[go: up one dir, main page]

JP3003447B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Info

Publication number
JP3003447B2
JP3003447B2 JP5048211A JP4821193A JP3003447B2 JP 3003447 B2 JP3003447 B2 JP 3003447B2 JP 5048211 A JP5048211 A JP 5048211A JP 4821193 A JP4821193 A JP 4821193A JP 3003447 B2 JP3003447 B2 JP 3003447B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel ratio
air
exhaust gas
concentration
generated torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5048211A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06257487A (en
Inventor
太容 吉野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP5048211A priority Critical patent/JP3003447B2/en
Publication of JPH06257487A publication Critical patent/JPH06257487A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3003447B2 publication Critical patent/JP3003447B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/18Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/12Hydrocarbons

Landscapes

  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関し、詳しくは、HCの吸着能力を有し、HC存在下
でNOxを還元する触媒を排気通路に備えた排気浄化装
置において、前記触媒のNOx還元性能を維持するため
の技術に関する。
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 an exhaust gas purifying apparatus having a catalyst capable of adsorbing HC and reducing NOx in the presence of HC in an exhaust passage. The present invention relates to a technique for maintaining the NOx reduction performance of a catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、理論空燃比よりも大幅にリーンな
空燃比域(例えば20〜22程度の空燃比)で燃焼させるリ
ーンバーン内燃機関が開発されており、かかるリーンバ
ーン内燃機関では、リーン空燃比域でNOxを浄化させ
るためにリーンNOx触媒が使用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a lean-burn internal combustion engine that burns in an air-fuel ratio region (for example, an air-fuel ratio of about 20 to 22) that is significantly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio has been developed. A lean NOx catalyst is used to purify NOx in an air-fuel ratio range.

【0003】前記リーンNOx触媒は、ゼオライトを主
成分とするものであり、排気中のHCを一時的に吸着
し、このHCによりNOxを還元するものであると推定
されている。従って、前記リーンNOx触媒におけるN
Oxの浄化処理には、HCの存在が不可欠であり、排気
中のHC/NOx比が低下すると、NOx還元性能が低
下する。
[0003] The lean NOx catalyst is mainly composed of zeolite, and is presumed to temporarily adsorb HC in exhaust gas and reduce NOx by the HC. Therefore, N in the lean NOx catalyst
The presence of HC is indispensable for the Ox purification process, and when the HC / NOx ratio in the exhaust gas decreases, the NOx reduction performance decreases.

【0004】そこで、HC量の不足によってリーンNO
x触媒のNOx還元性能が低下するときに、排気中のH
C量を強制的に増大させて、NOx還元性能を維持でき
るようにした排気浄化装置が提案されており、排気中の
HC量を強制的に増大させるための手段として以下のよ
うな手段A〜Cを採用している。 (A) .燃料の噴射時期を遅らせることによって、壁流
となって燃焼室に流れ込む燃料量を多くして燃料の霧化
を抑制することにより、排気中のHCを増やす(特開平
3−217640号公報参照)。
[0004] Therefore, lean NO
When the NOx reduction performance of the x catalyst decreases, the H
An exhaust gas purifying apparatus has been proposed in which the C amount is forcibly increased to maintain the NOx reduction performance. As means for forcibly increasing the HC amount in the exhaust gas, the following means A to A are provided. C is adopted. (A). By delaying the fuel injection timing, the amount of fuel flowing into the combustion chamber as a wall flow is increased to suppress the atomization of the fuel, thereby increasing HC in the exhaust gas (see JP-A-3-217640). .

【0005】(B) .冷却水温度を低くすることで燃焼
室の壁温を低下させ、これにより、燃料の霧化を抑制し
て排気中のHCを増やす(特開平3−229914号公
報参照)。 (C) .キャニスタに吸着捕集された蒸発燃料、又は、
ブローバイガスを、リーンNOx触媒上流で排気中に添
加し、排気中のHCを増やす(特開平3−242415
号公報参照)。
(B). By lowering the temperature of the cooling water, the wall temperature of the combustion chamber is reduced, thereby suppressing the atomization of the fuel and increasing the HC in the exhaust gas (see JP-A-3-229914). (C). Evaporated fuel adsorbed and collected in the canister, or
Blow-by gas is added to the exhaust gas upstream of the lean NOx catalyst to increase HC in the exhaust gas (JP-A-3-242415).
Reference).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
(A) 〜 (C) に示す手段のうち、 (A) の壁流量の増
大や (B) の燃焼室壁温の低下を実施した場合には、不
完全燃焼が増加して燃焼が不安定となり、運転性の悪化
をもたらす惧れがあった。また、 (B) の燃焼室壁温を
低下させる手段の場合は、HC不足が判断されてから、
冷却水温度を下げて実際に燃焼室壁温が低下するまでの
時間損失が大きく、この間のNOxは充分に浄化されず
に排出されてしまい、NOx還元性能を安定的に維持さ
せることが困難である。
SUMMARY OF THE INVENTION
In the means shown in (A) to (C), when the wall flow rate is increased in (A) or the combustion chamber wall temperature is decreased in (B), incomplete combustion increases and combustion becomes unstable. And the drivability could be degraded. In the case of the means (B) for lowering the temperature of the combustion chamber wall, after the HC shortage is determined,
There is a large time loss until the temperature of the cooling water is lowered and the wall temperature of the combustion chamber is actually lowered. During this time, NOx is exhausted without being sufficiently purified, and it is difficult to stably maintain NOx reduction performance. is there.

【0007】更に、 (C) のHCを排気中に添加する手
段では、未使用の燃料を排気中に添加するものであるか
ら、燃費の悪化をもたらすという問題があった。また、
リーンバーン内燃機関では、理論空燃比付近の出力空燃
比域とリーン空燃比域との間で目標空燃比の切り換えを
行なうときに、トルクの急激な変化により運転性を損な
うことがないように、空燃比を徐々に変化させることが
行なわれている。ところが、NOxの排出量は、図4に
示すように、前記目標空燃比の切り換え途中の空燃比域
(16〜18程度の空燃比)で最も多くなり、このときにH
C/NOx比が小さくなってリーンNOx触媒のNOx
還元性能が低下するので、目標空燃比切り換えの際に多
量のNOxが排出されるという問題があった。
Further, the means (C) for adding HC to exhaust gas involves adding unused fuel to exhaust gas, which causes a problem of deteriorating fuel efficiency. Also,
In the lean-burn internal combustion engine, when switching the target air-fuel ratio between the output air-fuel ratio region near the stoichiometric air-fuel ratio and the lean air-fuel ratio region, a sharp change in torque does not impair the drivability. The air-fuel ratio is gradually changed. However, as shown in FIG. 4, the amount of NOx emission is highest in the air-fuel ratio range (air-fuel ratio of about 16 to 18) during the switching of the target air-fuel ratio.
As the C / NOx ratio decreases, the NOx of the lean NOx catalyst
Since the reduction performance is reduced, there is a problem that a large amount of NOx is emitted when the target air-fuel ratio is switched.

【0008】ここで、前述のような目標空燃比切り換え
の際に、NOx量に対してHC量が不足してNOx還元
性能が低下することを、前述のようなHC量の増大手段
によって補償しようとしても、空燃比がNOx濃度がピ
ークとなる空燃比域に該当していることや排気中のHC
濃度の低下を直接的に検出した結果に基づいてHC量増
大手段を作動させたのでは、応答遅れが生じると共に、
多量に排出されるNOxの還元に必要とするだけのHC
量を確保できなくなる場合もあり、NOx還元能力を安
定的に高く維持させることは困難であった。
Here, when the target air-fuel ratio is switched as described above, the fact that the HC amount is insufficient with respect to the NOx amount and the NOx reduction performance is reduced will be compensated for by the HC amount increasing means as described above. Even if the air-fuel ratio falls within the air-fuel ratio range where the NOx concentration peaks, the HC in the exhaust
If the HC amount increasing means is operated based on the result of directly detecting the decrease in the concentration, a response delay occurs, and
HC required for reduction of NOx emitted in large quantities
In some cases, the amount cannot be secured, and it has been difficult to stably maintain a high NOx reduction ability.

【0009】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、リーンNOx触媒のNOx還元性能を維持させる
ためのHC量の増大制御が、機関運転性を悪化させるこ
となく、また、未使用の燃料を用いることなく実現でき
るようにすると共に、リーンバーン内燃機関における目
標空燃比の切り換え時に、NOx還元性能を安定的に維
持できるようにすることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and the control of increasing the amount of HC for maintaining the NOx reduction performance of the lean NOx catalyst does not degrade the engine operability, It is an object of the present invention to realize the fuel injection without using fuel and to stably maintain the NOx reduction performance when switching a target air-fuel ratio in a lean burn internal combustion engine.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
内燃機関の排気浄化装置は、図1に示すように構成され
る。図1において、空燃比切り換え手段は、機関吸入混
合気の目標空燃比を機関運転条件に応じて理論空燃比付
近の出力空燃比域と理論空燃比よりも大きなリーン空燃
比域とに切り換える手段であって、前記出力空燃比域と
リーン空燃比域との間で空燃比を徐々に変化させる
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is configured as shown in FIG . In Figure 1, the air-fuel ratio switching means is a means for switching to the large lean range than the output air-fuel ratio range and the stoichiometric air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio according to the target air-fuel ratio of the engine intake mixture in the engine operating condition And the output air-fuel ratio range
The air-fuel ratio is gradually changed between a lean air-fuel ratio range .

【0011】排気浄化触媒は、排気通路に介装されHC
の吸着能力を有しHC存在下でNOxを還元する触媒で
ある。また、HC濃度増大手段は、排気浄化触媒上流側
の排気中HC濃度を増大せしめる手段である。そして、
HC濃度制御手段は、前記出力空燃比域と前記リーン空
燃比域との間での空燃比の切り換えが開始される直前の
所定期間において、HC濃度増大手段により排気中のH
C濃度を増大させる。
An exhaust purification catalyst is provided in an exhaust passage and is
It is a catalyst that has an adsorption capacity and reduces NOx in the presence of HC. The HC concentration increasing means is a means for increasing the HC concentration in the exhaust gas on the upstream side of the exhaust purification catalyst. And
The HC concentration control means is configured to control the output air-fuel ratio range and the lean air-fuel ratio.
During a predetermined period immediately before switching of the air-fuel ratio between the air-fuel ratio range and the fuel-fuel ratio range is started , the H concentration in the exhaust gas is increased by the HC concentration increasing means.
Increase C concentration.

【0012】ここで、前記HC濃度制御手段が、HC濃
度増大手段によるHC濃度の増大を、機関の低回転・低
負荷時ほどより長い期間行なわせるよう構成すると良
い。
Here, it is preferable that the HC concentration control means is configured to increase the HC concentration by the HC concentration increasing means for a longer period of time when the engine speed is low and the load is low.
No.

