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JP2002235585A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device of internal combustion engine

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Publication number
JP2002235585A
JP2002235585A JP2001032630A JP2001032630A JP2002235585A JP 2002235585 A JP2002235585 A JP 2002235585A JP 2001032630 A JP2001032630 A JP 2001032630A JP 2001032630 A JP2001032630 A JP 2001032630A JP 2002235585 A JP2002235585 A JP 2002235585A
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JP
Japan
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fuel ratio
air
nox
oxygen
catalyst
Prior art date
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Application number
JP2001032630A
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Japanese (ja)
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JP4356249B2 (en
Inventor
Yukihiro Yamashita
山下  幸宏
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Publication of JP2002235585A publication Critical patent/JP2002235585A/en
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce and discharge NOx stored by catalyst having an oxygen storage capacity so that a torque variation does not occur by rapidly consuming the oxygen in the exhaust emission control device of an internal combustion engine reducing and discharging the NOx stored in NOx catalyst by rich combustion. SOLUTION: In step 111, it is judged that an air/fuel ratio detected by an A/F sensor 26 is rich or not. When the air/fuel ratio is judged to be rich, the oxygen in a catalytic converter rhodium 13 is started to be consumed and, therefore, a target air/fuel ratio is set so that the oxygen can be consumed rapidly in step 116. When the judgment is such that all oxygen stored in the catalytic converter rhodium 13 is consumed, the air/fuel ratio is controlled so as to be gradually followed to the target air/fuel ratio. Since the target air/fuel ratio is set like this, the oxygen stored in the catalytic converter rhodium 13 can be consumed rapidly.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、空燃比リーン域で
のリーン燃焼を行わせる内燃機関の空燃比制御装置に係
わり、リーン燃焼時に発生する窒素酸化物(NOx)を
浄化するためのNOx吸蔵型触媒を有する内燃機関の空
燃比制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that performs lean combustion in an air-fuel ratio lean region, and stores NOx for purifying nitrogen oxides (NOx) generated during lean combustion. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine having a type catalyst.

【0002】[0002]

【従来技術】燃費の効率化が求められる近年では、燃費
の低減を目的として理論空然比よりも燃料比の低い空燃
比領域で内燃機関を燃焼させるいわゆるリーンバーン制
御が多様化されつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to reduce fuel consumption, so-called lean burn control for burning an internal combustion engine in an air-fuel ratio region where the fuel ratio is lower than the stoichiometric ratio has been diversified.

【0003】理論空燃比よりも空燃比がリーンな領域で
燃焼を行う場合にNOxが多量に発生することが問題と
なる。リーンバーン制御においては、このNOxを排出
することを防止するための触媒としてNOxを吸蔵・吸
着する機能を持つNOx触媒が配設される。しかし、N
Ox触媒はNOxの吸蔵量が増加してくるとNOx浄化
率が低下するためにNOx触媒に吸蔵・吸着されるNO
x量が所定値を越えると、リッチ空燃比での燃焼を行い
NOx触媒に吸蔵・吸着されたNOxを還元・放出させ
ている。
When combustion is performed in a region where the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, there is a problem that a large amount of NOx is generated. In the lean burn control, a NOx catalyst having a function of storing and adsorbing NOx is provided as a catalyst for preventing the emission of NOx. But N
When the amount of NOx stored in the Ox catalyst increases, the NOx purification rate decreases.
When the x amount exceeds a predetermined value, combustion is performed at a rich air-fuel ratio to reduce and release NOx stored and adsorbed on the NOx catalyst.

【0004】このようなリーンバーン制御の従来の技術
として我々は、特開平12―018062号公報にて、
燃焼による空燃比をリーン領域とリッチ領域とで切り換
えることにより、NOx触媒に吸蔵されるNOxを還元
・放出している。
As a prior art of such lean burn control, we have disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 12-018062.
By switching the air-fuel ratio by combustion between a lean region and a rich region, NOx stored in the NOx catalyst is reduced and released.

【0005】[0005]

【発明が解決する課題】ところが、この方法ではリッチ
燃焼によりNOx触媒に供給される排出ガス成分が、直
前に行われていたリーン燃焼の状態により変化する。よ
り具体的には、直前に行われていたリーン燃焼のリーン
度合により三元触媒に貯蔵される酸素量(以下、酸素ス
トレージと記す。)が変化し、NOx触媒に吸蔵・吸着
されているNOx量を浄化するためのリッチ燃焼成分が
この酸素ストレージによって吸収される。このため、N
Ox触媒にリッチ燃焼成分が供給されず、速やかにNO
x触媒に吸蔵・吸着されているNOxを還元・放出する
ことができず、リッチ制御時間が長くなる虞がある。
However, in this method, the exhaust gas component supplied to the NOx catalyst by the rich combustion changes depending on the state of the lean combustion performed immediately before. More specifically, the amount of oxygen stored in the three-way catalyst (hereinafter referred to as oxygen storage) changes depending on the degree of leanness of the lean combustion performed immediately before, and the NOx stored and adsorbed on the NOx catalyst changes. Rich combustion components for purifying the quantity are absorbed by the oxygen storage. Therefore, N
No rich combustion component is supplied to the Ox catalyst, and NO
The NOx stored and adsorbed on the x catalyst cannot be reduced and released, and the rich control time may be prolonged.

【0006】本発明は、上述の問題点に鑑見てなされた
ものであり、ストレージされている酸素を素早く消費
し、速やかなリッチ制御を実施できる内燃機関の排気浄
化装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine which can quickly consume stored oxygen and can execute rich control quickly. And

【0007】[0007]

【課題を解決すための手段】請求項1の発明によれば、
空燃比リーン領域でのリーン燃焼を行わせると共に、リ
ーン燃焼時に排出される排ガス中のNOxをリーンNO
x触媒で吸蔵し、さらに空燃比を一時的にリッチに制御
するリッチ燃焼にて前記吸蔵したNOxをリーンNOx
触媒から放出するようにした内燃機関の排気浄化装置に
おいて、前記リーンNOx触媒の上流側に配設される酸
素貯蔵能力を有する触媒と、前記酸素貯蔵能力を有する
触媒の上流側に配設され、排気通路中の空燃比を検出す
る空燃比センサと、前記NOx触媒に吸蔵されるNOx
量に基づいて前記リッチ燃焼と前記リーン燃焼とを切り
換える際の単位時間当たりの空燃比変化量を変更する空
燃比変化量設定手段とを備え、前記空燃比変化量設定手
段は、前記空燃比センサにより検出される空燃比に基づ
いて単位時間当たりの空燃比変化量を変更する。
According to the first aspect of the present invention,
In addition to performing lean combustion in the air-fuel ratio lean region, NOx in exhaust gas discharged during lean combustion is reduced to lean NO.
The stored NOx is stored in lean NOx by rich combustion in which the air-fuel ratio is temporarily controlled to be rich.
In an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine configured to release from a catalyst, a catalyst having an oxygen storage ability disposed upstream of the lean NOx catalyst, and a catalyst having an oxygen storage ability disposed upstream of the lean NOx catalyst, An air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust passage; and NOx stored in the NOx catalyst.
Air-fuel ratio change amount setting means for changing an air-fuel ratio change amount per unit time at the time of switching between the rich combustion and the lean combustion based on the air-fuel ratio sensor. The change amount of the air-fuel ratio per unit time is changed based on the air-fuel ratio detected by

【0008】これにより、前記空燃比センサにより検出
される内燃機関の空燃比に基づいて、リッチ燃焼の制御
空燃比の変化量を変更できるので、すみやかに貯蔵され
ている酸素を消費することができ、NOx触媒に速やか
にリッチ燃焼成分を供給することができる。よって、吸
蔵されているNOxを素早く消費することができ、リッ
チ制御時間を短くすることができる。
Accordingly, the amount of change in the control air-fuel ratio for rich combustion can be changed based on the air-fuel ratio of the internal combustion engine detected by the air-fuel ratio sensor, so that the stored oxygen can be quickly consumed. And the NOx catalyst can be quickly supplied with rich combustion components. Therefore, the stored NOx can be quickly consumed, and the rich control time can be shortened.

【0009】請求項2の発明によれば、請求項1に記載
の内燃機関の排気浄化装置において、前記酸素貯蔵能力
を有する触媒、および/または前記NOx触媒に貯蔵さ
れる酸素量を推定する酸素量推定手段を備え、前記空燃
比変化量設定手段は、前記酸素量推定手段により推定さ
れる酸素量に基づいて単位時間当たりの空燃比変化量を
変更する。
According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, an oxygen for estimating an amount of oxygen stored in the catalyst having the oxygen storage capacity and / or the NOx catalyst. An air-fuel ratio change amount setting unit changes the air-fuel ratio change amount per unit time based on the oxygen amount estimated by the oxygen amount estimation unit.

【0010】これにより、リーン燃焼時に前記酸素貯蔵
能力を有する触媒に貯蔵された酸素量を推定することが
できるので、空燃比センサによって検出される空燃比が
前記触媒の酸素を消費するための空燃比であることが検
出されてから消費されるまでの空燃比変化量を大きく設
定することができる。すなわち、前記触媒に貯蔵されて
いる酸素を素早く消費することができるので、NOx触
媒に貯蔵されているNOxを素早く消費することができ
る。よって、リッチ制御時間を短くすることができる。
[0010] This makes it possible to estimate the amount of oxygen stored in the catalyst having the oxygen storage capacity at the time of lean combustion, so that the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor indicates the amount of air required to consume the oxygen of the catalyst. The amount of change in the air-fuel ratio from when the fuel ratio is detected to when the air-fuel ratio is consumed can be set large. That is, since the oxygen stored in the catalyst can be quickly consumed, the NOx stored in the NOx catalyst can be quickly consumed. Therefore, the rich control time can be shortened.

【0011】また、NOx触媒の構造が、例えば、三元
触媒に用いられる金属(Pt/Rh/Pd+CeO2)
にNOxを吸着するための金属としてNa,もしくはB
aが胆持されている場合には、このNOx触媒にも酸素
を吸蔵する能力があるので、NOx触媒に吸蔵される酸
素量も推定して、上記のような空燃比変化量の変更制御
を行っても良い。
The structure of the NOx catalyst is, for example, a metal (Pt / Rh / Pd + CeO2) used in a three-way catalyst.
Na or B as a metal for adsorbing NOx
If a is affirmed, the NOx catalyst also has the ability to occlude oxygen, so the amount of oxygen stored in the NOx catalyst is also estimated, and the above-described change control of the air-fuel ratio change amount is performed. You may go.

