排気中のNOxをトラップし、排気中のNOx濃度を低減するように機能するが、NOxトラップ触媒8がトラップ可能なNOxの総量には上限があり、トラップされているNOxの量が上限に達するとNOxをトラップできなくなる。   By the way, the NOx trap catalyst 8 functions to trap NOx in the exhaust gas when the inflowing exhaust air-fuel ratio is lean and reduce the NOx concentration in the exhaust gas, but the total amount of NOx that can be trapped by the NOx trap catalyst 8. Has an upper limit, and when the amount of trapped NOx reaches the upper limit, NOx cannot be trapped.

そこで、NOxトラップされているNOxの量(NOxトラップ量)をモニタし、NOxトラップ量が上限に近い所定量に達したときはエンジン1の空燃比を一時的にリッチ化(リッチスパイク)して、NOxトラップ触媒8にトラップされているNOxを脱離、還元し、NOxトラップ触媒8のNOxトラップ能力を回復させる必要がある。しかしながら、NOxトラップ触媒8の温度が所定の温度範囲にない場合は、リッチスパイクを実行しても脱離したNOxが還元されずに大気中に放出されてしまったり(触媒温度低温時)、あるいは、NOxを脱離、還元することができても、その後のリーン運転時にエンジン1から排出されてくるNOxをトラップできない場合もあり(触媒温度高温時)、かえってNOxの排出量の増大を招くこともある。   Therefore, the amount of NOx trapped (NOx trap amount) is monitored, and when the NOx trap amount reaches a predetermined amount close to the upper limit, the air-fuel ratio of the engine 1 is temporarily enriched (rich spike). Therefore, it is necessary to desorb and reduce the NOx trapped in the NOx trap catalyst 8 and restore the NOx trapping ability of the NOx trap catalyst 8. However, when the temperature of the NOx trap catalyst 8 is not within the predetermined temperature range, the desorbed NOx may be released into the atmosphere without being reduced even when the rich spike is executed (when the catalyst temperature is low), or Even if NOx can be desorbed and reduced, NOx discharged from the engine 1 during subsequent lean operation may not be trapped (when the catalyst temperature is high), leading to an increase in NOx emission. There is also.

また、NOxトラップ触媒8にトラップされているNOxの量が所定量に達していたとしても、エンジン1からの排気の流量が少なく、排出されてくるNOxが少ないときは、NOxトラップ触媒8に残されているNOxトラップ能力で十分に処理できる場合もあり、かかる場合はリッチスパイクを行わずにNOxトラップ触媒8によるNOxの処理を継続した方が、リッチスパイクが行われる機会を減らすことができ、燃費、排気性能の点からみて有利である。   Even if the amount of NOx trapped in the NOx trap catalyst 8 reaches a predetermined amount, when the exhaust gas flow rate from the engine 1 is small and the amount of NOx discharged is small, it remains in the NOx trap catalyst 8. In some cases, the NOx trapping capacity that has been provided can be sufficiently processed. In such a case, if the NOx trap catalyst 8 continues to process NOx without performing the rich spike, the chance of the rich spike being performed can be reduced. This is advantageous in terms of fuel consumption and exhaust performance.

そこで、本発明に係る排気浄化装置では、NOxトラップ触媒8にトラップされているNOxの量NOXが所定量SNOXに達した場合であっても、エンジン1からの排気流量が少なく、排出されるNOxの量も少ない場合はリッチスパイクを行わずにNOxトラップ触媒8によるNOxの処理を継続するようにする。また、NOxトラップ触媒8にトラップされているNOxの量NOXが所定量SNOXに達し、エンジン1からの排気流量が多く、排出されるNOxの量も多い場合は、NOxトラップ触媒8の触媒温度に応じて、リッチスパイク、エンジン1から排出されるNOx量を低減するNOx低減処理、エンジン1を理論空燃比で運転させるストイキ運転のいずれかを行うようにし、エンジン1からの排気流量が多い高回転運転時や高負荷運転時においても、大気中に排出されるNOxの量が十分に抑えられるようにする。以下、フローチャートを参照しながら、コントローラ20が行うNOx処理の内容を説明する。   Therefore, in the exhaust gas purification apparatus according to the present invention, even when the amount NOX of NOx trapped in the NOx trap catalyst 8 reaches the predetermined amount SNOX, the exhaust flow rate from the engine 1 is small and the exhausted NOx. When the amount of NO is also small, the NOx processing by the NOx trap catalyst 8 is continued without performing rich spike. Further, when the amount of NOx trapped in the NOx trap catalyst 8 reaches the predetermined amount SNOX, the exhaust flow rate from the engine 1 is large, and the amount of NOx discharged is also large, the catalyst temperature of the NOx trap catalyst 8 is increased. Accordingly, any one of rich spike, NOx reduction processing for reducing the amount of NOx discharged from the engine 1, and stoichiometric operation for operating the engine 1 at the stoichiometric air-fuel ratio is performed, and high rotation with a large exhaust flow rate from the engine 1 is performed. The amount of NOx discharged into the atmosphere is sufficiently suppressed even during operation and high load operation. Hereinafter, the content of the NOx process performed by the controller 20 will be described with reference to the flowchart.