【0013】また、前記HC濃度増大手段が、機関吸入
混合気の空燃比を強制的に目標空燃比よりもリッチ化さ
せることで、前記排気浄化触媒の上流側の排気中HC濃
度を増大せしめる構成とすることができ、かかる構成に
おいては、図2に示すように、HC濃度増大手段により
空燃比がリッチ化されるときに、該リッチ化に伴う発生
トルクの増大を抑制する方向に、発生トルクに関与する
空燃比以外の制御対象を制御する発生トルク制御手段を
設けることが好ましい。
[0013] Further , the HC concentration increasing means includes an engine suction port.
The air-fuel ratio of the mixture is forcibly made richer than the target air-fuel ratio.
The concentration of HC in the exhaust gas on the upstream side of the exhaust purification catalyst
Can be configured to increase the degree of
As shown in FIG. 2, when the air-fuel ratio is enriched by the HC concentration increasing means , the air-fuel ratio other than the air-fuel ratio related to the generated torque is controlled so as to suppress the increase in the generated torque accompanying the enrichment. Generated torque control means for controlling the control target
Preferably, it is provided.

【0014】ここで、内燃機関が各気筒別に燃料を噴射
供給する燃料噴射手段を備えて構成される場合には、前
HC濃度増大手段が、特定気筒に噴射供給される燃料
量を強制的に増大補正することで前記特定気筒の空燃比
のみをリッチ化させ、前記発生トルク制御手段が、前記
特定気筒での発生トルクを他気筒の発生トルクに一致さ
せるべく、前記特定気筒に対してのみ発生トルクを抑制
する制御を行なうよう構成することができる。
In the case where the internal combustion engine is provided with fuel injection means for injecting and supplying fuel for each cylinder, the HC concentration increasing means includes a fuel injection means for injecting and supplying fuel to a specific cylinder. Only the air-fuel ratio of the specific cylinder is enriched by forcibly increasing the amount, and the generated torque control means adjusts the generated torque of the specific cylinder to match the generated torque of another cylinder. Can be configured to perform control to suppress the generated torque only for.

【0015】また、前記HC濃度増大手段が全気筒の空
燃比を強制的にリッチ化させ、前記発生トルク制御手段
が前記目標空燃比相当の発生トルクに一致させるべく全
気筒に対して発生トルクを抑制する制御を行なうよう構
成することもできる。また、前記発生トルク制御手段
が、点火時期と排気還流量との少なくと一方を制御する
ことによって発生トルクの増大を抑制する構成とすると
良い。
Further, the HC concentration increasing means forcibly enriches the air-fuel ratio of all cylinders, and the generated torque control means adjusts the generated torque to all cylinders so as to match the generated torque corresponding to the target air-fuel ratio. It is also possible to perform a control to suppress. Further, it is preferable that the generated torque control means controls at least one of the ignition timing and the exhaust gas recirculation amount to suppress an increase in the generated torque.

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【作用】かかる構成の排気浄化装置によると、力空燃
比域とリーン空燃比域との間での空燃比の切換えが開始
される直前に、排気浄化触媒の上流側の排気中HC濃度
を増大させる処理がなされる。ここで、排気浄化触媒の
HC吸着能力によって前記HC濃度増大処理によって増
大したHCが一定期間吸着されるから、空燃比切り換え
途中でNOx濃度がピークとなる空燃比域を通過するこ
とがあっても、上記のようにして事前に吸着させておい
たHCによってNOxの還元性能を維持することが可能
となる。
According to the exhaust purification device of the acting Such configuration, switching of the air-fuel ratio between the output air-fuel ratio zone and the lean air-fuel ratio region is started
Just before it is, processing is performed to increase the exhaust HC concentration upstream of the exhaust purification catalyst. Here, since the HC increased by the HC concentration increasing process is adsorbed for a certain period of time by the HC adsorbing ability of the exhaust purification catalyst, even if the NOx concentration may pass through the air-fuel ratio range where the NOx concentration peaks during the air-fuel ratio switching. The NOx reduction performance can be maintained by the HC previously adsorbed as described above.

【0018】ここで、機関の低回転・低負荷時にはHC
の排出量が少ないから、空燃比切り換え直前にHC量の
増大を図る場合には、低回転・低負荷時ほど長い期間H
C量増大処理を実行させるようにする。また、本発明で
は、排気浄化触媒上流側のHC濃度を増大させる手段
を、機関吸入混合気の空燃比を強制的に所定期間だけ目
標空燃比よりもリッチ化させる手段とし、HC濃度増大
のために空燃比をリッチ化させたことによって出力の急
増が発生することを抑止すべく、空燃比以外の制御対象
を出力抑制方向に制御させる。
Here, when the engine speed is low and the load is low, HC
In order to increase the amount of HC immediately before switching the air-fuel ratio, the lower the rotation speed and the lower the load, the longer the H
The C amount increasing process is executed. Further, according to the present invention, the means for increasing the HC concentration on the upstream side of the exhaust purification catalyst is provided.
Means for forcibly making the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture richer than the target air-fuel ratio for a predetermined period of time , and the fact that the air-fuel ratio is made richer to increase the HC concentration causes a sudden increase in output. In order to suppress, control targets other than the air-fuel ratio are controlled in the output suppression direction.

【0019】前記空燃比のリッチ化は、全気筒ではなく
特定気筒のみ行なわせる構成とすることができ、この場
合には、気筒間での発生トルクのばらつきが生じないよ
うに、前記リッチ化させる特定気筒の発生トルクを他気
筒のレベルに一致させるようにする。また、前記空燃比
のリッチ化は、全気筒で行なっても良く、この場合に
は、基準の目標空燃比相当の発生トルクとなるように、
全気筒に対して発生トルクを抑制する制御を施す。
The air-fuel ratio can be enriched only in a specific cylinder, not in all cylinders. In this case, the air-fuel ratio is enriched so that the generated torque does not vary among the cylinders. The generated torque of a specific cylinder is made to match the level of another cylinder. The enrichment of the air-fuel ratio may be performed in all cylinders. In this case, the generated torque is equivalent to the reference target air-fuel ratio.
Control to suppress the generated torque is applied to all cylinders.

【0020】前記空燃比のリッチ化に伴う出力増大を抑
制するには、点火時期の遅角補正や排気還流量の増大制
御を行なえば良い。
[0020] The To suppress the output increase due to the enrichment of the air-fuel ratio, has good by performing the increase control of the retard correction and exhaust gas recirculation amount of the ignition timing.

【0021】[0021]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
のシステム構成を示す図3において、内燃機関1には、
エアクリーナ2,吸気ダクト3,スロットルチャンバ
4,吸気マニホールド5を介して空気が吸入される。
Embodiments of the present invention will be described below. In FIG. 3 showing a system configuration of an embodiment, an internal combustion engine 1 includes:
Air is sucked in through the air cleaner 2, the intake duct 3, the throttle chamber 4, and the intake manifold 5.

【0022】前記吸気ダクト3には、機関の吸入空気流
量Qを検出するエアフローメータ6が介装されている。
前記スロットルチャンバ4には、吸入空気量を調整する
バタフライ式のスロットル弁7が介装されており、この
スロットル弁7には、その開度TVOを検出するポテン
ショメータ式のスロットルセンサ8が付設されている。
An air flow meter 6 for detecting the intake air flow rate Q of the engine is interposed in the intake duct 3.
The throttle chamber 4 is provided with a butterfly type throttle valve 7 for adjusting the intake air amount, and the throttle valve 7 is provided with a potentiometer type throttle sensor 8 for detecting the opening TVO. I have.

【0023】また、前記スロットル弁7をバイパスして
機関に供給される補助空気量を制御するために、開度制
御されるアイドル制御バルブ9、エアコン信号に応じて
オン・オフ的に開閉するファーストアイドルコントロー
ルバルブ(FICD)10、冷却水温度に応じて補助空気
量を調整するエアレギュレータ11が設けられている。一
方、前記吸気マニホールド5の各ブランチ部には、図示
しないフューエルタンクから圧送されプレッシャレギュ
レータにより所定圧力に調整された燃料を、間欠的に機
関1に噴射供給するための電磁式のインジェクタ12が設
けられており、このインジェクタ12の開弁時間を介して
燃料供給量、引いては、機関吸入混合気の空燃比を制御
できるようになっている。
In order to control the amount of auxiliary air supplied to the engine by bypassing the throttle valve 7, an idle control valve 9 whose opening is controlled, a fast opening / closing on / off in response to an air conditioner signal. An idle control valve (FICD) 10 and an air regulator 11 for adjusting the amount of auxiliary air according to the cooling water temperature are provided. On the other hand, each branch of the intake manifold 5 is provided with an electromagnetic injector 12 for intermittently injecting fuel supplied from a fuel tank (not shown) and adjusted to a predetermined pressure by a pressure regulator to the engine 1. The fuel supply amount, and hence the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture, can be controlled via the valve opening time of the injector 12.

【0024】また、各気筒の燃焼室に臨ませて点火栓13
が設けられており、この点火栓13には、点火時期制御信
号に応じてイグニッションコイル14で発生した高電圧が
ディストリビュータ15を介して分配供給されるようにな
っている。前記ディストリビュータ15には、クランク角
センサ16が内蔵されており、該クランク角センサ16は、
所定クランク角毎に検出信号を出力する。尚、前記クラ
ンク角センサ16からの検出信号に基づいて機関回転速度
が算出される。
Further, the spark plugs 13 face the combustion chambers of the respective cylinders.
A high voltage generated by an ignition coil 14 in response to an ignition timing control signal is distributed and supplied to the ignition plug 13 via a distributor 15. The distributor 15 has a built-in crank angle sensor 16.
A detection signal is output at every predetermined crank angle. The engine speed is calculated based on the detection signal from the crank angle sensor 16.

【0025】機関1からの排気は、排気マニホールド1
7,排気ダクト18,リーンNOx触媒19(排気浄化触
媒),マフラー20を介して大気中に排出される。前記排
気ダクト18には、機関吸入混合気の空燃比と密接な関係
にある排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ21が介装
されている。また、リーンNOx触媒19の下流側には排
気温度を検出する排気温度センサ22が設けられている。
The exhaust gas from the engine 1 is supplied to the exhaust manifold 1
7, the exhaust duct 18, the lean NOx catalyst 19 (exhaust gas purifying catalyst), and the muffler 20 are discharged into the atmosphere. The exhaust duct 18 is provided with an oxygen sensor 21 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, which is closely related to the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture. Further, an exhaust gas temperature sensor 22 for detecting the exhaust gas temperature is provided downstream of the lean NOx catalyst 19.