【0012】請求項3の発明によれば、請求項1に記載
の内燃機関の排気浄化装置において、前記触媒の上流側
に配設され、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度
センサを備え、前記切換手段は、前記空燃比センサと前
記酸素濃度センサにより前記触媒、および/または、前
記NOx触媒に貯蔵されている酸素の状態を検出すると
共に、該推定された酸素量に基づいて単位時間当たりの
空燃比変化量を変更する。
According to a third aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, an oxygen concentration sensor is provided upstream of the catalyst and detects an oxygen concentration in exhaust gas. The switching means detects a state of oxygen stored in the catalyst and / or the NOx catalyst by the air-fuel ratio sensor and the oxygen concentration sensor, and performs a unit time based on the estimated oxygen amount. Change the air-fuel ratio change per hit.

【0013】これにより、三元触媒下流に配設される酸
素濃度センサが、酸素貯蔵能力を有する触媒に貯蔵され
ている酸素の状態を精度良く検出することができる。請
求項1または請求項2の発明では、例えば、リーン燃焼
時のリーン度合などにより貯蔵される酸素量を推定して
いたが、本発明によれば、貯蔵されている酸素が消費さ
れはじめたことを検出することができるのと共に、貯蔵
されている酸素が消費されたことを検出することができ
る。このときに単位時間当たりの空燃比変化量を変更し
てやることで、貯蔵されている酸素を速やかに消費する
ことができる。
Thus, the oxygen concentration sensor disposed downstream of the three-way catalyst can accurately detect the state of oxygen stored in the catalyst having the oxygen storage capacity. In the invention of claim 1 or claim 2, for example, the amount of oxygen stored based on the degree of lean during lean combustion is estimated, but according to the present invention, the stored oxygen starts to be consumed. Can be detected, and that the stored oxygen has been consumed can be detected. At this time, by changing the amount of change in the air-fuel ratio per unit time, the stored oxygen can be quickly consumed.

【0014】例えば、前記触媒に貯蔵されている酸素が
消費されはじめたことは、前記酸素濃度センサにより検
出される空燃比が理論空燃比付近に保持されることを検
出すれば良い。これは、リッチ燃焼により前記触媒にH
C,COなどの成分が前記触媒に提供されても、前記触
媒に貯蔵される酸素と反応することにより前記触媒後の
空燃比が理論空燃比近傍に保持されることに基づいてい
る。また、貯蔵されている酸素が消費されてしまうと、
リッチ燃焼のHC,COなどの成分が前記触媒後に排出
されるため、酸素濃度センサにより検出される空燃比が
リッチになる。これを検出してやることで、貯蔵されて
いる酸素が消費されたことを検出することができる。
For example, the fact that the oxygen stored in the catalyst has started to be consumed may be determined by detecting that the air-fuel ratio detected by the oxygen concentration sensor is maintained near the stoichiometric air-fuel ratio. This is because the catalyst is filled with H by rich combustion.
This is based on the fact that even if components such as C and CO are provided to the catalyst, the air-fuel ratio after the catalyst is kept close to the stoichiometric air-fuel ratio by reacting with oxygen stored in the catalyst. Also, when the stored oxygen is consumed,
Since components such as HC and CO in the rich combustion are discharged after the catalyst, the air-fuel ratio detected by the oxygen concentration sensor becomes rich. By detecting this, it is possible to detect that the stored oxygen has been consumed.

【0015】[0015]

【実施の形態】<第1の実施の形態>以下、この発明を
具体化した第1の実施の形態を図面に従って説明する。
本実施の形態における空燃比制御システムでは、内燃機
関に供給する混合気の目標空燃比を理論空燃比よりもリ
ーン側に設定し、その目標空燃比に基づいてリーン燃焼
を行わせる、いわゆるリーンバーン制御を実施する。同
システムの主たる構成として、内燃機関の排気系通路の
途中には三元触媒とNOx吸蔵還元型触媒(以下、NO
x触媒という)とが設けられ、三元触媒上流には限界電
流式の空燃比センサ(A/Fセンサ)が配設される。そ
して、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置
(以下、ECUという)は、A/Fセンサによる検出結
果を取り込み、その検出結果に基づいて空燃比をフィー
ドバック制御する。以下に、図面を用いてその詳細な構
成を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment> A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the air-fuel ratio control system according to the present embodiment, the target air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine is set leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and lean combustion is performed based on the target air-fuel ratio. Perform control. As a main configuration of the system, a three-way catalyst and a NOx storage reduction type catalyst (hereinafter referred to as NO
x catalyst), and a limiting current type air-fuel ratio sensor (A / F sensor) is disposed upstream of the three-way catalyst. An electronic control unit (hereinafter, referred to as an ECU) mainly composed of a microcomputer takes in the detection result of the A / F sensor and performs feedback control of the air-fuel ratio based on the detection result. Hereinafter, the detailed configuration will be described with reference to the drawings.

【0016】図1は、本実施の形態における空燃比制御
システムの概略構成図である。図1に示されるように、
内燃機関は4気筒4サイクルの火花点火式エンジン(以
下、エンジン1という)として構成されている。その吸
入空気は上流よりエアクリーナ2、吸気管3、スロット
ル弁4、サージタンク5及びインテークマニホールド6
を通過して、インテークマニホールド6内で各気筒毎の
燃料噴射弁7から噴射された燃料と混合される。そし
て、所定空燃比の混合気として各気筒に供給される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air-fuel ratio control system according to the present embodiment. As shown in FIG.
The internal combustion engine is configured as a four-cylinder, four-cycle spark ignition engine (hereinafter, referred to as engine 1). The intake air is supplied from upstream to an air cleaner 2, an intake pipe 3, a throttle valve 4, a surge tank 5, and an intake manifold 6.
And is mixed with fuel injected from the fuel injection valve 7 for each cylinder in the intake manifold 6. Then, the mixture is supplied to each cylinder as a mixture having a predetermined air-fuel ratio.

【0017】エンジン1の各気筒に設けられた点火プラ
グ8には、点火回路9から供給される高電圧がディスト
リビュータ10を介して分配供給され、点火プラグ8は
前記各気筒の混合気を所定タイミングで点火する。燃焼
後に各気筒から排出される排ガスは、エキゾーストマニ
ホールド11及び排気管12を経て、排ガス中のHC,
CO,NOxの三成分を浄化するための三元触媒13
と、排ガス中のNOxを浄化するためのNOx触媒14
とを通過した後、大気に排出される。
A high voltage supplied from an ignition circuit 9 is distributed and supplied to a spark plug 8 provided in each cylinder of the engine 1 through a distributor 10, and the ignition plug 8 controls the mixture of each cylinder at a predetermined timing. To ignite. Exhaust gas discharged from each cylinder after the combustion passes through an exhaust manifold 11 and an exhaust pipe 12 to reach HC,
Three-way catalyst 13 for purifying three components of CO and NOx
And a NOx catalyst 14 for purifying NOx in exhaust gas
After passing through, it is discharged to the atmosphere.

【0018】ここで、NOx触媒14は、主にリーン空
燃比での燃焼時においてNOxを吸蔵し、リッチ空燃比
での燃焼時において前記吸蔵したNOxをリッチ成分
(CO,HCなど)で還元し放出する。また、三元触媒
13は、NOx触媒14に比べてその容量が小さく、エ
ンジン1の低温始動後において早期に活性化されて有害
ガスを浄化する、いわゆるスタートキャタリストとして
の役割を持つ。
Here, the NOx catalyst 14 mainly stores NOx during combustion at a lean air-fuel ratio, and reduces the stored NOx with rich components (CO, HC, etc.) during combustion at a rich air-fuel ratio. discharge. Further, the three-way catalyst 13 has a smaller capacity than the NOx catalyst 14, and is activated early after the low temperature start of the engine 1 to purify harmful gases, and has a role as a so-called start catalyst.

【0019】前記吸気管3には吸気温センサ21及び吸
気圧センサ22が設けられ、吸気温センサ21は吸入空
気の温度(吸気温Tam)を、吸気圧センサ22はスロ
ットル弁4の下流側の吸気管内負圧(吸気圧PM)をそ
れぞれ検出する。前記スロットル弁4には同弁4の開度
(スロットル開度TH)を検出するためのスロットルセ
ンサ23が設けられ、このスロットルセンサ23はスロ
ットル開度THに応じたアナログ信号を出力する。スロ
ットルセンサ23はアイドルスイッチをも内蔵してお
り、スロットル弁4が略全閉である旨の検出信号を出力
する。
The intake pipe 3 is provided with an intake air temperature sensor 21 and an intake air pressure sensor 22. The intake air temperature sensor 21 indicates the temperature of the intake air (intake air temperature Tam), and the intake air pressure sensor 22 is located downstream of the throttle valve 4. Each of the intake pipe negative pressures (intake pressure PM) is detected. The throttle valve 4 is provided with a throttle sensor 23 for detecting the opening of the valve 4 (throttle opening TH). The throttle sensor 23 outputs an analog signal corresponding to the throttle opening TH. The throttle sensor 23 also has a built-in idle switch, and outputs a detection signal indicating that the throttle valve 4 is substantially fully closed.

【0020】エンジン1のシリンダブロックには水温セ
ンサ24が設けられ、この水温センサ24はエンジン1
内を循環する冷却水の温度(冷却水温Thw)を検出す
る。前記ディストリビュータ10にはエンジン1の回転
速度(エンジン回転速度Ne)を検出するための回転速
度センサ25が設けられ、この回転速度センサ25はエ
ンジン1の2回転、すなわち720°CA毎に等間隔で
24個のパルス信号を出力する。
A water temperature sensor 24 is provided on a cylinder block of the engine 1.
The temperature of the cooling water circulating in the inside (cooling water temperature Thw) is detected. The distributor 10 is provided with a rotation speed sensor 25 for detecting the rotation speed of the engine 1 (engine rotation speed Ne). The rotation speed sensor 25 is provided at equal intervals every two rotations of the engine 1, that is, every 720 ° CA. Outputs 24 pulse signals.

