JP3334635B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust gas purification device for internal combustion engineInfo
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に係り、詳しくは、吸蔵型NOx触媒に吸蔵され
たNOxを除去する技術に関する。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 a technique for removing NOx stored in a storage NOx catalyst.
【0002】[0002]
【関連する背景技術】近年、燃費が良く且つCO2の排
出量等が少ないことから、空燃比を理論空燃比(値1
4.7)よりも希薄側(リーン側)の目標値に制御可能
とし、理論空燃比運転やリッチ空燃比運転のみならずリ
ーン空燃比運転を実現した内燃機関(リーンバーンエン
ジン)が開発され車両用内燃機関として実用化されてい
る。[Related Background Art] In recent years, due to good fuel efficiency and low CO 2 emission, etc., the air-fuel ratio has been changed to the stoichiometric air-fuel ratio (value 1).
4.7) An internal combustion engine (lean burn engine) that can be controlled to a target value on the leaner side (lean side) than that of 4.7) and realizes not only stoichiometric air-fuel ratio operation and rich air-fuel ratio operation but also lean air-fuel ratio operation has been developed. It has been put to practical use as an internal combustion engine.
【0003】ところが、このように空燃比をリーン空燃
比とすると、従来の三元触媒ではその浄化特性から排ガ
ス中のNOx(窒素酸化物)を充分に浄化できないとい
う問題があり、最近では、酸素過剰雰囲気においてもN
Oxを浄化できる吸蔵型NOx触媒が開発され実用化され
ている。吸蔵型NOx触媒は、酸素過剰状態(酸化雰囲
気)において排ガス中のNOxを硝酸塩X−NO3として
付着させ吸蔵し、該吸蔵したNOxをCO(一酸化炭
素)過剰状態(還元雰囲気)でN2(窒素)に還元させ
る特性(同時に炭酸塩X−CO3が生成される)を有し
た触媒として構成されている。従って、特許登録第25
86738号公報に開示されているように、実際には、
リーン空燃比運転が所定時間継続すると、空燃比を理論
空燃比またはその近傍値に制御するようなリッチ空燃比
運転に定期的に切換え(これをリッチスパイクとい
う)、これにより、COの多い還元雰囲気を生成し、吸
蔵したNOxを浄化還元(NOxパージ)して吸蔵型NO
x触媒の再生を図るようにしている。However, if the air-fuel ratio is set to a lean air-fuel ratio, there is a problem that the conventional three-way catalyst cannot sufficiently purify NOx (nitrogen oxide) in exhaust gas due to its purification characteristics. N even in excessive atmosphere
A storage NOx catalyst capable of purifying Ox has been developed and put into practical use. Occlusion-type NOx catalyst, the oxygen excess state occluded by attaching NOx in the exhaust gas as nitrate X-NO 3 in (an oxidizing atmosphere), N 2 a suction built the NOx with CO (carbon monoxide) over state (reduction atmosphere) (Nitrogen) (at the same time, carbonate X-CO 3 is generated). Therefore, Patent Registration No. 25
As disclosed in US Patent No. 86738, in practice,
When the lean air-fuel ratio operation continues for a predetermined time, the air-fuel ratio is periodically switched to a rich air-fuel ratio operation in which the air-fuel ratio is controlled to a stoichiometric air-fuel ratio or a value close to the stoichiometric air-fuel ratio (this is referred to as a rich spike). Is generated, and the stored NOx is purified and reduced (NOx purge) to store the stored NOx.
x We are trying to regenerate the catalyst.
【0004】ところが、このようにリーン空燃比運転が
所定時間続いた場合にリッチ空燃比運転に定期的に切換
えるようにすると、急に燃料を多く噴射することにな
り、本来リーン空燃比運転が連続するはずであり運転者
がアクセル操作もせず予期しないときにトルク変動が起
こりトルクショックが発生するという問題がある。これ
に対し、特定運転条件下で運転状態がリーン空燃比運転
から理論空燃比運転(これをストイキオ運転という)に
切り換えられたときに一時的にリッチ空燃比運転を実施
するようにする技術が特許登録第2692530号公報
に開示されている。この方法では、例えば特定運転条件
として運転者の意図に基づいた加速等のためのアクセル
操作がなされた場合、同時にNOxパージを実施するこ
とになるため、運転者は元来アクセル操作によるトルク
変化を予期しており、故に運転者の意図に反したトルク
ショックは発生しないことになる。[0004] However, if the lean air-fuel ratio operation is switched to the rich air-fuel ratio operation periodically when the lean air-fuel ratio operation continues for a predetermined time, a large amount of fuel is suddenly injected, and the lean air-fuel ratio operation is normally continuous. Therefore, there is a problem that when the driver does not operate the accelerator and unexpectedly, the torque fluctuates and a torque shock occurs. On the other hand, there is a patent for a technology that temporarily executes a rich air-fuel ratio operation when the operating state is switched from a lean air-fuel ratio operation to a stoichiometric air-fuel ratio operation (this is referred to as stoichiometric operation) under specific operating conditions. It is disclosed in Registration No. 2692530. In this method, for example, when an accelerator operation for acceleration or the like based on the driver's intention is performed as a specific driving condition, the NOx purge is performed at the same time. As expected, no torque shock contrary to the driver's intention will occur.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、通常、スト
イキオ運転は、運転者がアクセルペダルを踏み込んで加
速操作をしない限り実施されることはなく、故に、上記
公報に開示された技術では、平地を定速走行しているよ
うな場合のようにリーン空燃比運転が長期に亘って継続
されているようなときには、リッチ空燃比運転をなかな
か実施することができず、NOxパージを良好に実施で
きない可能性がある。このようにNOxパージが長期に
亘って実施されないと、吸蔵型NOx触媒のNOx吸蔵能
力が限界に達し、NOxが大気中に放散されてしまう虞
があり好ましいことではない。However, normally, stoichiometric operation is not performed unless the driver depresses the accelerator pedal to perform an accelerating operation. When the lean air-fuel ratio operation is continued for a long period of time, such as when traveling at a constant speed, the rich air-fuel ratio operation cannot be easily performed, and the NOx purge cannot be satisfactorily performed. There is. If the NOx purge is not performed for a long time, the NOx storage capacity of the storage NOx catalyst reaches the limit, and NOx may be diffused into the atmosphere, which is not preferable.
【0006】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、吸蔵型N
Ox触媒を備えた排気浄化装置において、該吸蔵型NOx
触媒に吸蔵されたNOxを効率的に且つ確実に除去する
とともに運転状態をリッチ空燃比運転に切り換える際の
トルクショックを極力少なくし吸蔵型NOx触媒のNOx
浄化能力を常に良好に維持可能な内燃機関の排気浄化装
置を提供することにある。The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a storage type N.
In an exhaust gas purification device provided with an Ox catalyst, the storage NOx
The NOx stored in the catalyst is efficiently and reliably removed, and the torque shock when switching the operation state to the rich air-fuel ratio operation is reduced as much as possible to reduce the NOx of the storage NOx catalyst.