【0026】前記リーンNOx触媒19は、遷移金属或い
は貴金属を担持せしめたゼオライトからなり、HCの吸
着能力(HCストレージ効果)を有すると共に、酸化雰
囲気中HC存在下でNOxを還元する機能を有する触媒
である。マイクロコンピュータを内蔵したコントロール
ユニット23は、前記各種センサの他、機関の冷却水温度
を検出する水温センサ24,機関のノッキング振動を検出
するノックセンサ25からの検出信号などを入力し、イン
ジェクタ12による燃料噴射量、点火栓13による点火時
期、更に、アイドル制御バルブ9で調整される補助空気
量などを制御する機能を有している。
The lean NOx catalyst 19 is made of a zeolite supporting a transition metal or a noble metal, has a HC adsorption capacity (HC storage effect), and has a function of reducing NOx in the presence of HC in an oxidizing atmosphere. It is. A control unit 23 having a built-in microcomputer receives a detection signal from a water temperature sensor 24 that detects a cooling water temperature of the engine, a knock sensor 25 that detects a knocking vibration of the engine, and the like, in addition to the various sensors described above. It has a function of controlling the fuel injection amount, the ignition timing of the ignition plug 13, and the amount of auxiliary air adjusted by the idle control valve 9.

【0027】尚、図3において、26はキャニスタであ
り、図示しないフューエルタンク内の蒸発燃料を吸着捕
集すると共に、該吸着捕集した蒸発燃料を機関吸気系に
脱離供給する。前記コントロールユニット23は、機関吸
入混合気の目標空燃比を、前記各種センサに基づき検出
される運転条件に応じて、理論空燃比付近の出力空燃比
域と、理論空燃比よりも大きな燃焼安定限界付近のリー
ン空燃比域(空燃比20〜22程度)とに切り換え、該切り
換え設定される目標空燃比に応じて燃料噴射量を制御す
るようになっている。従って、本実施例の機関1は所謂
リーンバーン機関である。
In FIG. 3, reference numeral 26 denotes a canister, which adsorbs and collects the evaporated fuel in a fuel tank (not shown), and desorbs and supplies the adsorbed and collected evaporated fuel to an engine intake system. The control unit 23 sets the target air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture to an output air-fuel ratio range near the stoichiometric air-fuel ratio and a combustion stability limit larger than the stoichiometric air-fuel ratio in accordance with the operating conditions detected by the various sensors. Switching to a nearby lean air-fuel ratio region (air-fuel ratio of about 20 to 22) is performed, and the fuel injection amount is controlled in accordance with the target air-fuel ratio set by the switching. Therefore, the engine 1 of the present embodiment is a so-called lean burn engine.

【0028】ここで、前記リーンNOx触媒は、前述の
ように、HCの存在によってNOxを還元処理するもの
であるから、HC量が不足するとNOxの還元性能が低
下する。特に、前述のように出力空燃比域とリーン空燃
比域との間で空燃比を変化させるときには、図4に示す
ように、NOx排出量がピークとなる空燃比域(空燃比
16〜18程度)を通過し、然も、このときにHC/NOx
比が小さくなって、リーンNOx触媒19におけるNOx
の還元処理が期待できなくなるので、空燃比の切り換え
を行なうときに多くのNOxが大気中に排出される惧れ
がある。
Here, as described above, the lean NOx catalyst reduces NOx due to the presence of HC, so if the amount of HC is insufficient, the NOx reduction performance is reduced. In particular, when the air-fuel ratio is changed between the output air-fuel ratio range and the lean air-fuel ratio range as described above, as shown in FIG. 4, the air-fuel ratio range where the NOx emission peaks (the air-fuel ratio
16-18) and at this time HC / NOx
The NOx ratio in the lean NOx catalyst 19 decreases.
Therefore, a large amount of NOx may be discharged into the atmosphere when the air-fuel ratio is switched.

【0029】そこで、本実施例では、空燃比切り換え時
に以下のようにしてHC量を確保して、NOxの還元性
能を維持できるようにしてある。図5のフローチャート
は、出力空燃比域(略理論空燃比)とリーン空燃比域と
の間における目標空燃比の切り換え制御を示すものであ
る。尚、本実施例において空燃比切り換え手段としての
機能は、前記図5のフローチャートに示すように、コン
トロールユニット23がソフトウェア的に備えている。ま
た、本実施例では機関1は直列4気筒機関とする。
Therefore, in the present embodiment, the amount of HC is ensured at the time of switching the air-fuel ratio as described below so that the NOx reduction performance can be maintained. The flowchart of FIG. 5 shows the control for switching the target air-fuel ratio between the output air-fuel ratio range (substantially the stoichiometric air-fuel ratio) and the lean air-fuel ratio range. In this embodiment, the function as the air-fuel ratio switching means is provided by software in the control unit 23 as shown in the flowchart of FIG. In this embodiment, the engine 1 is an in-line four-cylinder engine.

【0030】図5のフローチャートに示すルーチンは、
1サイクル毎に実行されるものであり、まず、機関負
荷,回転速度,冷却水温度等の情報を読み込む(S1
1)。前記機関負荷は、前記エアフローメータ6で検出
される吸入空気流量Qと、クランク角センサ16からの検
出信号に基づいて算出される機関回転速度Neとに基づ
いて別のルーチンで演算される基本燃料噴射量Tp(←
K×Q/Ne)で代表させることができる。
The routine shown in the flowchart of FIG.
This is executed every cycle. First, information such as the engine load, the rotation speed, and the coolant temperature is read (S1).
1). The engine load is calculated by another routine based on an intake air flow rate Q detected by the air flow meter 6 and an engine rotation speed Ne calculated based on a detection signal from the crank angle sensor 16. Injection amount Tp (←
K × Q / Ne).

【0031】そして、前記機関負荷,回転速度の情報に
基づいて、現状の運転条件が予め設定されたリーン運転
領域に含まれるか否かを判別し、更に、冷却水温度の情
報に基づいてリーン運転可能な条件であるか否かを判別
することで、リーン運転が可能であるか否かを判別する
(S12)。ここで、リーン運転が可能であると判別され
た場合には、目標空燃比の設定切り換え状態を示すリー
ン判定フラグFLEANに1をセットし(S13)、リー
ン運転が不可能で出力空燃比域(理論空燃比)での燃焼
(ストイキ運転)を行なわせる必要があるときには、前
記リーン判定フラグFLEANに0をセットする(S1
4)。
Then, based on the information on the engine load and the rotational speed, it is determined whether or not the current operating condition is included in a preset lean operating region. By determining whether or not the condition is such that the vehicle is operable, it is determined whether or not the lean operation is possible (S12). Here, if it is determined that the lean operation is possible, 1 is set to a lean determination flag FLEAN indicating a setting switching state of the target air-fuel ratio (S13), and the lean air-fuel ratio is not allowed and the output air-fuel ratio range ( When it is necessary to perform combustion (stoichiometric operation) at the stoichiometric air-fuel ratio, the lean determination flag FLEAN is set to 0 (S1).
Four).

【0032】次いで、今回設定されたリーン判定フラグ
FLEANと、本プログラム前回実行時に設定されたリ
ーン判定フラグFLEAN(=FL−OLD)とを比較
する(S15)。ここで、今回設定されたリーン判定フラ
グFLEANが前回値に対して異なるとき、換言すれ
ば、リーン空燃比域から出力空燃比域への切り換え、又
は、出力空燃比域からリーン空燃比域への切り換えが行
なわれたときには、リッチ化フラグFRICHに1をセ
ットする(S16)。
Next, the lean determination flag FLEAN set this time is compared with the lean determination flag FLEAN (= FL-OLD) set at the time of the previous execution of this program (S15). Here, when the currently set lean determination flag FLEAN is different from the previous value, in other words, switching from the lean air-fuel ratio range to the output air-fuel ratio range, or switching from the output air-fuel ratio range to the lean air-fuel ratio range. When the switching is performed, 1 is set to the enrichment flag FRICH (S16).

【0033】前記リッチ化フラグFRICHは、実際に
空燃比の切り換えを行なう前の所定期間だけ、切り換え
前の空燃比よりもリッチな空燃比で燃焼させる状態を示
すフラグである(図9参照)。一方、前記リーン判定フ
ラグFLEANが前回と同じ場合には、リッチ化フラグ
FRICHの設定を行なわずに進む。
The enrichment flag FRICH is a flag indicating a state in which combustion is performed at an air-fuel ratio richer than the air-fuel ratio before switching for a predetermined period before actually switching the air-fuel ratio (see FIG. 9). On the other hand, when the lean determination flag FLEAN is the same as the previous time, the process proceeds without setting the enrichment flag FRICH.

【0034】そして、本プログラムの次回実行時におけ
るS15での判別のために、今回設定されたリーン判定フ
ラグFLEANを前回値FL−OLDにセットする(S
17)。次いで、上記のリーン運転が可能であるか否か
の判定結果を受けて、実際の目標空燃比の設定を行なう
(S18)。
Then, for the determination in S15 at the next execution of this program, the lean determination flag FLEAN set this time is set to the previous value FL-OLD (S
17). Next, in response to the result of the determination as to whether or not the lean operation is possible, an actual target air-fuel ratio is set (S18).

【0035】前記S18における目標空燃比設定の詳細
は、図6及び図7のフローチャートに示してある。尚、
本実施例において、HC濃度増大手段,HC濃度制御手
段,発生トルク制御手段としての機能は、前記図6及び
図7のフローチャートに示すように、コントロールユニ
ット23がソフトウェア的に備えている。
Details of the setting of the target air-fuel ratio in S18 are shown in the flowcharts of FIGS. still,
In this embodiment, the HC concentration increasing means and the HC concentration control means are used.
Stage, the functions as occurs torque control means, as shown in the flowchart of FIG. 6 and FIG. 7, the control unit 23 is provided by software.

【0036】この図6及び図7のフローチャートにおい
て、まず、前記リッチ化フラグFRICHの判定を行な
う(S201)。そして、前記リッチ化フラグFRICHが
1であるときには、空燃比をリッチ化させる制御の初期
状態を判定するためのフラグFR−OLDを判定する
(S202)。
In the flowcharts of FIGS. 6 and 7, first, the enrichment flag FRICH is determined (S201). When the enrichment flag FRICH is 1, the flag FR-OLD for judging the initial state of the control for enriching the air-fuel ratio is judged (S202).

【0037】ここで、前記フラグFR−OLDが0であ
ると判別され、リッチ化制御の初期状態であるときに
は、前記フラグFR−OLDに1をセットした後(S20
3)、図8に示すように予め機関負荷と機関回転速度とに
より割り付けられたマップから、空燃比を実際に切り換
える前に空燃比を強制的にリッチ化させる期間TRを読
み取る(S204)。そして、前記リッチ化期間TRを計測
するためのタイマーtRを所定値Δtだけカウントアッ
プさせ(S205)、リッチ化期間の計測をスタートさせ
る。
Here, it is determined that the flag FR-OLD is 0, and when the enrichment control is in the initial state, the flag FR-OLD is set to 1 (S20).
3) As shown in FIG. 8, a period TR for forcibly enriching the air-fuel ratio before actually switching the air-fuel ratio is read from a map previously allocated based on the engine load and the engine rotation speed (S204). Then, the timer t R for measuring the enrichment period TR is counted up by a predetermined value Δt (S205), and the measurement of the enrichment period is started.