【0021】さらに、前記排気管12において三元触媒
13の上流側には、限界電流式のA/Fセンサ26が配
設されており、同センサ26はエンジン1から排出され
る排ガスの酸素濃度(或いは、未燃ガス中のCO濃度)
に比例して広域で且つリニアな空燃比信号(AF)を出
力する。なお、A/Fセンサ26は、素子部(固体電解
質及び拡散抵抗層)の活性化を図るためのヒータ47を
備える。A/Fセンサ26としては、断面コップ状に形
成された素子部を有するコップ型センサや、或いは板状
の素子部とヒータ47とが積層されてなる積層型センサ
が適用できる。
Further, an A / F sensor 26 of a limiting current type is disposed upstream of the three-way catalyst 13 in the exhaust pipe 12, and the A / F sensor 26 detects the oxygen concentration of the exhaust gas discharged from the engine 1. (Or CO concentration in unburned gas)
Outputs a wide-area and linear air-fuel ratio signal (AF) in proportion to. The A / F sensor 26 includes a heater 47 for activating the element section (solid electrolyte and diffusion resistance layer). As the A / F sensor 26, a cup-type sensor having an element portion formed in a cup-shaped cross section, or a stacked sensor in which a plate-shaped element portion and a heater 47 are stacked can be applied.

【0022】ECU30は、CPU31、ROM32、
RAM33、バックアップRAM34等を中心に論理演
算回路として構成され、前記各センサの検出信号を入力
する入力ポート35及び各アクチュエータ等に制御信号
を出力する出力ポート36に対しバス37を介して接続
されている。ECU30は、前記した各種センサの検出
信号(吸気温Tam、吸気圧PM、スロットル開度T
H、冷却水温Thw、エンジン回転数Ne、空燃比信号
等)を入力ポート35を介して入力する。
The ECU 30 includes a CPU 31, a ROM 32,
The RAM 33, the backup RAM 34, and the like are configured as a logical operation circuit, and are connected via a bus 37 to an input port 35 for inputting a detection signal of each sensor and an output port 36 for outputting a control signal to each actuator and the like. I have. The ECU 30 detects the detection signals (intake temperature Tam, intake pressure PM, throttle opening T
H, cooling water temperature Thw, engine speed Ne, air-fuel ratio signal, etc.) are input through the input port 35.

【0023】そして、それらの各値に基づいて燃料噴射
量TAU、点火時期Ig等の制御信号を算出し、さらに
それら制御信号を出力ポート36を介して燃料噴射弁7
及び点火回路9等にそれぞれ出力する。また、CPU3
1は、A/Fセンサ26のヒータ通電量をデューティ制
御して同センサ26を活性状態で維持する。本実施の形
態では、A/Fセンサ26のヒータ47に対して必要な
電力量を供給し、当該センサ26の素子温を活性温度域
で保持するようにしている。
Then, control signals such as the fuel injection amount TAU and the ignition timing Ig are calculated based on these values, and the control signals are further transmitted through the output port 36 to the fuel injection valve 7.
And to the ignition circuit 9 and the like. CPU3
Reference numeral 1 denotes duty control of the amount of power supplied to the heater of the A / F sensor 26 to maintain the sensor 26 in an active state. In the present embodiment, a necessary amount of electric power is supplied to the heater 47 of the A / F sensor 26, and the element temperature of the sensor 26 is maintained in the active temperature range.

【0024】次に、上記の如く構成される空燃比制御シ
ステムの作用を説明する。図2から図6は、CPU31
により実行される空燃比制御ルーチンを示すフローチャ
ートであり、同ルーチンは各気筒の燃料噴射毎(本実施
の形態では180°CA毎)に実行される。図2のルー
チンでは、A/Fセンサ26の検出結果に基づき、理論
空燃比よりもリーン側の空燃比域で空燃比のフィードバ
ック制御が実施され、その空燃比リーン制御の途中に一
時的に空燃比リッチ制御が実施されるようになってい
る。
Next, the operation of the air-fuel ratio control system configured as described above will be described. 2 to 6 show the CPU 31
Is a flow chart showing an air-fuel ratio control routine executed by the routine shown in FIG. 1, and is executed every fuel injection of each cylinder (in this embodiment, every 180 ° CA). In the routine of FIG. 2, based on the detection result of the A / F sensor 26, feedback control of the air-fuel ratio is performed in an air-fuel ratio region leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the air-fuel ratio is temporarily controlled during the air-fuel ratio lean control. Fuel ratio rich control is performed.

【0025】空燃比制御ルーチンがスタートすると、C
PU31は、先ず図2のステップ101で空燃比リッチ
制御が実施されていることを表すリッチ制御フラグXR
EXが「0」であるか否かを判別する。ここで、XRE
X=0はリッチ制御が実施されていない、すなわちリー
ン制御が実施されていることを表し、XREX=1はリ
ッチ制御が実施されていることを表す。なお、IGキー
のON操作時(電源投入時)には、初期化処理により同
フラグXREXが「0」にクリアされるようになってい
る。
When the air-fuel ratio control routine starts, C
The PU 31 first sets a rich control flag XR indicating that the air-fuel ratio rich control is being performed in step 101 of FIG.
It is determined whether EX is “0”. Where XRE
X = 0 indicates that rich control is not being performed, that is, lean control is being performed, and XREX = 1 indicates that rich control is being performed. When the IG key is turned on (when the power is turned on), the flag XREX is cleared to "0" by the initialization processing.

【0026】XREX=0の場合、CPU31はステッ
プ102に進み、排ガス中に含まれるNOx量NOMO
L(モル)を推定する。NOMOL値の推定に際し、例
えば図10(a)のマップを用いてその時々のエンジン
回転数Neと吸気圧PMとに応じたNOx基本量を求め
ると共に、図10(b)の関係を用いてその時々の空燃
比に応じたA/F補正値を求める。そして、NOx基本
量とA/F補正値とを乗算してその積をNOx量NOM
OLとする(NOMOL=NOx基本量・A/F補正
値)。
If XREX = 0, the CPU 31 proceeds to step 102, where the NOx amount NOMO contained in the exhaust gas
Estimate L (mol). In estimating the NOMOL value, for example, a NOx basic amount according to the engine speed Ne and the intake pressure PM at each time is obtained using the map in FIG. 10A, and the NOx basic amount is obtained using the relationship in FIG. An A / F correction value corresponding to the air-fuel ratio at each time is obtained. Then, the NOx basic amount is multiplied by the A / F correction value, and the product is calculated as the NOx amount NOM.
OL (NOMOL = NOx basic amount / A / F correction value).

【0027】因みに、図10(a)ではエンジン回転数
Neが高いほど、或いは吸気圧PMが大きいほどNOx
基本量が大きな値に設定される。また、図10(b)で
は理論空燃比(λ=1)でA/F補正値=1.0が設定
され、それよりもリーン側では「1.0」以上のA/F
補正値が設定される。但し、空燃比がある程度よりもリ
ーン側(例えばA/F>16)では燃焼温度が下がるた
めにそれ以上の増加側の補正が不要となり、A/F補正
値は所定の値に収束する。
In FIG. 10 (a), the higher the engine speed Ne or the higher the intake pressure PM, the higher the NOx
The base amount is set to a large value. Further, in FIG. 10B, the A / F correction value = 1.0 is set at the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1), and the A / F value of “1.0” or more is set on the lean side.
The correction value is set. However, when the air-fuel ratio is leaner than a certain level (for example, A / F> 16), the combustion temperature drops, so that further correction on the increasing side becomes unnecessary, and the A / F correction value converges to a predetermined value.

【0028】その後、CPU31は、ステップ103で
NOx積算量NOMOLADを算出する。このとき、前
記ステップ102で算出したNOMOL値をNOMOL
AD値の前回値に加算し、その和をNOMOLAD値の
今回値とする(NOMOLAD=NOMOLAD+NO
MOL)。
Thereafter, the CPU 31 calculates the NOx integrated amount NOMOLAD in step 103. At this time, the NOMOL value calculated in step 102 is
The AD value is added to the previous value, and the sum is set as the current value of the NOMOLAD value (NOMOLAD = NOMOLAD + NO
MOL).

【0029】さらに、CPU31は、ステップ104で
前記算出したNOx積算値NOMOLADが所定の判定
値NOMOLSDを越えたか否かを判別する。判定値N
OMOLSDは固定値でもよいし、例えば図11の関係
を用い、NOx触媒14のNOx吸蔵能力に応じて可変
に設定してもよい。なお、NOx吸蔵能力とはNOx触
媒14の劣化度合に相応し、NOx吸蔵能力が高いほ
ど、NOx触媒14の劣化度合が小さいことを意味す
る。
Further, the CPU 31 determines whether or not the NOx integrated value NOMOLAD calculated in step 104 exceeds a predetermined determination value NOMOLDD. Judgment value N
The OMOLSD may be a fixed value, or may be variably set according to the NOx storage capacity of the NOx catalyst 14 using, for example, the relationship shown in FIG. The NOx storage capacity corresponds to the degree of deterioration of the NOx catalyst 14, and means that the higher the NOx storage capacity, the smaller the degree of deterioration of the NOx catalyst 14.

【0030】NOMOLAD≦NOMOLSDの場合
(ステップ104がNO)、CPU31はステップ10
5に進む。CPU31は、ステップ105で目標空燃比
AFTGの設定処理を行い、続くステップ106で前記
AFTG値に基づいて燃料噴射量TAUを算出する。こ
の場合、目標空燃比AFTGと実空燃比AF(A/Fセ
ンサ27の検出値)との偏差に応じた空燃比補正係数
や、その他の各種補正係数により基本噴射量が補正さ
れ、それにより燃料噴射量TAUが算出される。そし
て、燃料噴射量TAUに基づいて燃料噴射弁7の駆動が
制御される。つまり、ステップ104がNOの場合には
それまでの空燃比リーン制御が継続して実施される。
If NOMOLAD ≦ NOMOLSD (NO in step 104), the CPU 31 proceeds to step 10
Go to 5. The CPU 31 performs a target air-fuel ratio AFTG setting process in step 105, and calculates a fuel injection amount TAU based on the AFTG value in a subsequent step 106. In this case, the basic injection amount is corrected by the air-fuel ratio correction coefficient according to the deviation between the target air-fuel ratio AFTG and the actual air-fuel ratio AF (the detection value of the A / F sensor 27), and other various correction coefficients. An injection amount TAU is calculated. Then, the driving of the fuel injection valve 7 is controlled based on the fuel injection amount TAU. That is, when the answer to step 104 is NO, the air-fuel ratio lean control up to that point is continuously performed.