An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine capable of always maintaining a good purifying ability.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、請求項1の発明によれば、吸蔵型NOx触媒を備
えた内燃機関の排気浄化装置において、特定運転条件下
で運転状態切換手段により運転状態がリーン空燃比運転
状態から理論空燃比での運転状態に切り換わった際にN
Ox吸蔵量推定手段により推定されるNOx吸蔵量が第1
の所定値以上であるときに空燃比が所定のリッチ空燃比
に補正され(第1のリッチ補正手段)、さらに、リーン
空燃比運転状態の下にNOx吸蔵量推定手段により推定
されるNOx吸蔵量が第1の所定値よりも大きな第2の
所定値に達したときに空燃比が上記所定のリッチ空燃比
に補正される(第2のリッチ補正手段)。According to the first aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine equipped with a storage type NOx catalyst, wherein the operating state switching means is operated under a specific operating condition. N when the operation state is switched from the lean air-fuel ratio operating state to the operating state at the stoichiometric air-fuel ratio by
The NOx storage amount estimated by the Ox storage amount estimation means is equal to the first
The air-fuel ratio is corrected to a predetermined rich air-fuel ratio when the air-fuel ratio is equal to or more than a predetermined value (first rich correction means). Further, the NOx storage amount estimated by the NOx storage amount estimation means under the lean air-fuel ratio operating state The air-fuel ratio is corrected to the above-mentioned rich air-fuel ratio when the air-fuel ratio reaches a second predetermined value larger than the first predetermined value (second rich correction means).
【0008】従って、例えば、吸蔵型NOx触媒に排ガ
ス中のNOxがそれほど多く吸蔵されていないときに運
転者の意図に基づいたアクセル操作による加速時のよう
な特定運転条件下とされて運転状態がリーン空燃比運転
から理論空燃比の運転状態に切り換わる場合に、空燃比
がNOxパージに適切なリッチ空燃比とされることにな
り、運転者の予期しないトルク変化によって運転者等が
違和感を感じることなくNOxの還元除去が良好に実施
されて高いNOx浄化率が保持され、さらに、運転状態
の切り換えが行われずリーン空燃比運転状態が長期間に
亘って継続しているような場合であっても、吸蔵型NO
x触媒のNOx吸蔵能力が限界に達する前にNOxが確実
に還元除去可能とされる。Accordingly, for example, when the occlusion type NOx catalyst does not occlude so much NOx in the exhaust gas, the operating state is set under specific operating conditions such as acceleration by accelerator operation based on the driver's intention. when switching from the lean air-fuel ratio operation on the operating state of the stoichiometric air-fuel ratio, will be air-fuel ratio is a suitable rich air-fuel ratio to the NOx purge, a driver or the like by an unexpected change in torque of the driver feels a sense of discomfort NOx reduction and removal is performed satisfactorily, a high NOx purification rate is maintained, and the operating state is not switched, and the lean air-fuel ratio operating state continues for a long time. Also occlusion type NO
NOx can be reliably reduced and removed before the NOx storage capacity of the x catalyst reaches the limit.
【0009】また、請求項2の発明によれば、請求項1
の発明における特定運転条件を限定するもので、具体的
には、前記特定運転条件は、内燃機関が搭載された車両
に装着されたエアコンの、オフからオンへの切換作動
時、自動変速機のシフト位置の、ニュートラルからドラ
イブレンジへの切換時、或いは、運転者のアクセルペダ
ル操作による加速時であることを特徴とする。従って、
例えば、エアコンの作動状態の切換え、自動変速機のシ
フト位置の切換え、或いは、運転者のアクセルペダル操
作により運転状態がリーン空燃比運転から理論空燃比で
の運転状態に切り換わる場合にリッチスパイクが行われ
ることになり、運転者の予期しないトルク変化によって
運転者等が違和感を感じることなくNOxの還元除去が
良好に実施されて高いNOx浄化率が保持される。これ
により、空燃比をNOxパージに適切なリッチ空燃比と
した際に発生するトルクショック等の違和感を運転者が
感じることの少ない、常にNOx浄化能力の高い好適な
排気浄化装置が実現可能とされる。Further, according to the invention of claim 2, according to claim 1,
It limits the specific operating conditions in the invention of
In the above, the specific operating condition is a vehicle equipped with an internal combustion engine.
Switching the air conditioner installed in the car from off to on
The automatic transmission shift position from neutral to dry.
When switching to the Evrange or when the driver
It is characterized by being at the time of acceleration by a steering operation. Therefore,
For example, a rich spike occurs when the operating state of the air conditioner is switched from lean air-fuel ratio operation to stoichiometric air-fuel ratio operation due to switching of the operating state of the air conditioner, switching of the shift position of the automatic transmission, or operation of the accelerator pedal by the driver. would happens is that when the driver unexpected change in torque by reduction removal of NOx without the driver or the like feels discomfort is satisfactorily carried out a high NOx purification rate of Ru is retained. Thereby, it is possible to realize a suitable exhaust gas purification apparatus which always has a high NOx purification capability, in which the driver does not feel discomfort such as torque shock generated when the air-fuel ratio is set to a rich air-fuel ratio appropriate for NOx purge. You.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づき説明する。図1を参照すると、車両に搭載
された本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成
図が示されており、以下同図に基づいて本発明に係る排
気浄化装置の構成を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention mounted on a vehicle. Hereinafter, the configuration of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
【0011】機関本体(以下、単にエンジンという)1
は、例えば、燃料噴射モード(運転モード)を切換える
ことで吸気行程での燃料噴射(吸気行程噴射モード)ま
たは圧縮行程での燃料噴射(圧縮行程噴射モード)を実
施可能な筒内噴射型火花点火式直列4気筒ガソリンエン
ジンとされている。そして、この筒内噴射型のエンジン
1は、容易にして理論空燃比(ストイキオ)での運転や
リッチ空燃比での運転(リッチ空燃比運転)の他、リー
ン空燃比での運転(リーン空燃比運転)が実現可能とさ
れており、特に圧縮行程噴射モードでは、超リーン空燃
比での運転が可能とされている。Engine body (hereinafter simply referred to as engine) 1
For example, in-cylinder injection spark ignition capable of performing fuel injection in an intake stroke (intake stroke injection mode) or fuel injection in a compression stroke (compression stroke injection mode) by switching a fuel injection mode (operation mode), for example. It is an inline 4-cylinder gasoline engine. The in-cylinder injection type engine 1 can be easily operated at a stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric ratio), at a rich air-fuel ratio (rich air-fuel ratio operation), or at a lean air-fuel ratio (lean air-fuel ratio). In particular, in the compression stroke injection mode, it is possible to operate at a super lean air-fuel ratio.
【0012】同図に示すように、エンジン1のシリンダ
ヘッド2には、各気筒毎に点火プラグ4とともに電磁式
の燃料噴射弁6が取り付けられており、これにより、燃
焼室8内に燃料を直接噴射可能とされている。燃料噴射
弁6には、燃料パイプを介して燃料タンクを擁した燃料
供給装置(共に図示せず)が接続されている。より詳し
くは、燃料供給装置には、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポ
ンプとが設けられており、これにより、燃料タンク内の
燃料を燃料噴射弁6に対し低燃圧或いは高燃圧で供給
し、該燃料を燃料噴射弁6から燃焼室内に向けて所望の
燃圧で噴射可能とされている。As shown in FIG. 1, an electromagnetic fuel injection valve 6 is attached to a cylinder head 2 of an engine 1 together with a spark plug 4 for each cylinder, whereby fuel is injected into a combustion chamber 8. Direct injection is possible. A fuel supply device (both not shown) having a fuel tank is connected to the fuel injection valve 6 via a fuel pipe. More specifically, the fuel supply device is provided with a low-pressure fuel pump and a high-pressure fuel pump, whereby the fuel in the fuel tank is supplied to the fuel injection valve 6 at a low fuel pressure or a high fuel pressure. From the fuel injection valve 6 into the combustion chamber at a desired fuel pressure.