【0038】即ち、出力空燃比域とリーン空燃比域との
間における空燃比の切り換えが設定されても、直ちに切
り換えを開始するのではなく、前記リッチ化期間TRだ
け空燃比の切り換え開始を遅延させ、該遅延期間中に切
り換え前の空燃比よりもリッチな空燃比で燃焼させるこ
とでHCを多く排出させて、前記遅延期間中にリーンN
Ox触媒19に対して可能範囲内の最大量のHCを吸着さ
せるようにする(図9参照)。
That is, even if the switching of the air-fuel ratio between the output air-fuel ratio range and the lean air-fuel ratio range is set, the switching is not immediately started but the switching start of the air-fuel ratio is delayed by the enrichment period TR. During the delay period, a large amount of HC is discharged by burning at an air-fuel ratio richer than the air-fuel ratio before switching, and lean N
The maximum amount of HC within a possible range is adsorbed on the Ox catalyst 19 (see FIG. 9).

【0039】前記リーンNOx触媒19では、その触媒の
担持量によって吸着可能なHC総量MOが決定されるの
で、運転条件及び空燃比設定から機関からのHC排出量
を求め、更に、この値からHC吸着量が前記吸着可能量
MOになるまでの時間を求め、この時間を前記リッチ化
期間TRとしてある。HCの排出量は、高負荷・高回転
になるほど増加するので、前記リッチ化期間TRは、機
関の高負荷・高回転ほど短い期間に、換言すれば、機関
の低負荷・低回転ほど長い期間となるように設定され
る。従って、前記リッチ化期間TRだけ所定のリッチ化
処理を行なえば、リーンNOx触媒19に対して吸着可能
な最大量のHCが吸着されることが予測される。
In the lean NOx catalyst 19, the total amount MO of adsorbable HC is determined by the supported amount of the catalyst. Therefore, the amount of HC discharged from the engine is obtained from the operating conditions and the air-fuel ratio setting, and the HC amount is further determined from this value. The time required for the amount of adsorption to reach the adsorbable amount MO is determined, and this time is defined as the enrichment period TR. Since the amount of HC emission increases as the load becomes higher and the engine speed increases, the enrichment period TR is set to a shorter period as the engine load and the engine speed increase, in other words, a longer period as the engine load and the engine speed decrease. Is set to be Therefore, if the predetermined enrichment process is performed only during the enrichment period TR, it is predicted that the maximum amount of HC that can be adsorbed to the lean NOx catalyst 19 will be adsorbed.

【0040】次に、機関負荷と機関回転速度とにより割
り付けられた通常運転時用の空燃比・点火時期のマップ
を、前記リーン判定フラグFLEANに基づいて参照
し、この参照値をそれぞれMKMR,MADVにセット
する(S206)。前記通常運転時用の空燃比・点火時期マ
ップは、図10に示すように、出力空燃比域用(ストイキ
用)とリーン空燃比域用との2種類が予め用意されてお
り、前記リーン判定フラグFLEANに基づいていずれ
か一方のマップを選択し、そのときの機関負荷と回転と
から目標となるリーン空燃比と点火時期とを前記選択し
たマップから参照する。
Next, a map of the air-fuel ratio / ignition timing for normal operation, which is assigned based on the engine load and the engine speed, is referred to based on the lean determination flag FLEAN, and the reference values are referred to as MKMR and MADV, respectively. (S206). As shown in FIG. 10, two types of air-fuel ratio / ignition timing maps for the normal operation are prepared in advance, one for the output air-fuel ratio range (for stoichiometric) and the other for the lean air-fuel ratio range. One of the maps is selected based on the flag FLEAN, and the target lean air-fuel ratio and ignition timing are referred to from the selected map based on the engine load and the rotation at that time.

【0041】そして、前記参照値MKMR, MADVを
各気筒毎に割り当てられたKMR(i),ADV(i)
(i=1〜4)に格納させる(S207)。ここで、リーン
判定フラグFLEANは前回に対して反転しており、本
来であれば、リーン判定フラグFLEANが1であれば
リーン空燃比域(リーン運転)用のマップを参照し、ま
た、リーン判定フラグFLEANが0であれば出力空燃
比域(ストイキ運転)用のマップを参照することにな
る。
Then, the reference values MKMR, MADV are assigned to KMR (i), ADV (i) assigned to each cylinder.
(I = 1 to 4) (S207). Here, the lean determination flag FLEAN is inverted with respect to the previous time, and if the lean determination flag FLEAN is 1, the lean determination flag FLEAN is normally referred to a map for a lean air-fuel ratio range (lean operation). If the flag FLEAN is 0, a map for the output air-fuel ratio range (stoichiometric operation) is referred to.

【0042】しかしながら、本実施例では前記リッチ化
期間TR中(フラグFRICHが1である間)は空燃比
の切り換えを遅延させ、リーン判定フラグFLEANが
反転してから前記リッチ化期間TRが経過した後に初め
て空燃比の切り換えを行なう(図9参照)。従って、前
述のように、リッチ化フラグFRICHが1であると判
定されるリッチ化期間TRであるS206 では、リーン判
定フラグFLEANが0であるリーン空燃比域から出力
空燃比域への切り換え時には、切り換え前のリーン空燃
比域用のマップを参照し、また、リーン判定フラグFL
EANが1である出力空燃比域(理論空燃比)からリー
ン空燃比域への切り換え時には、切り換え前の出力空燃
比域用のマップを参照するものとする。
However, in the present embodiment, the switching of the air-fuel ratio is delayed during the enrichment period TR (while the flag FRICH is 1), and the enrichment period TR elapses after the lean determination flag FLEAN is inverted. The air-fuel ratio is switched for the first time later (see FIG. 9). Therefore, as described above, in S206, which is the enrichment period TR in which the enrichment flag FRICH is determined to be 1, when switching from the lean air-fuel ratio range in which the lean determination flag FLEAN is 0 to the output air-fuel ratio range, Referring to the map for the lean air-fuel ratio range before the switching, the lean determination flag FL
When switching from the output air-fuel ratio range (the stoichiometric air-fuel ratio) in which EAN is 1 to the lean air-fuel ratio range, a map for the output air-fuel ratio range before switching is referred to.

【0043】上記では、全気筒の空燃比・点火時期とし
て、切り換え前の空燃比設定に対応する通常データを設
定させたが、次のS208 ,S209 では、特定気筒の空燃
比のみをリッチ化させるために、前記特定気筒の空燃比
・点火時期設定を書き換える処理が行なわれる。即ち、
出力空燃比域とリーン空燃比域との間での空燃比切り換
えが指示されると、特定気筒以外の気筒については単純
に実際の切り換え制御の開始を遅らせるが、特定気筒に
ついては、前記遅延期間内で強制的に多くのHCを排出
させるべく、少なくとも他気筒よりもリッチ化させるも
のである。
In the above description, the normal data corresponding to the air-fuel ratio setting before switching is set as the air-fuel ratio and ignition timing of all cylinders. However, in the next S208 and S209, only the air-fuel ratio of the specific cylinder is enriched. Therefore, a process of rewriting the air-fuel ratio / ignition timing setting of the specific cylinder is performed. That is,
When an instruction is given to switch the air-fuel ratio between the output air-fuel ratio range and the lean air-fuel ratio range, the start of the actual switching control is simply delayed for the cylinders other than the specific cylinder. In order to forcibly discharge a large amount of HC within the cylinders, at least the other cylinders are made richer.

【0044】コントロールユニット23には、予め前記特
定気筒をリッチ化させるための空燃比・点火時期マップ
として、図10(c),(d)に示すように、出力空燃比
域(ストイキ)からリーン空燃比域への切り換え時に用
いるマップと、逆方向への切り換え時に用いるマップと
が備えられており、例えば出力空燃比域からリーン空燃
比域への切り換え時のリッチ化期間においては、他気筒
については図10(a)のマップが用いられるが、特定気
筒については図10(c)のマップが用いられる。
As shown in FIGS. 10 (c) and 10 (d), the control unit 23 stores the air-fuel ratio and ignition timing map for enriching the specific cylinder in advance from the output air-fuel ratio range (stoichiometric). A map used when switching to the air-fuel ratio range and a map used when switching to the opposite direction are provided.For example, in the enrichment period when switching from the output air-fuel ratio range to the lean air-fuel ratio range, other maps are used. For the specific cylinder, the map of FIG. 10C is used.

【0045】ここで、図10(a)のマップと図10(c)
のマップ、図10(b)のマップと図10(d)のマップを
それぞれに比較すると、同一の負荷・回転に対応するデ
ータSijとS' ij 又はLijとL' ij を用いて制御し
たときには同じ発生トルクが得られるようになってい
る。リッチ化期間TRにおいては、特定気筒のみがリッ
チ化されることになるから、空燃比の設定のみを気筒間
で異ならせると、発生トルクが特定気筒で大きくなっ
て、気筒間における発生トルクがアンバランスとなって
しまう。そこで、空燃比としてはリッチ化されても、該
リッチ化に伴って他気筒よりも発生トルクが大きくなる
ことがないように、点火時期を補正したマップをリッチ
化用の空燃比・点火時期マップとして設定し(図11参
照)、リッチ化させる特定気筒の発生トルクとリッチ化
されない他気筒の発生トルクが等しくなるようにしてあ
る。
Here, the map shown in FIG. 10A and the map shown in FIG.
10B, the map of FIG. 10B and the map of FIG. 10D are compared with each other. Control using the data S ij and S ′ ij or L ij and L ′ ij corresponding to the same load / rotation is performed. Then, the same generated torque can be obtained. In the enrichment period TR, only the specific cylinder is enriched. Therefore, if only the setting of the air-fuel ratio is made different between the cylinders, the generated torque increases in the specific cylinder and the generated torque between the cylinders becomes It becomes a balance. Therefore, even if the air-fuel ratio is enriched, a map in which the ignition timing is corrected is set to an air-fuel ratio / ignition timing map for enrichment so that the generated torque does not become larger than that of other cylinders due to the enrichment. (See FIG. 11), so that the generated torque of the specific cylinder to be enriched is equal to the generated torque of the other cylinders that are not enriched.

【0046】即ち、図11に示すように、所定のリーン空
燃比で燃焼される他気筒に対し、特定気筒の空燃比を9
程度と大幅にリッチ化させると、該リッチ化に伴って前
記リッチ化気筒の発生トルクのみが増大してしまう。そ
こで、前記リッチ化による発生トルクの増大分を、点火
時期の遅角(リタード)設定によって相殺できるような
空燃比・点火時期のデータを予め実験によって求め、こ
れをリッチ化用マップとして設定する。そして、通常マ
ップを用いて制御される気筒での発生トルクと、リッチ
化用マップを用いて制御される気筒での発生トルクが、
同一負荷・回転条件で略等しくなるようにしてある。
That is, as shown in FIG. 11, the air-fuel ratio of a specific cylinder is set to 9 with respect to the other cylinders burned at a predetermined lean air-fuel ratio.
If the enrichment is made as large as possible, only the generated torque of the enriched cylinder increases with the enrichment. Therefore, data of the air-fuel ratio and the ignition timing that can offset the increase in the torque generated by the enrichment by setting the retard of the ignition timing (retard) is obtained by an experiment in advance, and this is set as a map for enrichment. Then, the generated torque in the cylinder controlled using the normal map and the generated torque in the cylinder controlled using the enrichment map are:
They are made substantially equal under the same load and rotation conditions.