【0031】ここで、目標空燃比AFTGの設定処理を
図6に示すAFTG=AFleanのフローチャートに
従って説明する。本フローチャートでは、リッチ制御か
らリーン制御に切り換わる際に、空燃比が急変すること
によって生じるトルクの急変を防止することと、NOx
が多量に発生する空燃比領域を速やかに通過させること
でNOxが多量に発生することを防止することとの2つ
を目的としている。そこで、NOxが多量に抑制し、か
つトルク変動を抑制させるように目標空燃比AFTGを
最終目標空燃比に徐々に追従させるように制御する。
Here, the process of setting the target air-fuel ratio AFTG will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 where AFTG = AFlean. In this flowchart, when switching from rich control to lean control, it is necessary to prevent a sudden change in torque caused by a sudden change in the air-fuel ratio,
It is intended to prevent the generation of a large amount of NOx by promptly passing through an air-fuel ratio region where a large amount of NOx is generated. Therefore, the target air-fuel ratio AFTG is controlled so as to gradually follow the final target air-fuel ratio so as to suppress a large amount of NOx and suppress torque fluctuation.

【0032】まずステップ501にて、運転状態に応じ
て最終目標空燃比が設定される。本フローチャートで
は、最終目標空燃比は運転状態に応じたリーン空燃比が
設定されても良いし、固定値として空燃比「1.5」を
設定しても良い。そして、ステップ502にて、前回の
目標空燃比AFTGに所定値κを加えてステップ503
へ進む。所定値κは、トルクが急変することを抑制する
ことができ、NOxが多量に発生することを抑制できる
程度の値に設定される。また、所定値κは空燃比領域に
応じて可変に設定されても良く、空燃比がリーンなとき
はトルク変動が生じ易いので所定値κを小さな値に設定
し、NOxが多量に発生する空燃比16〜18では、速
やかに前記空燃比領域を通過するように所定値κを大き
く設定しても良い。
First, at step 501, a final target air-fuel ratio is set in accordance with the operation state. In this flowchart, the final target air-fuel ratio may be set to a lean air-fuel ratio according to the operating state, or may be set to a fixed value of the air-fuel ratio “1.5”. Then, in step 502, a predetermined value κ is added to the previous target air-fuel ratio AFTG, and step 503 is performed.
Proceed to. The predetermined value κ is set to a value that can suppress a sudden change in torque and can suppress generation of a large amount of NOx. The predetermined value κ may be set variably in accordance with the air-fuel ratio range. When the air-fuel ratio is lean, torque fluctuation is likely to occur, so the predetermined value κ is set to a small value, and the air-fuel ratio in which a large amount of NOx is generated is set. At the fuel ratio of 16 to 18, the predetermined value κ may be set to be large so as to quickly pass through the air-fuel ratio region.

【0033】次に、目標空燃比AFTGが最終目標空燃
比に到達したときのガード処理をステップ503とステ
ップ504とで説明する。ステップ504では、今回の
目標空燃比AFTGが最終目標空燃比に到達したか否か
が判定される。ここで、到達していないと判定される
と、そのまま、本ルーチンを終了する。また、ステップ
503にて目標空燃比AFTGが最終目標空燃比に到達
したと判定されると、ステップ504に進み、目標空燃
比AFTGに最終目標空燃比が設定され、本ルーチンを
終了する。このように制御することで、リッチ制御から
リーン制御に切り換わる際に、トルク変動によるドラビ
リの悪化を抑制し、さらに、NOxが多量に発生するこ
とを抑制することができる。
Next, the guard processing when the target air-fuel ratio AFTG reaches the final target air-fuel ratio will be described with reference to steps 503 and 504. In step 504, it is determined whether or not the current target air-fuel ratio AFTG has reached the final target air-fuel ratio. Here, if it is determined that it has not reached, this routine is terminated as it is. If it is determined in step 503 that the target air-fuel ratio AFTG has reached the final target air-fuel ratio, the process proceeds to step 504, where the final target air-fuel ratio is set as the target air-fuel ratio AFTG, and the routine ends. By controlling in this way, when switching from rich control to lean control, it is possible to suppress the deterioration of drivability due to torque fluctuation and to suppress the generation of a large amount of NOx.

【0034】空燃比制御として、リーンな空燃比による
燃焼を行っていると、NOx触媒14に吸蔵されるNO
x積算量NOMOLADが次第に大きくなる。NOx触
媒は、NOx吸蔵量が増加していくと浄化率が低下す
る。そこで、浄化率が低下する前のNOx吸蔵量に達す
るとNOxを還元・放出するためにリッチ制御に切り換
える。より詳細には、NOMOLAD>NOMOLSD
となると(ステップ104がYES)、CPU31はス
テップ107でリッチ制御フラグXREXに「1」をセ
ットする。また、CPU31は、続くステップ108で
NOx積算量NOMOLADに対応する基準リッチ面積
DRAFNDを算出する。ここで、基準リッチ面積DR
AFNDは、NOx触媒14に吸蔵された全NOxを還
元・放出するのに必要なリッチ制御量に相当し、例えば
図12の関係を用いてNOx積算量NOMOLADと吸
気圧PMとに応じて求められる。図12では、吸気圧P
Mが小さい状態でNOx積算量NOMOLADが大きい
ほど、基準リッチ面積DRAFNDが大きな値に設定さ
れる。
As the air-fuel ratio control, if the combustion is performed at a lean air-fuel ratio, the NO stored in the NOx catalyst 14
The x integrated amount NOMOLAD gradually increases. The purification rate of the NOx catalyst decreases as the NOx storage amount increases. Therefore, when the NOx storage amount before the purification rate is reduced is reached, the control is switched to the rich control in order to reduce and release NOx. More specifically, NOMOLAD> NOMOLSD
(YES in step 104), the CPU 31 sets “1” in the rich control flag XREX in step 107. Further, the CPU 31 calculates a reference rich area DRAFND corresponding to the NOx integrated amount NOMOLAD in the subsequent step 108. Here, the reference rich area DR
AFND is equivalent to a rich control amount required to reduce and release all NOx stored in the NOx catalyst 14, and is obtained, for example, according to the NOx integrated amount NOMOLAD and the intake pressure PM using the relationship of FIG. . In FIG. 12, the intake pressure P
The reference rich area DRAFND is set to a larger value as the NOx integrated amount NOMOLAD is larger in a state where M is small.

【0035】但し、図12の関係では、吸気圧PMをパ
ラメータとして用いたが、このパラメータ(PM)を外
したり、或いはこのパラメータ(PM)をエンジン回転
数Neや吸入空気量などのパラメータに変更してもよ
い。
However, in the relationship of FIG. 12, the intake pressure PM is used as a parameter, but this parameter (PM) is removed or this parameter (PM) is changed to a parameter such as the engine speed Ne or the intake air amount. May be.

【0036】そして、ステップ109では、三元触媒1
3に貯蔵される酸素量を算出し、この貯蔵されている酸
素量を放出するための基準リッチ面積DRAFO2を算
出する。その後、CPU31は、ステップ109で目標
空燃比AFTGを設定し、ステップ106にて、目標空
燃比AFTGに応じた燃料噴射時間TAUを算出し、本
ルーチンを終了する。ステップ110の目標空燃比AF
TGの設定処理は、リッチ制御が開始されてから、A/
Fセンサ26にて検出される実空燃比AFがリッチ、若
しくは所定値になるまで繰り返される処理である。所定
値としては、三元触媒14に貯蔵されている酸素がリッ
チ成分によって消費される直前の空燃比を検出するのが
好ましく、酸素を消費する要素として、HC、CO濃度
が大きくなる直前の空燃比が良い。
Then, in step 109, the three-way catalyst 1
3 is calculated, and a reference rich area DRAFO2 for releasing the stored oxygen amount is calculated. After that, the CPU 31 sets the target air-fuel ratio AFTG in step 109, calculates the fuel injection time TAU according to the target air-fuel ratio AFTG in step 106, and ends this routine. Step 110: target air-fuel ratio AF
In the TG setting process, A / A
This processing is repeated until the actual air-fuel ratio AF detected by the F sensor 26 becomes rich or reaches a predetermined value. As the predetermined value, it is preferable to detect the air-fuel ratio immediately before the oxygen stored in the three-way catalyst 14 is consumed by the rich component. As an element consuming oxygen, the air-fuel ratio immediately before the HC and CO concentrations increase becomes large. Good fuel ratio.

【0037】図3のAFTG=AFrch1のフローチ
ャートを用いて目標空燃比AFTGの設定処理を説明す
る。この処理は、リッチ制御に切り換えられてからA/
Fセンサ26に検出される空燃比が三元触媒13に貯蔵
されている酸素を消費する空燃比であることが検出され
るまで図2のステップ110の処理が繰り返し行われる
ものである。
The setting process of the target air-fuel ratio AFTG will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 in which AFTG = AFrch1. This processing is performed after switching to rich control.
The process of step 110 in FIG. 2 is repeatedly performed until it is detected that the air-fuel ratio detected by the F sensor 26 is the air-fuel ratio that consumes the oxygen stored in the three-way catalyst 13.

【0038】まずステップ201では最終目標空燃比と
して運転状態に応じてリッチ空燃比が設定される。この
最終目標空燃比としては、固定値として理論空燃比に設
定しても良い。そして、ステップ202にて、前回の目
標空燃比AFTGから所定値αを減算して、今回の目標
空燃比AFTGを設定する。所定値αは、トルクが急変
せず、NOxが多量に発生しない程度の値に設定され
る。また、所定値αは空燃比領域に応じて可変に設定さ
れても良く、空燃比がリーンなときはトルク変動が生じ
易いので所定値αを小さな値に設定し、NOxが多量に
発生する空燃比16〜18では、速やかに前記空燃比領
域を通過するように所定値αを大きく設定しても良い。
First, at step 201, a rich air-fuel ratio is set as a final target air-fuel ratio in accordance with the operation state. The final target air-fuel ratio may be set to a stoichiometric air-fuel ratio as a fixed value. Then, at step 202, a predetermined value α is subtracted from the previous target air-fuel ratio AFTG to set the current target air-fuel ratio AFTG. The predetermined value α is set to such a value that the torque does not suddenly change and a large amount of NOx is not generated. The predetermined value α may be variably set in accordance with the air-fuel ratio range. When the air-fuel ratio is lean, torque fluctuation is likely to occur, so the predetermined value α is set to a small value, and the air-fuel ratio in which a large amount of NOx is generated is set. For the fuel ratios 16 to 18, the predetermined value α may be set to be large so as to quickly pass through the air-fuel ratio region.