【0013】シリンダヘッド2には、各気筒毎に略直立
方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連
通するようにして吸気マニホールド10の一端がそれぞ
れ接続されている。そして、吸気マニホールド10の他
端にはスロットル弁11が接続されており、該スロット
ル弁11にはスロットル開度θthを検出するスロットル
センサ11aが設けられている。An intake port is formed in the cylinder head 2 in a substantially upright direction for each cylinder, and one end of an intake manifold 10 is connected to communicate with each intake port. A throttle valve 11 is connected to the other end of the intake manifold 10. The throttle valve 11 is provided with a throttle sensor 11a for detecting a throttle opening θth.
【0014】また、シリンダヘッド2には、各気筒毎に
略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポー
トと連通するようにして排気マニホールド12の一端が
それぞれ接続されている。なお、図中符号13は、クラ
ンク角を検出するクランク角センサであり、該クランク
角センサ13はエンジン回転速度Neを検出可能とされ
ている。An exhaust port is formed in the cylinder head 2 in a substantially horizontal direction for each cylinder, and one end of an exhaust manifold 12 is connected to communicate with each exhaust port. Reference numeral 13 in the figure denotes a crank angle sensor for detecting a crank angle, and the crank angle sensor 13 is capable of detecting an engine rotation speed Ne.
【0015】なお、当該筒内噴射型のエンジン1は既に
公知のものであり、その構成の詳細についてはここでは
説明を省略する。同図に示すように、排気マニホールド
12には排気管(排気通路)14が接続されており、こ
の排気管14にはエンジン1に近接した小型の近接三元
触媒20及び排気浄化触媒装置30を介してマフラー
(図示せず)が接続されている。また、排気管14には
排気温度を検出する高温センサ16が設けられている。The in-cylinder injection type engine 1 is already known, and a detailed description of its configuration is omitted here. As shown in FIG. 1, an exhaust pipe (exhaust passage) 14 is connected to the exhaust manifold 12, and a small close three-way catalyst 20 and an exhaust purification catalyst device 30 close to the engine 1 are connected to the exhaust pipe 14. A muffler (not shown) is connected via the terminal. The exhaust pipe 14 is provided with a high temperature sensor 16 for detecting the exhaust gas temperature.
【0016】排気浄化触媒装置30は、吸蔵型NOx触
媒30aと三元触媒30bとの2つの触媒を備えて構成
されており、三元触媒30bの方が吸蔵型NOx触媒3
0aよりも下流側に配設されている。吸蔵型NOx触媒
30aは、酸化雰囲気においてNOxを一旦吸蔵させ、
主としてCOの存在する還元雰囲気中においてNOxを
N2(窒素)等に還元させる機能を持つものである。詳
しくは、吸蔵型NOx触媒30aは、貴金属として白金
(Pt),ロジウム(Rh)等を有した触媒として構成
されており、吸蔵材としてはバリウム(Ba)等のアル
カリ金属、アルカリ土類金属が採用されている。The exhaust purification catalyst device 30 is provided with two catalysts, that is, a storage type NOx catalyst 30a and a three-way catalyst 30b, and the three-way catalyst 30b has a storage type NOx catalyst 3a.
0a is disposed downstream. The storage NOx catalyst 30a temporarily stores NOx in an oxidizing atmosphere,
It has a function of reducing NOx to N 2 (nitrogen) or the like mainly in a reducing atmosphere where CO is present. More specifically, the storage NOx catalyst 30a is configured as a catalyst having platinum (Pt), rhodium (Rh), or the like as a noble metal, and an alkali metal such as barium (Ba) or an alkaline earth metal as a storage material. Has been adopted.
【0017】また、吸蔵型NOx触媒30aと三元触媒
30bとの間にはNOx濃度を検出するNOxセンサ32
が設けられている。さらに、入出力装置、記憶装置(R
OM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(C
PU)、タイマカウンタ等を備えたECU(電子コント
ロールユニット)40が設置されており、このECU4
0により、エンジン1を含めた本発明に係る排気浄化装
置の総合的な制御が行われる。ECU40の入力側に
は、上述した高温センサ16やNOxセンサ32等の各
種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検
出情報が入力する。A NOx sensor 32 for detecting the NOx concentration is provided between the storage type NOx catalyst 30a and the three-way catalyst 30b.
Is provided. Further, an input / output device, a storage device (R
OM, RAM, nonvolatile RAM, etc.), central processing unit (C
PU), an ECU (electronic control unit) 40 including a timer counter and the like.
With 0, comprehensive control of the exhaust gas purification apparatus according to the present invention including the engine 1 is performed. Various sensors such as the high-temperature sensor 16 and the NOx sensor 32 described above are connected to the input side of the ECU 40, and detection information from these sensors is input.
【0018】一方、ECU40の出力側には、点火コイ
ルを介して上述した点火プラグ4や燃料噴射弁6等が接
続されており、これら点火コイル、燃料噴射弁6等に
は、各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃
料噴射量や点火時期等の最適値がそれぞれ出力される。
これにより、燃料噴射弁6から適正量の燃料が適正なタ
イミングで噴射され、点火プラグ4によって適正なタイ
ミングで点火が実施される。On the other hand, the output side of the ECU 40 is connected to the above-described ignition plug 4 and the fuel injection valve 6 via an ignition coil. The ignition coil, the fuel injection valve 6 and the like are connected to various sensors. The optimum values such as the fuel injection amount and the ignition timing calculated based on the detection information are output.
As a result, an appropriate amount of fuel is injected from the fuel injection valve 6 at an appropriate timing, and ignition is performed by the spark plug 4 at an appropriate timing.
【0019】実際には、ECU40では、スロットルセ
ンサ11aからのスロットル開度情報θthとクランク角
センサ13からのエンジン回転速度情報Neとに基づい
てエンジン負荷に対応する目標筒内圧、即ち目標平均有
効圧Peを求めるようにされており、さらに、当該目標
平均有効圧Peとエンジン回転速度情報Neとに応じて、
燃料噴射モード設定マップ(図示せず)より燃料噴射モ
ードを設定するようにされている。例えば、目標平均有
効圧Peとエンジン回転速度Neとが共に小さいときに
は、燃料噴射モードは圧縮行程噴射リーンモード、即ち
圧縮リーンモードとされ、リーン空燃比の下に燃料は圧
縮行程で噴射され、一方、目標平均有効圧Peが大きく
なり或いはエンジン回転速度Neが大きくなると燃料噴
射モードは吸気行程噴射モードとされ、燃料は吸気行程
で噴射される。吸気行程噴射モードには、リーン空燃比
とされる吸気リーンモード、理論空燃比(ストイキオ)
とされるストイキオフィードバックモード、及び、リッ
チ空燃比とされるオープンループモード(O/Lモー
ド)がある(運転状態切換手段)。In practice, the ECU 40 determines the target in-cylinder pressure corresponding to the engine load, that is, the target average effective pressure, based on the throttle opening information θth from the throttle sensor 11a and the engine rotation speed information Ne from the crank angle sensor 13. Pe is obtained, and further, according to the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne,
The fuel injection mode is set from a fuel injection mode setting map (not shown). For example, when the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed Ne are both small, the fuel injection mode is a compression stroke injection lean mode, that is, a compression lean mode, and fuel is injected in a compression stroke below a lean air-fuel ratio. When the target average effective pressure Pe increases or the engine speed Ne increases, the fuel injection mode is set to the intake stroke injection mode, and fuel is injected in the intake stroke. In the intake stroke injection mode, the lean air-fuel ratio is assumed to be the lean air-fuel ratio, and the stoichiometric air-fuel ratio (stoichio)
There is a stoichiometric feedback mode, and an open loop mode (O / L mode), which is a rich air-fuel ratio (operating state switching means).