図2はコントローラ20が行うNOx処理の内容を示したフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing the contents of the NOx process performed by the controller 20.

これによると、まず、ステップS1では、排気特性に基づきNOxトラップ触媒8にトラップされているNOxの量(以下、NOxトラップ量)NOXを演算する。NOxトラップ量の演算方法としては、例えば、エンジン1から排出されるNOx量の積算値からNOxトラップ触媒8から放出されるNOx量の積算値を減じて求める方法がある。エンジン1から排出されるNOx量は、エンジン1の回転速度と、吸入空気量と、エンジン1から排出されるNOx量の関係を規定したマップを予め実験により作成しておき、このマップを参照して求めることができる。また、NOxトラップ触媒8から放出されるNOxの量は、NOxトラップ触媒8に流入する排気の流量(≒エンジン1の吸入空気量)と、NOxトラップ触媒8に流入する排気の空燃比と、NOxトラップ触媒8から排出されるNOxの量の関係を規定したマップを予め実験により作成しておき、このマップを参照して求めることができる。なお、ここで挙げたNOxトラップ量の演算方法は一例に過ぎず、NOxトラップ触媒8から流出する排気のNOx濃度から推定する方法等、既に提案されている各種NOxトラップ量の演算方法、推定方法を採用することができる。   According to this, first, in step S1, the amount of NOx trapped in the NOx trap catalyst 8 (hereinafter referred to as NOx trap amount) NOX is calculated based on the exhaust characteristics. As a method for calculating the NOx trap amount, for example, there is a method of obtaining by subtracting the integrated value of the NOx amount released from the NOx trap catalyst 8 from the integrated value of the NOx amount discharged from the engine 1. For the amount of NOx discharged from the engine 1, a map that defines the relationship among the rotational speed of the engine 1, the amount of intake air, and the amount of NOx discharged from the engine 1 is created in advance by experiment, and this map is referred to. Can be obtained. Further, the amount of NOx released from the NOx trap catalyst 8 includes the flow rate of the exhaust gas flowing into the NOx trap catalyst 8 (≈the intake air amount of the engine 1), the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx trap catalyst 8, and the NOx. A map defining the relationship of the amount of NOx discharged from the trap catalyst 8 can be created in advance by experiments and can be obtained with reference to this map. The method for calculating the NOx trap amount mentioned here is only an example, and various already proposed methods for calculating and estimating various NOx trap amounts, such as a method for estimating from the NOx concentration of the exhaust gas flowing out from the NOx trap catalyst 8. Can be adopted.

NOxトラップ量NOXを演算したら、ステップS2に進み、NOxトラップ量NOXが所定量SNOXを超えているか判断する。所定量SNOXはNOxトラップ触媒8がトラップしておくことが可能なNOx量の最大量よりも小さい値に設定され、NOxトラップ量NOXが所定量SNOXを超えていない場合にはNOxトラップ触媒8に十分なNOxトラップ能力が残されていると判断される。NOxトラップ量NOXが所定量SNOXを超えておらず、NOxトラップ触媒8に十分なNOxトラップ能力が残されていると判断されるときは、ステップS3に進み、リッチスパイクは行わず、NOxトラップ触媒8による排気中のNOxトラップを継続する。これに対し、NOxトラップ量NOXが所定量SNOXを超えている場合はステップS4に進む。ステップS1、S2における処理がNOxトラップ量判断手段に対応する。   When the NOx trap amount NOX is calculated, the process proceeds to step S2 to determine whether the NOx trap amount NOX exceeds a predetermined amount SNOX. The predetermined amount SNOX is set to a value smaller than the maximum amount of NOx that can be trapped by the NOx trap catalyst 8, and when the NOx trap amount NOX does not exceed the predetermined amount SNOX, the NOx trap catalyst 8 It is determined that sufficient NOx trap capability remains. When it is determined that the NOx trap amount NOX does not exceed the predetermined amount SNOX and sufficient NOx trap capability remains in the NOx trap catalyst 8, the process proceeds to step S3, where the rich spike is not performed, and the NOx trap catalyst. The NOx trap in the exhaust by 8 is continued. On the other hand, if the NOx trap amount NOX exceeds the predetermined amount SNOX, the process proceeds to step S4. The processing in steps S1 and S2 corresponds to NOx trap amount determination means.