【0039】次に、目標空燃比AFTGが最終目標空燃
比に到達したときのガード処理をステップ203とステ
ップ204とで説明する。ステップ204では、今回の
目標空燃比AFTGが最終目標空燃比に到達したか否か
が判定される。ここで、到達していないと判定される
と、そのまま、本ルーチンを終了する。また、ステップ
203にて目標空燃比AFTGが最終目標空燃比に到達
したと判定されると、ステップ204に進み。目標空燃
比AFTGに最終目標空燃比が設定され、本ルーチンを
終了する。このようにして設定される目標空燃比AFT
Gの設定が行われると、続くステップ106で前記AF
TG値に基づいて燃料噴射量TAUを算出する。
Next, the guard process when the target air-fuel ratio AFTG reaches the final target air-fuel ratio will be described with reference to steps 203 and 204. In step 204, it is determined whether or not the current target air-fuel ratio AFTG has reached the final target air-fuel ratio. Here, if it is determined that it has not reached, this routine is terminated as it is. If it is determined in step 203 that the target air-fuel ratio AFTG has reached the final target air-fuel ratio, the process proceeds to step 204. The final target air-fuel ratio is set to the target air-fuel ratio AFTG, and this routine ends. The target air-fuel ratio AFT set in this way
When the setting of G is performed, in the subsequent step 106, the AF
The fuel injection amount TAU is calculated based on the TG value.

【0040】上述の処理は、CPU31がステップ10
1を否定判別して図2のステップ111に進み、A/F
センサ26により検出される実空燃比AFがリッチか否
かが判定されて、実空燃比AFがリッチであると判定さ
れるまで繰り返し行われる。
The above processing is executed by the CPU 31 at step 10.
1 and the process proceeds to step 111 in FIG.
It is determined whether or not the actual air-fuel ratio AF detected by the sensor 26 is rich, and the process is repeatedly performed until it is determined that the actual air-fuel ratio AF is rich.

【0041】一方、A/Fセンサ26により検出される
実空燃比AFがリッチになったと判定されると、ステッ
プ112へ進む。ステップ112では、空燃比基準値A
FSD(例えば、理論空燃比)からA/Fセンサ26に
より検出される実空燃比AFを減算してその差をリッチ
偏差DRAFとする(DRAF=AFSD−AF)。そ
して、CPU31はステップ112に進み、実リッチ面
積DRAFADを算出する。このとき、前記ステップ1
10で算出したDRAF値をDRAFAD値の前回値に
加算し、その和をDRAFAD値の今回値と(DRAF
AD=DRAFAD+DRAF)して、ステップ114
へ進む。
On the other hand, if it is determined that the actual air-fuel ratio AF detected by the A / F sensor 26 has become rich, the routine proceeds to step 112. In step 112, the air-fuel ratio reference value A
The actual air-fuel ratio AF detected by the A / F sensor 26 is subtracted from the FSD (for example, the stoichiometric air-fuel ratio), and the difference is defined as a rich deviation DRAF (DRAF = AFSD-AF). Then, the CPU 31 proceeds to step 112 and calculates the actual rich area DRAFAD. At this time, step 1
The DRAF value calculated in step 10 is added to the previous value of the DRAFAD value, and the sum is added to the current value of the DRAFAD value and (DRAFAD value).
AD = DRAFAD + DRAF), and step 114
Proceed to.

【0042】ステップ114では、実リッチ面積DRA
FADが三元触媒14に貯蔵される酸素量を消費するの
に必要な基準リッチ面積DRAFO2よりも大きいか否
かが判定される。ここで、実リッチ面積DRAFADが
実リッチ面積DRAFO2よりも大きいと判定される
と、ステップ115に進み、目標空燃比設定処理を行っ
てステップ117へ進む。また、ステップ114にて実
リッチ面積DRAFADが基準リッチ面積DRAFO2
よりも小さいと判定されると、ステップ116へ進み、
目標空燃比設定処理を行ってステップ117へ進む。
In step 114, the actual rich area DRA
It is determined whether the FAD is larger than a reference rich area DRAFO2 required to consume the amount of oxygen stored in the three-way catalyst 14. Here, if it is determined that the actual rich area DRAFAD is larger than the actual rich area DRAFO2, the process proceeds to step 115, performs a target air-fuel ratio setting process, and proceeds to step 117. In step 114, the actual rich area DRAFAD is changed to the reference rich area DRAFO2.
If it is determined that the value is smaller than
A target air-fuel ratio setting process is performed, and the routine proceeds to step 117.

【0043】実リッチ面積DRAFADが基準リッチ面
積DRAFO2より小さいときは、三元触媒14に供給
されたリッチ成分が三元触媒14に貯蔵されている酸素
を消費することに使用されているため、NOx触媒15
にはリッチ成分が供給されていない。そこで、この三元
触媒14に貯蔵されている酸素を素早く消費させるため
に、ステップ105の目標空燃比設定処理を行う。ステ
ップ105の処理では、空燃比を素早くリッチに切り換
えることにより、三元触媒14に貯蔵されている酸素を
素早く消費させる。
When the actual rich area DRAFAD is smaller than the reference rich area DRAFO2, the rich component supplied to the three-way catalyst 14 is used to consume the oxygen stored in the three-way catalyst 14, so that NOx Catalyst 15
Is not supplied with a rich component. Therefore, in order to quickly consume the oxygen stored in the three-way catalyst 14, a target air-fuel ratio setting process in step 105 is performed. In the process of step 105, the oxygen stored in the three-way catalyst 14 is quickly consumed by rapidly switching the air-fuel ratio to rich.

【0044】図4のAFTG=AFrchfstのフロ
ーチャートを用いて詳細を説明すると、ステップ301
にて運転状態に応じた最終目標空燃比が設定され、ステ
ップ302へ進む。最終目標空燃比としては、固定値で
も良く、たとえば空燃比「0.75」としても良い。ス
テップ302では、前回の目標空燃比AFTGから所定
値βを減じることにより今回の目標空燃比を算出する。
所定値βは、三元触媒14に貯蔵されている酸素を素早
く消費するために設定される値であるため、前述した所
定値α、所定値κ、後述する所定値γに比して大きな値
が設定される。
The details will be described with reference to the flow chart of AFTG = AFrchfst in FIG.
The final target air-fuel ratio is set in accordance with the operation state, and the routine proceeds to step 302. The final target air-fuel ratio may be a fixed value, for example, may be an air-fuel ratio “0.75”. In step 302, the current target air-fuel ratio is calculated by subtracting a predetermined value β from the previous target air-fuel ratio AFTG.
The predetermined value β is a value set for quickly consuming the oxygen stored in the three-way catalyst 14, and therefore, is larger than the predetermined value α, the predetermined value κ, and the predetermined value γ described later. Is set.

【0045】その後、目標空燃比AFTGが最終目標空
燃比に到達したか否かが判定される。目標空燃比AFT
Gが最終目標空燃比に到達していなければ、そのまま本
ルーチンを終了する。一方、最終目標空燃比に到達して
いれば、ステップ304に進み、目標空燃比AFTGに
最終目標空燃比を設定し、本ルーチンを終了する。この
ようにして、図2のステップ115にて、目標空燃比A
FTGを設定することで三元触媒14に貯蔵されている
酸素を素早く消費することができる。
Thereafter, it is determined whether or not the target air-fuel ratio AFTG has reached the final target air-fuel ratio. Target air-fuel ratio AFT
If G has not reached the final target air-fuel ratio, this routine ends. On the other hand, if the final target air-fuel ratio has been reached, the routine proceeds to step 304, where the final target air-fuel ratio is set to the target air-fuel ratio AFTG, and this routine ends. Thus, in step 115 of FIG. 2, the target air-fuel ratio A
By setting the FTG, the oxygen stored in the three-way catalyst 14 can be quickly consumed.

【0046】また、ステップ114にて、実リッチ面積
DRAFAD三元触媒14に貯蔵された酸素量に対する
基準リッチ面積DRAFO2よりも大きい場合、すなわ
ち、三元触媒14に貯蔵されている酸素がすべて消費さ
れた場合、ステップ116へ進む。ステップ116で
は、三元触媒14に貯蔵されている酸素がすべて消費さ
れているので、A/Fセンサ26により検出される実空
燃比AFから基準空燃比AFSDを差し引いたリッチ成
分がNOx触媒に吸蔵されているNOxを還元・放出す
るために使用される。そこで、ステップ116のサブル
ーチンとして、図5のフローチャートでは、目標空燃比
AFTGをトルク変動を抑制し、NOxの発生を低減で
きるように設定する。空燃比がリッチな場合、リーンな
場合に比してトルク変動が生じない。そこで、前回の目
標空燃比AFTGに加える所定値γを前述の所定値βよ
りも大きな値に設定することができる。
At step 114, if the actual rich area DRAFAD is larger than the reference rich area DRAFO2 with respect to the amount of oxygen stored in the three-way catalyst 14, that is, all the oxygen stored in the three-way catalyst 14 is consumed. If so, the process proceeds to step 116. In step 116, since all the oxygen stored in the three-way catalyst 14 has been consumed, the rich component obtained by subtracting the reference air-fuel ratio AFSD from the actual air-fuel ratio AF detected by the A / F sensor 26 is stored in the NOx catalyst. It is used to reduce and release the NOx that has been used. Therefore, as a subroutine of step 116, in the flowchart of FIG. 5, the target air-fuel ratio AFTG is set so as to suppress the torque fluctuation and reduce the generation of NOx. When the air-fuel ratio is rich, torque fluctuation does not occur as compared to when the air-fuel ratio is lean. Therefore, the predetermined value γ added to the previous target air-fuel ratio AFTG can be set to a value larger than the above-mentioned predetermined value β.

【0047】図5のAFTG=AFrch2のフローチ
ャートを以下に説明する。まず、ステップ401にて最
終目標空燃比を設定する。この最終目標空燃比として運
転状態に応じてリッチ空燃比が設定される。この最終目
標空燃比としては、固定値として「0.75」に設定し
ても良い。そして、ステップ502にて、前回の目標空
燃比AFTGから所定値γを減算して、今回の目標空燃
比AFTGを設定する。所定値γは、トルクが急変せ
ず、NOxが多量に発生しない程度の値に設定される。
The flowchart of FIG. 5 for AFTG = AFrch2 will be described below. First, in step 401, a final target air-fuel ratio is set. A rich air-fuel ratio is set as the final target air-fuel ratio in accordance with the operation state. This final target air-fuel ratio may be set to “0.75” as a fixed value. Then, in step 502, a predetermined value γ is subtracted from the previous target air-fuel ratio AFTG to set the current target air-fuel ratio AFTG. The predetermined value γ is set to such a value that the torque does not suddenly change and NOx is not generated in a large amount.