【0020】そして、目標平均有効圧Peとエンジン回
転速度Neとから制御目標となる目標空燃比(目標A/
F)が設定され、上記適正量の燃料噴射量は該目標A/
Fに基づいて決定される。また、上記高温センサ16に
より検出された排気温度情報からは触媒温度Tcatが推
定される。詳しくは、高温センサ16を吸蔵型NOx触
媒30aに直接設置できないことに起因して発生する誤
差を補正するために、目標平均有効圧Peとエンジン回
転速度情報Neとに応じて予め実験等により温度差マッ
プ(図示せず)が設定されており、故に触媒温度Tcat
は、目標平均有効圧Peとエンジン回転速度情報Neとが
決まると一義に推定されるようにされている。The target air-fuel ratio (target A / A) is set as a control target based on the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne.
F) is set, and the appropriate amount of fuel injection is set to the target A /
It is determined based on F. Further, the catalyst temperature Tcat is estimated from the exhaust gas temperature information detected by the high temperature sensor 16. More specifically, in order to correct an error caused by the inability to directly install the high-temperature sensor 16 on the storage NOx catalyst 30a, the temperature is previously determined by an experiment or the like in accordance with the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne. A difference map (not shown) has been set and therefore the catalyst temperature Tcat
Is uniquely estimated when the target average effective pressure Pe and the engine speed information Ne are determined.
【0021】以下、このように構成された排気浄化装置
の本発明に係る作用について説明する。つまり、本発明
に係る吸蔵型NOx触媒30aのNOxパージ制御につい
て説明する。図2を参照すると、本発明に係るNOxパ
ージ制御ルーチンのフローチャートが示されており、以
下当該フローチャートに沿って説明する。なお、ここで
は、便宜上、特定運転条件の一例として、リーン空燃比
運転中に運転者がアクセルペダルを踏み込み、運転状態
が上記燃料噴射モード設定マップに基づいてリーン空燃
比運転からストイキオ運転へ切り換わったものとして話
を進める。Hereinafter, the operation of the exhaust gas purification apparatus thus configured according to the present invention will be described. That is, the NOx purge control of the storage NOx catalyst 30a according to the present invention will be described. Referring to FIG. 2, there is shown a flowchart of a NOx purge control routine according to the present invention, which will be described below with reference to the flowchart. Here, for convenience, as an example of the specific operation condition, as an example of the specific operation condition, the driver depresses the accelerator pedal during the lean air-fuel ratio operation, and the operation state is switched from the lean air-fuel ratio operation to the stoichiometric operation based on the fuel injection mode setting map. Let's talk about it.
【0022】先ず、ステップS10では、NOx積算量
Q(n)を演算する。つまり、吸蔵型NOx触媒30aに吸
蔵された現在のNOx吸蔵量を次式(1)から演算により求
める(NOx吸蔵量推定手段)。 Q(n)=Q(n-1)+q1−q2 …(1) ここに、Q(n-1)は当該ルーチンの前回実行時のNOx積
算量であり、q1は吸蔵型NOx触媒30aに新たに吸蔵
される吸着NOx量を示し、q2は吸蔵型NOx触媒30
aから除去される脱離NOx量を示している。First, in step S10, an integrated NOx amount Q (n) is calculated. That is, the current NOx storage amount stored in the storage NOx catalyst 30a is obtained by calculation from the following equation (1) (NOx storage amount estimation means). Q (n) = Q (n-1) + q1-q2 (1) where Q (n-1) is the NOx integrated amount at the time of the previous execution of the routine, and q1 is a new value for the storage NOx catalyst 30a. Indicates the amount of adsorbed NOx stored in the storage NOx catalyst, and q2 indicates the storage NOx catalyst 30.
The figure shows the amount of desorbed NOx removed from a.
【0023】吸着NOx量q1は、即ちエンジン1から排
出されて吸蔵型NOx触媒30aに流入し吸着されるN
Ox量を意味しており、上述の目標平均有効圧Peとエン
ジン回転速度情報Neとに基づいて容易に求められる。
実際には、吸着NOx量q1は、図3に示すように、目標
平均有効圧Peとエンジン回転速度情報Neとに基づいて
マップ化されており、当該マップより読み出される。但
し、リーン空燃比運転時以外のストイキオ或いはリッチ
空燃比運転時には吸着NOx量q1は値0とされる。The amount of adsorbed NOx q1, ie, the amount of N that is discharged from the engine 1 and flows into the storage-type NOx catalyst 30a and is adsorbed
It means the amount of Ox, and can be easily obtained based on the target average effective pressure Pe and the engine speed information Ne.
Actually, as shown in FIG. 3, the adsorbed NOx amount q1 is mapped based on the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne, and is read from the map. However, during stoichiometric or rich air-fuel ratio operation other than the lean air-fuel ratio operation, the adsorbed NOx amount q1 is set to the value 0.
【0024】また、脱離NOx量q2は次式(2)から求め
られる。 q2=q2’・Qa …(2) ここに、q2’は単位吸入空気量あたりの脱離NOx量
(単位脱離NOx量)であり、Qaは吸入空気量である。
実際には、単位脱離NOx量q2’は、図4に示すよう
に、目標A/Fに基づいて予めマップ化されており、当
該マップより読み出される。つまり、単位脱離NOx量
q2’は、目標A/Fがストイキオより小さいリッチ空
燃比の範囲において、そのリッチ度合が大きくなるほど
大きな値とされ、脱離NOx量q2は、目標A/Fが小さ
く吸入空気量Qaが多いほど大きな値とされる。The desorbed NOx amount q2 is obtained from the following equation (2). q2 = q2 '· Qa (2) Here, q2' is a desorbed NOx amount per unit intake air amount (unit desorbed NOx amount), and Qa is an intake air amount.
Actually, as shown in FIG. 4, the unit desorption NOx amount q2 'is mapped in advance based on the target A / F, and is read out from the map. In other words, the unit desorbed NOx amount q2 'is set to a larger value as the degree of richness increases in the range of the rich air-fuel ratio where the target A / F is smaller than the stoichiometric ratio, and the desorbed NOx amount q2 becomes smaller as the target A / F becomes smaller. The larger the intake air amount Qa, the larger the value.
【0025】このようにして吸着NOx量q1と脱離NO
x量q2との増減量に応じてNOx積算量Q(n)は求められ
ることになるが、この時点では未だリーン空燃比運転で
あるので、実際にはNOxは吸蔵型NOx触媒30aに吸
蔵される一方で除去されることはなく、故に、脱離NO
x量q2は上記図4のマップに基づき値0とされ、NOx
積算量Q(n)は減少することなく増加する。In this way, the adsorbed NOx amount q1 and the desorbed NO
The NOx integrated amount Q (n) is obtained according to the increase / decrease amount with respect to the x amount q2. However, at this time, since the lean air-fuel ratio operation is still performed, the NOx is actually stored in the storage type NOx catalyst 30a. While it is not removed, so the desorbed NO
The x amount q2 is set to a value 0 based on the map of FIG.