ステップS4では、スロットル弁開度TVOが所定の小スロットル開度STVOよりも大きいか判断する。所定の小スロットル開度STVOよりも大きくないときは、エンジン1から排出される排気流量が小さく、排出されるNOxの量も少ないので、NOxトラップ量NOXが所定量SNOXに達していたとしても、NOxトラップ触媒8に残っているNOxトラップ能力で排気中のNOxを十分にトラップすることができる。よって、この場合は、ステップS3に進み、リッチスパイクを実行せずにNOxトラップ触媒8によるNOxトラップを継続する。上記所定量SNOXに大きな値が設定されるほどステップS4に進んだときのNOxトラップ触媒8のNOxトラップ能力が低くなるので、所定量SNOXに大きな値が設定されるほどSTVOには小さな値が設定される。ステップS4における処理がNOxトラップ能力判断手段に対応する。   In step S4, it is determined whether the throttle valve opening TVO is larger than a predetermined small throttle opening STVO. When it is not larger than the predetermined small throttle opening STVO, the exhaust flow rate discharged from the engine 1 is small and the amount of NOx discharged is small, so even if the NOx trap amount NOX reaches the predetermined amount SNOX, The NOx trap ability remaining in the NOx trap catalyst 8 can sufficiently trap NOx in the exhaust gas. Therefore, in this case, the process proceeds to step S3, and the NOx trap by the NOx trap catalyst 8 is continued without executing the rich spike. The larger the predetermined amount SNOX is set, the lower the NOx trap ability of the NOx trap catalyst 8 when the routine proceeds to step S4. Therefore, the larger the predetermined amount SNOX is set, the smaller the STVO is set. Is done. The processing in step S4 corresponds to NOx trap capability determination means.

なお、ステップS4では、スロットル弁開度TVOに基づきエンジン1からの排気流量、排出されるNOx量を判断しているが、スロットル弁開度TVOに代えてアクセルペダルの操作量を用いても構わない。また、エンジン1の排気流量はエアフローメータ3で検出される吸入空気量に略等しくなるので、スロットル弁開度TVOに代えてエアフローメータ3で検出される吸入空気量を用いてもよい。   In step S4, the exhaust flow rate from the engine 1 and the exhausted NOx amount are determined based on the throttle valve opening TVO. However, the accelerator pedal operation amount may be used instead of the throttle valve opening TVO. Absent. Further, since the exhaust flow rate of the engine 1 becomes substantially equal to the intake air amount detected by the air flow meter 3, the intake air amount detected by the air flow meter 3 may be used instead of the throttle valve opening TVO.

ステップS4でスロットル弁開度TVOが所定の小スロットル開度STVOよりも大きいと判断された場合はステップS5、S6において、NOxトラップ触媒8の触媒温度Tnoxが所定の温度範囲(Tmin〜Tmax)にあるかどうか判断される。触媒温度は触媒温度センサ9によって検出されるが、エンジン1の運転状態から推定することも可能である。所定の温度範囲は、NOxトラップ触媒8の触媒が活性状態となり、リッチスパイクを実行した場合にNOxトラップ触媒8にトラップされているNOxを十分に脱離、還元でき、かつ、リッチスパイク実行後にエンジン1をリーン空燃比で運転させてもNOxトラップ触媒8が排気中のNOxを十分にトラップできる温度範囲に設定される。ステップS5、S6における処理が触媒温度判定手段に対応する。   If it is determined in step S4 that the throttle valve opening TVO is larger than the predetermined small throttle opening STVO, the catalyst temperature Tnox of the NOx trap catalyst 8 is set to a predetermined temperature range (Tmin to Tmax) in steps S5 and S6. It is judged whether there is. The catalyst temperature is detected by the catalyst temperature sensor 9, but can be estimated from the operating state of the engine 1. In the predetermined temperature range, when the catalyst of the NOx trap catalyst 8 becomes active and the rich spike is executed, the NOx trapped in the NOx trap catalyst 8 can be sufficiently desorbed and reduced, and the engine after the rich spike is executed. Even if 1 is operated at a lean air-fuel ratio, the temperature range is set so that the NOx trap catalyst 8 can sufficiently trap NOx in the exhaust gas. The processing in steps S5 and S6 corresponds to the catalyst temperature determination means.