【0047】S208 では前述のようにして設定されてい
るリッチ化用空燃比・点火時期マップを空燃比の切り換
え方向に応じて参照し、機関負荷・回転に応じた空燃比
・点火時期の参照値をKMR(1),ADV(1)にセ
ットする。尚、前記KMR(1),ADV(1)は、前
述のステップで通常運転用の制御値がセットされるが、
前記リッチ化用のマップの参照値に置き換えられる。
In S208, the air-fuel ratio / ignition map for enrichment set as described above is referred to according to the switching direction of the air-fuel ratio, and the reference value of the air-fuel ratio / ignition timing according to the engine load / rotation. Are set to KMR (1) and ADV (1). In the above KMR (1) and ADV (1), control values for normal operation are set in the above-described steps.
It is replaced with a reference value of the map for enrichment.

【0048】尚、本実施例では、図9に示すように、出
力空燃比域で14〜16程度の空燃比に制御され、リーン空
燃比域では20〜22程度の空燃比に制御されるのに対し、
出力空燃比域からリーン空燃比域への切り換え時には、
特定気筒の空燃比を所定期間だけ10〜12程度に低下(リ
ッチ化)させてから実際の切り換えを開始させ、また、
リーン空燃比域から出力空燃比域への切り換え時には、
特定気筒の空燃比を所定期間だけ8〜10程度に低下(リ
ッチ化)させてから実際の切り換えを開始させるように
した。
In this embodiment, as shown in FIG. 9, the air-fuel ratio is controlled to about 14 to 16 in the output air-fuel ratio range, and is controlled to about 20 to 22 in the lean air-fuel ratio range. Against
When switching from the output air-fuel ratio range to the lean air-fuel ratio range,
The actual switching is started after the air-fuel ratio of the specific cylinder is reduced (enriched) to about 10 to 12 for a predetermined period, and
When switching from the lean air-fuel ratio range to the output air-fuel ratio range,
The actual switching is started after the air-fuel ratio of the specific cylinder is reduced (enriched) to about 8 to 10 for a predetermined period.

【0049】上記のようにして空燃比を切り換える直前
の所定期間TRにおいて、切り換え前の目標空燃比(他
気筒の空燃比)に対して特定気筒の空燃比のみを発生ト
ルクを増大させることなくよりリッチ化させる空燃比・
点火時期を設定すると、次いで、前記特定気筒(1番気
筒)に対する設定空燃比・点火時期の前回値KMR−O
LD(1),ADV−OLD(1)として、通常マップ
を参照したものではなく、前記リッチ化用マップを参照
したものをセットする(S209)。
In the predetermined period TR immediately before the air-fuel ratio is switched as described above, only the air-fuel ratio of the specific cylinder is generated with respect to the target air-fuel ratio before switching (the air-fuel ratio of another cylinder) without increasing the generated torque. Air-fuel ratio to be enriched
After setting the ignition timing, the previous value KMR-O of the set air-fuel ratio / ignition timing for the specific cylinder (the first cylinder) is set.
As the LD (1) and the ADV-OLD (1), those that refer to the enrichment map are set instead of those that refer to the normal map (S209).

【0050】次に、タイマーtR によって計測される時
間に基づいて所定のリッチ化期間TRが経過したか否か
を判別する(S210)。そして、リッチ化期間TRが経過
していない場合には、そのままS214 以降の目標空燃比
の設定ステップに進むが、リッチ化期間TRが経過した
ことが判別されると、前記フラグFRICH,FR−O
LD及びタイマーtR をゼロリセットし(S211)、前記
リッチ化期間TRだけ遅延させておいた空燃比の切り換
えを開始させるようにする。
Next, it is determined whether or not a predetermined enrichment period TR has elapsed based on the time measured by the timer t R (S210). If the enrichment period TR has not elapsed, the process directly proceeds to the target air-fuel ratio setting step after S214. If it is determined that the enrichment period TR has elapsed, the flags FRICH and FR-O are determined.
The LD and the timer t R are reset to zero (S211), and the switching of the air-fuel ratio delayed by the enrichment period TR is started.

【0051】前記リッチ化フラグFRICHがゼロリッ
トされると、次回からは、リーン判定フラグFLEAN
に対応して、フラグFLEANが0であるときには出力
空燃比域用の通常マップ(図10(a))を参照し、ま
た、フラグFLEANが1であるときにはリーン空燃比
域用の通常マップ(図10(b))を参照して、各気筒の
共通の空燃比・点火時期を設定する(S212 ,S213
)。
When the enrichment flag FRICH is reset to zero, the lean determination flag FLEAN will be used next time.
When the flag FLEAN is 0, the normal map for the output air-fuel ratio range (FIG. 10A) is referred to, and when the flag FLEAN is 1, the normal map for the lean air-fuel ratio range (FIG. Referring to 10 (b)), a common air-fuel ratio and ignition timing for each cylinder is set (S212, S213).
).

【0052】S214 〜S222 は、出力空燃比域とリーン
空燃比域の間での空燃比切り換えを行なうときに、切り
換え前の空燃比から徐々に切り換え後の空燃比に変化さ
せて、空燃比の切り換えに伴う急激な出力変化が生じな
いように目標空燃比を設定するためのステップである。
まず、今回マップを参照して設定された空燃比KMR
(i)と前回の空燃比KMR−OLD(i)とを比較
し、空燃比の増大設定がなされたか否かを判別する(S
214)。
In steps S214 to S222, when the air-fuel ratio is switched between the output air-fuel ratio range and the lean air-fuel ratio range, the air-fuel ratio is changed gradually from the air-fuel ratio before the switching to the air-fuel ratio after the switching. This is a step for setting the target air-fuel ratio so as not to cause a sudden output change accompanying the switching.
First, the air-fuel ratio KMR set with reference to the map this time
(I) is compared with the previous air-fuel ratio KMR-OLD (i) to determine whether the air-fuel ratio is set to be increased (S).
214).

【0053】ここで、設定空燃比が増大変化していると
判別された場合には、前回値KMR−OLD(i)に対
して所定のステップ量ΔRMRを加算したデータと、今
回の設定空燃比KMR(i)とを比較し、小さい方のデ
ータを最終的な目標空燃比TMR(i)にセットする。
従って、出力空燃比域からリーン空燃比域に移行すると
きには、理論空燃比付近から最終的なリーン空燃比へ一
度に変化するのではなく、前記ステップ量ΔRMRずつ
徐々に変化することになる。
If it is determined that the set air-fuel ratio is increasing, the data obtained by adding a predetermined step amount ΔRMR to the previous value KMR-OLD (i) and the current set air-fuel ratio KMR (i) is compared, and the smaller data is set as the final target air-fuel ratio TMR (i).
Accordingly, when shifting from the output air-fuel ratio range to the lean air-fuel ratio range, the air-fuel ratio does not change from near the stoichiometric air-fuel ratio to the final lean air-fuel ratio at once, but gradually changes by the step amount ΔRMR.

【0054】一方、マップを参照して求められる設定空
燃比が変化していないか又は減少変化している場合に
は、前回値KMR−OLD(i)から所定のステップ量
ΔLMRを減算したデータと、今回の設定空燃比KMR
(i)とを比較し、大きい方のデータを最終的な目標空
燃比TMR(i)にセットする。従って、リーン空燃比
域から出力空燃比域へ移行するときには、リーン空燃比
から理論空燃比付近へ一度に変化するのではなく、前記
ステップ量ΔLMRずつ徐々に変化することになる。
On the other hand, if the set air-fuel ratio obtained by referring to the map has not changed or has decreased, the data obtained by subtracting a predetermined step amount ΔLMR from the previous value KMR-OLD (i) is used. , The current set air-fuel ratio KMR
(I) is compared, and the larger data is set as the final target air-fuel ratio TMR (i). Therefore, when shifting from the lean air-fuel ratio region to the output air-fuel ratio region, the air-fuel ratio does not change from the lean air-fuel ratio to near the stoichiometric air-fuel ratio at once, but gradually changes by the step amount ΔLMR.

【0055】また、マップを参照して求められる設定空
燃比が変化していない場合、即ち、安定的な理論空燃比
或いはリーン空燃比運転状態、若しくは、前記リッチ化
期間TRにおいては、マップ参照値がそのまま目標空燃
比TMR(i)として設定されることになる。S217 〜
S219 では、前記目標空燃比TMR(i)の設定と同様
にして、点火時期TADV(i)を徐々に変化させる処
理を行なう。
When the set air-fuel ratio obtained by referring to the map has not changed, that is, in the stable stoichiometric air-fuel ratio or lean air-fuel ratio operating state, or in the enrichment period TR, the map reference value is used. Is directly set as the target air-fuel ratio TMR (i). S217 ~
In S219, a process of gradually changing the ignition timing TADV (i) is performed in the same manner as the setting of the target air-fuel ratio TMR (i).

【0056】上記の目標空燃比TMR(i)及びTAD
V(i)は、各気筒別に行なわれるようになっており、
S214 〜S219 の一連の処理が一旦終了すると、気筒数
カウンタi(初期値=1)を1アップさせる。そして、
このカウンタiが4を超えるようになるまで、換言すれ
ば、全気筒について目標空燃比TMR(i)及びTAD
V(i)の設定が終了するまでは、S214 〜S219 の処
理を繰り返す。
The above target air-fuel ratio TMR (i) and TAD
V (i) is performed for each cylinder,
Once the series of processing from S214 to S219 is completed, the cylinder number counter i (initial value = 1) is incremented by one. And
Until the counter i exceeds 4, in other words, the target air-fuel ratios TMR (i) and TAD for all cylinders
Until the setting of V (i) is completed, the processing of S214 to S219 is repeated.

【0057】目標空燃比TMR(i)及びTADV
(i)の設定が全気筒について終了すると、前記カウン
タiを初期値である0にリセットした後(S222)、前記
目標空燃比TMR(i)及びTADV(i)を図示しな
い空燃比・点火時期制御ルーチンへ渡し、前記目標空燃
比TMR(i)に対応する噴射量制御及びTADV
(i)に対応する点火時期制御が行なわれる。
Target air-fuel ratio TMR (i) and TADV
When the setting of (i) is completed for all the cylinders, the counter i is reset to 0 which is an initial value (S222), and the target air-fuel ratio TMR (i) and TADV (i) are set to an air-fuel ratio / ignition timing (not shown). To the control routine to control the injection amount and TADV corresponding to the target air-fuel ratio TMR (i).
The ignition timing control corresponding to (i) is performed.