The integrated amount Q (n) increases without decreasing.
【0026】そして、ステップS12において、運転状
態がリーン空燃比運転以外(ストイキオ運転またはリッ
チ空燃比運転)か否かが判別される。ここでは、上述し
たように、運転状態がリーン運転からストイキオ運転に
切り換わったものとして話を進めているので、判別結果
は真(Yes)とされ、次にステップS14に進む。ス
テップS14では、上記NOx積算量Q(n)がNOxパー
ジ実施判定値の一つである所定値Q2(第1の所定値)
以上であるか否かを判別する。なお、この所定値Q2
は、後述の所定値Q1よりも小さな値とされている(Q2
<Q1)。In step S12, it is determined whether the operating state is other than the lean air-fuel ratio operation (stoichiometric operation or rich air-fuel ratio operation). Here, as described above, since it is assumed that the operation state has been switched from the lean operation to the stoichiometric operation, the determination result is true (Yes), and the process proceeds to step S14. In step S14, the NOx integrated amount Q (n) is a predetermined value Q2 (first predetermined value) which is one of the NOx purge execution determination values.
It is determined whether or not this is the case. Note that the predetermined value Q2
Is smaller than a predetermined value Q1 described later (Q2
<Q1).
【0027】実際には、当該所定値Q2は、図5に示す
ように、車両の速度、即ち車速Vが大きくなると小さな
値となるよう予め設定されマップ化されている。通常、
車速Vが大きくなると、即ち目標平均有効圧Peとエン
ジン回転速度情報Neとが大きくなり吸蔵型NOx触媒3
0aを流れる排気の温度が高くなるとともに排気流量が
多くなって触媒温度Tcatが上昇するのであるが、この
ように排気温度が高くなるとともに排気流量が多くなり
触媒温度Tcatが上昇すると、一般に吸蔵型NOx触媒3
0aのNOx吸蔵能力は低下する。また、車速Vは、走
行風が触媒冷却することによる触媒温度Tcatへの影
響、或いは排気流量が多くなることによるNOx吸蔵能
力への直接の影響を含んでいる。In practice, as shown in FIG. 5, the predetermined value Q2 is set and mapped in advance so that the value becomes smaller as the vehicle speed, that is, the vehicle speed V increases. Normal,
When the vehicle speed V increases, that is, the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne increase, and the storage NOx catalyst 3
As the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust gas 0a increases, the exhaust gas flow rate increases, and the catalyst temperature Tcat rises. NOx catalyst 3
The NOx storage capacity of Oa decreases. Further, the vehicle speed V includes an influence on the catalyst temperature Tcat due to the catalyst cooling of the traveling wind, or a direct influence on the NOx storage capacity due to an increase in the exhaust gas flow rate.
【0028】故に、ここでは、以上のことを考慮し、車
速Vが大きくなるとNOxパージ実施判定値を低くして
NOxパージが早期に実施され易いようにしている。な
お、同図には上記所定値Q1と車速Vとの関係について
も示してあるが、当該所定値Q1に関しても同様に車速
Vが大きくなると小さな値となるように設定されてい
る。Therefore, in consideration of the above, here, when the vehicle speed V increases, the NOx purge execution determination value is reduced so that the NOx purge is easily performed early. Although FIG. 2 also shows the relationship between the predetermined value Q1 and the vehicle speed V, the predetermined value Q1 is set to a smaller value as the vehicle speed V increases.
【0029】ステップS14の判別結果が偽(No)
で、NOx積算量Q(n)が所定値Q2よりも小さい場合に
は、次にステップS16に進む。ここで、図6を参照す
ると、当該NOxパージ制御ルーチンを実施した場合
の、車速V(a)、目標A/F(b)、吸着NOx量q1
(c)及びNOx積算量Q(n)(d)のタイムチャートが
示されており、以下同図をも参照して説明する。なお、
同図には、車速Vに応じて変化する上記所定値Q2及び
所定値Q1についても併せて一点鎖線で示してある。The determination result of step S14 is false (No)
If the NOx integrated amount Q (n) is smaller than the predetermined value Q2, the process proceeds to step S16. Here, referring to FIG. 6, when the NOx purge control routine is executed, the vehicle speed V (a), the target A / F (b), and the adsorbed NOx amount q1
(C) and a time chart of the NOx integrated amount Q (n) (d) are shown, which will be described below with reference to FIG. In addition,
In the same figure, the above-mentioned predetermined value Q2 and the predetermined value Q1, which change according to the vehicle speed V, are also indicated by a chain line.
【0030】ステップS16では、詳しくは後述する
が、リッチスパイクを実施したときに値1に設定される
フラグFが該値1であるか否かを判別する。この時点で
は、未だリッチスパイクは実施されていないので、フラ
グFは値0であり、判別結果は偽(No)とされる。つ
まり、図6中にタイミングAで示すように、ストイキオ
運転が開始されたときにNOx積算量Q(n)が未だ所定値
Q2に達していないような場合には、特にNOxパージは
実施されることなく、そのままNOx積算量Q(n)の積算
が継続される。In step S16, as will be described later in detail, it is determined whether or not the flag F set to the value 1 when the rich spike is executed is the value 1. At this point, since the rich spike has not been performed yet, the flag F has a value of 0, and the determination result is false (No). That is, as shown by timing A in FIG. 6, when the stoichiometric operation is started and the NOx integrated amount Q (n) has not yet reached the predetermined value Q2, the NOx purge is particularly performed. Without this, the integration of the NOx integrated amount Q (n) is continued as it is.
【0031】一方、ステップS12の判別結果が真(Y
es)でストイキオ運転が開始され、且つ、ステップS
14の判別結果が真(Yes)でNOx積算量Q(n)が所
定値Q2以上と判定された場合には、次にステップS1
8に進む。ステップS18では、リッチ補正(リッチス
パイク)を実施する。つまり、図6中にタイミングB或
いはタイミングCで示すように、ストイキオ運転が開始
されたときにNOx積算量Q(n)が所定値Q2以上である
場合には、目標A/F(ここではストイキオ)に拘わら
ず、運転状態をリッチ空燃比運転に切り換え、これによ
り吸蔵型NOx触媒30a内に還元雰囲気を形成してN
Oxパージを行うようにする(第1のリッチ補正手
段)。なお、当該リッチスパイクにおけるリッチ空燃比
運転では、空燃比は、例えば値12とされる。On the other hand, if the result of the determination in step S12 is true (Y
es), the stoichiometric operation is started and step S
If the determination result of 14 is true (Yes) and it is determined that the NOx integrated amount Q (n) is equal to or more than the predetermined value Q2, then step S1 is performed.
Proceed to 8. In step S18, rich correction (rich spike) is performed. That is, as shown by timing B or timing C in FIG. 6, when the stoichiometric operation is started and the NOx integrated amount Q (n) is equal to or more than the predetermined value Q2, the target A / F (here, stoichiometric ), The operation state is switched to the rich air-fuel ratio operation, whereby a reducing atmosphere is formed in the storage NOx catalyst 30a and N
Ox purge is performed (first rich correction means). In the rich air-fuel ratio operation in the rich spike, the air-fuel ratio is set to, for example, a value of 12.
【0032】そして、次のステップS20において、リ
ッチスパイクを実施中であることをフラグFに値1を設
定して記憶する(F=1)。このようにリッチスパイク
が実施されNOxパージが開始されると、NOx積算量Q
(n)は減少し、ステップS14の判別結果は再び偽(N
o)となるが、この時点ではフラグFは値1であるた
め、上記ステップS16の判別結果は真(Yes)とな
り、次にステップS22に進む。Then, in the next step S20, a value 1 is set to the flag F to store that the rich spike is being executed (F = 1). When the rich spike is executed and the NOx purge is started, the NOx integrated amount Q
(n) decreases, and the determination result of step S14 becomes false (N
At this point, the value of the flag F is 1, so the result of the determination in step S16 is true (Yes), and the process proceeds to step S22.
【0033】ステップS22では、リッチスパイクの実
施によりNOxパージが進行して吸蔵型NOx触媒30a
に吸蔵されたNOxが完全に除去され、図6(d)に示
すように、所定値Q2を越えていたNOx積算量Q(n)が
上記式(1)の演算に基づいて値0にまで減少したか否か
を判別する。判別結果が偽(No)で、NOx積算量Q
(n)が未だ値0にまで減少していないと判定された場合
には、ステップS18においてリッチスパイクを継続実
施する。In step S22, the NOx purge proceeds due to the execution of the rich spike, and the storage NOx catalyst 30a
The NOx occluded in the NOx is completely removed, and as shown in FIG. 6D, the NOx integrated amount Q (n) exceeding the predetermined value Q2 is reduced to a value 0 based on the calculation of the above equation (1). It is determined whether or not the number has decreased. If the determination result is false (No), the NOx integrated amount Q
If it is determined that (n) has not yet decreased to the value 0, the rich spike is continuously performed in step S18.
【0034】一方、ステップS22の判別結果が真(Y
es)で、NOx積算量Q(n)が値0にまで減少したと判
定された場合には、次にステップS24に進み、値1に
設定していたフラグFを値0にリセットする。このよう
にフラグFを値0に設定すると、次回ステップS16が
実行されたときには、判別結果は偽(No)となるため
リッチスパイクは実施されなくなり、これによりNOx
パージが終了する。On the other hand, if the result of the determination in step S22 is true (Y
If it is determined in es) that the NOx integrated amount Q (n) has decreased to the value 0, the process proceeds to step S24, and the flag F set to the value 1 is reset to the value 0. When the flag F is set to the value 0 in this manner, the next time step S16 is executed, the determination result becomes false (No), so that the rich spike is not performed, and thus NOx
Purging ends.
【0035】そして、このように、運転者の意思に基づ
いてストイキオ運転が実施されたときに合わせてリッチ
スパイクを行うようにすると、運転者が意図しないよう
なトルクショックが発生しなくなり、走行フィーリング
の悪化が好適に防止されることになる。つまり、運転者
の意図によって加速のためにアクセル操作が行われて運
転状態がリーン空燃比運転からストイキオ運転に切換わ
るときには、運転者は元来トルク増加によるトルクショ
ックを予期するため、このような状況に合わせてリッチ
スパイクを実施するようにすることで、トルクショック
を目立たなくでき、運転者、乗員に違和感を与えないよ
うにできるのである。As described above, if the rich spike is performed in accordance with the stoichiometric operation based on the driver's intention, torque shock unintended by the driver does not occur, and the driving fee is reduced. The deterioration of the ring is suitably prevented. That is, when the accelerator operation is performed for acceleration by the driver's intention and the driving state is switched from the lean air-fuel ratio operation to the stoichiometric operation, the driver originally expects a torque shock due to an increase in torque. By performing the rich spike in accordance with the situation, the torque shock can be made inconspicuous, and the driver and the occupant do not feel uncomfortable.
【0036】なお、当該ストイキオ運転の実施に合わせ
たリッチスパイクでは、所定値Q2のようにNOxパージ
実施判定値を後述する所定値Q1に対し比較的小さな値
としてリッチスパイクが実施され易いようにしている
が、これは、極力、運転者のアクセル操作によるストイ
キオ運転への切り換えが行われたときに合わせてリッチ
スパイクが実施されるようにし、後述するリーン空燃比
運転連続時におけるリッチ空燃比運転への切り換えによ
って運転者の予期しないトルクショックが発生する機会
をできるだけ少なくするためである。In the rich spike in accordance with the execution of the stoichiometric operation, the NOx purge execution determination value such as the predetermined value Q2 is set to a relatively small value with respect to a predetermined value Q1, which will be described later, so that the rich spike is easily performed. However, this is done so that the rich spike is performed as much as possible when switching to the stoichiometric operation by the driver's accelerator operation, and to the rich air-fuel ratio operation during the continuous lean air-fuel ratio operation described later. This is for minimizing the chance of unexpected torque shock by the driver due to the switching.
【0037】図2のステップS12の判別結果が偽(N
o)で、運転状態がストイキオ運転でもリッチ空燃比運
転でもない場合、即ちリーン空燃比運転の場合には、次
にステップS28に進む。ステップS28では、上記N
Ox積算量Q(n)がNOxパージ実施判定値の一つである
上述の所定値Q1(第2の所定値)以上であるか否かを
判別する。なお、上述したように、当該所定値Q1も、
図5に示すように、車両の速度、即ち車速Vが大きくな
ると小さな値となるよう予め設定されマップ化されてい
る。If the determination result of step S12 in FIG. 2 is false (N
In the case of o), when the operation state is neither the stoichiometric operation nor the rich air-fuel ratio operation, that is, in the case of the lean air-fuel ratio operation, the process proceeds to step S28. In step S28, the N
It is determined whether or not the Ox integrated amount Q (n) is equal to or larger than the above-described predetermined value Q1 (second predetermined value) which is one of the NOx purge execution determination values. Note that, as described above, the predetermined value Q1 is also:
As shown in FIG. 5, the map is set in advance so that the value becomes smaller as the vehicle speed, that is, the vehicle speed V increases.
【0038】ステップS28の判別結果が偽(No)
で、NOx積算量Q(n)が未だ所定値Q1に達していない
と判定された場合には、上述のステップS16に進み、
上記フラグFが値1であるか否かを判別する。リッチス
パイクが実施されない限りフラグFは値0であるため、
この場合、判別結果は偽(No)とされ、何もせず当該
ルーチンを抜ける。つまり、リーン空燃比運転の場合に
は、常にこのルートが選択されることになり、NOx積
算量Q(n)の積算のみが継続実施される。The determination result of step S28 is false (No)
If it is determined that the NOx integrated amount Q (n) has not yet reached the predetermined value Q1, the process proceeds to step S16 described above,
It is determined whether or not the flag F has the value 1. Since the flag F has the value 0 unless the rich spike is executed,
In this case, the determination result is false (No), and the process exits the routine without doing anything. That is, in the case of the lean air-fuel ratio operation, this route is always selected, and only the integration of the NOx integrated amount Q (n) is continuously performed.
【0039】一方、ステップS28の判別結果が真(Y
es)で、NOx積算量Q(n)が所定値Q1以上と判定さ
れた場合には、次にステップS18に進み、リッチスパ
イクを実施する。つまり、図6中にタイミングDで示す
ように、リーン空燃比運転中であってもNOx積算量Q
(n)が所定値Q1以上となったときには、目標A/F(こ
こではリーン空燃比)に拘わらず、運転状態をリッチ空
燃比運転に切り換え、これにより吸蔵型NOx触媒30
a内に還元雰囲気を形成してNOxパージを行うように
する(第2のリッチ補正手段)。On the other hand, if the decision result in the step S28 is true (Y
If it is determined in es) that the NOx integrated amount Q (n) is equal to or greater than the predetermined value Q1, the process proceeds to step S18, where a rich spike is performed. That is, as shown by the timing D in FIG. 6, even during the lean air-fuel ratio operation, the NOx integrated amount Q
When (n) is equal to or more than the predetermined value Q1, the operating state is switched to the rich air-fuel ratio operation regardless of the target A / F (here, the lean air-fuel ratio).
A NOx purge is performed by forming a reducing atmosphere in (a) (second rich correction means).
【0040】なお、ステップS20以降は上述した通り
であり、説明を省略する。つまり、この場合にも、リッ
チスパイクが実施されNOxパージが開始されると、N
Ox積算量Q(n)は減少することになるが、上記同様、N
OxパージはNOx積算量Q(n)が値0になるまで良好に
継続実施される。即ち、リッチスパイクの実施時にトル
クショックをなくすという点では、上述したように運転
者の意思に基づいてストイキオ運転が実施されたときに
合わせてリッチスパイクを行うのがよいが、車両が平地
を定速走行している場合のように、ストイキオ運転がな
かなか実施されないような場合には、吸蔵型NOx触媒
30aのNOx吸蔵能力が限界に達する前に、つまりN
Ox積算量Q(n)が吸蔵限界値により近い所定値Q1に達
した時点でリッチスパイクを行い、NOxパージを実施
するようにしているのである。これにより、ストイキオ
運転が実施されないような場合であっても、吸蔵型NO
x触媒30aが常にNOxを吸蔵可能な状態に維持され、
NOxが不用意に大気中に排出されることが確実に防止
される。Step S20 and subsequent steps are as described above, and a description thereof will be omitted. That is, also in this case, when the rich spike is executed and the NOx purge is started, N
The integrated amount of Ox Q (n) will decrease, but as described above, N
The Ox purge is satisfactorily continued until the integrated NOx amount Q (n) becomes zero. That is, in order to eliminate the torque shock during the execution of the rich spike, it is preferable to perform the rich spike at the time when the stoichiometric operation is performed based on the driver's intention as described above. In the case where the stoichiometric operation is not easily performed as in the case where the vehicle is traveling at a high speed, the NOx storage capacity of the storage NOx catalyst 30a reaches the limit, that is, N
When the integrated amount of Ox Q (n) reaches a predetermined value Q1 closer to the storage limit value, rich spike is performed and NOx purge is performed. Thereby, even if the stoichiometric operation is not performed, the storage NO
x catalyst 30a is always maintained in a state capable of storing NOx,
NOx is reliably prevented from being inadvertently discharged into the atmosphere.
【0041】[0041]
【0042】以上説明したように、本発明の内燃機関の
排気浄化装置では、ストイキオ運転が実施されるタイミ
ングに合わせてリッチスパイクが実施されNOxパージ
が行われるようにしており、さらに、ストイキオ運転が
実施されずにリーン空燃比運転が継続した場合であって
も、NOx積算量Q(n)が吸蔵限界値に達する前にNOx
パージが行われるようにしている。[0042] As described above, in the exhaust purification system of an internal combustion engine of the present invention is as NOx purge is performed is rich spike is performed in accordance with the timing at which stoichiometric OPERATION is performed, further, stoichiometric luck Even if the lean air-fuel ratio operation is continued without the rotation being performed, the NOx accumulation amount Q (n) must be reached before the NOx integrated amount Q (n) reaches the storage limit value.
Purging is performed.
【0043】従って、通常は、運転者の意図により加速
したときのように、運転者が元来トルク増加によるトル
クショックを予期するストイキオ運転への切換時におい
てNOxパージを違和感なく実施可能であり、且つ、ス
トイキオ運転が実施されない場合であっても確実にNO
xをパージして吸蔵型NOx触媒30aのNOx吸蔵能力
を常に良好に維持することが可能である。[0043] Therefore, usually, as when accelerated by the driver's intention, the driver is a NOx purge is seamlessly be implemented in the original switching to stoichiometric OPERATION to anticipate torque shock due to the torque increase and, surely even when the stoichiometric OPERATION is not performed nO
By purging x, the NOx storage capacity of the storage NOx catalyst 30a can always be kept good.
【0044】さらに、本発明では、NOxパージ実施判
定のための所定値Q2を所定値Q1よりも小さく設定し、
極力ストイキオ運転への切換時においてNOxパージが
行われるようにしている。故に、リーン空燃比運転中の
NOxパージの機会が少なくされ、運転者等が違和感を
感じることがより一層好適に防止可能とされる。Further, in the present invention, the predetermined value Q2 for the NOx purge execution determination is set smaller than the predetermined value Q1,
So that NOx purge is performed in switching to the utmost stoichiometric OPERATION. Therefore, the chance of purging NOx during the lean air-fuel ratio operation is reduced, and it is possible to more suitably prevent the driver or the like from feeling uncomfortable.
【0045】なお、上記実施形態では、NOx積算量Q
(n)が値0となるまでリッチスパイクを行いNOxパージ
を実施するようにしたが、リッチスパイクの実施不足や
過剰実施を防止するため、当該リッチスパイクの実施時
間の下限と上限を設けるようにしてもよい。つまり、リ
ッチスパイクの実施時間を所定の時間範囲に制限するよ
うにしてもよい。In the above embodiment, the NOx integrated amount Q
Although the rich spike is performed and the NOx purge is performed until the value of (n) becomes 0, the lower limit and the upper limit of the execution time of the rich spike are set to prevent insufficient or excessive execution of the rich spike. You may. That is, the execution time of the rich spike may be limited to a predetermined time range.
【0046】また、上記実施形態では、所定値Q1及び
Q2を車速Vに対する可変値としているが、触媒温度、
エンジン回転速度或いは負荷等に対する可変値としても
よく、或いは固定値としてもよい。また、上記実施形態
では、NOxパージの実施判定値を所定値Q1及びQ2の
2つとしているが、実施判定値を3つ以上の複数設定し
ておき、運転状態等に応じて使い分けるようにしてもよ
い。In the above embodiment, the predetermined values Q1 and Q2 are variable values with respect to the vehicle speed V.
It may be a variable value for the engine speed or load, or a fixed value. Further, in the above-described embodiment, the NOx purge execution determination value is set to two predetermined values Q1 and Q2. However, three or more execution determination values are set and used depending on the operation state and the like. Is also good.
【0047】また、本実施形態では、特定運転条件の一
例として運転者のアクセル操作(加速)を揚げたが、例
えばエアコンがOFFからON作動させられたり、自動
変速機のシフト位置がN(ニュートラル)レンジからD
(ドライブ)レンジに変更されたりした場合でもエンジ
ン側に要求される負荷が増大し、空燃比がリーン空燃比
以外の空燃比に切り換わるため、このような特定運転条
件において本発明のNOxパージを実施するようにして
もよい。In the present embodiment, the accelerator operation (acceleration) of the driver is raised as an example of the specific driving condition. However, for example, the air conditioner is turned on from OFF, or the shift position of the automatic transmission is set to N (neutral). ) Range to D
Even if the range is changed to the (drive) range, the load required on the engine side increases, and the air-fuel ratio switches to an air-fuel ratio other than the lean air-fuel ratio. You may make it implement.
【0048】また、上記実施形態では、エンジン1を筒
内噴射型火花点火式直列4気筒ガソリンエンジンとした
が、空燃比をリーン空燃比とリッチ空燃比との間で切換
可能であれば、エンジン1は吸気管噴射型のリーンバー
ンエンジン等であってもよい。In the above-described embodiment, the engine 1 is a direct-injection spark ignition type in-line four-cylinder gasoline engine. However, if the air-fuel ratio can be switched between a lean air-fuel ratio and a rich air-fuel ratio, the engine 1 1 may be an intake pipe injection type lean burn engine or the like.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の内
燃機関の排気浄化装置によれば、吸蔵型NOx触媒にN
Oxがそれほど多く吸蔵されていないときに特定運転条
件下で運転状態がリーン空燃比運転から理論空燃比での
運転状態に切り換わる場合に、例えば、エアコンの、オ
フからオンへの切換作動時、自動変速機のシフト位置
の、ニュートラルからドライブレンジへの切換時、或い
は、運転者のアクセルペダル操作による加速時に、空燃
比をリッチ空燃比とし、運転者等が違和感を感じないよ
うにしてNOxの還元除去を実施できるのみならず、運
転状態の切り換えが行われずリーン空燃比運転状態が長
期間に亘って継続し吸蔵型NOx触媒にNOxが多量に吸
蔵されるような場合であっても、吸蔵型NOx触媒のN
Ox吸蔵能力が限界に達する前にNOxを確実に還元除去
できる。As described above in detail, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention , the NOx storage catalyst is
If the Ox is switched to the operating state of the operation state in particular operating conditions at the stoichiometric air-fuel ratio from the lean air-fuel ratio operation when not so much occluded, for example, air conditioning, Oh
The shift position of the automatic transmission when switching from off to on
When switching from neutral to drive range, or
When the vehicle is accelerated by operating the accelerator pedal, the air-fuel ratio is set to a rich air-fuel ratio, so that not only the driver and the like can perform the reduction and removal of NOx without feeling uncomfortable, but also the operation state is not switched and the lean operation is performed. Even when the air-fuel ratio operation state continues for a long period of time and a large amount of NOx is stored in the NOx storage catalyst, the N
NOx can be reliably reduced and removed before the Ox storage capacity reaches its limit.
【0050】故に、空燃比をNOxパージに適切なリッ
チ空燃比とした際に発生するトルクショックによる違和
感を運転者等が感じることの少ない、常にNOx浄化能
力の高い好適な排気浄化装置を実現することができる。[0050] Because less be uncomfortable to the driver or the like by a torque shock generated an air-fuel ratio upon an appropriate rich air-fuel ratio to the NOx purging feel, a consistently high suitable exhaust gas purification device of NOx purification capability implemented can do.
【図1】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を示す概
略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the present invention.
【図2】本発明に係るNOxパージ制御の制御ルーチン
を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a control routine of NOx purge control according to the present invention.
【図3】目標平均有効圧Pe、エンジン回転速度情報Ne
と吸着NOx量q1との関係示すマップである。FIG. 3 shows a target average effective pressure Pe and engine speed information Ne.
4 is a map showing the relationship between the amount of adsorption NOx and q1.
【図4】目標A/Fと単位脱離NOx量q2’との関係を
示すマップである。FIG. 4 is a map showing a relationship between a target A / F and a unit desorbed NOx amount q2 ′.
【図5】車速VとNOxパージ実施判定値との関係を示
すマップである。FIG. 5 is a map showing a relationship between a vehicle speed V and a NOx purge execution determination value.
【図6】図2のNOxパージ制御の制御結果を示すタイ
ムチャートである。FIG. 6 is a time chart showing a control result of the NOx purge control of FIG. 2;
1 エンジン(内燃機関) 4 点火プラグ 6 燃料噴射弁 11 スロットル弁 11a スロットルセンサ 13 クランク角センサ 30a 吸蔵型NOx触媒 40 電子コントロールユニット(ECU) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine (internal combustion engine) 4 Spark plug 6 Fuel injection valve 11 Throttle valve 11a Throttle sensor 13 Crank angle sensor 30a Storage type NOx catalyst 40 Electronic control unit (ECU)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−254135(JP,A) 特開 平6−58185(JP,A) 特開 平8−260948(JP,A) 特開 平6−272540(JP,A) 特開 平9−137738(JP,A) 特開 平6−280550(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/04 F01N 3/08 - 3/36 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-8-254135 (JP, A) JP-A-6-58185 (JP, A) JP-A-8-260948 (JP, A) 272540 (JP, A) JP-A-9-137738 (JP, A) JP-A-6-280550 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 41/04 F01N 3 / 08-3/36
Claims (2)
状態と理論空燃比での運転状態との間で切り換える運転
状態切換手段と、 内燃機関の排気通路に設けられ、運転状態が前記リーン
空燃比運転状態にあるとき排気中のNOxを吸蔵させ、
リッチ空燃比運転状態にあるとき前記吸蔵させたNOx
を還元する吸蔵型NOx触媒と、 前記吸蔵型NOx触媒に吸蔵されたNOx吸蔵量を推定す
るNOx吸蔵量推定手段と、 特定運転条件下で前記運転状態切換手段により運転状態
が前記リーン空燃比運転状態から理論空燃比での運転状
態に切り換わった際に前記NOx吸蔵量推定手段により
推定されるNOx吸蔵量が第1の所定値以上であると
き、空燃比を所定のリッチ空燃比に補正する第1のリッ
チ補正手段と、 前記リーン空燃比運転状態で前記NOx吸蔵量推定手段
により推定されるNOx吸蔵量が前記第1の所定値より
も大きな第2の所定値に達したとき、空燃比を前記所定
のリッチ空燃比に補正する第2のリッチ補正手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。An operating state switching means for switching an operating state of an internal combustion engine between a lean air-fuel ratio operating state and an operating state at a stoichiometric air-fuel ratio; and an operating state switching means provided in an exhaust passage of the internal combustion engine. When in the fuel ratio operation state, NOx in the exhaust gas is stored,
NOx stored in the rich air-fuel ratio operating state
A NOx storage catalyst for reducing NOx storage amount, NOx storage amount estimating means for estimating the NOx storage amount stored in the storage NOx catalyst, and an operating state switching means for operating the lean air-fuel ratio under specific operating conditions. The air-fuel ratio is corrected to a predetermined rich air-fuel ratio when the NOx storage amount estimated by the NOx storage amount estimating means at the time of switching from the state to the operation state at the stoichiometric air-fuel ratio is equal to or more than a first predetermined value. First rich correction means, and when the NOx storage amount estimated by the NOx storage amount estimation means in the lean air-fuel ratio operating state reaches a second predetermined value larger than the first predetermined value, the air-fuel ratio And a second rich correction means for correcting the predetermined rich air-fuel ratio to the predetermined rich air-fuel ratio.
れた車両に装着されたエアコンの、オフからオンへの切
換作動時、自動変速機のシフト位置の、ニュートラルか
らドライブレンジへの切換時、或いは、運転者のアクセ
ルペダル操作による加速時であることを特徴とする、請
求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。 2. The method according to claim 1, wherein the specific operating condition is that the internal combustion engine is mounted.
The air conditioner installed on a damaged vehicle from off to on
The automatic transmission's shift position
To the drive range, or when the driver
The accelerator pedal is operating at the time of acceleration.
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
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