触媒温度Tnoxが所定の温度範囲の下限Tminよりも低い場合は、ステップS7に進み、エンジン1から排出されるNOxの量そのものを少なくするNOx低減処理を実行する。これは、触媒温度が低い状態でリッチスパイクを実行すると、NOxトラップ触媒8からNOxを脱離させることはできるものの、触媒のNOx還元能力が十分でなく、脱離したNOxを十分に浄化できないためであり、大気中へのNOx排出量を低減するためにはエンジン1から排出されるNOx量そのものを低減して対応する必要があるからである。   When the catalyst temperature Tnox is lower than the lower limit Tmin of the predetermined temperature range, the process proceeds to step S7, and NOx reduction processing for reducing the amount of NOx discharged from the engine 1 itself is executed. This is because if the rich spike is executed in a state where the catalyst temperature is low, NOx can be desorbed from the NOx trap catalyst 8, but the NOx reducing ability of the catalyst is not sufficient and the desorbed NOx cannot be sufficiently purified. This is because, in order to reduce the NOx emission amount into the atmosphere, it is necessary to cope with a reduction in the NOx amount itself discharged from the engine 1.

図3はステップS7におけるNOx低減処理の詳細を示したフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing details of the NOx reduction process in step S7.

これによると、ステップS10でエンジン1の運転状態に応じて設定されるエンジン1の目標空気過剰率tλを係数Aを乗じて目標空気過剰率tλを補正する。係数Aには1未満の値を設定し、補正後の目標空気過剰率tλが補正前の値よりも小さくなるようにし、これによって、スロットル弁開度を小側に補正してエンジン1の吸入空気量が減少するようにする。   According to this, the target excess air ratio tλ is corrected by multiplying the target excess air ratio tλ of the engine 1 set in accordance with the operating state of the engine 1 in step S10 by the coefficient A. The coefficient A is set to a value less than 1 so that the corrected target excess air ratio tλ is smaller than the value before correction, thereby correcting the throttle valve opening to the small side and the intake of the engine 1 Try to reduce the amount of air.

ステップS11では、エンジン1の運転状態に応じて設定される目標排気還流量(あるいは目標排気還流率)tEGRを係数Aで割って目標排気還流量を補正する。係数には1未満の値が設定されるため、補正後の目標排気還流量tEGRは補正前の値よりも大きくなり、エンジン1の排気還流量が増大するようにする。   In step S11, the target exhaust gas recirculation amount (or target exhaust gas recirculation rate) tEGR set according to the operating state of the engine 1 is divided by the coefficient A to correct the target exhaust gas recirculation amount. Since the coefficient is set to a value less than 1, the corrected target exhaust gas recirculation amount tEGR is larger than the value before correction, and the exhaust gas recirculation amount of the engine 1 is increased.

なお、ここでは、目標空気過剰率tλ、目標排気還流量tEGRを同じ係数Aによって補正しているが、目標空気過剰率tλと目標排気還流量tEGRとで補正係数を異ならせてもよい。また、係数Aは固定値とすることもできるし、エンジン1の運転状態、NOxトラップ触媒8の状態(触媒温度、NOxトラップ量等)応じて可変としてもよい。あるいは、NOx低減処理用の目標空気過剰率マップ、目標排気還流量マップを通常時に用いるマップとは別に用意しておき、NOx低減処理時にはこの別途用意されたマップを参照して目標空気過剰率tλ、目標排気還流率tEGRを演算するようにしてもよい。この場合、同一の運転条件では、NOx低減処理用の目標空気過剰率マップを参照して得られる値は通常時用マップを参照して得られる値よりも小さく、逆に、NOx低減処理用の目標排気還流量マップを参照して得られる値は通常時用のマップを参照して得られる値よりも大きくなる。   Here, the target excess air ratio tλ and the target exhaust gas recirculation amount tEGR are corrected by the same coefficient A, but the correction coefficient may be different for the target excess air ratio tλ and the target exhaust gas recirculation amount tEGR. The coefficient A may be a fixed value or may be variable according to the operating state of the engine 1 and the state of the NOx trap catalyst 8 (catalyst temperature, NOx trap amount, etc.). Alternatively, the target excess air ratio map and the target exhaust gas recirculation amount map for NOx reduction processing are prepared separately from the map used during normal operation, and the target excess air ratio tλ is referred to by referring to this separately prepared map during NOx reduction processing. The target exhaust gas recirculation rate tEGR may be calculated. In this case, under the same operating conditions, the value obtained by referring to the target excess air ratio map for NOx reduction processing is smaller than the value obtained by referring to the normal time map, and conversely, for NOx reduction processing. The value obtained by referring to the target exhaust gas recirculation amount map is larger than the value obtained by referring to the normal time map.