【0048】次に、目標空燃比AFTGが最終目標空燃
比に到達したときのガード処理をステップ503とステ
ップ504とで説明する。ステップ504では、今回の
目標空燃比AFTGが最終目標空燃比に到達したか否か
が判定される。ここで、到達していないと判定される
と、そのまま、本ルーチンを終了する。また、ステップ
503にて目標空燃比AFTGが最終目標空燃比に到達
したと判定されると、ステップ504に進み。目標空燃
比AFTGに最終目標空燃比が設定され、本ルーチンを
終了する。このようにして設定される目標空燃比AFT
Gの設定が行われると、続くステップ117にて、図2
のステップ113で前記算出した実リッチ面積DRAF
ADが基準リッチ面積DRAFND(前記ステップ10
8の算出値)に酸素貯蔵量に対する基準リッチ面積(前
記ステップ109の算出値)を加算した値を越えたか否
かを判別する。DRAFAD≦DRAFND+DRAF
O2の場合(ステップ117がNO)、CPU31は前
記図2のステップ106の処理によりそれまでの空燃比
リッチ制御を継続する。
Next, the guard processing when the target air-fuel ratio AFTG reaches the final target air-fuel ratio will be described with reference to steps 503 and 504. In step 504, it is determined whether or not the current target air-fuel ratio AFTG has reached the final target air-fuel ratio. Here, if it is determined that it has not reached, this routine is terminated as it is. If it is determined in step 503 that the target air-fuel ratio AFTG has reached the final target air-fuel ratio, the process proceeds to step 504. The final target air-fuel ratio is set to the target air-fuel ratio AFTG, and this routine ends. The target air-fuel ratio AFT set in this way
When the setting of G is performed, in the following step 117, FIG.
The actual rich area DRAF calculated in step 113
AD is the reference rich area DRAFND (step 10 described above).
It is determined whether or not the calculated value exceeds the value obtained by adding the reference rich area to the oxygen storage amount (the calculated value in step 109) to the oxygen storage amount. DRAFAD ≦ DRAFND + DRAF
In the case of O2 (NO in step 117), the CPU 31 continues the air-fuel ratio rich control up to that time by the processing in step 106 in FIG.

【0049】また、DRAFAD>DRAFND+DR
AFO2の場合(ステップ117がYES)、CPU3
1はステップ118に進み、リッチ制御フラグXRE
X、NOx積算量NOMOLAD及び実リッチ面積DR
AFADを全て「0」にクリアする。そしてその後、C
PU31は前記図2のステップ106に進む。これによ
り、ステップ117がYESの場合には、それまでの空
燃比リッチ制御が終了され、空燃比リーン制御が再開さ
れる。
DRAFAD> DRAFND + DR
In the case of AFO2 (YES in step 117), the CPU 3
1 proceeds to step 118, where the rich control flag XRE
X, NOx integrated amount NOMOLAD and actual rich area DR
Clear all AFAD to “0”. And then C
The PU 31 proceeds to step 106 in FIG. Thus, if step 117 is YES, the air-fuel ratio rich control up to that point is terminated, and the air-fuel ratio lean control is restarted.

【0050】図9は、上記制御動作をより具体的に示す
タイムチャートである。ここで、図9(a)は本実施の
形態において、三元触媒14前の空燃比の挙動を示し、
図9(b)は三元触媒14後の空燃比の挙動を示してい
る。図9(a)において、時刻t1までリーン制御が行
われる。空燃比がリーンな燃焼では、排ガス中に含まれ
るNOx成分が図9(c)に示す(NOx−IN)よう
に大きいため、NOx触媒15に排出されるNOxが吸
蔵されていく。また、リーン燃焼では、三元触媒14に
貯蔵される酸素量も多くなる。NOx触媒15に吸蔵さ
れるNOx量がNOx触媒の吸蔵能力に基づいて設定さ
れる判定値を越えたと判断されると、NOx触媒14に
吸蔵されているNOxを還元・放出するために、図9
(a)のように時刻t1にてリッチな空燃比での制御に
切り換えられる。
FIG. 9 is a time chart showing the above control operation more specifically. Here, FIG. 9A shows the behavior of the air-fuel ratio before the three-way catalyst 14 in the present embodiment,
FIG. 9B shows the behavior of the air-fuel ratio after the three-way catalyst 14. In FIG. 9A, the lean control is performed until time t1. In the combustion with a lean air-fuel ratio, the NOx component contained in the exhaust gas is large as shown in FIG. 9C (NOx−IN), so that NOx discharged to the NOx catalyst 15 is stored. In the lean combustion, the amount of oxygen stored in the three-way catalyst 14 also increases. If it is determined that the amount of NOx stored in the NOx catalyst 15 has exceeded the determination value set based on the storage capacity of the NOx catalyst, the NOx stored in the NOx catalyst 14 is reduced and released in order to reduce and release the NOx stored in the NOx catalyst 14.
At time t1, the control is switched to the rich air-fuel ratio control as shown in FIG.

【0051】空燃比が理論空燃比に到達するまでの時刻
t2では、リーン燃焼ではトルク変動が生じ易いこと
と、図8に示すように空燃比領域16〜18ではNOx
濃度が大きくなることを考慮して、徐々に空燃比をリッ
チ側に移行する。リッチ側への移行は、トルク変動が生
じにくく、かつ、NOx濃度が大きな空燃比領域を速や
かに通過できるように所定値αを設定している。そし
て、時刻t2以降では、三元触媒14前の空燃比がリッ
チになり、触媒内に貯蔵されている酸素を消費するた
め、三元触媒14後の空燃比が図9(c)に示すように
時刻t3まで、理論空燃比付近に維持される。この時刻
t2〜t3では、貯蔵されている酸素を消費するため
に、図9(a)に示すように空燃比を速やかにリッチ側
に移行させている。図9(a)では、目標空燃比AFT
Gが最終目標空燃比に到達すると、最終目標空燃比によ
りガードされている。このように速やかに空燃比をリッ
チに移行させるので、三元触媒14に貯蔵されている酸
素を速やかに消費することができ、また、時刻t1まで
のリーン運転状態に基づいて、三元触媒14に貯蔵され
ている酸素量を推定するので、精度良く酸素の消費が実
現できる。
At time t2 until the air-fuel ratio reaches the stoichiometric air-fuel ratio, torque fluctuation is likely to occur in lean combustion, and NOx in the air-fuel ratio regions 16 to 18 as shown in FIG.
The air-fuel ratio is gradually shifted to the rich side in consideration of the increase in the concentration. In the transition to the rich side, the predetermined value α is set so that torque fluctuation does not easily occur and the vehicle can quickly pass through the air-fuel ratio region where the NOx concentration is large. After time t2, the air-fuel ratio before the three-way catalyst 14 becomes rich and consumes oxygen stored in the catalyst, so that the air-fuel ratio after the three-way catalyst 14 becomes as shown in FIG. 9C. Until time t3, it is maintained near the stoichiometric air-fuel ratio. From time t2 to time t3, the air-fuel ratio is quickly shifted to the rich side as shown in FIG. 9A in order to consume the stored oxygen. In FIG. 9A, the target air-fuel ratio AFT
When G reaches the final target air-fuel ratio, it is guarded by the final target air-fuel ratio. Since the air-fuel ratio is quickly shifted to the rich state as described above, the oxygen stored in the three-way catalyst 14 can be quickly consumed, and based on the lean operation state until time t1, the three-way catalyst 14 Since the amount of oxygen stored in the fuel cell is estimated, the consumption of oxygen can be realized with high accuracy.

【0052】そして、時刻t3にて三元触媒14に貯蔵
されている酸素が消費されたと判定されると、その後の
リッチ成分はNOx触媒15に吸蔵されているNOxを
還元・放出するために使用されるため、図2のフローチ
ャートステップ103にて算出されるNOx積算値NO
MOLADに基づいて過不足なくNOxを還元・放出す
ることができる。なお、図9(a)に示すように、吸蔵
されているNOxを放出するために、時刻t4にて、空
燃比をリーン側へ移行し、時刻t5に到達するときに、
三元触媒14前の空燃比が理論空燃比付近になるように
制御すると、より正確にNOxを還元・放出することが
できる。このように、制御することで図9(d)に示す
ように、三元触媒14に貯蔵されている酸素量を時刻t
2〜t3の間に消費することができるので、リーン制御
からリッチ制御に切り換えるときに速やかにNOxの還
元・放出を行うことができる。
When it is determined at time t3 that the oxygen stored in the three-way catalyst 14 has been consumed, the subsequent rich components are used to reduce and release the NOx stored in the NOx catalyst 15. Therefore, the NOx integrated value NO calculated in step 103 of the flowchart of FIG.
NOx can be reduced and released without any excess or shortage based on MOLAD. As shown in FIG. 9A, at time t4, the air-fuel ratio is shifted to the lean side to release the stored NOx, and when the air-fuel ratio reaches time t5,
If the air-fuel ratio before the three-way catalyst 14 is controlled to be close to the stoichiometric air-fuel ratio, NOx can be reduced and released more accurately. In this way, the amount of oxygen stored in the three-way catalyst 14 is controlled at the time t as shown in FIG.
Since it can be consumed between 2 and t3, it is possible to quickly reduce and release NOx when switching from lean control to rich control.

【0053】また、NOx触媒は、三元触媒に用いられ
る金属(Pt/Rh/Pd+CeO2)に、NaやBa
などNOxを吸蔵可能な金属を担持してなるものなの
で、NOx触媒自体にも酸素を貯蔵する能力がある。こ
のため、NOx触媒に貯蔵される酸素も速やかに消費す
るように空燃比をすばやくリッチ側に移行させるように
制御しても良い。
The NOx catalyst uses Na or Ba as the metal (Pt / Rh / Pd + CeO2) used for the three-way catalyst.
For example, the NOx catalyst itself has the ability to store oxygen because it carries a metal capable of storing NOx. Therefore, control may be performed so that the air-fuel ratio is quickly shifted to the rich side so that the oxygen stored in the NOx catalyst is also consumed quickly.