【0058】上記図6及び図7のフローチャートに示し
た制御を概略的に述べると、出力空燃比域(ストイキ運
転)とリーン空燃比域(リーン運転)との間で切り換え
を行なうときに、切り換えを所定期間TRだけ延期し、
かかる切り換え延期期間において特定気筒の空燃比のみ
をリッチ化させる。かかる空燃比リッチ化に当たって
は、リッチ化に伴う発生トルクの増大を抑制すべく点火
時期を他気筒に比べて遅角設定し、他気筒の発生トルク
と同等レベルとする。
The control shown in the flowcharts of FIGS. 6 and 7 will be described briefly. When switching between the output air-fuel ratio range (stoichiometric operation) and the lean air-fuel ratio range (lean operation), the switching is performed. For a predetermined period TR,
In the switching delay period, only the air-fuel ratio of the specific cylinder is enriched. When the air-fuel ratio is enriched, the ignition timing is set to be retarded as compared with the other cylinders in order to suppress an increase in the generated torque due to the enrichment, and is set to the same level as the generated torque of the other cylinder.

【0059】上記のように特定気筒をリッチ化させる
と、該特定気筒からの排気中に含まれるHC量を強制的
に増大させることができ、この特定気筒から排出される
HC量に応じた前記期間TRの設定によって、前記空燃
比切り換え遅延期間内でリーンNOx触媒19に対して吸
着可能な最大量のHCを吸着させることができる。そし
て、前記リッチ化期間TRが経過し、リーンNOx触媒
19に最大量のHCが吸着されたものと推定される状態に
なってから、実際の空燃比切り換えを開始させる。
When the specific cylinder is enriched as described above, the amount of HC contained in the exhaust gas from the specific cylinder can be forcibly increased. By setting the period TR, the maximum amount of HC that can be adsorbed to the lean NOx catalyst 19 can be adsorbed within the air-fuel ratio switching delay period. Then, after the enrichment period TR has elapsed, the lean NOx catalyst
After the state where it is estimated that the maximum amount of HC is adsorbed in 19, the actual air-fuel ratio switching is started.

【0060】ここで、理論空燃比付近の出力空燃比域と
リーン空燃比域(空燃比20〜22程度)との間の空燃比域
(空燃比16〜18)で機関1からのNOx排出量がピーク
となるが、上記のように空燃比切り換えを開始させる直
前にリーンNOx触媒19に対して積極的に多くのHCを
吸着させておけば、実際にNOxが機関から多量に排出
される空燃比状態となったときに、前記吸着させておい
たHCの存在によってNOxの還元性能を維持させるこ
とが可能となる。
Here, in the air-fuel ratio range (air-fuel ratio 16 to 18) between the output air-fuel ratio range near the stoichiometric air-fuel ratio and the lean air-fuel ratio range (air-fuel ratio 20 to 22), the NOx emission from the engine 1 is determined. However, if a large amount of HC is positively adsorbed on the lean NOx catalyst 19 immediately before the start of the air-fuel ratio switching as described above, a large amount of NOx is actually discharged from the engine. At the time of the fuel ratio state, the NOx reduction performance can be maintained by the presence of the adsorbed HC.

【0061】従って、本実施例によれば、目標空燃比が
出力空燃比域(理論空燃比)とリーン空燃比域との間で
切り換えられるときに、出力の急激な変化を回避すべく
徐々に空燃比を変化させる構成としても、切り換え途中
の空燃比域で多量に排出されるNOxを良好に還元処理
することが可能となり、運転性を維持しつつNOx排出
量の増大を回避できる。
Therefore, according to the present embodiment, when the target air-fuel ratio is switched between the output air-fuel ratio range (the stoichiometric air-fuel ratio) and the lean air-fuel ratio range, the output is gradually reduced to avoid a rapid change in the output. Even with a configuration in which the air-fuel ratio is changed, a large amount of NOx discharged in the air-fuel ratio range in the middle of switching can be favorably reduced, and an increase in NOx emission can be avoided while maintaining drivability.

【0062】尚、空燃比切り換え直前の所定期間におい
て、噴射時期を遅らせたり、燃焼室壁温度を低下させた
り、更には、ブローバイガスやキャニスタ23から脱離さ
れた蒸発燃料を排気系に添加することによって、リーン
NOx触媒19に対して空燃比切り換え途中に多量に排出
されるNOxの処理に供することができるHCを吸着さ
せるようにしても良い。
In a predetermined period immediately before the air-fuel ratio switching, the injection timing is delayed, the temperature of the combustion chamber wall is reduced, and the blow-by gas and the evaporated fuel desorbed from the canister 23 are added to the exhaust system. By doing so, HC that can be used for the treatment of NOx discharged in large quantities during the switching of the air-fuel ratio may be adsorbed to the lean NOx catalyst 19.

【0063】しかしながら、本実施例のように、機関吸
入混合気の空燃比をリッチ化させる構成とすれば、前記
HC量の確保のために不完全燃焼が大幅に増大したり、
燃焼に全く供しない燃料を前記HC量の確保のために使
用することがなく、更に、応答良くHC量の増大を図れ
るため、機関の運転性や燃費を大幅に悪化させることな
く、NOxの安定的な浄化を図ることが可能である。
However, if the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture is made rich as in the present embodiment, incomplete combustion is greatly increased in order to secure the HC amount.
The fuel that is not used for combustion is not used at all to secure the HC amount, and the HC amount can be increased with good response. Therefore, the stability of NOx can be maintained without significantly deteriorating the operability and fuel efficiency of the engine. It is possible to achieve effective purification.

【0064】ところで、空燃比の切り換え直前に、リー
ンNOx触媒19に対して最大量のHCを吸着させるため
にリッチさせる気筒が発生するトルクが、他の気筒(切
り換え前の空燃比で通常に制御されている気筒)が発生
するトルクと等しくするには、図示平均有効圧Peが互
いに等しい値となる空燃比・点火時期とすれば良い。し
かし、前記図示平均有効圧Peを等しくしても、dPe
/dθまでは等しくすることはできないので、リッチ化
させた気筒と他の気筒とでは軸加振力が異なった大きさ
になり、リッチ化気筒における軸加振力がより大きくな
る。
By the way, immediately before the switching of the air-fuel ratio, the torque generated by the cylinder to be enriched in order to adsorb the maximum amount of HC to the lean NOx catalyst 19 is controlled by another cylinder (normally at the air-fuel ratio before switching). In order to make the torque equal to the torque generated by the cylinder, the air-fuel ratio / ignition timing at which the indicated average effective pressure Pe becomes equal to each other may be used. However, even if the indicated mean effective pressure Pe is equal, dPe
Since / dθ cannot be made equal, the shaft exciting force differs between the enriched cylinder and the other cylinders, and the shaft exciting force in the rich cylinder becomes larger.

【0065】一方、直列4気筒機関の場合、機関振動に
及ぼす影響はフライホイルに対して最も遠い1番気筒の
軸加振力が最も大きい。また、4番気筒の軸加振力は、
直にクランクメインベアリングに加わるが、メインベア
リングはフライホイルによる加振力が加わり強度的に最
も厳しい。従って、上記実施例では、説明を簡略化する
ためにリッチ化させる特定気筒を1番気筒としたが、機
関振動の低減や耐久性向上のためには、2番気筒や3番
気筒をリッチ化させる特定気筒とすることが望ましい。
On the other hand, in the case of an in-line four-cylinder engine, the effect on the engine vibration is such that the shaft exciting force of the first cylinder farthest from the flywheel is the largest. In addition, the shaft exciting force of the fourth cylinder is
It is directly applied to the crank main bearing, but the main bearing is subjected to the exciting force of the flywheel and has the strictest strength. Therefore, in the above embodiment, the specific cylinder to be enriched is designated as the first cylinder for the sake of simplicity, but the second and third cylinders are enriched for the purpose of reducing engine vibration and improving durability. It is desirable to use a specific cylinder.

【0066】また、図12のフローチャートに示すよう
に、空燃比の切り換え直前の所定期間において通常制御
される気筒に対してリッチ化させる気筒を順次切り換え
る構成とすることもできる。前記図12のフローチャート
は、前述した図6のフローチャートにおけるS208,S20
9 の部分の代わりに実行されるものである。
Further, as shown in the flowchart of FIG. 12, it is also possible to sequentially switch the cylinders to be enriched with respect to the cylinders normally controlled in a predetermined period immediately before the switching of the air-fuel ratio. The flowchart of FIG. 12 corresponds to steps S208 and S20 in the flowchart of FIG.
It is performed instead of part 9.

【0067】まず、リッチ化気筒カウンタCYL−N
(初期値=1)で指定される気筒をリッチ化気筒とし
て、このリッチ化気筒に対する空燃比KMRと点火時期
ADVとをマップを参照して決定する(S31)。尚、前
記空燃比KMRと点火時期ADVとは、リッチ化されず
に通常に切り換え前の空燃比設定に応じて制御される気
筒に対して、空燃比としてはリッチであるが、発生トル
クとして同等となるものである。
First, the enriched cylinder counter CYL-N
With the cylinder designated by (initial value = 1) as the enriched cylinder, the air-fuel ratio KMR and the ignition timing ADV for this enriched cylinder are determined with reference to a map (S31). It should be noted that the air-fuel ratio KMR and the ignition timing ADV are richer as the air-fuel ratio but are equal to the generated torque for a cylinder that is controlled according to the air-fuel ratio setting before switching normally without being enriched. It is what becomes.

【0068】次いで、上記設定された空燃比KMRと点
火時期ADVを当該リッチ化気筒における前回値として
KMR−OLD,ADV−OLDにセットする(S3
2)。次に、前記リッチ化気筒カウンタCYL−Nを1
アップし(S33)、該1アップされたリッチ化気筒カウ
ンタが4を超えた場合には(S34)、初期値である1に
リセットする処理を行なう(S35)。
Next, the set air-fuel ratio KMR and ignition timing ADV are set to KMR-OLD and ADV-OLD as the previous values for the enriched cylinder (S3).
2). Next, the enriched cylinder counter CYL-N is set to 1
If the value of the enriched cylinder counter that has been incremented by one exceeds 4 (S34), a process of resetting it to the initial value of 1 is performed (S35).