さらに、ここでは、目標空気過剰率tλ、目標排気還流量tEGR量の両方を補正しているが、少なくとも一方が補正されればエンジン1から排出されるNOx量を低減できるので、目標空気過剰率tλ、目標排気還流量tEGRのいずれか一方のみを補正するようにしてもよい。なお、本実施形態のように、目標空気過剰率tλ、目標排気還流量tEGRの両方を補正するようにすれば、高いNOx低減効果が得られる。   Further, here, both the target excess air ratio tλ and the target exhaust gas recirculation amount tEGR amount are corrected. However, if at least one of them is corrected, the NOx amount exhausted from the engine 1 can be reduced. Only one of tλ and target exhaust gas recirculation amount tEGR may be corrected. Note that if both the target excess air ratio tλ and the target exhaust gas recirculation amount tEGR are corrected as in this embodiment, a high NOx reduction effect can be obtained.

図3に戻り、さらに説明を続けると、触媒温度Tnoxが所定の温度範囲にあるときは(Tmin<Tnox<Tmax)、ステップS8に進み、リッチスパイクを実行してNOxトラップ触媒8にトラップされているNOxを脱離、還元する。触媒温度Tnoxが所定の温度範囲にあるときは、NOxトラップ触媒8のNOx浄化能力が高いので、リッチスパイクを実行することにより、NOxトラップ触媒8からNOxを脱離させ、かつ脱離したNOxを十分に還元することができる。また、リッチスパイク後のNOxトラップ能力も十分に確保される。   Returning to FIG. 3, the description will be continued. When the catalyst temperature Tnox is within a predetermined temperature range (Tmin <Tnox <Tmax), the process proceeds to step S8 where a rich spike is executed and trapped on the NOx trap catalyst 8. NOx is removed and reduced. When the catalyst temperature Tnox is in the predetermined temperature range, the NOx purification capacity of the NOx trap catalyst 8 is high. Therefore, by executing rich spike, NOx is desorbed from the NOx trap catalyst 8 and the desorbed NOx is removed. It can be fully reduced. Moreover, the NOx trap ability after the rich spike is sufficiently secured.

一方、触媒温度Tnoxが所定の温度範囲の上限温度Tmaxを超えているときはステップS9に進む。ステップS9ではリッチスパイクは実行せず、目標空気過剰率tλを1に設定してエンジン1を理論空燃比で運転させる(ストイキ運転)。これは、この状態ではリッチスパイクを実行するとNOxトラップ触媒からNOxを効率よく脱離、還元することができるものの、NOxトラップ触媒がNOxをトラップする能力が低下しているため、その後のリーン運転でエンジン1から排出されるNOxを十分に浄化できなくなるからである。そこで、ステップS9では、NOxトラップ触媒8のNOxトラップ能力を使わなくても大気に放出されるNOx量を低減できるように、エンジン1を理論空燃比で運転させる。NOxトラップ触媒8は三元触媒機能も備えているので、エンジン1を理論空燃比で運転することによりエンジン1から排出されるNOxはHC、COとともに浄化され、大気中に排出されるNOxを低減することができる。ステップS3、ステップS7〜S9における処理がNOx処理手段に対応する。   On the other hand, when the catalyst temperature Tnox exceeds the upper limit temperature Tmax of the predetermined temperature range, the process proceeds to step S9. In step S9, the rich spike is not executed, the target excess air ratio tλ is set to 1, and the engine 1 is operated at the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric operation). In this state, if rich spike is executed, NOx can be efficiently desorbed and reduced from the NOx trap catalyst, but the ability of the NOx trap catalyst to trap NOx is reduced. This is because NOx discharged from the engine 1 cannot be sufficiently purified. Therefore, in step S9, the engine 1 is operated at the stoichiometric air-fuel ratio so that the amount of NOx released to the atmosphere can be reduced without using the NOx trapping capability of the NOx trap catalyst 8. Since the NOx trap catalyst 8 also has a three-way catalyst function, the NOx discharged from the engine 1 is purified together with HC and CO by operating the engine 1 at the stoichiometric air-fuel ratio, and the NOx discharged into the atmosphere is reduced. can do. Steps S3 and S7 to S9 correspond to NOx processing means.

図4は、NOxトラップ量NOXが所定量SNOXに達しており、かつNOxトラップ触媒の温度が低い時に運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速したときの様子を示す。本発明に係る排気浄化装置では、このような状況ではリッチスパイクは行われず、エンジン1から排出されるNOxの量を低減するNOx低減処理(ステップS7、図3)が行われる。このNOx低減処理により、エンジン1の空気過剰率が小側に補正されてスロットル弁開度が減少し、吸入空気量が低減されて排気中のNOx濃度が低減される。したがって、NOxトラップ触媒8のNOxトラップ能力が低下している状況での加速ではあるが、排気中のNOx濃度が低減されることにより、大気中に排出されるNOxの量を低減することができる。   FIG. 4 shows a state in which the driver depresses the accelerator pedal and accelerates when the NOx trap amount NOX reaches the predetermined amount SNOX and the temperature of the NOx trap catalyst is low. In the exhaust purification apparatus according to the present invention, the rich spike is not performed in such a situation, and the NOx reduction process (step S7, FIG. 3) for reducing the amount of NOx discharged from the engine 1 is performed. By this NOx reduction processing, the excess air ratio of the engine 1 is corrected to the small side, the throttle valve opening is reduced, the intake air amount is reduced, and the NOx concentration in the exhaust is reduced. Therefore, although the acceleration is in a state where the NOx trapping capacity of the NOx trap catalyst 8 is lowered, the amount of NOx discharged into the atmosphere can be reduced by reducing the NOx concentration in the exhaust gas. .

次に、本発明による作用効果について説明する。   Next, the effect by this invention is demonstrated.

本発明によれば、流入する排気の空燃比に応じてNOxをトラップあるいは脱離するNOxトラップ触媒8を排気通路2に備えたエンジン1の排気浄化装置において、エンジン1の排気特性に基づきNOxトラップ触媒8にトラップされているNOxの量を求め、NOxトラップ触媒8のNOxトラップ量が所定量に達したか判断し、NOxトラップ触媒8の触媒温度が、所定の温度範囲にあるか判断し、NOxトラップ量が所定量に達しており、かつ触媒温度が所定の温度範囲にあると判断したときにリッチスパイクを実行する。所定の温度範囲は、エンジン1の空燃比をリッチにするリッチスパイクを実行した場合にNOxトラップ触媒8にトラップされているNOxを十分に脱離、還元することができ、かつリッチスパイク実行後にエンジンの空燃比をリーンにしたときにエンジン1からNOxトラップ触媒8へと排出されるNOxをNOxトラップ触媒8で十分にトラップできる温度範囲に設定される。   According to the present invention, in an exhaust purification device for an engine 1 provided with an NOx trap catalyst 8 in the exhaust passage 2 for trapping or desorbing NOx according to the air-fuel ratio of the inflowing exhaust, the NOx trap is based on the exhaust characteristics of the engine 1. Determining the amount of NOx trapped in the catalyst 8, determining whether the NOx trap amount of the NOx trap catalyst 8 has reached a predetermined amount, determining whether the catalyst temperature of the NOx trap catalyst 8 is within a predetermined temperature range, A rich spike is executed when it is determined that the NOx trap amount has reached a predetermined amount and the catalyst temperature is within a predetermined temperature range. The predetermined temperature range can sufficiently desorb and reduce NOx trapped in the NOx trap catalyst 8 when a rich spike that makes the air-fuel ratio of the engine 1 rich is executed, and the engine after the rich spike is executed. When the air-fuel ratio of the engine is made lean, NOx discharged from the engine 1 to the NOx trap catalyst 8 is set to a temperature range in which the NOx trap catalyst 8 can be sufficiently trapped.

NOxトラップ量が所定量に達したときは、リッチスパイクを実行してトラップされているNOxを脱離、還元する必要があるが、NOxトラップ触媒8の触媒温度が低すぎるときにリッチスパイクを実行してもNOxトラップ触媒8から脱離したNOxを十分に還元することができず、かえって大気中に排出されるNOxの量を増大させる。また、逆に、触媒温度が高すぎると、リッチスパイクを実行するとNOxトラップ触媒8にトラップされているNOxを十分に脱離、還元できるものの、NOxトラップ触媒8のNOxを脱離させる能力が高すぎてNOxトラップ能力が低下しているために、その後のリーン運転においてNOxを十分にトラップできず、やはり大気中へのNOxの排出量を増大させてしまう。しかしながら、本発明によれば、NOxトラップ触媒8の触媒温度が所定の温度範囲にあるときにのみリッチスパイクが実行されるので、大気中へのNOxの排出量を抑えることができる。   When the NOx trap amount reaches a predetermined amount, it is necessary to desorb and reduce the trapped NOx by executing a rich spike, but the rich spike is performed when the catalyst temperature of the NOx trap catalyst 8 is too low. Even so, the NOx desorbed from the NOx trap catalyst 8 cannot be sufficiently reduced, and instead the amount of NOx discharged into the atmosphere is increased. On the other hand, if the catalyst temperature is too high, NOx trapped in the NOx trap catalyst 8 can be sufficiently desorbed and reduced by executing rich spike, but the NOx trap catalyst 8 has a high ability to desorb NOx. Since the NOx trapping capability is too low, NOx cannot be sufficiently trapped in the subsequent lean operation, and the amount of NOx discharged into the atmosphere is also increased. However, according to the present invention, since the rich spike is executed only when the catalyst temperature of the NOx trap catalyst 8 is within a predetermined temperature range, the amount of NOx discharged into the atmosphere can be suppressed.

さらに、触媒温度が所定の温度範囲の下限よりも低いと判断したときには、リッチスパイクを実行する代わりに、エンジン1からNOxトラップ触媒8へと排出されるNOx量を低減するNOx低減処理を実行するようにしたことにより、触媒温度が所定の温度範囲になくリッチスパイクを実行しない場合であっても、大気中に排出されるNOxの量を抑えることができる。NOx低減処理としては、エンジン1の吸入空気量を減少させる処理(この実施形態では目標空気過剰率を減少させる補正)、エンジン1の排気還流量を増大させる処理(この実施形態では目標排気還流量を増大させる補正)が考えられ、両処理をあわせて実行することにより、高いNOx低減効果が得られる。   Further, when it is determined that the catalyst temperature is lower than the lower limit of the predetermined temperature range, a NOx reduction process for reducing the amount of NOx discharged from the engine 1 to the NOx trap catalyst 8 is executed instead of executing the rich spike. By doing so, even if the catalyst temperature is not in the predetermined temperature range and the rich spike is not executed, the amount of NOx discharged into the atmosphere can be suppressed. As the NOx reduction processing, processing for reducing the intake air amount of the engine 1 (correction for reducing the target excess air ratio in this embodiment), processing for increasing the exhaust gas recirculation amount of the engine 1 (target exhaust gas recirculation amount in this embodiment) Correction that increases the amount of NOx) can be considered, and by executing both processes together, a high NOx reduction effect can be obtained.

触媒温度が所定の温度範囲の上限よりも高いと判断したときには、リッチスパイクを実行する代わりに、エンジン1を理論空燃比で運転させるようにしたことにより、エンジン1から排出されるNOxがHC、COとともに浄化され、大気中に排出されるNOxを低減することができる。   When it is determined that the catalyst temperature is higher than the upper limit of the predetermined temperature range, the NOx discharged from the engine 1 is reduced to HC, by operating the engine 1 at the stoichiometric air-fuel ratio instead of executing the rich spike. NOx that is purified together with CO and discharged into the atmosphere can be reduced.

さらに、エンジン1から排出されるNOxをNOxトラップ触媒8でトラップできるかをエンジン1の排気流量から判断し、エンジン1から排出されるNOxをNOxトラップ触媒8でトラップできると判断したときは、NOxトラップ触媒8にトラップされているNOxの量が所定量に達していてもNOxトラップ触媒8による排気中のNOxトラップを継続するようにした。これにより、NOxトラップ触媒8に残っているNOxトラップ能力で排気中のNOxを十分にトラップできる状況では、リッチスパイクが行われず、NOxトラップ触媒8によるNOxトラップが継続されるので、リッチスパイクが行われる機会を減らし、燃費、排気性能を向上させることができる。   Further, it is determined from the exhaust flow rate of the engine 1 whether NOx discharged from the engine 1 can be trapped by the NOx trap catalyst 8, and when NOx discharged from the engine 1 is determined to be trapped by the NOx trap catalyst 8, NOx Even if the amount of NOx trapped in the trap catalyst 8 reaches a predetermined amount, the NOx trap in the exhaust by the NOx trap catalyst 8 is continued. Thus, in a situation where the NOx trap ability remaining in the NOx trap catalyst 8 can sufficiently trap NOx in the exhaust gas, the rich spike is not performed, and the NOx trap by the NOx trap catalyst 8 is continued. Can improve the fuel efficiency and exhaust performance.

本発明は、車両用をはじめとし、排気通路にNOxトラップ触媒を備えたエンジンの排気浄化装置に広く適用することができ、大気中に排出されるNOxの量を抑えて排気浄化装置の性能を高めるのに有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to exhaust purification devices for engines including NOx trap catalysts in the exhaust passage, including those for vehicles, and can suppress the amount of NOx discharged into the atmosphere and improve the performance of the exhaust purification device. Useful to enhance.

本発明に係るエンジンの排気浄化装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an exhaust emission control device for an engine according to the present invention. コントローラが行うNOx処理の内容を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the content of the NOx process which a controller performs. NOx低減処理の内容を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the content of the NOx reduction process. 本発明の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 吸気通路
3 エアフローメータ
4 スロットル弁
5 スロットル弁開度センサ
6 燃料噴射弁
7 排気通路
8 NOxトラップ触媒
9 触媒温度センサ
10、11 空燃比センサ
15 EGR通路
16 EGR弁
17 回転速度センサ
20 コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Intake passage 3 Air flow meter 4 Throttle valve 5 Throttle valve opening sensor 6 Fuel injection valve 7 Exhaust passage 8 NOx trap catalyst 9 Catalyst temperature sensor 10, 11 Air-fuel ratio sensor 15 EGR passage 16 EGR valve 17 Rotational speed sensor 20 Controller

Claims (7)

流入する排気の空燃比に応じてNOxをトラップあるいは脱離するNOxトラップ触媒を排気通路に備えたエンジンの排気浄化装置において、
排気特性に基づき前記NOxトラップ触媒にトラップされているNOxの量を求め、前記NOxトラップ触媒にトラップされているNOxの量が所定量に達したか判断するNOxトラップ量判断手段と、
前記NOxトラップ触媒の触媒温度が、前記エンジンの空燃比をリッチにするリッチスパイクを実行した場合に前記NOxトラップ触媒にトラップされているNOxを脱離、還元することができ、かつリッチスパイク実行後に前記エンジンの空燃比をリーンにしても前記エンジンから前記NOxトラップ触媒へと排出されるNOxを前記NOxトラップ触媒でトラップできる所定の温度範囲にあるか判断する触媒温度判定手段と、
前記NOxトラップ触媒にトラップされているNOxの量が所定量に達しており、かつ前記触媒温度が前記所定の温度範囲にあると判断したときにリッチスパイクを実行するNOx処理手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
In an engine exhaust purification device provided with an NOx trap catalyst in an exhaust passage for trapping or desorbing NOx in accordance with an air-fuel ratio of inflowing exhaust gas,
NOx trap amount determination means for determining the amount of NOx trapped in the NOx trap catalyst based on exhaust characteristics and determining whether the amount of NOx trapped in the NOx trap catalyst has reached a predetermined amount;
The NOx trap catalyst can desorb and reduce NOx when a rich spike is executed to enrich the air-fuel ratio of the engine, and after the rich spike is executed. Catalyst temperature determination means for determining whether the NOx exhausted from the engine to the NOx trap catalyst is trapped by the NOx trap catalyst even if the air-fuel ratio of the engine is lean;
NOx processing means for executing a rich spike when it is determined that the amount of NOx trapped in the NOx trap catalyst has reached a predetermined amount and the catalyst temperature is in the predetermined temperature range;
An exhaust emission control device for an engine characterized by comprising:
前記NOx処理手段は、前記触媒温度が前記所定の温度範囲の下限よりも低いと判断したときに前記エンジンから前記NOxトラップ触媒へと排出されるNOxの量を低減するNOx低減処理を実行することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置。   The NOx processing means performs a NOx reduction process for reducing the amount of NOx discharged from the engine to the NOx trap catalyst when it is determined that the catalyst temperature is lower than a lower limit of the predetermined temperature range. The exhaust emission control device for an engine according to claim 1. 前記NOx低減処理は、前記エンジンの吸入空気量を減少させる処理であること特徴とする請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置   The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 2, wherein the NOx reduction process is a process of reducing an intake air amount of the engine. 前記NOx低減処理は、前記エンジンの排気還流量を増大させる処理であることを特徴とする請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置。   The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 2, wherein the NOx reduction process is a process of increasing an exhaust gas recirculation amount of the engine. 前記NOx低減処理は、前記エンジンの吸入空気量を減少させ、かつ、前記エンジンの排気還流量を増大させる処理であることを特徴とする請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置。   The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 2, wherein the NOx reduction process is a process of decreasing an intake air amount of the engine and increasing an exhaust gas recirculation amount of the engine. 前記NOx処理手段は、前記触媒温度が前記所定の温度範囲の上限よりも高いと判断したときに前記エンジンを理論空燃比で運転させることを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。   6. The NOx processing means, when determining that the catalyst temperature is higher than an upper limit of the predetermined temperature range, causes the engine to operate at a stoichiometric air-fuel ratio. The engine exhaust gas purification apparatus as described. 前記エンジンから前記NOxトラップ触媒へと排出されるNOxを前記NOxトラップ触媒でトラップできるかを前記エンジンの排気流量から判断するNOxトラップ能力判断手段を備え、
前記エンジンから排出されるNOxを前記NOxトラップ触媒でトラップできると判断されたときは、前記NOxトラップ触媒にトラップされているNOxの量が所定量に達していても前記NOx処理手段は前記NOxトラップ触媒による排気中のNOxトラップを継続する、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
NOx trap capability judging means for judging from the exhaust flow rate of the engine whether NOx discharged from the engine to the NOx trap catalyst can be trapped by the NOx trap catalyst;
When it is determined that the NOx exhausted from the engine can be trapped by the NOx trap catalyst, the NOx treatment means does not stop the NOx trap even if the amount of NOx trapped in the NOx trap catalyst reaches a predetermined amount. Continue NOx trap in exhaust by catalyst,
The exhaust emission control device for an engine according to any one of claims 1 to 6.
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