【0054】本実施例では、三元触媒14に貯蔵される
酸素量を、リーン制御時の運転状態から推定すること
で、速やかに貯蔵されている酸素を消費することがで
き、その後のリッチ制御から正確にNOx吸蔵量を還元
・放出するために必要なリッチ成分を供給することがで
きる。この構成では、三元触媒前にA/Fセンサを配設
することで本実施の形態の制御を実施することができる
ので、他のセンサを設けることなく精度良い制御を実施
することが可能になる。
In this embodiment, the amount of oxygen stored in the three-way catalyst 14 is estimated from the operating state at the time of the lean control, whereby the stored oxygen can be quickly consumed, and the subsequent rich control can be performed. , A rich component necessary for accurately reducing and releasing the NOx storage amount can be supplied. In this configuration, by arranging the A / F sensor before the three-way catalyst, the control of the present embodiment can be performed, so that accurate control can be performed without providing another sensor. Become.

【0055】なお、本実施の形態において、切換手段は
図2のフローチャートのステップ111乃至ステップ1
16に、酸素量推定手段は図2のフローチャートのステ
ップ109に、それぞれ相当し、機能する。
In this embodiment, the switching means performs steps 111 to 1 in the flowchart of FIG.
16 and the oxygen amount estimating means corresponds to step 109 in the flowchart of FIG. 2 and functions.

【0056】<第2の実施の形態>第1の実施の形態で
は、三元触媒14上流に配設されるA/Fセンサ26に
よって検出される空燃比に基づいて、三元触媒14に貯
蔵される酸素量と、NOx触媒15に吸蔵されるNOx
を推定した。そして、推定した酸素量とNOx吸蔵量に
基づいて、これらを消費,還元・放出するのに必要なリ
ッチ成分を供給することで過不足なく吸蔵されたNOx
を放出している。
<Second Embodiment> In the first embodiment, the fuel is stored in the three-way catalyst 14 based on the air-fuel ratio detected by the A / F sensor 26 disposed upstream of the three-way catalyst 14. The amount of oxygen stored and the amount of NOx stored in the NOx catalyst 15
Was estimated. Then, based on the estimated amount of oxygen and the amount of stored NOx, by supplying rich components necessary for consuming, reducing and releasing these, the amount of NOx stored is not too much or too little.
Has been released.

【0057】本実施例では、三元触媒14下流に酸素濃
度センサ27を配設することで、三元触媒に吸蔵されて
いる酸素が消費されたことを検出することができ、NO
x触媒に吸蔵されているNOx量を正確に還元・放出す
ることができる。
In this embodiment, by arranging the oxygen concentration sensor 27 downstream of the three-way catalyst 14, it is possible to detect that the oxygen stored in the three-way catalyst has been consumed.
The amount of NOx stored in the x catalyst can be accurately reduced and released.

【0058】本実施の形態の概略構成図を図13に示
す。エンジン1からの排気通路中には、A/Fセンサ2
6が配設され、その下流に三元触媒14が配設される。
そして三元触媒14とNOx触媒15との間には、酸素
濃度を検出し、酸素濃度に応じた電力を出力する酸素濃
度センサ27が配設される。そして、この2つのセンサ
から本実施の形態では、正確に三元触媒14に貯蔵され
る酸素の状態を検出することができる。
FIG. 13 shows a schematic configuration diagram of the present embodiment. An A / F sensor 2 is provided in an exhaust passage from the engine 1.
6 and a three-way catalyst 14 is provided downstream thereof.
An oxygen concentration sensor 27 that detects oxygen concentration and outputs electric power according to the oxygen concentration is provided between the three-way catalyst 14 and the NOx catalyst 15. In this embodiment, the state of oxygen stored in the three-way catalyst 14 can be accurately detected from the two sensors.

【0059】本実施の形態を図7のフローチャートにし
たがって説明する。なお、図2のフローチャートと同一
の処理が行われるステップでは、同一の符号を付して説
明を省略する。まず、ステップ101では、リッチ制御
を行うか否かを示すフラグXREXが1か否かを判定す
る。そして、1ではないと判定されると、即ち、リーン
制御を行うことが判定されると、ステップ102乃至1
03にて、A/Fセンサ26により検出されるリーンな
空燃比に基づいて、NOx触媒に吸蔵されるNOx量を
算出する。なお、NOx量の算出は、酸素濃度センサ2
7により行っても良い。この場合は、NOx触媒により
近い位置での空燃比が検出できることから、より精度よ
くNOx触媒に吸蔵されるNOx量を算出することがで
きる。そして、リーン燃焼が継続されることでNOx触
媒15に吸蔵されるNOx量が所定の判定値を越えたと
判定されると、ステップ107のフラグXREXに1を
入力し、リッチ燃焼への切り換え制御が実行される。
This embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Steps in which the same processing as in the flowchart of FIG. 2 is performed are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. First, in step 101, it is determined whether or not a flag XREX indicating whether to perform rich control is 1 or not. If it is determined that the value is not 1, that is, if it is determined that the lean control is to be performed, steps 102 to 1 are performed.
At 03, the amount of NOx stored in the NOx catalyst is calculated based on the lean air-fuel ratio detected by the A / F sensor 26. The calculation of the NOx amount is performed by the oxygen concentration sensor 2
7 may be performed. In this case, since the air-fuel ratio at a position closer to the NOx catalyst can be detected, the amount of NOx stored in the NOx catalyst can be calculated more accurately. When it is determined that the amount of NOx stored in the NOx catalyst 15 exceeds a predetermined determination value due to the continuation of the lean combustion, 1 is input to the flag XREX in step 107, and the switching control to the rich combustion is performed. Be executed.

【0060】ステップ101にてフラグXREXが1で
あると判定されると、その後はステップ601以降の処
理が繰り返し行われる。ステップ601では、A/Fセ
ンサ26により検出される空燃比がリッチになったか否
かが判定される。まだ、空燃比がリッチではないと判定
されると、ステップ110へ進み、AFTGの設定処理
を実行する。ステップ110のAFTG設定処理では、
NOx濃度が高くなることを抑制し、大きなトルクショ
ックが発生することを抑制するようにAFTGが設定さ
れる。
If it is determined in step 101 that the flag XREX is 1, the processes in and after step 601 are repeatedly performed. In step 601, it is determined whether the air-fuel ratio detected by the A / F sensor 26 has become rich. If it is determined that the air-fuel ratio is not yet rich, the process proceeds to step 110, and the AFTG setting process is executed. In the AFTG setting process of step 110,
AFTG is set so as to suppress the NOx concentration from becoming high and to suppress the occurrence of a large torque shock.

【0061】そして、三元触媒前の空燃比(AF)がリ
ッチになると、ステップ602に進み、酸素濃度センサ
27により検出される空燃比(リアAF)が基準空燃比
AFSD2よりも大きいか否かが判定される。AFがリ
ッチで、かつ、リアAFが基準空燃比AFSD2よりも
小さい場合は、三元触媒14に貯蔵されている酸素が消
費されているので、NOx触媒にはリッチ成分が供給さ
れない。そのため、三元触媒14に貯蔵されている酸素
をすみやかに消費するために、第1の実施の形態で示し
たようにステップ115の目標空燃比AFTG設定処理
を行いステップ106へ進む。
When the air-fuel ratio (AF) before the three-way catalyst becomes rich, the routine proceeds to step 602, where it is determined whether the air-fuel ratio (rear AF) detected by the oxygen concentration sensor 27 is larger than the reference air-fuel ratio AFSD2. Is determined. When the AF is rich and the rear AF is smaller than the reference air-fuel ratio AFSD2, the oxygen stored in the three-way catalyst 14 has been consumed, so that no rich component is supplied to the NOx catalyst. Therefore, in order to promptly consume the oxygen stored in the three-way catalyst 14, the target air-fuel ratio AFTG setting process of step 115 is performed as shown in the first embodiment, and the process proceeds to step 106.

【0062】その後、A/Fセンサ26に検出されるリ
アAFが基準空燃比AFSD2よりもリッチになったと
判定されると、三元触媒14に貯蔵された酸素が消費さ
れて、NOx触媒15にリッチ成分が供給されるように
なる。そこで、ステップ116にて目標空燃比AFTG
を第1の実施の形態に示したように設定し、ここで設定
されたリッチ成分に基づいて、ステップ113では、N
Oxを還元・放出するための実リッチ面積を求め、ステ
ップ604へ進む。ステップ604では、リーン制御に
よりNOx触媒に吸蔵されたNOx積算値NOMOLA
Dに対する基準リッチ面積DRAFNDと実リッチ面積
DRAFADとを比較する。このとき、実リッチ面積D
RAFADが基準リッチ面積DRAFNDを越えると、
NOx触媒15に吸蔵されているNOxがすべて還元・
放出されたとして、リーン制御へ切り換える。
Thereafter, when it is determined that the rear AF detected by the A / F sensor 26 has become richer than the reference air-fuel ratio AFSD2, the oxygen stored in the three-way catalyst 14 is consumed, and the NOx catalyst 15 A rich component is supplied. Therefore, in step 116, the target air-fuel ratio AFTG
Is set as shown in the first embodiment, and based on the rich component set here, N
An actual rich area for reducing and releasing Ox is obtained, and the process proceeds to step 604. In step 604, the NOx integrated value NOMOLA stored in the NOx catalyst by the lean control
The reference rich area DRAFND for D and the actual rich area DRAFAD are compared. At this time, the actual rich area D
When RAFAD exceeds the reference rich area DRAFND,
All the NOx stored in the NOx catalyst 15 is reduced and
Switch to lean control assuming release.

【0063】本実施例では、三元触媒14後に酸素濃度
センサ27を配設することで、三元触媒14に貯蔵され
ている酸素が消費される前か後かを正確に検出すること
ができる。このときに、目標空燃比AFTGを速やかに
リッチに切り換えてやることで三元触媒14に貯蔵され
ている酸素をすばやく消費することができ、NOx触媒
15に吸蔵されているNOxを過不足なく還元・放出す
ることができる。
In this embodiment, the provision of the oxygen concentration sensor 27 after the three-way catalyst 14 makes it possible to accurately detect before or after the oxygen stored in the three-way catalyst 14 is consumed. . At this time, by rapidly switching the target air-fuel ratio AFTG to rich, the oxygen stored in the three-way catalyst 14 can be quickly consumed, and the NOx stored in the NOx catalyst 15 can be reduced without excess or shortage.・ Can be released.

【0064】ところで、NOx触媒は、三元触媒に用い
られる金属(Pt/Rh/Pd+CeO2)に、Naや
BaなどNOxを吸蔵可能な金属を担持してなるものも
あり、NOx触媒自体にも酸素貯蔵能力を有するものも
ある。このため、酸素濃度センサにより三元触媒後の空
燃比がリッチになったことを検出してもNOx触媒中の
酸素を消費してやるために、空燃比を速やかにリッチに
してやる必要がある。本実施の形態では、三元触媒14
に貯蔵される酸素量を消費するためにのみ、空燃比の変
更速度を素早くしたが、上述のように酸素貯蔵能力を有
するNOx触媒を備える場合には、NOx触媒に貯蔵さ
れる酸素量を推定して空燃比の切り換え制御を実施して
も良い。
Incidentally, the NOx catalyst includes a metal (Pt / Rh / Pd + CeO 2 ) used for a three-way catalyst carrying a metal capable of storing NOx such as Na or Ba. Some have oxygen storage capacity. For this reason, even if it is detected by the oxygen concentration sensor that the air-fuel ratio after the three-way catalyst has become rich, it is necessary to quickly make the air-fuel ratio rich in order to consume the oxygen in the NOx catalyst. In the present embodiment, the three-way catalyst 14
The rate of change of the air-fuel ratio was increased only in order to consume the amount of oxygen stored in the NOx catalyst, but when a NOx catalyst having an oxygen storage capacity was provided as described above, the amount of oxygen stored in the NOx catalyst was estimated. Then, the switching control of the air-fuel ratio may be performed.

【0065】なお、本実施の形態において、切換手段は
図7のフローチャートのステップ602に相当し、機能
する。
In this embodiment, the switching means functions and corresponds to step 602 in the flowchart of FIG.

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

【図1】第1の実施の形態におけるエンジンの空燃比制
御システムの概要を示す全体構成図。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of an air-fuel ratio control system for an engine according to a first embodiment.

【図2】空燃比制御ルーチンを示すフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing an air-fuel ratio control routine.

【図3】空燃比制御ルーチンを示すフローチャート。FIG. 3 is a flowchart illustrating an air-fuel ratio control routine.

【図4】空燃比制御ルーチンを示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart illustrating an air-fuel ratio control routine.

【図5】空燃比制御ルーチンを示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing an air-fuel ratio control routine.

【図6】空燃比制御ルーチンを示すフローチャート。N
Ox積算量NOMOLADに対応する基準リッチ面積D
RAFNDを設定するための図。
FIG. 6 is a flowchart showing an air-fuel ratio control routine. N
Reference rich area D corresponding to Ox integrated amount NOMOLAD
FIG. 9 is a diagram for setting RAFND.

【図7】第2の実施の形態において、空燃比制御ルーチ
ンを示すフローチャート。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an air-fuel ratio control routine according to the second embodiment.

【図8】空燃比に対するNOx濃度を示す図。FIG. 8 is a diagram showing the NOx concentration with respect to the air-fuel ratio.

【図9】第1の実施の形態において、空燃比制御を実施
した場合のタイミングチャート。
FIG. 9 is a timing chart when air-fuel ratio control is performed in the first embodiment.

【図10】(a)はNOx基本量を求めるための図、
(b)は補正値を求めるための図。
FIG. 10A is a diagram for obtaining a basic NOx amount,
(B) is a diagram for obtaining a correction value.

【図11】NOx吸蔵能力に応じた判定値NOMOLS
Dを設定するための図。
FIG. 11 is a determination value NOMOLS according to NOx storage capacity;
The figure for setting D.

【図12】NOx積算量NOMOLADに対応する基準
リッチ時間DRAFNDを設定するための図。
FIG. 12 is a diagram for setting a reference rich time DRAFND corresponding to the NOx integrated amount NOMOLAD.

【図13】第2の実施の形態の概略構成図。FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン、 12…排気管、 13…上流側触媒としての三元触媒、 14…NOx触媒(NOx吸蔵還元型触媒)、 26…酸素濃度センサとしてのA/Fセンサ、 27…酸素濃度センサとしてのO2センサ、 30…ECU(電子制御装置)、 31…中央演算処理装置としてのCPU。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 12 ... Exhaust pipe, 13 ... Three-way catalyst as an upstream side catalyst, 14 ... NOx catalyst (NOx storage reduction type catalyst), 26 ... A / F sensor as an oxygen concentration sensor, 27 ... As an oxygen concentration sensor O2 sensor, 30 ... ECU (electronic control unit), 31 ... CPU as central processing unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/04 305 F02D 41/04 330Z 330 43/00 301E 43/00 301 301T 45/00 314Z 45/00 314 368F 368 B01D 53/36 101B 103B Fターム(参考) 3G084 AA03 AA04 BA09 BA13 BA24 DA10 DA22 EA11 EB01 EB11 EB12 FA07 FA10 FA11 FA13 FA20 FA26 FA29 FA30 FA33 FA36 3G091 AA12 AA17 AA23 AA28 AB01 AB03 AB06 AB08 BA03 BA14 BA15 BA19 BA33 CB02 CB05 DA01 DA02 DA04 DA10 DB06 DB10 DC01 DC03 EA01 EA06 EA07 EA15 EA16 EA26 EA31 EA34 FA02 FA04 FA12 FA13 FB02 FB10 FB11 FB12 FC02 FC07 GB02Y GB03Y GB04Y GB05W GB06W GB07W HA08 HA10 HA36 HA37 3G301 HA01 HA06 HA15 JA25 JA26 JB09 LB02 MA01 MA11 NA06 NA07 NA08 ND05 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 PA01A PA01B PA01Z PA07A PA07B PA07Z PA10A PA10B PA10Z PA11A PA11B PA11Z PA14A PA14B PA14Z PD02A PD02B PD02Z PD09A PD09B PD09Z PD11A PD11B PD11Z PE01A PE01B PE01Z PE08A PE08B PE08Z PF16A PF16B PF16Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 AB07 BA14X BA15X BA19X BA30X BA31X BA33X BA41X CC32 CC46 CD08 CD10 DA01 DA02 DA20 EA04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 41/04 305 F02D 41/04 330Z 330 43/00 301E 43/00 301 301T 45/00 314Z 45/00 314 368F 368 B01D 53/36 101B 103B F-term (reference) 3G084 AA03 AA04 BA09 BA13 BA24 DA10 DA22 EA11 EB01 EB11 EB12 FA07 FA10 FA11 FA13 FA20 FA26 FA29 FA30 FA33 FA36 3G091 AA12 AB14 AB28 AB28 CB02 CB05 DA01 DA02 DA04 DA10 DB06 DB10 DC01 DC03 EA01 EA06 EA07 EA15 EA16 EA26 EA31 EA34 FA02 FA04 FA12 FA13 FB02 FB10 FB11 FB12 FC02 FC07 GB02Y GB03Y GB04Y GB05W GB06W GB07W HA08 JA10 HA36 HA06 MA03 HA03 HA01 NA08 ND05 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 PA01A PA01B PA01Z PA07A P A07B PA07Z PA10A PA10B PA10Z PA11A PA11B PA11Z PA14A PA14B PA14Z PD02A PD02B PD02Z PD09A PD09B PD09Z PD11A PD11B PD11Z PE01A PE01B PE01Z PE08A PE08B PE08Z PF16A PF16B PF16A BAX BA13A13A14AXA

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空燃比リーン領域でのリーン燃焼を行わ
せると共に、リーン燃焼時に排出される排ガス中のNO
xをリーンNOx触媒で吸蔵し、さらに空燃比を一時的
にリッチに制御するリッチ燃焼にて前記吸蔵したNOx
をリーンNOx触媒から放出するようにした内燃機関の
排気浄化装置において、 前記リーンNOx触媒の上流側に配設される酸素貯蔵能
力を有する触媒と、 前記酸素貯蔵能力を有する触媒の上流側に配設され、排
気通路中の空燃比を検出する空燃比センサと、 前記NOx触媒に吸蔵されるNOx量に基づいて前記リ
ッチ燃焼と前記リーン燃焼とを切り換える際の単位時間
当たりの空燃比変化量を設定する空燃比変化量設定手段
とを備え、 前記空燃比変化量設定手段は、前記空燃比センサにより
検出される空燃比に基づいて単位時間当たりの空燃比変
化量を変更することを特徴とする内燃機関の排気浄化装
置。
1. A lean combustion in an air-fuel ratio lean region is performed, and NO in exhaust gas discharged during the lean combustion is reduced.
x is stored by a lean NOx catalyst, and the stored NOx is stored in rich combustion in which the air-fuel ratio is temporarily controlled to be rich.
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine configured to release oxygen from a lean NOx catalyst, comprising: a catalyst having an oxygen storage capacity disposed upstream of the lean NOx catalyst; and a catalyst having an oxygen storage capacity disposed upstream of the catalyst having the oxygen storage capacity. An air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio in the exhaust passage; and an air-fuel ratio change amount per unit time when switching between the rich combustion and the lean combustion based on the amount of NOx stored in the NOx catalyst. Air-fuel ratio change amount setting means for setting the air-fuel ratio change amount per unit time based on the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
【請求項2】 前記酸素貯蔵能力を有する触媒、および
/または前記NOx触媒に貯蔵される酸素量を推定する
酸素量推定手段を備え、 前記空燃比変化量設定手段は、前記酸素量推定手段によ
り推定される酸素量に基づいて単位時間当たりの空燃比
変化量を変更することを特徴とする請求項1に記載の内
燃機関の排気浄化装置。
2. An oxygen amount estimating means for estimating the amount of oxygen stored in the catalyst having the oxygen storage capacity and / or the NOx catalyst, wherein the air-fuel ratio change amount setting means is provided by the oxygen amount estimating means. 2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio change amount per unit time is changed based on the estimated oxygen amount.
【請求項3】 前記触媒の上流側に配設され、排気ガス
中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、 前記空燃比変化量設定手段は、前記空燃比センサと前記
酸素濃度センサにより前記触媒、および/または、前記
NOx触媒に貯蔵されている酸素の状態を検出すると共
に、該推定された酸素量に基づいて単位時間当たりの空
燃比変化量を変更することを特徴とする請求項1に記載
の内燃機関の排気浄化装置。
3. An oxygen concentration sensor disposed upstream of the catalyst and detecting an oxygen concentration in exhaust gas, and the air-fuel ratio change amount setting means includes: an air-fuel ratio sensor; And / or detecting a state of oxygen stored in the NOx catalyst and changing an air-fuel ratio change amount per unit time based on the estimated oxygen amount. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
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