【0069】従って、前記リッチ化気筒カウンタCYL
−Nは1サイクル毎に1→2→3→4→1と変化し、こ
れに伴ってリッチ化される気筒が1サイクル毎に#1→
#2→#3→#4→#1と順次変化することになる。空
燃比をリッチ化すると、その気筒の燃焼室壁温が低下す
るが、上記のようにリッチ化気筒を順次変化させる構成
であれば、1つの気筒の壁温だけが低下してシリンダの
熱応力がアンバランスとなることがない。
Therefore, the enriched cylinder counter CYL
−N changes from 1 → 2 → 3 → 4 → 1 every cycle, and the enriched cylinders become # 1 → cycle every cycle.
It changes sequentially from # 2 → # 3 → # 4 → # 1. When the air-fuel ratio is enriched, the combustion chamber wall temperature of the cylinder decreases. However, if the enriched cylinder is sequentially changed as described above, only the wall temperature of one cylinder decreases and the thermal stress of the cylinder decreases. Is not unbalanced.

【0070】更に、上記実施例では、4気筒のうちの1
気筒のみをHC量の確保のために強制的にリッチ化させ
る構成としたが、2乃至3気筒或いは全気筒を空燃比切
り換え前の所定期間内でリッチ化させる構成としても良
い。例えばリーン運転から急加速のために出力空燃比
(理論空燃比)に切り換えるときに、空燃比切り換えを
比較的短時間のうちに行なわなければならない場合があ
る。空燃比の切り換えを急ぐのに伴い、一時的にリッチ
化させる期間(リッチ化期間TR)を短縮させようとす
ると、前記リッチ化期間におけるHC濃度を高める必要
が生じる。そのため、一時的にリッチ化させる気筒の数
を増やして対応することが考えられ、要求されるHC濃
度によっては全気筒を一時的にリッチ化することも可能
である。
Further, in the above embodiment, one of the four cylinders
Although only the cylinders are forcibly enriched in order to secure the amount of HC, a configuration may be adopted in which two or three cylinders or all cylinders are enriched within a predetermined period before switching the air-fuel ratio. For example, when switching from the lean operation to the output air-fuel ratio (stoichiometric air-fuel ratio) for rapid acceleration, the air-fuel ratio may need to be switched within a relatively short time. In order to shorten the period for enriching temporarily (enrichment period TR) as the air-fuel ratio is rapidly switched, it is necessary to increase the HC concentration in the enrichment period. Therefore, it is conceivable that the number of cylinders to be temporarily enriched is increased to cope with it. Depending on the required HC concentration, it is possible to temporarily enrich all cylinders.

【0071】図13のフローチャートは、機関1の急加速
時には、1気筒のみではなく全気筒についてリッチ化を
行なう制御を示すフローチャートであり、前述の図6の
フローチャートにおいて、追加実行されるようになって
いる。即ち、空燃比切り換え直前のリッチ化期間TRを
計測するためのタイマーtRをカウントアップさせると
(S205)、スロットルセンサ8で検出されるスロットル
弁7の開度TVOを読み込む(S1001)。
The flowchart of FIG. 13 is a flowchart showing control for enriching not only one cylinder but all cylinders when the engine 1 is rapidly accelerated, and is additionally executed in the flowchart of FIG. ing. That is, when the timer t R for measuring the enrichment period TR immediately before switching of the air-fuel ratio is counted up (S205), the opening TVO of the throttle valve 7 detected by the throttle sensor 8 is read (S1001).

【0072】そして、今回読み込んだ開度TVOと前回
値TVO−OLDとの差ΔTVO、即ち、1サイクル間
における開度TVOの変化量を演算し(S1002)、該Δ
TVOに基づいてスロットル弁7が所定以上の割合で開
操作されている状態(急加速)であるか否かを判別する
(S1003)。ここで、急加速状態でない場合には、S20
6 へ進み、前述の説明通りに特定1気筒のみをリッチ化
させる処理を行なう。
Then, the difference ΔTVO between the currently read opening TVO and the previous value TVO-OLD, that is, the amount of change in the opening TVO during one cycle is calculated (S1002).
Based on the TVO, it is determined whether or not the throttle valve 7 is being opened at a predetermined rate or more (rapid acceleration) (S1003). Here, if the vehicle is not in the sudden acceleration state, S20
Proceeding to 6, the process for enriching only one specific cylinder is performed as described above.

【0073】一方、急加速であると判別された場合に
は、必要HC量をリーンNOx触媒19に吸着させる処理
を早急に終わらせる必要があるから、全気筒についてリ
ッチ化させるべくリッチ化用マップを参照して全気筒の
空燃比・点火時期を設定する(S1004,S1005)。ここ
で、上記のように全気筒を同時にリッチ化させる構成で
あれば、気筒間における発生トルクのばらつきは生じな
いが、空燃比をリッチ化させる処理のみを行なうと、リ
ッチ化と同時に発生トルクが急増することになってしま
う。しかしながら、前記リッチ化マップは、空燃比につ
いてはリッチ化させるが、点火時期の遅角設定によっ
て、通常の空燃比・点火時期マップを用いて制御したと
きと略同等の発生トルクが得られるように設定されてい
るので、全気筒についてリッチ化を行なっても、発生ト
ルクが急増することはない。
On the other hand, if it is determined that the vehicle is accelerating rapidly, the process of adsorbing the required amount of HC to the lean NOx catalyst 19 needs to be completed immediately. Therefore, the enrichment map is used to enrich all the cylinders. , The air-fuel ratio and ignition timing of all cylinders are set (S1004, S1005). Here, if the configuration is such that all cylinders are enriched at the same time as described above, the generated torque does not vary among the cylinders. However, if only the process of enriching the air-fuel ratio is performed, the generated torque is simultaneously increased. It will increase rapidly. However, the enrichment map enriches the air-fuel ratio. However, by setting the ignition timing to be retarded, it is possible to obtain substantially the same generated torque as when the control is performed using the normal air-fuel ratio / ignition timing map. Since it is set, even if the enrichment is performed for all cylinders, the generated torque does not suddenly increase.

【0074】尚、図13のフローチャートでは省略した
が、急加速判定に伴って全気筒リッチ化処理を行なう場
合には、リッチ化期間TRを1気筒のみリッチ化させる
場合に比べて短縮させる構成とすると良い。上記のよう
にして全気筒をリッチ化させる構成とすれば、気筒間に
おける軸加振力のアンバランスが生じないため、振動・
耐久性の点で有利であり、また、短時間のうちにリーン
NOx触媒19に対して最大量のHCを吸着させることが
できるからリッチ化期間を短縮できる。
Although not shown in the flowchart of FIG. 13, when the all-cylinder enrichment process is performed in response to the sudden acceleration determination, the enrichment period TR is shortened compared to the case where only one cylinder is enriched. Good. With the configuration in which all the cylinders are enriched as described above, there is no imbalance in the shaft excitation force between the cylinders.
This is advantageous in terms of durability, and the maximum enrichment period can be shortened because the maximum amount of HC can be adsorbed on the lean NOx catalyst 19 in a short time.

【0075】また、上記では、空燃比切り換えを開始さ
せる前の所定期間において空燃比をリッチ化させる処理
において、急加速時であるときにのみ全気筒をリッチ化
させ、急加速時以外では1気筒のみをリッチ化させるこ
とになるが、急加速時以外であっても全気筒をリッチ化
させる構成としても良い。また、加速を急加速,緩加速
に判別し、例えば加速時以外は1気筒のみ、緩加速時に
は2気筒を、急加速時には全気筒をリッチ化させる構成
としても良い。更に、2気筒或いは3気筒をリッチ化さ
せるときには、リッチ化させる気筒群を順次変化させる
構成としても良い。
In the above description, in the process for enriching the air-fuel ratio for a predetermined period before the start of the air-fuel ratio switching, all cylinders are enriched only at the time of rapid acceleration, and one cylinder is used except during rapid acceleration. Only the enrichment is performed, but the configuration may be such that all the cylinders are enriched even at times other than the time of rapid acceleration. Further, the acceleration may be determined to be rapid acceleration or moderate acceleration, and for example, only one cylinder may be enriched except during acceleration, two cylinders may be enriched during gentle acceleration, and all cylinders may be enriched during rapid acceleration. Further, when enriching the two or three cylinders, the cylinder group to be enriched may be sequentially changed.

【0076】尚、上記実施例では、ゼオライトを主成分
とするリーンNOx触媒19を排気通路に備えた機関1に
ついて述べたが、HCの吸着能力を有し、HC存在下で
NOxを還元する触媒であれば、上記のように空燃比の
切り換え直前に触媒上流側のHC量を増やすことで、切
り換えが開始される前に触媒に対してNOx処理に充分
な量のHCを吸着させることができ、以て、切り換え途
中でのNOx処理能力を高めることができるから、前記
リーンNOx触媒に限らず三元触媒であっても良い。
In the above-described embodiment, the engine 1 having the lean NOx catalyst 19 containing zeolite as a main component in the exhaust passage has been described. However, the catalyst has the ability to adsorb HC and reduces NOx in the presence of HC. Then, by increasing the HC amount on the upstream side of the catalyst immediately before the switching of the air-fuel ratio as described above, it is possible to cause a sufficient amount of HC to be adsorbed on the catalyst for NOx treatment before the switching is started. Thus, the NOx processing capacity during the switching can be increased, so that a three-way catalyst may be used instead of the lean NOx catalyst.

【0077】また、上記実施例では、空燃比をリッチ化
させることによる発生トルクの増大を点火時期の遅角設
定によって相殺させるようにしたが、特に全気筒をリッ
チ化させる構成では、排気還流量の制御によってリッチ
化に伴う発生トルクの増大を抑制する構成とすることも
できる。更に、点火時期と排気還流量との組み合わせに
よって発生トルクの増大を抑制する構成としても良い。
In the above-described embodiment, the increase in the torque generated by enriching the air-fuel ratio is offset by setting the retard of the ignition timing. In particular, in the configuration in which all cylinders are enriched, the exhaust gas recirculation amount is reduced. , The increase of the generated torque accompanying the enrichment can be suppressed. Furthermore, a configuration in which an increase in generated torque is suppressed by a combination of the ignition timing and the exhaust gas recirculation amount may be adopted.

【0078】また、前記リーンNOx触媒のHC吸着能
力は、HC濃度やガス流量の他、排気温度(触媒温度)
によっても変化するから、排気温度センサ22で検出され
る排気温度に応じてリッチ化期間TRを変化させる構成
としても良い。
The HC adsorbing capacity of the lean NOx catalyst depends on not only the HC concentration and gas flow rate but also the exhaust temperature (catalyst temperature).
The enrichment period TR may be changed according to the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature sensor 22.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
HCの吸着能力を有しHC存在下でNOxを還元する触
媒によって排気中のNOxを処理する排気浄化装置にお
いて、理論空燃比付近の出力空燃比域と、理論空燃比よ
りも大きなリーン空燃比域と間で目標空燃比が徐々に切
り換えられるときに、前記切り換えを開始する直前の所
定期間において触媒上流側のHC量を増大させて、前記
触媒に対して充分なHCを吸着させるから、切り換え途
中のNOx処理能力を高めることができるという効果が
ある。
As described above, according to the present invention,
In an exhaust gas purifying apparatus that treats NOx in exhaust gas with a catalyst that has an ability to adsorb HC and reduce NOx in the presence of HC, an output air-fuel ratio region near the stoichiometric air-fuel ratio and a lean air-fuel ratio region larger than the stoichiometric air-fuel ratio The target air-fuel ratio gradually turns off between
When the switching is performed, the HC amount on the upstream side of the catalyst is increased for a predetermined period immediately before the start of the switching, so that sufficient HC is adsorbed to the catalyst. There is an effect that can be.

【0080】また、触媒上流側のHC量を増大させる手
段として、機関吸入混合気の空燃比をリッチ化させる構
成としたことから、不完全燃焼を大幅に増大させること
なく、また、燃費の大幅な悪化をもたらすことなく、然
も、応答良くHC量の増大が図れる一方、前記リッチ化
によって出力が変動することがなく運転性を良好に保つ
ことができるという効果がある。
As means for increasing the HC amount on the upstream side of the catalyst, the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture is made rich, so that incomplete combustion is not greatly increased and the fuel efficiency is significantly increased. Although the HC amount can be increased with good response without causing any serious deterioration, there is an effect that the drivability can be maintained satisfactorily without the output fluctuating due to the enrichment.

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

【図1】本発明の基本構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の基本構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図3】実施例のシステム構成を示す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a system configuration of an embodiment.

【図4】空燃比に対するNOx,HCの排出量変化の様
子を示す線図。
FIG. 4 is a diagram showing a state of a change in the emission amount of NOx and HC with respect to an air-fuel ratio.

【図5】空燃比切り換え制御を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing air-fuel ratio switching control.

【図6】空燃比切り換え時のHC増大制御を示すフロー
チャート。
FIG. 6 is a flowchart showing HC increase control at the time of air-fuel ratio switching.

【図7】空燃比切り換え時のHC増大制御を示すフロー
チャート。
FIG. 7 is a flowchart showing HC increase control at the time of air-fuel ratio switching.

【図8】HC増大制御(リッチ化)期間のマップを示す
図。
FIG. 8 is a diagram showing a map of a HC increase control (enrichment) period.

【図9】実施例における空燃比変化の様子を示すタイム
チャート。
FIG. 9 is a time chart showing how the air-fuel ratio changes in the embodiment.

【図10】実施例における空燃比・点火時期マップを示す
図。
FIG. 10 is a diagram showing an air-fuel ratio / ignition timing map in the embodiment.

【図11】空燃比・点火時期と発生トルクとの関係を示す
線図。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between an air-fuel ratio / ignition timing and a generated torque.

【図12】リッチ化気筒を変化させる実施例を示すフロー
チャート。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example in which the enrichment cylinder is changed.

【図13】全気筒をリッチ化させる実施例を示すフローチ
ャート。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an embodiment for enriching all cylinders.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内燃機関 6 エアフローメータ 12 インジェクタ 16 クランク角センサ19 リーンNOx触媒 23 コントロールユニットDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 6 Air flow meter 12 Injector 16 Crank angle sensor 19 Lean NOx catalyst 23 Control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 21/08 301 F02D 21/08 301C 41/14 310 41/14 310A 41/36 41/36 B 43/00 301 43/00 301B 301H 301N 45/00 301 45/00 301G F02P 5/15 F02P 5/15 B (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/04 330 F01N 3/24 ZAB F02D 41/14 310 F02D 41/36 F02D 43/00 301 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02D 21/08 301 F02D 21/08 301C 41/14 310 41/14 310A 41/36 41/36 B 43/00 301 43/00 301B 301H 301N 45/00 301 45/00 301G F02P 5/15 F02P 5/15 B (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 41/04 330 F01N 3/24 ZAB F02D 41/14 310 F02D 41/36 F02D 43/00 301

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】機関吸入混合気の目標空燃比を機関運転条
件に応じて理論空燃比付近の出力空燃比域と理論空燃比
よりも大きなリーン空燃比域とに切り換える手段であっ
て、前記出力空燃比域とリーン空燃比域との間で空燃比
を徐々に変化させる空燃比切り換え手段を有してなる内
燃機関の排気浄化装置であって、 排気通路に介装されHCの吸着能力を有しHC存在下で
NOxを還元する排気浄化触媒と、 該排気浄化触媒の上流側の排気中HC濃度を増大せしめ
るHC濃度増大手段と、 前記空燃比切り換え手段により前記出力空燃比域と前記
リーン空燃比域との間での空燃比の切り換えが開始され
直前の所定期間において、前記HC濃度増大手段によ
り排気中のHC濃度を増大させるHC濃度制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の排気浄
化装置。
1. A means for switching a target air-fuel ratio of an engine intake air-fuel mixture between an output air-fuel ratio region near a stoichiometric air-fuel ratio and a lean air-fuel ratio region larger than the stoichiometric air-fuel ratio in accordance with engine operating conditions.
Between the output air-fuel ratio range and the lean air-fuel ratio range.
An exhaust purification device for an internal combustion engine having an air-fuel ratio switching means for gradually changing the air-fuel ratio, the exhaust purification catalyst being interposed in an exhaust passage, having an ability to adsorb HC, and reducing NOx in the presence of HC. HC concentration increasing means for increasing the HC concentration in the exhaust gas on the upstream side of the exhaust purification catalyst; and the output air-fuel ratio range by the air-fuel ratio switching means.
Switching of the air-fuel ratio between the lean air-fuel ratio range and
And HC concentration control means for increasing the HC concentration in the exhaust gas by the HC concentration increasing means during a predetermined period immediately before the exhaust gas purification apparatus.
【請求項2】前記HC濃度制御手段が、前記HC濃度増
大手段によるHC濃度の増大を、機関の低回転・低負荷
時ほどより長い期間行なわせ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 internal combustion engine according to claim 1, wherein the HC concentration control means causes the HC concentration increase means to increase the HC concentration for a longer period of time when the engine speed is low and the load is low. Exhaust purification equipment.
【請求項3】前記HC濃度増大手段が、機関吸入混合気
の空燃比を強制的に目標空燃比よりもリッチ化させるこ
とで、前記排気浄化触媒の上流側の排気中HC濃度を増
大せしめる構成であって、 前記HC濃度増大手段により空燃比がリッチ化されると
きに、該リッチ化に伴う発生トルクの増大を抑制する方
向に、発生トルクに関与する空燃比以外の制御対象を制
御する発生トルク制御手段を設けたことを特徴とする請
求項1又は2記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. An engine intake air-fuel mixture according to claim 1, wherein
Forcibly make the air-fuel ratio richer than the target air-fuel ratio
With this, the concentration of HC in the exhaust gas on the upstream side of the exhaust purification catalyst is increased.
The air-fuel ratio is enriched by the HC concentration increasing means.
The increase in the torque generated due to the enrichment
Control other than the air-fuel ratio related to the generated torque.
Control means for controlling the generated torque.
3. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
【請求項4】内燃機関が各気筒別に燃料を噴射供給する
燃料噴射手段を備えて構成され、前記HC濃度増大手段
が、特定気筒に噴射供給される燃料量を強制的に増大補
正することで前記特定気筒の空燃比のみをリッチ化さ
せ、前記発生トルク制御手段が、前記特定気筒での発生
トルクを他気筒の発生トルクに一致させるべく、前記特
定気筒に対してのみ発生トルクを抑制する制御を行なう
ことを特徴とする請求項3記載の内燃機関の排気浄化装
置。
4. An internal combustion engine comprising fuel injection means for injecting and supplying fuel for each cylinder, wherein said HC concentration increasing means is provided.
However, by forcibly increasing and correcting the amount of fuel injected and supplied to the specific cylinder, only the air-fuel ratio of the specific cylinder is enriched, and the generated torque control means reduces the generated torque of the specific cylinder to that of another cylinder. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein control is performed to suppress the generated torque only for the specific cylinder so as to match the generated torque.
【請求項5】前記HC濃度増大手段が全気筒の空燃比を
強制的にリッチ化させ、前記発生トルク制御手段が前記
目標空燃比相当の発生トルクに一致させるべく全気筒に
対して発生トルクを抑制する制御を行なうことを特徴と
する請求項3記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. The HC concentration increasing means forcibly enriches the air-fuel ratio of all cylinders, and the generated torque control means adjusts the generated torque to all cylinders so as to match the generated torque corresponding to the target air-fuel ratio. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein control for suppressing the exhaust gas is performed.
【請求項6】前記発生トルク制御手段が、点火時期と排
気還流量との少なくと一方を制御することによって発
生トルクの増大を抑制することを特徴とする請求項3,
4又は5のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
Wherein said generated torque control means according to claim 3, characterized in that to suppress an increase in the generated torque by controlling one least also the ignition timing and exhaust gas recirculation amount,
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 4 and 5.
JP5048211A 1993-03-09 1993-03-09 Exhaust gas purification device for internal combustion engine Expired - Fee Related JP3003447B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5048211A JP3003447B2 (en) 1993-03-09 1993-03-09 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5048211A JP3003447B2 (en) 1993-03-09 1993-03-09 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05690999A Division JP3186730B2 (en) 1999-03-04 1999-03-04 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06257487A JPH06257487A (en) 1994-09-13
JP3003447B2 true JP3003447B2 (en) 2000-01-31

Family

ID=12797073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5048211A Expired - Fee Related JP3003447B2 (en) 1993-03-09 1993-03-09 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3003447B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6477834B1 (en) 1997-05-12 2002-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust emission controlling apparatus of internal combustion engine
JP2001303934A (en) 1998-06-23 2001-10-31 Toyota Motor Corp Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP6136947B2 (en) 2014-01-23 2017-05-31 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine
JP6252375B2 (en) * 2014-06-23 2017-12-27 いすゞ自動車株式会社 Exhaust gas purification system for internal combustion engine and exhaust gas purification method for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06257487A (en) 1994-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3966014B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
KR100336549B1 (en) Evaporative fuel supply control device of lean-burn internal combustion engine
JP2985578B2 (en) Air-fuel ratio control device for lean burn engine
JP3033449B2 (en) Combustion control device for spark ignition internal combustion engine
JPH07305644A (en) Air-fuel ratio controller for internal combustion engine
JP2000110614A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JPH07310534A (en) Combustion control device for internal combustion engine
JP5494998B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2018105222A (en) Control device for internal combustion engine
JP3003447B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2001098972A (en) Controller for spark-ignition direct injection engine
JP2002130008A (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine
JP2012225308A (en) Internal combustion engine control apparatus
JP4117120B2 (en) Control device for internal combustion engine
JPH08121266A (en) Evaporating fuel treatment device of internal combustion engine
JPH08319862A (en) Control device of internal combustion engine
JP3186730B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3622290B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP3937487B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3520731B2 (en) Engine exhaust purification device
JP3551083B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2004232477A (en) Control device of internal combustion engine
JP3336080B2 (en) Engine control device
JP3123438B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4263286B2 (en) In-cylinder injection engine combustion control device

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071119

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081119

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees