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JP3870430B2 - In-cylinder internal combustion engine - Google Patents

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JP3870430B2
JP3870430B2 JP17921495A JP17921495A JP3870430B2 JP 3870430 B2 JP3870430 B2 JP 3870430B2 JP 17921495 A JP17921495 A JP 17921495A JP 17921495 A JP17921495 A JP 17921495A JP 3870430 B2 JP3870430 B2 JP 3870430B2
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼室内に直接燃料を噴射しリーン燃焼運転を行ないうる筒内噴射型内燃機関に関し、特に、リーンNOx触媒が浄化能力低下物質の付着により劣化した際にこの浄化能力低下物質を除去してリーンNOx触媒を再生できるようにした、筒内噴射型内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車に搭載された内燃機関(以下、エンジンという)をはじめとして、リーン混合気を燃焼させるようにしたエンジンがあるが、かかるエンジンでは、リーン運転時に、排出ガス中のNOx量が増大する。そこで、このようなエンジンにおいて排気ガスを浄化するために、排気系にリーンNOx触媒又はリーンNOx触媒と三元触媒とを組み合わせて設置するようにしたものがある。
【0003】
このようなリーンNOx触媒には、流入排気ガスの空燃比がリーンの時にNOxを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したNOxを放出するNOx吸収剤を排気通路内に設置し、リーン混合気を燃焼させた際に発生するNOxをNOx吸収剤で吸収して、NOx吸収能力が飽和する前にこのNOx吸収剤に流入する排気ガスの空燃比を一時的にリッチにすることで、NOx吸収剤からNOxを還元しこれを放出させるようにしたものがある。
【0004】
このように、NOx吸収剤からNOxを還元する際には、排気ガスの空燃比を一時的にリッチにすることで排気ガス中に炭化水素(HC)を存在させるようにしてこの炭化水素(HC)を還元剤としてNOx吸収剤へ供給するのである。例えば特開平6−117225号には、このようなNOxの還元にかかる技術が開示されている。この技術は、機関の膨張,排気行程の一時期に燃料の副噴射を行なって、燃焼熱を利用して炭化水素(HC)の分子構造をより小さいものに分解してNOxを効率よく還元できるようにするものである。
【0005】
ところで、燃料や機関の潤滑油内にはイオウが含まれているため排気ガス中にも硫酸塩等のイオウ分(以下、単にイオウという)が含まれ、このイオウもNOxとともにNOx吸収剤に吸収される。しかしながら、このイオウは、NOx吸収剤への流入排気ガスの空燃比を単にリッチにしてもNOx吸収剤から放出されないため、NOx吸収剤内のイオウの量は次第に増大することになり、このイオウの吸収量の増大に応じて、NOx吸収剤が吸収しうるNOxの量が次第に低下し、ついにはNOx吸収剤がNOxをほとんど吸着できなくなってしまう。
【0006】
なお、上述の特開平6−117225号には、このようなリーンNOx触媒の性能を低下させるイオウ等の浄化能力を低下させる被毒物質がNOx吸収剤に吸着される点については特に示唆されていない。
NOx吸収剤に吸収されたイオウは、NOx吸収剤を加熱することで分解してNOx吸収剤から放出され、しかも、この時、空燃比をリッチ化又はストイキオ状態とすると、NOx吸収剤から放出されたイオウが排気ガス中の未燃のHCやCOによって直ちに還元される。
【0007】
そこで、例えば特開平6−66129号に開示された技術では、このような特性に着目して、ある特定条件が満たされた場合に、NOx吸収剤を昇温させてさらにリッチ運転又はストイキオ運転を行なうことで、NOx吸収剤からイオウを放出してさらに酸化処理をして排出するように構成している。この場合の特定条件とは、NOx吸収剤に吸収されたイオウの量が所定量に達したことであり、また、NOx吸収剤の加熱は、排気系に設置した電気ヒータを作動させることで行なうようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来の各技術では、次のような課題がある。
つまり、特開平6−117225号の技術では、イオウ等の浄化能力低下物質によるリーンNOx触媒の性能低下に対処できない。
また、特開平6−66129号の技術では、排気系に電気ヒータ等の触媒を加熱するための装置が必要となり、コスト増や排気系の大型化を招来する。
【0009】
ところで、触媒を加熱する手段として、触媒に燃料を供給して触媒の近傍でこの燃料を燃焼させるようにすることも考えられる。触媒に燃料を供給するには、空燃比をリッチ状態にして機関の運転を行なうことが考えられ、例えばリーン燃焼運転とリッチ燃焼運転とを繰り返して行なえば、コスト増や排気系の大型化を招来することなく触媒を所要の温度に加熱することができ、リーンNOx触媒から浄化能力低下物質を除去して触媒復活処理を行なうことができる。
【0010】
しかしながら、走行中に、空燃比をリーンからストイキオ又はリッチに変化させると、トルク変動が生じて運転性能を悪化させるため、これを回避するには、このような触媒復活処理は低負荷領域や低回転領域では用いないようにすることになり、確実な触媒復活を行ないにくい。
さらに、走行中に、空燃比をリーンからストイキオ又はリッチに変化させると、燃費が悪化するという課題もある。
【0011】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、トルク変動を招来することのないようにしながら、リーンNOx触媒に吸着された浄化能力低下物質の除去を確実且つ適切に行なえるようにした、筒内噴射型内燃機関を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をそなえ、空燃比を理論空燃比よりも大きくしてリーン燃焼運転を行ないうる筒内噴射型内燃機関において、該燃焼室から排気ガスを排出する排気通路と、該排気通路に設置されてリーン燃焼運転時に排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を吸収するリーンNOx触媒と、該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段によって検出された該内燃機関の運転状態に基づいて、該燃焼室での燃焼のために行なう通常の燃料噴射とは別に該燃焼室での燃焼に影響しないように該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リーンNOx触媒へ追加燃料を供給する燃料噴射弁制御手段とをそなえ、該燃料噴射弁制御手段は、該リーンNOx触媒の温度が該リーンNOx触媒に付着した浄化能力低下物質の分解可能な温度領域の下限値である所定温度未満の時には、該リーンNOx触媒を昇温させるために空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりもリーン側となるように噴射量を調整して該追加燃料の供給を行ない、該リーンNOx触媒の温度が該所定温度以上の時には、該リーンNOx触媒に付着した該浄化能力低下物質を分解してより害の少ない物質に還元するために空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチ側となるように噴射量を調整して該追加燃料の供給を行なうことを特徴としている。
【0013】
かかる構成により、燃料噴射弁から燃焼室内に直接燃料を噴射しながら機関を運転し、空燃比を理論空燃比よりも大きくしてリーン燃焼運転を行なうことができる。
このような機関のリーン燃焼運転時には、排気ガス中に発生する窒素酸化物(NOx)が排気通路に設置されたリーンNOx触媒によって吸収されて、NOxの排出が抑制される。
【0014】
このようなリーンNOx触媒には、NOxの吸着に伴いながら次第に浄化能力低下物質が付着していくが、内燃機関の運転状態に基づきながら、燃料噴射弁制御手段が、適宜、機関の排気行程で燃料噴射弁を作動させてリーンNOx触媒へ追加燃料を供給する。
この追加燃料は、排気行程で燃料噴射弁から噴射されるので、燃焼室内での燃焼には用いられず排気とともにリーンNOx触媒へ供給される。このような追加燃料の一部は、高温の排気ガスの熱によりリーンNOx触媒に到達する過程で燃焼し、リーンNOx触媒に到達した燃料は、触媒作用を受けて燃焼する。この燃焼により、リーンNOx触媒が加熱され、リーンNOx触媒に付着していた浄化能力低下物質が分解され除去される。追加燃料噴射を排気行程内で行なうことで、追加燃料の噴射が、通常の燃焼室での燃焼に影響しないようになる。
また、リーンNOx触媒の温度がリーンNOx触媒に付着した浄化能力低下物質の分解可能な温度領域の下限値である所定温度未満の時には、リーンNOx触媒を昇温させことを目的にして、空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりもリーン側となるように噴射量を調整して追加燃料の供給を行ない、リーンNOx触媒の温度が所定温度以上の時には、リーンNOx触媒に付着した浄化能力低下物質を分解してより害の少ない物質に還元するために空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチ側となるように噴射量を調整することで、浄化能力低下物質の分解可能な温度領域外で追加燃料量を用いることなき効率よく追加燃料が供給される。
請求項2記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、請求項1記載の構成において、該内燃機関が複数の気筒を有し、該燃料噴射弁が各気筒毎に配設されるとともに、上記の複数の気筒のうちの少なくとも一部の気筒間で、それぞれの排気ポートの開放時期が部分的にオーバラップするように互いの作動位相が設定されて、該燃料噴射制御手段が、これらの排気ポートの開放時期が互いにオーバラップする気筒については、各気筒にそなえられた該燃料噴射弁を同時に作動させるように構成されていることを特徴としている。これにより、燃料噴射弁の駆動動作にかかる制御が減少する。
請求項3記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をそなえ、空燃比を理論空燃比よりも大きくしてリーン燃焼運転を行ないうる筒内噴射型内燃機関において、該燃焼室から排気ガスを排出する排気通路と、該排気通路に設置されてリーン燃焼運転時に排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を吸収するリーンNOx触媒と、該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段によって検出された該内燃機関の運転状態に基づいて、該燃焼室での燃焼のために行なう通常の燃料噴射とは別に該燃焼室での燃焼に影響しないように該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リーンNOx触媒へ追加燃料を供給する燃料噴射弁制御手段とをそなえ、該内燃機関が複数の気筒を有し、該燃料噴射弁が各気筒毎に配設されるとともに、上記の複数の気筒のうちの少なくとも一部の気筒間で、それぞれの排気ポートの開放時期が部分的にオーバラップするように互いの作動位相が設定されて、該燃料噴射制御手段が、これらの排気ポートの開放時期が互いにオーバラップする気筒については、各気筒にそなえられた該燃料噴射弁を同時に作動させるように構成されていることを特徴としている。
【0015】
請求項記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、請求項1〜3の何れか1項に記載の構成において、該運転状態検出手段が、該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定し、該付着量が所定量に達したか否かを判定する付着量推定手段をそなえ、該燃料噴射弁制御手段が、該付着量推定手段により該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量が所定量に達したと判定されると、該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リーンNOx触媒へ該追加燃料の供給を行なうことを特徴としている。
【0016】
かかる構成により、リーンNOx触媒には、NOxの吸着に伴いながら次第に浄化能力低下物質が付着していくと、この浄化能力低下物質の付着量を付着量推定手段が推定する。この付着量推定手段による推定に基づいてリーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量が所定量に達したと判定できたら、燃料噴射弁制御手段が、機関の排気行程で燃料噴射弁を作動させてリーンNOx触媒へ追加燃料を供給する。
【0017】
請求項記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、請求項記載の構成において、該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転中の吸入空気量の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成されていることを特徴としている。
このような推定は以下のような考えによる。つまり、イオウ等の浄化能力低下物質はNOxとともにリーンNOx触媒に付着するので、リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量は、NOxの吸収量、更にはリーン燃焼運転でのNOxの発生量に対応すると推測できる。そして、このNOx発生量は、リーン燃焼運転時における吸入空気量に対応するものと考えられる。したがって、リーン燃焼運転中の吸入空気量の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定することができる。
【0018】
請求項記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、請求項記載の構成において、該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転中の燃料消費量の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成されていることを特徴としている。
このような推定は上述と同様に、イオウ等の浄化能力低下物質はNOxとともにリーンNOx触媒に付着するので、リーンNOx触媒における浄化能力低下物質の付着量は、NOxの吸収量、更にはリーン燃焼運転でのNOxの発生量に対応すると推測でき、このNOx発生量は、リーン燃焼運転時における燃料消費量に対応するものと考えられる。したがって、リーン燃焼運転中の燃料消費量の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定することができる。
【0019】
請求項記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、請求項記載の構成において、該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転による走行距離の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成されていることを特徴としている。
このような推定は上述と同様に、イオウ等の浄化能力低下物質はNOxとともにリーンNOx触媒に付着するので、リーンNOx触媒における浄化能力低下物質の付着量は、NOxの吸収量、更にはリーン燃焼運転でのNOxの発生量に対応すると推測でき、このNOx発生量は、リーン燃焼運転による走行距離に対応するものと考えられる。したがって、リーン燃焼運転による走行距離の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定することができる。
【0020】
請求項記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、請求項記載の構成において、該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転による走行時間の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成されていることを特徴としている。
このような推定は上述と同様に、イオウ等の浄化能力低下物質はNOxとともにリーンNOx触媒に付着するので、リーンNOx触媒における浄化能力低下物質の付着量は、NOxの吸収量、更にはリーン燃焼運転でのNOxの発生量に対応すると推測でき、このNOx発生量は、リーン燃焼運転による走行時間に対応するものと考えられる。したがって、リーン燃焼運転による走行時間の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定することができる。
【0022】
請求項記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、請求項1〜8の何れか1項に記載の構成において、該燃料噴射弁制御手段が、一作動サイクル内の排気行程に該燃料噴射弁を複数回作動させながら複数回に分けて該追加燃料を噴射させるように構成されていることを特徴としている。このように、複数回に分けて追加燃料の噴射を行なうことにより、一回の噴射時間を短くでき、燃料噴射弁による長時間噴射で生じやすい燃料の噴射圧力の低下が回避され、噴射燃料の霧化が確実に行なわれるようになって、追加燃料を無駄なく且つ速やかに燃焼させることができる。
【0023】
請求項10記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、請求項1〜9の何れか1項に記載の構成において、該リーンNOx触媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段をそなえ、該燃料噴射弁制御手段が、該追加燃料の供給開始後、該触媒温度状態検出手段の検出結果に基づいて該リーンNOx触媒の温度が所定温度以上の状態が所定時間以上に達したら該追加燃料の供給を停止するように構成されていることを特徴としている。
【0024】
請求項11記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、請求項1〜10の何れか1項に記載の構成において、該リーンNOx触媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段をそなえ、該燃料噴射弁制御手段、該触媒温度状態検出手段の検出結果に基づいて、上記の噴射量の調整による上記追加燃料の供給を行なうことを特徴としている。
【0025】
請求項12記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、請求項1〜11の何れか1項に記載の構成において、該リーンNOx触媒が、カリウム等のアルカリ金属,バリウム等のアルカリ土類及びランタン等の希土類の中の少なくともいずれか一つの成分を担持していることを特徴としている。
請求項13記載の本発明の筒内噴射型内燃機関は、請求項1〜12の何れか1項に記載の構成において、燃料噴射弁制御手段は、該リーンNOx触媒を該所定温度へ昇温させた後に、該リーンNOx触媒をリッチ雰囲気にすると発熱が多過ぎて過昇温してしまう場合には、該追加噴射を行なわずに、該燃焼室での燃焼のために行なう通常の燃料噴射により空燃比がストイキオ又はリッチとなるようにすることを特徴としている。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
まず、図1〜図7を参照して第1実施形態としての筒内噴射型内燃機関について説明する。
図2は、この筒内噴射型内燃機関を示す概略構成図であり、図2において、符号1は自動車用内燃機関(以下、エンジンという)のガソリンエンジン本体であり、燃焼室をはじめ吸気系や点火系等がリーン燃焼可能に構成されている。
【0027】
エンジン本体1は、特に、各気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射エンジンとして構成されており、このため、各気筒には、その燃焼室2に噴射口を直接臨ませるようにして、燃料供給手段としての燃料噴射弁(インジェクタ)3が取り付けられている。
また、この実施形態では、このエンジン本体1が4気筒の直列エンジンとして構成されるが、気筒数はこれに限定されず、エンジン形式についてもV型エンジンや水平対抗エンジン等の種々のエンジンに適用できる。
【0028】
そして、燃焼室2に吸気弁4を介して連通する吸気通路5は、各気筒毎に形成された吸気ポート5Aと、これらの各吸気ポート5Aに結合された吸気マニホールド5Bと、吸気マニホールド5Bの上流部に設けられたサージタンク5Cと、吸気マニホールド5Bの上流端に結合された吸気管5Dとから構成される。このような吸気通路5には、上流側から、エアクリーナ6,吸入空気量Afを検出するエアフローセンサ7、スロットルバルブ8,ISC(アイドルスピードコントロール)バルブ(図示略)が備えられている。また、エアクリーナ6のケース内には、吸気温度センサ9及び大気圧センサ10が設けられている。
【0029】
エアフローセンサ7としては例えばカルマン渦式エアフローセンサ等が用いられている。また、ISCバルブは、アイドリング回転数を制御するためのものであり、図示しないエアコンの作動等によるエンジン負荷Leの変動に応じてバルブ開度を調節して吸入空気量を変化させ、アイドリング運転を安定させる。また、このISCバルブは、後述する空燃比補正制御時には開弁側に作動し、空燃比補正の実施に伴う出力低下を補うように作用する。
【0030】
また、燃焼室2に排気弁11を介して連通する排気通路12は、各気筒毎に形成された排気ポート12Aと、これらの各排気ポート12Aに結合される排気マニホールド12Bと、排気マニホールド12Bの上流側に結合される排気管12Cとから構成される。このような排気通路12には、排気ガス浄化触媒(以下、触媒という)13が設置されている。
【0031】
触媒13は、例えば車両の床下に設置された床下触媒として構成されており、リーンNOx触媒13Aと三元触媒13Bとの2つの触媒を備え、リーンNOx触媒13Aの方が三元触媒13Bよりも上流側に配設されている。リーンNOx触媒13Aは、NOx吸収剤が設けられており、空燃比のリーンな状態での運転(リーン燃焼運転)の際のような酸化雰囲気においてNOx(窒素酸化物)を吸着させ、HC(炭化水素)の存在する還元雰囲気では、NOxをN2 (窒素)等に還元させる機能を持つものである。
【0032】
このNOx触媒13Aとしては、例えば、耐熱劣化性を有するPtとランタン,セリウム等のアルカリ希土類からなる触媒が使用されている。一方、三元触媒13Bは、HC、CO(一酸化炭素)を酸化させるとともに、NOxを還元する機能をもっており、この三元触媒13BによるNOxの還元は、理論空燃比(14.7)付近において最大に促進されるようになっている。
【0033】
この触媒13の上流側の燃焼室2に近い箇所には空燃比センサ14が装備されている。この空燃比センサ14としては、例えばリニアA/Fセンサ(全域空燃比センサ)が用いられており、燃焼室2から排出された排気の酸素濃度に基づいて燃焼室2へ供給された混合気の空燃比を広い領域で検出できるようになっている。
【0034】
また、触媒13の下流側の触媒13に近い箇所には酸素センサ15が装備されている。この酸素センサ15は、触媒13から排出された排気の酸素濃度に基づいて触媒13のうち特にリーンNOx触媒13Aへ供給された混合気の空燃比が理論空燃比よりも高いか否かを検出できるものであればよい。
さらに、触媒13には触媒本体の温度を検出する触媒温度センサ16が設けられている。この触媒温度センサ16は、触媒ベッド(図示略)を通じて触媒本体の温度を検出するようになっており、特に、NOx触媒13Aの温度を高温域まで検出できる高温センサとして構成されている。なお、触媒温度センサ16は、エンジン1からの排気温度を推定する排気温度推定手段としても機能可能である。
【0035】
また、エンジン本体1には、吸気ポート5Aから燃焼室2に供給された空気と燃焼室2内にインジェクタ3から供給された燃料との混合気に着火するための点火プラグ17が各気筒毎に配置されている。また、18はスロットルバルブ7の開度θTHを検出するスロットル開度センサ(スロットルセンサ)、19は冷却水温TWを検出する水温センサである。
【0036】
そして、このようなエンジンにおける空燃比制御や、点火時期制御や、吸気量制御や、後述する排気ガス浄化触媒13に関する制御等を行なうために、ECU(電子制御ユニット)23が設置されている。
このECU23のハードウエア構成は、図3に示すようになるが、このECU23はその主要部としてCPU27をそなえており、このCPU27へは、上述の吸気温センサ9,大気圧センサ10,空燃比センサ14,酸素センサ15,触媒温度センサ16,スロットルセンサ18,水温センサ19からの検出信号の他に、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルポジションセンサ24,バッテリの電圧を検出するバッテリセンサ25,車両の走行距離を車速パルスの積算値等によりカウントする距離メータ26からの各検出信号も入力インタフェイス28およびアナログ/デジタルコンバータ30を介して入力されるようになっている。
【0037】
さらに、エアフローセンサ7,始動時を検出するクランキングスイッチ〔あるいはイグニッションスイッチ(キースイッチ)〕20,カムシャフトと連動するエンコーダからクランク角同期信号θCRを検出するクランク角センサ21,第1気筒(基準気筒)の上死点を検出するTDCセンサ(気筒判別センサ)22,アイドルスイッチ33,イグニッションスイッチ等からの検出信号が入力インタフェイス29を介して入力されようになっている。
【0038】
なお、エンジン回転速度(エンジン回転数)Neは、クランク角センサ21が検出するクランク角同期信号θCRの発生時間間隔から演算されるため、クランク角度を検出するクランク角センサ21はエンジン回転数を検出する回転数センサも兼ねている。また、このクランク角センサ21およびTDCセンサ22はそれぞれディストリビュータに設けられている。
【0039】
さらに、CPU27は、バスラインを介して、プログラムデータや固定値データを記憶するROM31,更新して順次書き替えられるRAM32,フリーランニングカウンタ48およびバッテリが接続されている間はその記憶内容が保持されることによってバックアップされたバッテリバックアップRAM(図示せず)との間でデータの授受を行なうようになっている。
【0040】
なお、RAM32内データはイグニッションスイッチをオフすると消えてリセットされるようになっている。
また、図3では、特に燃料噴射制御に関する部分を中心に示しているが、CPU27で演算結果に基づく燃料噴射制御信号は、各気筒毎の(ここでは、4つの)噴射ドライバ(燃料噴射弁駆動手段)34に送られ、噴射ドライバ34が、インジェクタ3のソレノイド(インジェクタソレノイド)3a(正確には、インジェクタソレノイド3a用のトランジスタ)へのバッテリからの電力供給をオンオフ制御しながらインジェクタ3を開閉させるようになっている。
【0041】
今、燃料噴射制御(空燃比制御)に着目すると、CPU27で演算された燃料噴射用制御信号がドライバ34を介して出力され、例えば4気筒エンジンであれば4つのインジェクタ3を順次駆動させてゆくようになっている。
そして、上述のような筒内噴射エンジンの特徴から、このエンジンでは、燃料噴射の態様として、リーン燃焼による運転(リーン運転)を実現するために圧縮行程後期で燃料噴射を行なう後期噴射モードと、理論空燃比燃焼による運転(理論空燃比運転又はストイキオ運転)を実現するために吸気行程の初期又は前期には燃料噴射を終える前期噴射モードとが設けられている。この理論空燃比運転時には、供給すべき燃料量が多い場合には、排気行程の後期又は終期から燃料噴射を始めて吸気行程の初期又は前期にかけて燃料噴射を終える場合もある。
【0042】
ECU23の機能のうち本筒内噴射型内燃機関の特徴とするリーンNOx触媒に関する部分について説明すると、図1に示すように、ECU23には、リーン燃焼運転領域判定手段101と、付着量推定手段102と、燃料噴射弁制御手段103とがそなえられている。
このうち、リーン燃焼運転領域判定手段101は、エンジン回転数センサ(クランク角センサ)21で検出されたエンジン回転数Neの情報と、スロットルセンサ18で検出されたスロットル開度θTHの情報とに基づいて、例えば、低負荷域や低回転域ではリーン燃焼運転モードとしてリーン燃焼運転を行ない、高負荷域や高回転域では理論空燃比又はリッチ燃焼運転のモードとして理論空燃比運転又はリッチ燃焼運転を行なうようになっている。
【0043】
付着量推定手段102は、リーンNOx触媒13Aへ付着したイオウ等の浄化能力低下物質(被毒物質)の付着量を推定する機能(付着量推定部)102Aと、この推定値からイオウ等の浄化能力低下物質の付着量が所定の限度量に達したことを判定する機能(付着限度判定部)102Bとを有する。
つまり、燃料や機関の潤滑油内にはイオウが含まれているため排気ガス中にも硫酸塩等のイオウ分(以下、単にイオウという)が含まれ、このイオウもNOxとともにNOx吸収剤に吸収されて、このイオウの吸収量の増大に応じて、NOx吸収剤が吸収しうるNOxの量の低下、即ち浄化能力低下が生じる。
【0044】
しかしながら、リーンNOx触媒13Aに実際の付着したイオウ等の浄化能力低下物質の量を検出するのは困難である。
そこで、付着量推定手段102の付着量推定部102Aでは、このイオウ等の浄化能力低下物質の付着量に対応すると考えられる量をパラメータとして浄化能力低下物質の付着量を推定するようにしているのである。
【0045】
つまり、このようなイオウ等の付着量は、リーン燃焼運転時の排気ガスの浄化の量に対応するものと考えられ、リーン燃焼運転領域判定手段101からのリーン運転情報を前提に、例えばリーン燃焼運転中の吸入空気量の積算値、又は、リーン燃焼運転中の燃料消費量の積算値に基づいて、このようにリーンNOx触媒13Aに付着するイオウ等の浄化能力低下物質の付着量を推定することができるほか、より簡単には、リーン燃焼運転による走行距離やリーン燃焼運転による走行時間(リーン燃焼運転時間)でも推定することができる。
【0046】
なお、リーン燃焼運転中の吸入空気量の積算値は、リーン燃焼運転中のエアフローセンサのパルス数APLEANで求めることができ、リーン燃焼運転中の燃料消費量の積算値は、リーン燃焼運転中のインジェクタ駆動時間TLEANで求めることができる。また、リーン燃焼運転による走行距離は、リーン燃焼運転中の走行距離メータ26からのカウント情報DLEANを積算していくことで求めることができ、リーン燃焼運転時間は、リーン燃焼運転中にタイマを作動させてこのカウント情報TRLEANから求めることができる。
【0047】
ここでは、付着量推定部102Aで、これらのエアフローセンサのパルス数APLEAN,インジェクタ駆動時間TLEAN,走行距離メータカウント情報DLEAN,又はタイマカウント情報TRLEANのいずれかを積算していく。
そして、付着限度判定部102Bでは、かかる積算値(リーン状態積算値)APLEAN,TLEAN,DLEAN,又はTRLEANが、予め設定された閾値AP0,T0,D0,又はTR0以上になったら、リーンNOx触媒13Aにイオウ等の浄化能力低下物質が限度量まで付着したと判定して、この場合には、リーンNOx触媒13Aからイオウ等の浄化能力低下物質を除去して触媒13Aの能力を復活(又は再生)させるための触媒復活信号(又は触媒再生信号)を出力するようになっている。
【0048】
燃料噴射弁制御手段103は、燃料噴射弁3を制御するための2つの機能、即ち、通常燃料噴射制御部104と触媒復活用燃料噴射制御部105とを有し、通常燃料噴射制御部104では、燃焼室2での燃焼のための燃料噴射制御(吸気行程〜圧縮行程にかけての噴射)を行なうが、触媒復活用燃料噴射制御部105では、触媒復活のため制御、即ち、リーンNOx触媒13Aを加熱するとともにリッチ又はストイキオ雰囲気下におくための燃料噴射の制御を行なう。
【0049】
この触媒復活用燃料噴射制御部105では、リーンNOx触媒13Aに燃料を供給することで、燃料の燃焼によりリーンNOx触媒13Aを昇温させ、リーンNOx触媒13Aが所定温度に昇温した後には、リーンNOx触媒13Aをリッチ又はストイキオ雰囲気下におくために、空燃比が理論空燃比以下の比較的燃料リッチな混合気をリーンNOx触媒13Aに供給するように制御を行なう。
【0050】
特に、この触媒復活制御では、燃焼室2での燃焼に影響しないように、この触媒へ供給するための燃料噴射は、図6に示すように、各気筒の排気行程内(具体的には、膨張行程末期から排気行程の間)の排気弁5の開放中に行なわれるようになっている。なお、図6中に示す吸気行程での噴射は燃焼室2での燃焼のために行なう通常の燃料噴射である。また、触媒復活制御のために供給する燃料を通常の燃焼室2での燃焼のために供給する燃料と区別して、追加燃料という。
【0051】
この触媒復活用燃料噴射制御部105には、触媒復活制御(追加燃料制御)の開始及び終了を判定する機能(開始・終了判定部)105A、及び、触媒復活制御時に、リーンNOx触媒13Aへの供給ガスを、リーン側(リーン又はストイキオ)の状態となるように追加燃料噴射量を設定するか、リッチ側(リッチ又はストイキオ)の状態となるように追加燃料噴射量を設定する機能(追加燃料噴射量設定部)105Bがそなえられる。
【0052】
開始・終了判定部105Aでは、上述のような付着量推定手段102からの触媒復活信号を受けると触媒復活制御を開始すべきと判定して、触媒復活制御の開始後に、リーンNOx触媒13Aが第1所定温度(例えば650°C)に昇温して且つリッチ又はストイキオ状態にある時間の積算値が所定時間(例えば600秒)以上になった場合、又はリーンNOx触媒13Aが第1所定温度よりも高い第2所定温度(例えば750°C)まで昇温した場合に、触媒復活が完了し触媒復活制御を終了すべきと判定する。なお、リーンNOx触媒13Aの温度は触媒温度センサ16で求められ、時間の積算値は、所要条件下でタイマ36を作動させて得られるタイマ値で求められる。
【0053】
追加燃料噴射量設定部105Bでは、リーンNOx触媒13Aの温度が第1所定温度(例えば650°C)未満の時には、リーン側(リーン又はストイキオ)の状態となるように酸素センサ15からの検出情報に基づくフィードバック制御により追加燃料噴射量を設定し、リーンNOx触媒13Aの温度が第1所定温度(例えば650°C)以上の時には、リッチ側(リッチ又はストイキオ)の状態となるように酸素センサ15からの検出情報に基づくフィードバック制御により追加燃料噴射量を設定する。
【0054】
このような復活モード制御時に、リーンNOx触媒13Aの温度に応じて追加燃料噴射量を調整するのは、リーンNOx触媒13Aの温度が第1所定温度未満の時にはリーンNOx触媒13Aを加熱して昇温させるための燃料供給を行ない、リーンNOx触媒13Aの温度が第1所定温度以上の時にはリーンNOx触媒13Aに付着したイオウ等の浄化能力低下物質(被毒物質)を分解してより害の少ない物質に還元して排出させようとするための燃料供給である。
【0055】
つまり、燃料や機関の潤滑油内に含まれたイオウSは最終的に硫酸酸バリウムB2 SO4 のような分解しにくい硫酸塩としてリーンNOx触媒13AのNOx吸収剤に吸着しており、この硫酸塩は単に排気ガスの空燃比をリッチ側(リッチ又はストイキオ)としただけでは分解されない。しかし、この硫酸塩は、リーンNOx触媒13AのNOx吸収剤が所要の温度まで昇温すると分解して硫酸イオンSO4 2- が三酸化イオウSO3 のかたちでNOx吸収剤から放出される。
【0056】
そして、このようにNOx吸収剤から放出された三酸化イオウSO3 を二酸化イオウSO2 に還元して放出するには、未燃ガスをリーンNOx触媒13Aに供給すればよい。そこで、空燃比がリッチ又はストイキオの排気ガスがリーンNOx触媒13Aに供給されるように追加燃料の噴射量を調整して、排気ガス中の未燃のHCやCOによって還元作用が得られるようにしているのである。
【0057】
なお、開始・終了判定部105Aによる触媒復活の完了判定を、触媒13Aが第1所定温度以上に所定時間ある場合としているが、これは、触媒13Aが所定の温度状態におかれるとその時間に応じて硫酸塩が分解するので予めこのような特性を調べて第1所定温度及び所定時間を設定する。また、触媒復活の完了判定を、触媒13Aが第2所定温度以上になった場合としているが、これは触媒13Aの過昇温を防ぐ目的とともに、触媒13Aが第2所定温度以上に十分に高まったら既にNOx吸収剤から十分な硫酸塩が分解・放出されたと推定できるからである。
【0058】
本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃機関は、上述のように構成されるため、その触媒復活制御(追加燃料制御)は例えは図4,図5に示すように行なわれる。
図4に示す制御は、触媒の復活が完了したら開始されて、予め設定された所定の制御周期で行なわれるが、まず、リーン燃焼運転領域判定手段101からの運転情報に基づいてリーン運転が成立しているか否かを判定して(ステップA10)、リーン運転が成立していなければ何ら行なわないが、リーン運転が成立しているときには、ステップA20に進んで、例えばリーン燃焼運転中の吸入空気量(エアフローセンサのパルス数APLEAN)、又はリーン燃焼運転中の燃料消費量(インジェクタ駆動時間TLEAN)、又はリーン燃焼運転による走行距離DLEAN、又は、リーン燃焼運転による走行時間TRLEANをモニターしながら、その積算値(リーン状態積算値)ΣAPLEAN,ΣTLEAN,ΣDLEAN,又はΣTRLEANを算出する。以下、これらのリーン状態積算値についても、APLEAN,TLEAN,DLEAN,又はTRLEANと表記する。
【0059】
ついで、ステップA30に進んで、リーン状態積算値APLEAN,TLEAN,DLEAN,又はTRLEANが、予め設定された閾値AP0,T0,D0,又はTR0以上になったか否かを判定する。なお、閾値のうち例えば走行距離の閾値D0は5000km程度に設定することができる。
リーン状態積算値APLEAN,TLEAN,DLEAN,又はTRLEANが閾値に達するまでは、ステップA10,A20,A30を繰り返していき、リーン状態積算値APLEAN,TLEAN,DLEAN,又はTRLEANが閾値に達したら、復活モードの開始と判定して、ステップA40に進んで、復活モードの制御を行なう。
【0060】
この復活モード制御は、図5に示すように、リーンNOx触媒13Aの温度が第1所定温度(例えば650°C)以上あるか否かを判定して(ステップB10)、リーンNOx触媒13Aの温度が第1所定温度以上なければ、リーンNOx触媒13Aへ供給される排気ガスがリーン側(リーン又はストイキオ)の状態となるように酸素センサ15からの検出情報に基づくフィードバック制御により追加燃料噴射量を調整する(ステップB30)。また、リーンNOx触媒13Aの温度が第1所定温度以上になったら、リーンNOx触媒13Aへ供給される排気ガスがリッチ側(リッチ又はストイキオ)の状態となるように酸素センサ15からの検出情報に基づくフィードバック制御により追加燃料噴射量を調整する(ステップB20)。
【0061】
このような復活モード制御時には、例えば図6に示すように、復活モードの開始判定後、直近の気筒から各気筒の排気行程での燃料噴射を開始するが、この追加燃料の噴射時にリーンNOx触媒13Aの温度が低くて第1所定温度に達していなければ、単にリーンNOx触媒13Aを加熱して昇温させるために追加燃料を噴射する。このときに噴射される追加燃料の一部は、リーンNOx触媒13Aに到達する前に排気通路12内で排気ガスの高熱によって燃焼し、その他の追加燃料は、リーンNOx触媒13Aに到達してリーンNOx触媒13Aの触媒作用で無駄なく完全に燃焼する。
【0062】
また、リーンNOx触媒13Aの温度が高まり第1所定温度に達したら、例えば図7に示すように、リーンNOx触媒13Aにリッチ又はストイキオの排気ガスが供給されるように追加燃料を適宜増量して噴射する。このようにリーンNOx触媒13Aを所要の温度まで昇温させると、リーンNOx触媒13Aに吸着している硫酸塩等の浄化能力低下物質(被毒物質)が分解して放出され、さらに、放出された分解物(例えば三酸化イオウSO3 )は、追加燃料噴射によるリッチ又はストイキオの排気ガス中の未燃のHCやCOによってより害の少ない物質(例えば二酸化イオウSO2 )に還元されて排出される。
【0063】
そして、このようにリーンNOx触媒13Aの温度が高まり第1所定温度(例えば650°C)に達した際には、図4のステップA60に示すように、この触媒13Aの温度が第1所定温度以上の状態(触媒復活中の状態)の時間を積算して、この積算値が所定時間(例えば600秒)に達したか否かを判定する(ステップA70)。
【0064】
このように、触媒13Aの温度が第1所定温度以上の状態の積算時間が所定時間に達したら触媒の復活が完了したとして(ステップA90)、復活モードを終了する。また、触媒温度が第1所定温度以上の状態の積算時間が所定時間に達しなくても、触媒13Aの温度が第2所定温度(例えば750°C)以上になったか否かを判定して(ステップA80)、触媒13Aの温度が第2所定温度(例えば750°C)以上になったら、触媒の復活が完了したとして(ステップA90)、復活モードを終了する。そして、復活モードの終了時には、リーン状態積算値APLEAN,TLEAN,DLEAN,又はTRLEANを0にクリヤする(ステップA100)。
【0065】
このようにして、リーンNOx触媒13Aにイオウ等の浄化能力低下物質(被毒物質)が付着したら、触媒復活制御により、付着したイオウ等の浄化能力低下物質をより害の少ない物質に還元させながら除去していくので、復活制御時の排気ガス自体を浄化しながら、リーンNOx触媒13AのNOx吸収能力を復活させることができ、リーン運転時等に排気ガス中に生じるNOxを確実に吸収できるようになる。
【0066】
特に、通常の燃焼のための燃料噴射とは切り離して、排気行程噴射により復活制御即ち加熱制御を行なうため、通常の燃焼に影響させずに、従って、トルク変動を生じさせることなく、復活制御を行なうことができる。
このため、例えば走行中にリーン運転中などの低負荷領域や低回転領域でもドライバに違和感を与えないでリーンNOx触媒の復活制御を行なうことができるという利点がある。
【0067】
また、排気行程噴射によると、噴射燃料は燃焼室での燃焼にはほとんど供されることなく未燃の状態で排気ガスとともに触媒にほぼ直接的に供給されるため、少ない追加燃料で速やかに触媒の活性を促進して、復活を完了することができる利点がある。
さらに、排気行程噴射によると、復活制御を行なっている場合であっても、通常の燃料噴射(即ち、排気行程の末期から吸気行程での燃料噴射)の制御については、追加燃料噴射を行なっている場合であっても行なっていない場合であっても、同様に行なうことができる。
【0068】
なお、復活モード開始の基準となるリーン状態積算値APLEAN,TLEAN,DLEAN,又はTRLEANの閾値AP0,T0,D0,又はTR0は、リーンNOx触媒13Aへの浄化能力低下物質の付着特性等を調べてこの結果に基づいて設定することができ、また、復活モード終了の基準となる所定温度領域でのリッチ又はストイキオの排気ガス供給時間もリーンNOx触媒13Aの復活特性を調べてこの結果に基づいて設定することができる。
【0069】
また、復活モード時に通常のエンジン運転への悪影響がないので、復活モード開始の基準となるリーン状態積算値APLEAN,TLEAN,DLEAN,又はTRLEANの閾値AP0,T0,D0,又はTR0を安全側の小さな値に設定して、イオウ分等が過剰に滞留することのないように小まめに復活制御を行なうようにすることもできる。
【0070】
また、リーンNOx触媒13Aの昇温段階では、空燃比がリーン又はストイキオ状態になるように排気行程の追加燃料噴射を行なうため、燃料を効率的に使用しながら触媒の復活制御を行なうことができるという利点がある。
さらに、触媒温度が第2所定温度以上となったら復活完了と判定するので、触媒の過昇温も防止することができる。
【0071】
勿論、装置に触媒加熱用のヒータ等のハード構成を追加することなく触媒9の昇温を行なえるので、コスト増を抑制しながら触媒復活を実現できる。
なお、リーンNOx触媒13Aの第1設定温度への昇温後に、リーンNOx触媒13Aをリッチ雰囲気にすると発熱が多過ぎて過昇温してしまう場合に、エンジンそのものをストイキオ又はリッチで運転するようにして排気行程噴射を実施しないようにしてもよい。
【0072】
つまり、エンジン本体がリーン状態で運転している場合、その排気ガスは酸素過多状態であり、ここで排気行程噴射を行なえば、排気系内の余剰酸素と追加燃料とが反応して発熱する。また、リーンNOx触媒やその後段の三元触媒でも反応して発熱する。
これらの発熱により、触媒が過昇温してしまうことが考えられるが、この過昇温を防止するには排気系内の余剰酸素と追加燃料との反応による発熱を抑制すればよい。
【0073】
すなわち、エンジン本体をストイキオ又はリッチ状態で運転する一方で、排気行程噴射による追加燃料の噴射を実施しないようにすると、リーンNOx触媒や三元触媒はエンジン本体のストイキオ又はリッチ状態での運転による発熱量で過昇温することなく第1設定温度に保たれて、所定時間が経過することになり、触媒の復活が完了するのである。
【0074】
もちろん、上述のように、リーンNOx触媒13Aの第1設定温度への昇温後にリッチ雰囲気にしても過昇温しなければ、エンジンそのものをリーン運転しながら、追加燃料でリーンNOx触媒13Aへ供給される排気ガスがストイキオ又はリッチとなるように運転することができる。
次に、本発明の第2実施形態としての筒内噴射型内燃機関について説明すると、本実施形態でも、第1実施形態と同様に、ECU23に、リーン燃焼運転領域判定手段101と、付着量推定手段102と、燃料噴射弁制御手段103とがそなえられており、触媒の復活制御が行なわれるようになっているが、ここでは、触媒の復活、即ち追加燃料噴射が、図8に示すように、同一行程内の追加燃料の噴射を複数回(ここでは、2回)に分けて行なえるようになっている。
【0075】
ここでは、追加燃料の噴射時間texを予め設定された所定時間(閾値)t0 と比較し、噴射時間texが閾値t0 未満なら噴射回数を1回に設定し、噴射時間texが閾値t0 以上なら噴射回数を2回に設定するようになっている。
このように、燃料を複数回(ここでは、2回)に分けて行なうのは、以下の理由による。
【0076】
つまり、追加燃料を一度に長時間に噴射すると、当然一度に多量の燃料が噴射されることになり、噴射後期で燃料圧力が低下して、噴射初期に比べて霧化状態が悪化して、噴射燃料が均一に混ざらないおそれがある。この場合には、追加燃料として排気行程中に噴射された燃料の一部が未燃のまま排出されることになり、触媒13Aの昇温化や活性化のための燃料効率が低下してしまう。
【0077】
もちろん、一作動サイクルの排気行程内で噴射したい追加燃料量がはじめから少なければ、このようなおそれはない。
そこで、上述のような霧化状態の悪化を招くおそれがあるほどに、一作動サイクルの排気行程内で噴射したい追加燃料量が多い場合には、燃料噴射を開始したら、噴射後期の燃圧低下が僅かなうちに一旦燃料噴射を停止して、僅かなインターバルをおいて再び燃料噴射を行なうようにしているのである。
【0078】
したがって、噴射回数を判定するための閾値t0 は、このような一定以上の燃圧低下を招くおそれのある範囲を規定するように設定されている。
なお、追加燃料の噴射時間(一作動サイクル内での全噴射時間)texは、エンジン回転数(エンジン回転速度)Ne等に応じて設定することができ、例えばエンジン回転数Neが高いほど噴射時間texを短く設定することが考えられる。
【0079】
これは、エンジン回転数Neが高いほど、一作動サイクルに要する時間が短くなるため、一作動サイクルにおける排気行程も短くなり、排気行程内において燃料噴射を行なえる時間も短くなる。したがって、エンジン回転数Neが高いほど追加燃料の噴射時間texを短くしているのである。
また、噴射回数が2回の場合には、第1回目の噴射時間tex1 よりも第2回目の噴射時間tex2 が短くなるように各噴射時間tex1 ,tex2 を設定するようにしてもよい。このように、後の噴射回の方の噴射時間を短くしているのは、以下の理由による。
【0080】
つまり、この排気ガスは排気行程のはじめには爆発直後のため高温で酸素も含まれている。このため、追加燃料の噴射量が比較的多くても燃料の霧化及び燃焼が速やかで確実に行なわれる。しかし、排気行程内での時間経過とともに、排気ガス温度は次第に低下して排気ガス中に含まれる酸素も次第に減少して、燃料の噴射量が多いと燃料の霧化及び燃焼を速やかで確実に行なわせにくくなる。
【0081】
そこで、後の噴射回ほど短い噴射時間に設定して、追加燃料の霧化及び燃焼が速やかで確実に行なえるようにしているのである。
なお、この他の部分の構成は、第1実施形態と同様になっているので説明は省略する。
本発明の第2実施形態の筒内噴射型内燃機関は、上述のように構成されるので、第1実施形態とほぼ同様な作用及び効果が得られ、特に、追加燃料を分割して噴射することで燃料効率が向上して、より効率よく、低コストで速やかに触媒の復活を行なうことができる利点がある。
【0082】
次に、本発明の第3実施形態としての筒内噴射型内燃機関について説明すると、この実施形態にかかる内燃機関(エンジン)は、12気筒をそなえており、例えばV型12気筒エンジンとして構成されている。勿論、このエンジンも、火花点火式の4サイクルエンジンであって、気筒内で燃料を直接噴射する筒内噴射エンジンとして構成されている。
【0083】
この実施形態でも、第1実施形態と同様に、ECU23に、リーン燃焼運転領域判定手段101と、付着量推定手段102と、燃料噴射弁制御手段103とがそなえられており、触媒の復活制御が行なわれるようになっているが、この実施形態では、触媒の復活、即ち追加燃料噴射を複数気筒で同時に行なうようになっている。
【0084】
つまり、気筒数の多いエンジンでは、複数の気筒間で排気行程がオーバラップ(重合)することがある。例えば、本実施形態のように12気筒エンジンであれば、図9に示すように、同時に3つの気筒で排気行程がオーバラップする。
本実施形態では、12気筒を、それぞれ互いに排気行程のオーバラップする3つの気筒からなる4つのグループに分けて、各グループ毎に、排気行程における追加燃料噴射を行なうようになっている。
【0085】
この例では、図9に示すように、第1気筒(#1)と第2気筒(#2)と第9気筒(#9)とのグループ(第1グループ)、第10気筒(#10)と第5気筒(#5)と第6気筒(#6)とのグループ(第2グループ)、第11気筒(#11)と第12気筒(#12)と第3気筒(#3)とのグループ(第3グループ)、第4気筒(#4)と第7気筒(#7)と第8気筒(#8)とのグループ(第4グループ)、の4つのグループに分けており、各グループの気筒では、同時に排気行程における追加燃料噴射を行なうようになっているのである。
【0086】
ところで、各グループ内の複数の気筒は、図9に示すように、いずれも同時に排気行程となる期間があるが、この期間は当然ながら単一の気筒の排気行程よりも短く、本実施形態のように12気筒の場合には、グループ内の各気筒で排気行程の共通する期間は、単一の気筒の排気行程期間のほぼ三分の一である。
そこで、グループ内の各気筒がいずれも排気行程の時に追加燃料噴射が行なわれるように、噴射時間texを制限するように構成されている。つまり、エンジン回転数Neに応じて噴射時間texの上限値tex(Ne)MAX を、図9にグループ噴射の領域を示す破線で規定されるクランク角の変位量分に設定されており、噴射時間texをこの上限値tex(Ne)MAX で制限することでグループ内の各気筒がいずれも排気行程の時に追加燃料噴射が行なわれるようになっている。
【0087】
この他の部分については、第1実施形態と同様に構成されている。
本発明の第3実施形態としての筒内噴射型内燃機関は、上述のように構成されているので、同時に排気行程となる複数(ここでは、3つ)の気筒単位のグループで、各気筒がいずれも排気行程にあるときに限定しながら同時に追加燃料噴射を行なうので、第1実施形態と同様な作用および効果が得られる上に、燃料噴射弁を制御するためのCPUの負荷を低減できて、CPUにかかるコストを低減できる利点もある。
【0088】
なお、上述の実施形態では、浄化能力低下物質の付着量を推定して触媒の復活のための制御(排気行程燃料噴射制御又は追加燃料制御)を行なっているが、浄化能力低下物質の付着量を推定しないで、例えば単に所定時間が経過する毎にこの触媒復活用燃料噴射制御を行なったり、エンジンの運転状態に応じた時間間隔等によって触媒復活用燃料噴射制御を行なったりしてもほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。
【0089】
なお、リーンNOx触媒は、上記の実施形態のものに限定されるものでなく、カリウム等のアルカリ金属,バリウム等のアルカリ土類及びランタン等の希土類の中の少なくともいずれか一つの成分を担持するもの等、他の構成のものでもよい。
【0090】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1,3記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をそなえ、空燃比を理論空燃比よりも大きくしてリーン燃焼運転を行ないうる筒内噴射型内燃機関において、該燃焼室から排気ガスを排出する排気通路と、該排気通路に設置されてリーン燃焼運転時に排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を吸収するリーンNOx触媒と、該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段によって検出された該内燃機関の運転状態に基づいて、該燃焼室での燃焼のために行なう通常の燃料噴射とは別に該燃焼室での燃焼に影響しないように該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リーンNOx触媒へ追加燃料を供給する燃料噴射弁制御手段とをそなえるという構成により、通常の燃焼室での燃焼に影響しないようにしてトルク変動を招来することのないようにしながら、リーンNOx触媒に付着した浄化能力低下物質を分解・除去して、リーンNOx触媒を復活させることができる利点がある。
また、請求項1記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、さらに、リーンNOx触媒の温度がリーンNOx触媒に付着した浄化能力低下物質の分解可能な温度領域の下限値である所定温度未満の時には、リーンNOx触媒を昇温させことを目的にして、空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりもリーン側となるように噴射量を調整して追加燃料の供給を行ない、リーンNOx触媒の温度が所定温度以上の時には、リーンNOx触媒に付着した浄化能力低下物質を分解してより害の少ない物質に還元するために空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチ側となるように噴射量を調整することで、浄化能力低下物質の分解可能な温度領域外で追加燃料量を余分に用いることを回避することができ、効率よく追加燃料が供給されるようになる。
請求項2,3記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、該内燃機関が複数の気筒を有し、該燃料噴射弁が各気筒毎に配設されるとともに、上記の複数の気筒のうちの少なくとも一部の気筒間で、それぞれの排気ポートの開放時期が部分的にオーバラップするように互いの作動位相が設定されて、該燃料噴射制御手段が、これらの排気ポートの開放時期が互いにオーバラップする気筒については、各気筒にそなえられた該燃料噴射弁を同時に作動させるように構成されることにより、制御を単純化させながら低コストで、リーンNOx触媒の復活を行なうことができる利点がある。
【0091】
請求項記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、請求項1〜3の何れか1項に記載の構成において、該運転状態検出手段が、該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定し、該付着量が所定量に達したか否かを判定する付着量推定手段をそなえ、該燃料噴射弁制御手段が、該付着量推定手段により該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量が所定量に達したと判定されると、該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リーンNOx触媒へ該追加燃料の供給を行なうように構成されることにより、浄化能力低下物質の付着が所定量に達したら、通常の燃焼室での燃焼に影響しないようにしてトルク変動を招来することのないようにしながら、リーンNOx触媒に付着した浄化能力低下物質を分解・除去して、リーンNOx触媒の復活を確実に行なうことができる利点がある。
【0092】
請求項記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、請求項記載の構成において、該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転中の吸入空気量の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成されることにより、リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を容易に推定することができ、リーンNOx触媒の復活を適切に行なうことができる利点がある。
【0093】
請求項記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、請求項記載の構成において、該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転中の燃料消費量の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成されることにより、リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を容易に推定することができ、リーンNOx触媒の復活を適切に行なうことができる利点がある。
【0094】
請求項記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、請求項記載の構成において、該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転による走行距離の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成されることにより、リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を容易に推定することができ、リーンNOx触媒の復活を適切に行なうことができる利点がある。
【0095】
請求項記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、請求項記載の構成において、該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転による走行時間の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成されることにより、リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を容易に推定することができ、リーンNOx触媒の復活を適切に行なうことができる利点がある。
【0097】
請求項記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、請求項1〜8の何れか1項に記載の構成において、該燃料噴射弁制御手段が、一作動サイクル内の排気行程に該燃料噴射弁を複数回作動させながら複数回に分けて該追加燃料を噴射させるように構成されることにより、追加燃料をより効率よく噴射させながら、低コストで速やかに、リーンNOx触媒の復活を行なうことができる利点がある。
【0098】
請求項10記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、請求項1〜9の何れか1項に記載の構成において、該リーンNOx触媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段をそなえ、該燃料噴射弁制御手段が、該追加燃料の供給開始後、該触媒温度状態検出手段の検出結果に基づいて該リーンNOx触媒の温度が所定温度以上の状態が所定時間以上に達したら該追加燃料の供給を停止するように構成されることにより、追加燃料をより効率よく噴射させながら、低コストで無駄なく、リーンNOx触媒の復活を行なうことができる利点がある。
【0099】
請求項11記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、請求項1〜10の何れか1項に記載の構成において、該リーンNOx触媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段をそなえ、該燃料噴射弁制御手段、該触媒温度状態検出手段の検出結果に基づいて、上記の噴射量の調整による上記追加燃料の供給を行なうように構成されることにより、追加燃料をより効率よく噴射させながら、低コストで無駄なく且つ速やかに、リーンNOx触媒の復活を行なうことができる利点がある。
【0100】
請求項12記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、請求項1〜11の何れか1項に記載の構成において、該リーンNOx触媒が、カリウム等のアルカリ金属,バリウム等のアルカリ土類及びランタン等の希土類の中の少なくともいずれか一つの成分を担持するという構成により、具体的にリーンNOx触媒を構成することができる。
請求項13記載の本発明の筒内噴射型内燃機関によれば、請求項1〜12の何れか1項に記載の構成において、燃料噴射弁制御手段は、該リーンNOx触媒を該所定温度へ昇温させた後に、該リーンNOx触媒をリッチ雰囲気にすると発熱が多過ぎて過昇温してしまう場合には、該追加噴射を行なわずに、該燃焼室での燃焼のために行なう通常の燃料噴射により空燃比がストイキオ又はリッチとなるようにするという構成により、排気系内の余剰酸素と追加燃料との反応による発熱が抑制され過昇温を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃機関の制御系の要部構成を模式的に示す制御ブロック図である。
【図2】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃機関の全体構成を示す図である。
【図3】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃機関の制御系を示すハードブロック図である。
【図4】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御を説明するためのフローチャートである。
【図5】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御による触媒の復活モードを説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃機関の追加燃料の噴射タイミングを示す図である。
【図7】本発明の第1実施形態としての筒内噴射型内燃機関の追加燃料の噴射タイミングを示す図である。
【図8】本発明の第2実施形態としての筒内噴射型内燃機関の追加燃料の噴射タイミングを示す図である。
【図9】本発明の第3実施形態としての筒内噴射型内燃機関の追加燃料の噴射タイミングを示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン本体
2 燃焼室
3 燃料供給手段としての燃料噴射弁(インジェクタ)
3a インジェクタソレノイド
4 吸気弁
5 吸気通路
5A 吸気ポート
5B 吸気マニホールド
5C サージタンク
5D 吸気管
6 エアクリーナ
7 エアフローセンサ
8 スロットルバルブ
9 吸気温度センサ
10 大気圧センサ
11 吸気弁
12 排気通路
12A 排気ポート
12B 排気マニホールド
12C 排気管
13 排気ガス浄化触媒
13A リーンNOx触媒
13B 三元触媒
14 空燃比センサ
15 酸素センサ
16 触媒温度センサ
17 点火プラグ
18 スロットル開度センサ(スロットルセンサ)
19 水温センサ
20 クランキングスイッチ〔イグニッションスイッチ(キースイッチ)〕
21クランク角センサ(エンジン回転数センサ)
22 TDCセンサ(気筒判別センサ)
23 ECU(電子制御ユニット)
24 アクセルポジションセンサ
25 バッテリセンサ
26 距離メータ
27 CPU
28,29 入力インタフェイス
30 アナログ/デジタルコンバータ
31 ROM
32 RAM
33 アイドルスイッチ
34 噴射ドライバ(燃料噴射弁駆動手段)
36 タイマ
48 フリーランニングカウンタ
101 リーン燃焼運転領域判定手段
102 付着量推定手段
102A 付着量推定部
102B 付着限度判定部
103 燃料噴射弁制御手段
104 通常燃料噴射制御部
105 触媒復活用燃料噴射制御部
105A 開始・終了判定部
105B 追加燃料噴射量設定部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an in-cylinder injection type internal combustion engine that can inject fuel directly into a combustion chamber and perform a lean combustion operation, and in particular, when a lean NOx catalyst is deteriorated due to adhesion of a purification ability reducing substance, the purification ability reduction substance is removed. The present invention relates to a direct injection internal combustion engine that can regenerate a lean NOx catalyst.
[0002]
[Prior art]
There are engines such as an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) mounted on an automobile that burns a lean air-fuel mixture. In such an engine, the amount of NOx in the exhaust gas increases during lean operation. Therefore, in order to purify the exhaust gas in such an engine, there is an exhaust system in which a lean NOx catalyst or a combination of a lean NOx catalyst and a three-way catalyst is installed.
[0003]
Such a lean NOx catalyst is provided with a NOx absorbent in the exhaust passage that absorbs NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean and releases the absorbed NOx when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases. The NOx generated when the lean air-fuel mixture is burned is absorbed by the NOx absorbent, and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx absorbent is temporarily made rich before the NOx absorbent capacity is saturated. Then, there is one that reduces NOx from the NOx absorbent and releases it.
[0004]
As described above, when NOx is reduced from the NOx absorbent, the hydrocarbon (HC) is made to exist in the exhaust gas by temporarily enriching the air-fuel ratio of the exhaust gas so that the hydrocarbon (HC) exists in the exhaust gas. ) As a reducing agent to the NOx absorbent. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-117225 discloses a technique related to such reduction of NOx. With this technology, fuel can be sub-injected during the expansion and exhaust strokes of the engine, and the molecular structure of hydrocarbons (HC) can be decomposed into smaller ones using combustion heat to efficiently reduce NOx. It is to make.
[0005]
By the way, since sulfur is contained in fuel and engine lubricating oil, the exhaust gas contains sulfur such as sulfate (hereinafter simply referred to as sulfur), and this sulfur is also absorbed by the NOx absorbent together with NOx. Is done. However, since this sulfur is not released from the NOx absorbent even if the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx absorbent is simply made rich, the amount of sulfur in the NOx absorbent gradually increases. As the amount of absorption increases, the amount of NOx that can be absorbed by the NOx absorbent gradually decreases, and eventually the NOx absorbent can hardly adsorb NOx.
[0006]
In addition, the above-mentioned JP-A-6-117225 particularly suggests that a poisoning substance that lowers the purification ability such as sulfur that lowers the performance of such a lean NOx catalyst is adsorbed by the NOx absorbent. Absent.
Sulfur absorbed in the NOx absorbent is decomposed and released from the NOx absorbent by heating the NOx absorbent, and at this time, if the air-fuel ratio is made rich or stoichiometric, it is released from the NOx absorbent. Sulfur is immediately reduced by unburned HC and CO in the exhaust gas.
[0007]
Therefore, for example, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-66129, focusing on such characteristics, when a specific condition is satisfied, the NOx absorbent is heated to further perform rich operation or stoichiometric operation. By performing this, sulfur is released from the NOx absorbent, and is further oxidized and discharged. The specific condition in this case is that the amount of sulfur absorbed in the NOx absorbent reaches a predetermined amount, and the NOx absorbent is heated by operating an electric heater installed in the exhaust system. It is like that.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described conventional techniques have the following problems.
In other words, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-117225 cannot cope with a decrease in the performance of the lean NOx catalyst due to a substance having a reduced purification ability such as sulfur.
In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-66129, a device for heating a catalyst such as an electric heater is required in the exhaust system, resulting in an increase in cost and an increase in the size of the exhaust system.
[0009]
By the way, as a means for heating the catalyst, it is conceivable to supply the fuel to the catalyst and burn the fuel in the vicinity of the catalyst. In order to supply fuel to the catalyst, it is conceivable to operate the engine with the air-fuel ratio in a rich state. For example, if the lean combustion operation and the rich combustion operation are repeated, the cost increases and the exhaust system becomes larger. The catalyst can be heated to a required temperature without being invited, and the purification ability reducing substance can be removed from the lean NOx catalyst to perform the catalyst restoration process.
[0010]
However, if the air-fuel ratio is changed from lean to stoichiometric or rich during driving, torque fluctuations occur and the driving performance is deteriorated. To avoid this, such a catalyst restoration process is performed in a low load region or a low load. It is not used in the rotation region, and it is difficult to perform reliable catalyst recovery.
Furthermore, when the air-fuel ratio is changed from lean to stoichiometric or rich during traveling, there is also a problem that fuel consumption deteriorates.
[0011]
The present invention was devised in view of the above-mentioned problems, and it is possible to reliably and appropriately remove the purification ability-decreasing substance adsorbed on the lean NOx catalyst while preventing torque fluctuations. An object of the present invention is to provide a cylinder injection type internal combustion engine.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  For this reason, the direct injection internal combustion engine according to the first aspect of the present invention includes a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, and makes the air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio to perform a lean combustion operation. In a cylinder injection type internal combustion engine that can perform the operation, an exhaust passage that exhausts exhaust gas from the combustion chamber, and a lean NOx that is installed in the exhaust passage and absorbs nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas during lean combustion operation Based on the operating state of the internal combustion engine detected by the catalyst, the operating state detecting means for detecting the operating state of the internal combustion engine, and the operating state detecting meansIn addition to the normal fuel injection performed for combustion in the combustion chamber, the combustion in the combustion chamber should not be affected.Fuel injection valve control means for operating the fuel injection valve in the exhaust stroke of the internal combustion engine to supply additional fuel to the lean NOx catalyst;The fuel injection valve control means raises the lean NOx catalyst when the temperature of the lean NOx catalyst is lower than a predetermined temperature that is a lower limit value of a decomposable temperature range of the purification ability reducing substance attached to the lean NOx catalyst. When the temperature of the lean NOx catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature, the injection amount is adjusted so that the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio for heating. Adjust the injection amount so that the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio in order to decompose the reduced purification capacity material adhering to the lean NOx catalyst and reduce it to a less harmful substance. Supplying the additional fuelIt is characterized by that.
[0013]
With this configuration, the engine can be operated while directly injecting fuel from the fuel injection valve into the combustion chamber, and the lean combustion operation can be performed with the air-fuel ratio made larger than the stoichiometric air-fuel ratio.
During the lean combustion operation of such an engine, nitrogen oxide (NOx) generated in the exhaust gas is absorbed by the lean NOx catalyst installed in the exhaust passage, and NOx emission is suppressed.
[0014]
  Such a lean NOx catalyst is gradually attached with a substance having a reduced purification capacity as NOx is adsorbed. However, the fuel injection valve control means appropriately adjusts the exhaust stroke of the engine based on the operating state of the internal combustion engine. The fuel injection valve is operated to supply additional fuel to the lean NOx catalyst.
  Since this additional fuel is injected from the fuel injection valve in the exhaust stroke, it is not used for combustion in the combustion chamber and is supplied to the lean NOx catalyst together with the exhaust. A part of such additional fuel is burned in the process of reaching the lean NOx catalyst by the heat of the high-temperature exhaust gas, and the fuel that has reached the lean NOx catalyst is catalyzed and burned. Due to this combustion, the lean NOx catalyst is heated, and the purification ability reducing substance adhering to the lean NOx catalyst is decomposed and removed. By performing the additional fuel injection in the exhaust stroke, the injection of the additional fuel does not affect the combustion in the normal combustion chamber.
  In addition, when the temperature of the lean NOx catalyst is lower than a predetermined temperature that is the lower limit value of the decomposable temperature range of the purification ability reducing substance attached to the lean NOx catalyst, the air-fuel ratio is increased for the purpose of raising the temperature of the lean NOx catalyst. When the amount of fuel is adjusted so that the fuel injection is adjusted to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio, additional fuel is supplied, and when the temperature of the lean NOx catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature, the purification capacity attached to the lean NOx catalyst decreases. In order to decompose the substance and reduce it to a less harmful substance, by adjusting the injection amount so that the air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio, the decomposable temperature of the substance with reduced purification capacity can be obtained. The additional fuel is efficiently supplied without using the additional fuel amount outside the region.
A cylinder injection type internal combustion engine according to a second aspect of the present invention is the cylinder injection internal combustion engine according to the first aspect, wherein the internal combustion engine has a plurality of cylinders, and the fuel injection valve is provided for each cylinder. The operation phase of each of the plurality of cylinders is set such that the opening timings of the respective exhaust ports partially overlap, and the fuel injection control means The cylinders whose exhaust port opening times overlap each other are characterized in that the fuel injection valves provided in the respective cylinders are operated simultaneously. Thereby, the control concerning the drive operation of the fuel injection valve is reduced.
According to a third aspect of the present invention, the direct injection internal combustion engine of the present invention includes a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, and can perform a lean combustion operation with an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio. In a cylinder injection internal combustion engine, an exhaust passage that exhausts exhaust gas from the combustion chamber, a lean NOx catalyst that is installed in the exhaust passage and absorbs nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas during lean combustion operation, An operating state detecting means for detecting the operating state of the internal combustion engine, and normal fuel injection performed for combustion in the combustion chamber based on the operating state of the internal combustion engine detected by the operating state detecting means And a fuel injection valve control means for operating the fuel injection valve in the exhaust stroke of the internal combustion engine to supply additional fuel to the lean NOx catalyst so as not to affect the combustion in the combustion chamber. Duplicate The fuel injection valve is provided for each cylinder, and the opening timing of each exhaust port partially overlaps among at least some of the plurality of cylinders. Thus, the fuel injection control means operates the fuel injection valves provided in the respective cylinders at the same time for the cylinders in which the operation phases are set so that the opening timings of these exhaust ports overlap each other. Is configured toIt is characterized by that.
[0015]
  Claim4The in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention described in claim 1In any one of ~ 3In the configuration described above, the operation state detection means includes an adhesion amount estimation means for estimating the adhesion amount of the substance having reduced purification ability to the lean NOx catalyst and determining whether or not the adhesion amount has reached a predetermined amount. When the fuel injection valve control means determines that the adhesion amount of the purification ability reducing substance to the lean NOx catalyst has reached a predetermined amount by the adhesion amount estimation means, the fuel injection control unit performs the fuel injection in the exhaust stroke of the internal combustion engine. The additional fuel is supplied to the lean NOx catalyst by operating a valve.
[0016]
  With this configuration, when the purification ability decreasing substance gradually adheres to the lean NOx catalyst while adsorbing NOx, the adhesion amount estimating means estimates the adhesion amount of the purification ability decreasing substance. If it can be determined that the amount of the substance that reduces the purification ability on the lean NOx catalyst has reached the predetermined amount based on the estimation by the adhesion amount estimation means, the fuel injection valve control means operates the fuel injection valve in the exhaust stroke of the engine. To supply additional fuel to the lean NOx catalyst.
[0017]
  Claim5The in-cylinder injection internal combustion engine of the present invention described in claim4In the described configuration, the adhesion amount estimation means is configured to estimate the adhesion amount of the purification ability reducing substance to the lean NOx catalyst based on the integrated value of the intake air amount during the lean combustion operation. It is characterized by.
  Such estimation is based on the following idea. In other words, since the purification ability reducing substance such as sulfur adheres to the lean NOx catalyst together with NOx, the adhesion quantity of the purification ability reducing substance to the lean NOx catalyst is the amount of NOx absorbed and further the amount of NOx generated in the lean combustion operation. Can be guessed. This NOx generation amount is considered to correspond to the intake air amount during the lean combustion operation. Therefore, it is possible to estimate the amount of the purification ability reducing substance adhering to the lean NOx catalyst based on the integrated value of the intake air amount during the lean combustion operation.
[0018]
  Claim6The in-cylinder injection internal combustion engine of the present invention described in claim4In the described configuration, the adhesion amount estimation means is configured to estimate the adhesion amount of the purification ability lowering substance to the lean NOx catalyst based on the integrated value of the fuel consumption during the lean combustion operation. It is characterized by.
  As described above, since the deteriorating ability reducing substance such as sulfur adheres to the lean NOx catalyst together with NOx, the attached amount of the deteriorating ability reducing substance in the lean NOx catalyst is the amount of NOx absorbed and further lean combustion. It can be estimated that this corresponds to the amount of NOx generated during operation, and this amount of NOx generated is considered to correspond to the fuel consumption during the lean combustion operation. Accordingly, it is possible to estimate the amount of the purification ability reducing substance adhering to the lean NOx catalyst based on the integrated value of the fuel consumption during the lean combustion operation.
[0019]
  Claim7The in-cylinder injection internal combustion engine of the present invention described in claim4In the described configuration, the adhesion amount estimation means is configured to estimate the adhesion amount of the purification ability lowering substance to the lean NOx catalyst based on an integrated value of the travel distance by the lean combustion operation. It is said.
  As described above, since the deteriorating ability reducing substance such as sulfur adheres to the lean NOx catalyst together with NOx, the attached amount of the deteriorating ability reducing substance in the lean NOx catalyst is the amount of NOx absorbed and further lean combustion. It can be estimated that this corresponds to the amount of NOx generated during operation, and this amount of NOx generated is considered to correspond to the travel distance of the lean combustion operation. Therefore, it is possible to estimate the amount of the purification ability reducing substance adhering to the lean NOx catalyst based on the integrated value of the travel distance by the lean combustion operation.
[0020]
  Claim8The in-cylinder injection internal combustion engine of the present invention described in claim4In the configuration described above, the adhesion amount estimation means is configured to estimate the adhesion amount of the purification ability lowering substance to the lean NOx catalyst based on an integrated value of the travel time by the lean combustion operation. It is said.
  In the same way as described above, since the purification ability reducing substance such as sulfur adheres to the lean NOx catalyst together with NOx, the attached amount of the purification ability reducing substance in the lean NOx catalyst is the amount of NOx absorbed and further lean combustion. It can be estimated that this corresponds to the amount of NOx generated during operation, and this amount of NOx generated is considered to correspond to the travel time of the lean combustion operation. Therefore, it is possible to estimate the amount of the purification ability reducing substance adhering to the lean NOx catalyst based on the integrated value of the travel time by the lean combustion operation.
[0022]
  Claim9The in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention described in claim 1In any one of -8In the described configuration, the fuel injection valve control means is configured to inject the additional fuel in a plurality of times while operating the fuel injection valve a plurality of times during an exhaust stroke in one operation cycle. It is a feature. In this way, by performing the injection of the additional fuel in a plurality of times, the time for one injection can be shortened, and the drop in the fuel injection pressure, which is likely to occur due to the long-time injection by the fuel injection valve, is avoided. Atomization is reliably performed, and the additional fuel can be burned quickly and without waste.
[0023]
  Claim10The in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention described in claim 1To any one of -9In the configuration described above, a catalyst temperature state detection means for detecting the temperature state of the lean NOx catalyst is provided, and the fuel injection valve control means is based on the detection result of the catalyst temperature state detection means after the supply of the additional fuel is started. Thus, the supply of the additional fuel is stopped when the temperature of the lean NOx catalyst reaches or exceeds a predetermined temperature for a predetermined time or longer.
[0024]
  An in-cylinder injection internal combustion engine according to an eleventh aspect of the present invention is the configuration according to any one of the first to tenth aspects, further comprising catalyst temperature state detection means for detecting the temperature state of the lean NOx catalyst, The fuel injection valve control meansIs, Based on the detection result of the catalyst temperature state detection means,Supplying the additional fuel by adjusting the injection amountIt is characterized by that.
[0025]
  Claim12The in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention described in claim 1To any one of ~ 11In the configuration described above, the lean NOx catalyst is characterized in that it carries at least one component of an alkali metal such as potassium, an alkaline earth such as barium, and a rare earth such as lanthanum.
  A direct injection internal combustion engine according to a thirteenth aspect of the present invention is the cylinder injection internal combustion engine according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the fuel injection valve control means raises the lean NOx catalyst to the predetermined temperature. If the lean NOx catalyst is made rich to generate excessive heat and the temperature rises excessively, the normal fuel injection is performed for combustion in the combustion chamber without performing the additional injection. Thus, the air-fuel ratio is stoichiometric or rich.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a direct injection internal combustion engine as a first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing this in-cylinder injection type internal combustion engine. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a gasoline engine body of an automobile internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine). The ignition system and the like are configured to be capable of lean combustion.
[0027]
The engine body 1 is particularly configured as an in-cylinder injection engine that directly injects fuel into each cylinder. For this reason, each cylinder has a fuel injection port directly facing the combustion chamber 2 so that the fuel A fuel injection valve (injector) 3 as a supply means is attached.
In this embodiment, the engine body 1 is configured as a four-cylinder in-line engine. However, the number of cylinders is not limited to this, and the engine type is applicable to various engines such as a V-type engine and a horizontally opposed engine. it can.
[0028]
An intake passage 5 communicating with the combustion chamber 2 via an intake valve 4 includes an intake port 5A formed for each cylinder, an intake manifold 5B coupled to each of these intake ports 5A, and an intake manifold 5B. A surge tank 5C provided in the upstream portion and an intake pipe 5D coupled to the upstream end of the intake manifold 5B are configured. The intake passage 5 is provided with an air cleaner 6, an air flow sensor 7 for detecting an intake air amount Af, a throttle valve 8, and an ISC (idle speed control) valve (not shown) from the upstream side. An intake air temperature sensor 9 and an atmospheric pressure sensor 10 are provided in the case of the air cleaner 6.
[0029]
As the air flow sensor 7, for example, a Karman vortex air flow sensor or the like is used. The ISC valve is for controlling the idling speed, and adjusts the valve opening according to the fluctuation of the engine load Le due to the operation of an air conditioner (not shown) to change the intake air amount to perform the idling operation. Stabilize. In addition, this ISC valve operates on the valve opening side at the time of air-fuel ratio correction control, which will be described later, and acts to compensate for a decrease in output accompanying the execution of air-fuel ratio correction.
[0030]
An exhaust passage 12 that communicates with the combustion chamber 2 via an exhaust valve 11 includes an exhaust port 12A formed for each cylinder, an exhaust manifold 12B coupled to each of these exhaust ports 12A, and an exhaust manifold 12B. The exhaust pipe 12C is coupled to the upstream side. An exhaust gas purification catalyst (hereinafter referred to as catalyst) 13 is installed in such an exhaust passage 12.
[0031]
The catalyst 13 is configured, for example, as an underfloor catalyst installed under the floor of the vehicle, and includes two catalysts, a lean NOx catalyst 13A and a three-way catalyst 13B, and the lean NOx catalyst 13A is more than the three-way catalyst 13B. Arranged upstream. The lean NOx catalyst 13A is provided with a NOx absorbent, adsorbs NOx (nitrogen oxides) in an oxidizing atmosphere such as when operating in a lean state of the air-fuel ratio (lean combustion operation), and produces HC (carbonization). In a reducing atmosphere where hydrogen is present, NOx is replaced by N2It has a function of reducing to (nitrogen) or the like.
[0032]
As the NOx catalyst 13A, for example, a catalyst made of Pt having heat deterioration resistance and an alkali rare earth such as lanthanum or cerium is used. On the other hand, the three-way catalyst 13B has the function of oxidizing HC and CO (carbon monoxide) and reducing NOx. The reduction of NOx by the three-way catalyst 13B is near the stoichiometric air-fuel ratio (14.7). It is to be promoted to the maximum.
[0033]
An air-fuel ratio sensor 14 is provided at a location near the combustion chamber 2 upstream of the catalyst 13. As the air-fuel ratio sensor 14, for example, a linear A / F sensor (global air-fuel ratio sensor) is used, and the air-fuel ratio supplied to the combustion chamber 2 based on the oxygen concentration of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 2 is used. The air-fuel ratio can be detected in a wide area.
[0034]
Further, an oxygen sensor 15 is provided at a location near the catalyst 13 on the downstream side of the catalyst 13. The oxygen sensor 15 can detect whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the lean NOx catalyst 13A among the catalysts 13 is higher than the stoichiometric air-fuel ratio based on the oxygen concentration of the exhaust gas exhausted from the catalyst 13. Anything is acceptable.
Further, the catalyst 13 is provided with a catalyst temperature sensor 16 for detecting the temperature of the catalyst body. The catalyst temperature sensor 16 detects the temperature of the catalyst body through a catalyst bed (not shown), and is particularly configured as a high temperature sensor that can detect the temperature of the NOx catalyst 13A up to a high temperature range. The catalyst temperature sensor 16 can also function as exhaust temperature estimation means for estimating the exhaust temperature from the engine 1.
[0035]
The engine body 1 is also provided with a spark plug 17 for igniting a mixture of air supplied from the intake port 5A to the combustion chamber 2 and fuel supplied from the injector 3 into the combustion chamber 2 for each cylinder. Is arranged. Reference numeral 18 denotes a throttle opening sensor (throttle sensor) that detects the opening θTH of the throttle valve 7, and 19 is a water temperature sensor that detects the cooling water temperature TW.
[0036]
An ECU (electronic control unit) 23 is installed in order to perform air-fuel ratio control, ignition timing control, intake air amount control, control related to an exhaust gas purification catalyst 13, which will be described later, and the like.
The hardware configuration of the ECU 23 is as shown in FIG. 3. The ECU 23 includes a CPU 27 as a main part thereof, and the CPU 27 includes the intake air temperature sensor 9, the atmospheric pressure sensor 10, and the air-fuel ratio sensor. 14. In addition to detection signals from the oxygen sensor 15, the catalyst temperature sensor 16, the throttle sensor 18, and the water temperature sensor 19, an accelerator position sensor 24 that detects the amount of depression of the accelerator pedal, a battery sensor 25 that detects the battery voltage, and a vehicle Each detection signal from the distance meter 26 that counts the travel distance of the vehicle by a vehicle speed pulse integrated value or the like is also input via the input interface 28 and the analog / digital converter 30.
[0037]
Further, the air flow sensor 7, the cranking switch [or ignition switch (key switch)] 20 for detecting the start time, the crank angle sensor 21 for detecting the crank angle synchronization signal θCR from the encoder linked to the camshaft, the first cylinder (reference) Detection signals from a TDC sensor (cylinder discrimination sensor) 22, an idle switch 33, an ignition switch, and the like for detecting the top dead center of the cylinder) are input via an input interface 29.
[0038]
The engine rotation speed (engine rotation speed) Ne is calculated from the generation time interval of the crank angle synchronization signal θCR detected by the crank angle sensor 21, so the crank angle sensor 21 that detects the crank angle detects the engine rotation speed. Also serves as a rotation speed sensor. The crank angle sensor 21 and the TDC sensor 22 are provided in the distributor.
[0039]
Further, the CPU 27 holds the stored contents while the ROM 31 for storing program data and fixed value data, the RAM 32 to be updated and sequentially rewritten, the free running counter 48 and the battery are connected via the bus line. Thus, data is exchanged with a battery backup RAM (not shown) backed up.
[0040]
The data in the RAM 32 is erased and reset when the ignition switch is turned off.
In FIG. 3, the fuel injection control signal based on the calculation result by the CPU 27 is mainly shown in FIG. 3 regarding the fuel injection control. The injection driver 34 opens and closes the injector 3 while turning on / off the power supply from the battery to the solenoid (injector solenoid) 3a of the injector 3 (more precisely, the transistor for the injector solenoid 3a). It is like that.
[0041]
Now, paying attention to the fuel injection control (air-fuel ratio control), the fuel injection control signal calculated by the CPU 27 is output via the driver 34. For example, in the case of a four-cylinder engine, the four injectors 3 are sequentially driven. It is like that.
And, from the characteristics of the in-cylinder injection engine as described above, in this engine, as a mode of fuel injection, a late injection mode in which fuel injection is performed at the latter stage of the compression stroke in order to realize operation by lean combustion (lean operation); In order to realize the operation by stoichiometric air-fuel ratio combustion (theoretical air-fuel ratio operation or stoichiometric operation), an early-stage injection mode in which fuel injection is terminated at the initial stage or the previous period of the intake stroke is provided. During this theoretical air-fuel ratio operation, if the amount of fuel to be supplied is large, fuel injection may be started from the latter stage or the last stage of the exhaust stroke, and the fuel injection may be terminated at the beginning or the first half of the intake stroke.
[0042]
A description will be given of a part related to the lean NOx catalyst characteristic of the direct injection internal combustion engine among the functions of the ECU 23. As shown in FIG. 1, the ECU 23 includes a lean combustion operation region determination unit 101 and an adhesion amount estimation unit 102. And a fuel injection valve control means 103 are provided.
Among these, the lean combustion operation region determination means 101 is based on the information on the engine speed Ne detected by the engine speed sensor (crank angle sensor) 21 and the information on the throttle opening θTH detected by the throttle sensor 18. For example, the lean combustion operation is performed as the lean combustion operation mode in the low load region or the low rotation region, and the theoretical air fuel ratio operation or the rich combustion operation is performed as the stoichiometric air fuel ratio or the rich combustion operation mode in the high load region or the high rotation region. To do.
[0043]
The adhesion amount estimation means 102 has a function (adhesion amount estimation unit) 102A for estimating the adhesion amount of a deteriorating purification ability substance (poisoning substance) such as sulfur adhering to the lean NOx catalyst 13A, and purifies sulfur and the like from this estimated value. A function (adhesion limit determination unit) 102B for determining that the amount of adhesion of the capacity-decreasing substance has reached a predetermined limit amount.
In other words, since sulfur is contained in the fuel and engine lubricating oil, the exhaust gas contains sulfur such as sulfate (hereinafter simply referred to as sulfur), and this sulfur is also absorbed by the NOx absorbent together with NOx. As the amount of sulfur absorbed increases, the amount of NOx that can be absorbed by the NOx absorbent, that is, the purification capacity decreases.
[0044]
However, it is difficult to detect the amount of the substance having reduced purification ability such as sulfur that has actually adhered to the lean NOx catalyst 13A.
Therefore, the adhesion amount estimation unit 102A of the adhesion amount estimation means 102 estimates the adhesion amount of the purification ability reducing substance using the quantity considered to correspond to the adhesion quantity of the purification ability reducing substance such as sulfur as a parameter. is there.
[0045]
That is, the amount of sulfur or the like attached is considered to correspond to the amount of exhaust gas purification during the lean combustion operation. For example, the lean combustion is premised on the lean operation information from the lean combustion operation region determination means 101. Based on the integrated value of the intake air amount during operation or the integrated value of the fuel consumption amount during lean combustion operation, the attached amount of the purification ability reducing substance such as sulfur adhering to the lean NOx catalyst 13A is estimated in this way. In addition, more simply, the travel distance by the lean combustion operation or the travel time by the lean combustion operation (lean combustion operation time) can be estimated.
[0046]
The integrated value of the intake air amount during the lean combustion operation is the number of pulses AP of the air flow sensor during the lean combustion operation.LEANThe integrated value of the fuel consumption during the lean combustion operation is the injector drive time T during the lean combustion operation.LEANCan be obtained. The travel distance by the lean combustion operation is the count information D from the travel distance meter 26 during the lean combustion operation.LEANThe lean combustion operation time is calculated by operating the timer during the lean combustion operation and counting information TR.LEANCan be obtained from
[0047]
Here, in the adhesion amount estimation unit 102A, the number of pulses AP of these airflow sensorsLEAN, Injector drive time TLEAN, Mileage meter count information DLEANOr timer count information TRLEANAccumulate one of the following.
Then, in the adhesion limit determination unit 102B, such integrated value (lean state integrated value) APLEAN, TLEAN, DLEANOr TRLEANIs equal to or higher than a preset threshold value AP0, T0, D0, or TR0, it is determined that a substance having reduced purification capacity such as sulfur has adhered to the lean NOx catalyst 13A up to the limit amount. In this case, lean NOx A catalyst recovery signal (or a catalyst regeneration signal) is output for recovering (or regenerating) the ability of the catalyst 13A by removing a purification ability reducing substance such as sulfur from the catalyst 13A.
[0048]
The fuel injection valve control means 103 has two functions for controlling the fuel injection valve 3, that is, a normal fuel injection control unit 104 and a catalyst reinstatement fuel injection control unit 105. In the normal fuel injection control unit 104, The fuel injection control for combustion in the combustion chamber 2 (injection from the intake stroke to the compression stroke) is performed. The catalyst reinstatement fuel injection control unit 105 performs control for catalyst reinstatement, that is, the lean NOx catalyst 13A. Control of fuel injection for heating and placing in a rich or stoichiometric atmosphere.
[0049]
In the catalyst restoration fuel injection control unit 105, by supplying fuel to the lean NOx catalyst 13A, the temperature of the lean NOx catalyst 13A is increased by combustion of the fuel, and after the temperature of the lean NOx catalyst 13A is increased to a predetermined temperature, In order to place the lean NOx catalyst 13A in a rich or stoichiometric atmosphere, control is performed so that a relatively fuel-rich air-fuel mixture with an air-fuel ratio equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio is supplied to the lean NOx catalyst 13A.
[0050]
In particular, in this catalyst recovery control, the fuel injection to be supplied to the catalyst is performed within the exhaust stroke of each cylinder (specifically, as shown in FIG. 6 so as not to affect the combustion in the combustion chamber 2). This is performed during the opening of the exhaust valve 5 between the end of the expansion stroke and the exhaust stroke). Note that the injection in the intake stroke shown in FIG. 6 is a normal fuel injection performed for combustion in the combustion chamber 2. Further, the fuel supplied for the catalyst restoration control is referred to as an additional fuel in distinction from the fuel supplied for combustion in the normal combustion chamber 2.
[0051]
The catalyst reinstatement fuel injection control unit 105 includes a function (start / end determination unit) 105A for determining the start and end of catalyst reinstatement control (additional fuel control), and the lean NOx catalyst 13A at the time of catalyst reinstatement control. A function for setting the additional fuel injection amount so that the supply gas is in the lean side (lean or stoichiometric) state or the additional fuel injection amount in the rich side (rich or stoichiometric) state (additional fuel) An injection amount setting unit) 105B is provided.
[0052]
The start / end determination unit 105A determines that the catalyst recovery control should be started upon receiving the catalyst recovery signal from the adhesion amount estimation means 102 as described above, and after the catalyst recovery control starts, the lean NOx catalyst 13A performs the first operation. 1 When the temperature rises to a predetermined temperature (for example, 650 ° C.) and the integrated value of the rich or stoichiometric state becomes a predetermined time (for example, 600 seconds) or more, or when the lean NOx catalyst 13A exceeds the first predetermined temperature When the temperature is raised to a higher second predetermined temperature (for example, 750 ° C.), it is determined that the catalyst restoration is completed and the catalyst restoration control should be terminated. The temperature of the lean NOx catalyst 13A is obtained by the catalyst temperature sensor 16, and the integrated value of time is obtained by a timer value obtained by operating the timer 36 under required conditions.
[0053]
In the additional fuel injection amount setting unit 105B, when the temperature of the lean NOx catalyst 13A is lower than a first predetermined temperature (for example, 650 ° C.), detection information from the oxygen sensor 15 so as to be in a lean side (lean or stoichiometric) state. The additional fuel injection amount is set by feedback control based on the above, and when the temperature of the lean NOx catalyst 13A is equal to or higher than the first predetermined temperature (for example, 650 ° C.), the oxygen sensor 15 is set to be in the rich side (rich or stoichiometric). The additional fuel injection amount is set by feedback control based on the detection information from.
[0054]
During such reactivation mode control, the additional fuel injection amount is adjusted according to the temperature of the lean NOx catalyst 13A because when the temperature of the lean NOx catalyst 13A is lower than the first predetermined temperature, the lean NOx catalyst 13A is heated to rise. The fuel is supplied for heating, and when the temperature of the lean NOx catalyst 13A is equal to or higher than the first predetermined temperature, the degrading substances (poisoning substances) such as sulfur adhering to the lean NOx catalyst 13A are decomposed and less harmful. It is a fuel supply for reducing the substance to discharge.
[0055]
In other words, the sulfur S contained in the fuel and engine lubricating oil is finally barium sulfate B.2SOFourSuch a sulfate that is difficult to decompose is adsorbed to the NOx absorbent of the lean NOx catalyst 13A, and this sulfate is not decomposed by simply setting the air-fuel ratio of the exhaust gas to the rich side (rich or stoichiometric). However, this sulfate is decomposed when the NOx absorbent of the lean NOx catalyst 13A rises to the required temperature and sulfate ions SOFour 2-Is sulfur trioxide SOThreeReleased from the NOx absorbent.
[0056]
And the sulfur trioxide SO released from the NOx absorbent in this wayThreeSulfur dioxide SO2In order to reduce and release the unburned gas, the unburned gas may be supplied to the lean NOx catalyst 13A. Therefore, the injection amount of the additional fuel is adjusted so that the exhaust gas with rich or stoichiometric air-fuel ratio is supplied to the lean NOx catalyst 13A so that the reducing action can be obtained by the unburned HC or CO in the exhaust gas. -ing
[0057]
Note that the completion of the catalyst restoration by the start / end determination unit 105A is assumed to be when the catalyst 13A is at a first predetermined temperature or higher for a predetermined time. This is when the catalyst 13A is in a predetermined temperature state. Accordingly, since the sulfate is decomposed, the first predetermined temperature and the predetermined time are set by examining such characteristics in advance. In addition, the completion of the catalyst restoration is determined when the catalyst 13A has reached the second predetermined temperature or higher. This is to prevent the catalyst 13A from excessively warming, and the catalyst 13A is sufficiently increased to the second predetermined temperature or higher. This is because it can be estimated that sufficient sulfate has already been decomposed and released from the NOx absorbent.
[0058]
Since the direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention is configured as described above, the catalyst restoration control (additional fuel control) is performed as shown in FIGS. 4 and 5, for example.
The control shown in FIG. 4 is started when the restoration of the catalyst is completed, and is performed at a predetermined control cycle set in advance. First, the lean operation is established based on the operation information from the lean combustion operation region determination means 101. If the lean operation is not established, no operation is performed. If the lean operation is established, the process proceeds to step A20, for example, intake air during the lean combustion operation. Amount (number of airflow sensor pulses APLEAN) Or fuel consumption during lean combustion operation (injector drive time TLEAN) Or mileage D by lean combustion operationLEANOr travel time TR by lean combustion operationLEANWhile monitoring the accumulated value (lean state accumulated value) ΣAPLEAN, ΣTLEAN, ΣDLEAN, Or ΣTRLEANIs calculated. Hereinafter, these lean state integrated values are also referred to as AP.LEAN, TLEAN, DLEANOr TRLEANIs written.
[0059]
Next, the routine proceeds to step A30, where the lean state integrated value APLEAN, TLEAN, DLEANOr TRLEANDetermines whether or not a threshold value AP0, T0, D0, or TR0 that is set in advance is reached. Of the thresholds, for example, the threshold D0 of the travel distance can be set to about 5000 km.
Lean state integrated value APLEAN, TLEAN, DLEANOr TRLEANSteps A10, A20, and A30 are repeated until the threshold value reaches the threshold value, and the lean state integrated value APLEAN, TLEAN, DLEANOr TRLEANWhen the value reaches the threshold value, it is determined that the recovery mode is started, and the process proceeds to step A40 to control the recovery mode.
[0060]
As shown in FIG. 5, this reversion mode control determines whether or not the temperature of the lean NOx catalyst 13A is equal to or higher than a first predetermined temperature (for example, 650 ° C.) (step B10), and the temperature of the lean NOx catalyst 13A. If the temperature is not equal to or higher than the first predetermined temperature, the additional fuel injection amount is controlled by feedback control based on detection information from the oxygen sensor 15 so that the exhaust gas supplied to the lean NOx catalyst 13A is in the lean side (lean or stoichiometric) state. Adjust (step B30). Further, when the temperature of the lean NOx catalyst 13A becomes equal to or higher than the first predetermined temperature, the detection information from the oxygen sensor 15 is used so that the exhaust gas supplied to the lean NOx catalyst 13A becomes rich (rich or stoichiometric). The additional fuel injection amount is adjusted by the feedback control based on the feedback control (step B20).
[0061]
In such a recovery mode control, for example, as shown in FIG. 6, after the start determination of the recovery mode, fuel injection is started from the most recent cylinder in the exhaust stroke of each cylinder. If the temperature of 13A is low and does not reach the first predetermined temperature, additional fuel is injected to simply heat the lean NOx catalyst 13A and raise the temperature. A part of the additional fuel injected at this time is burned by the high heat of the exhaust gas in the exhaust passage 12 before reaching the lean NOx catalyst 13A, and the other additional fuel reaches the lean NOx catalyst 13A and is lean. The NOx catalyst 13A catalyses and burns completely without waste.
[0062]
Further, when the temperature of the lean NOx catalyst 13A rises and reaches the first predetermined temperature, as shown in FIG. 7, for example, the additional fuel is increased appropriately so that rich or stoichiometric exhaust gas is supplied to the lean NOx catalyst 13A. Spray. When the lean NOx catalyst 13A is heated to the required temperature in this way, the purification ability reducing substance (poisoning substance) such as sulfate adsorbed on the lean NOx catalyst 13A is decomposed and released, and further released. Decomposition products (eg sulfur trioxide SOThree) Is a less harmful substance (eg sulfur dioxide SO) due to unburned HC or CO in the rich or stoichiometric exhaust gas from additional fuel injection.2) And discharged.
[0063]
When the temperature of the lean NOx catalyst 13A increases and reaches a first predetermined temperature (for example, 650 ° C.), the temperature of the catalyst 13A is changed to the first predetermined temperature as shown in step A60 of FIG. The time in the above state (the state in which the catalyst is being restored) is integrated, and it is determined whether or not this integrated value has reached a predetermined time (for example, 600 seconds) (step A70).
[0064]
As described above, when the accumulated time when the temperature of the catalyst 13A is equal to or higher than the first predetermined temperature reaches the predetermined time, the recovery of the catalyst is completed (step A90), and the recovery mode is terminated. Further, it is determined whether or not the temperature of the catalyst 13A has become equal to or higher than a second predetermined temperature (for example, 750 ° C.) even if the accumulated time when the catalyst temperature is equal to or higher than the first predetermined temperature does not reach the predetermined time ( In step A80), when the temperature of the catalyst 13A becomes equal to or higher than a second predetermined temperature (for example, 750 ° C.), it is determined that the catalyst has been restored (step A90), and the restoration mode is terminated. At the end of the recovery mode, the lean state integrated value APLEAN, TLEAN, DLEANOr TRLEANIs cleared to 0 (step A100).
[0065]
In this way, when a purification ability-reducing substance such as sulfur (a poisoning substance) adheres to the lean NOx catalyst 13A, while reducing the attached purification ability-reducing substance, such as sulfur, to a less harmful substance by catalyst reactivation control. Since it is removed, the NOx absorption capacity of the lean NOx catalyst 13A can be restored while purifying the exhaust gas itself at the time of the restoration control, so that the NOx generated in the exhaust gas during the lean operation can be reliably absorbed. become.
[0066]
In particular, since the recovery control, that is, the heating control is performed by the exhaust stroke injection separately from the fuel injection for the normal combustion, the recovery control is performed without affecting the normal combustion and therefore without causing the torque fluctuation. Can be done.
Therefore, for example, there is an advantage that the lean NOx catalyst can be revived and controlled without giving the driver a sense of incongruity even in a low load region or a low rotation region such as during lean driving.
[0067]
In addition, according to the exhaust stroke injection, the injected fuel is hardly supplied to the combustion in the combustion chamber and is supplied almost directly to the catalyst together with the exhaust gas in an unburned state. There is an advantage that the activity can be promoted and the resurrection can be completed.
Further, according to the exhaust stroke injection, even when the recovery control is performed, the additional fuel injection is performed for the control of the normal fuel injection (that is, the fuel injection in the intake stroke from the end of the exhaust stroke). It can be performed in the same manner whether it is present or not.
[0068]
It should be noted that the lean state integrated value AP, which is a reference for starting the restoration mode,LEAN, TLEAN, DLEANOr TRLEANThe threshold value AP0, T0, D0, or TR0 can be set based on the result of examining the adhesion characteristic of the purification ability reducing substance to the lean NOx catalyst 13A and the like. The rich or stoichiometric exhaust gas supply time in the temperature region can also be set based on the result of examining the recovery characteristics of the lean NOx catalyst 13A.
[0069]
In addition, since there is no adverse effect on normal engine operation in the recovery mode, the lean state integrated value AP as a reference for starting the recovery mode is used.LEAN, TLEAN, DLEANOr TRLEANThe threshold value AP0, T0, D0, or TR0 may be set to a small value on the safe side so that the recovery control is performed more frequently so that the sulfur content does not stay excessively.
[0070]
Further, in the temperature increase stage of the lean NOx catalyst 13A, additional fuel injection in the exhaust stroke is performed so that the air-fuel ratio becomes lean or stoichiometric, so that the catalyst restoration control can be performed while using the fuel efficiently. There is an advantage.
Furthermore, since it is determined that the restoration is completed when the catalyst temperature becomes equal to or higher than the second predetermined temperature, it is possible to prevent the catalyst from being excessively heated.
[0071]
Of course, since the temperature of the catalyst 9 can be increased without adding a hardware configuration such as a heater for heating the catalyst to the apparatus, the catalyst can be restored while suppressing an increase in cost.
If the lean NOx catalyst 13A is made rich after the temperature of the lean NOx catalyst 13A is raised to the first set temperature, the engine itself is operated in stoichio or rich when the heat generation is excessive and the temperature rises excessively. Thus, the exhaust stroke injection may not be performed.
[0072]
That is, when the engine body is operating in a lean state, the exhaust gas is in an excessive oxygen state, and if exhaust stroke injection is performed here, surplus oxygen in the exhaust system reacts with additional fuel to generate heat. Also, a lean NOx catalyst or a three-way catalyst at the subsequent stage reacts to generate heat.
It is conceivable that the temperature of the catalyst is excessively increased due to these heat generations. To prevent this excessive temperature increase, it is only necessary to suppress the heat generation due to the reaction between surplus oxygen in the exhaust system and the additional fuel.
[0073]
That is, if the engine body is operated in a stoichiometric or rich state while the injection of additional fuel by exhaust stroke injection is not performed, the lean NOx catalyst or the three-way catalyst generates heat due to the operation of the engine body in the stoichiometric or rich state. A predetermined time elapses after the temperature is maintained at the first set temperature without excessively increasing the amount of the catalyst, and the restoration of the catalyst is completed.
[0074]
Of course, as described above, if the temperature of the lean NOx catalyst 13A is raised to the first set temperature and the temperature is not excessively raised even in the rich atmosphere, the engine itself is lean operated and supplied to the lean NOx catalyst 13A with additional fuel. It is possible to operate the exhaust gas to be stoichiometric or rich.
Next, a cylinder injection type internal combustion engine as a second embodiment of the present invention will be described. Also in this embodiment, as in the first embodiment, the ECU 23 has a lean combustion operation region determination means 101, and an adhesion amount estimation. The means 102 and the fuel injection valve control means 103 are provided, and the catalyst restoration control is performed. Here, the catalyst restoration, that is, the additional fuel injection is performed as shown in FIG. The injection of the additional fuel in the same stroke can be performed in a plurality of times (here, twice).
[0075]
Here, the injection time t of the additional fuelexIs a predetermined time (threshold) t set in advance0 Compared to the injection time texIs the threshold t0 If less, set the number of injections to 1 and the injection time texIs the threshold t0 If it is above, the injection frequency is set to 2 times.
Thus, the fuel is divided into a plurality of times (here, twice) for the following reason.
[0076]
In other words, when additional fuel is injected at a time for a long time, naturally a large amount of fuel is injected at a time, the fuel pressure is reduced in the late stage of injection, and the atomization state is deteriorated compared to the initial stage of injection, The injected fuel may not be mixed uniformly. In this case, a part of the fuel injected as an additional fuel during the exhaust stroke is discharged without being burned, and the fuel efficiency for raising the temperature and activating the catalyst 13A is lowered. .
[0077]
Of course, if the amount of additional fuel to be injected in the exhaust stroke of one operation cycle is small from the beginning, there is no such possibility.
Therefore, when there is a large amount of additional fuel to be injected within the exhaust stroke of one operation cycle so that the above-described atomization state may be deteriorated, if fuel injection is started, the fuel pressure drop in the later stage of injection will decrease. The fuel injection is temporarily stopped within a short time, and the fuel injection is performed again after a short interval.
[0078]
Therefore, the threshold t for determining the number of injections0 Is set so as to define such a range that may cause a decrease in fuel pressure above a certain level.
In addition, injection time of additional fuel (total injection time within one operation cycle) texCan be set according to the engine speed (engine speed) Ne or the like. For example, as the engine speed Ne is higher, the injection time texIt is conceivable to set short.
[0079]
This is because the higher the engine speed Ne is, the shorter the time required for one operation cycle is, so the exhaust stroke in one operation cycle is also shortened, and the time during which fuel injection can be performed in the exhaust stroke is also shortened. Therefore, the injection time t of additional fuel increases as the engine speed Ne increases.exIs shortened.
In addition, when the number of injections is 2, the first injection time tex1 Than the second injection time tex2 Each injection time t so thatex1 , Tex2 May be set. Thus, the reason for shortening the injection time of the subsequent injection is as follows.
[0080]
That is, this exhaust gas is immediately after the explosion at the beginning of the exhaust stroke, and therefore contains high temperature oxygen. For this reason, even if the injection amount of the additional fuel is relatively large, the atomization and combustion of the fuel are performed quickly and reliably. However, with the passage of time in the exhaust stroke, the exhaust gas temperature gradually decreases and the oxygen contained in the exhaust gas also gradually decreases. When the amount of fuel injection is large, fuel atomization and combustion can be performed quickly and reliably. It becomes difficult to do.
[0081]
Therefore, the shorter injection time is set to a shorter injection time so that the atomization and combustion of the additional fuel can be performed quickly and reliably.
In addition, since the structure of this other part is the same as that of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
Since the direct injection internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention is configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operations and effects as those of the first embodiment. In particular, the additional fuel is divided and injected. As a result, the fuel efficiency is improved, and there is an advantage that the catalyst can be revived quickly and efficiently at a low cost.
[0082]
Next, a cylinder injection type internal combustion engine as a third embodiment of the present invention will be described. The internal combustion engine (engine) according to this embodiment has 12 cylinders, and is configured as, for example, a V-type 12 cylinder engine. ing. Of course, this engine is also a spark ignition type four-cycle engine, and is configured as an in-cylinder injection engine in which fuel is directly injected into the cylinder.
[0083]
In this embodiment as well, as in the first embodiment, the ECU 23 is provided with the lean combustion operation region determination means 101, the adhesion amount estimation means 102, and the fuel injection valve control means 103, so that the catalyst restoration control is performed. In this embodiment, the catalyst is revived, that is, additional fuel injection is performed simultaneously in a plurality of cylinders.
[0084]
That is, in an engine having a large number of cylinders, the exhaust stroke may overlap (polymerize) between the plurality of cylinders. For example, in the case of a 12-cylinder engine as in this embodiment, as shown in FIG. 9, the exhaust strokes overlap in three cylinders simultaneously.
In the present embodiment, the 12 cylinders are divided into four groups each consisting of three cylinders that overlap each other in the exhaust stroke, and additional fuel injection in the exhaust stroke is performed for each group.
[0085]
In this example, as shown in FIG. 9, a group of the first cylinder (# 1), the second cylinder (# 2), and the ninth cylinder (# 9) (first group), the tenth cylinder (# 10). And the fifth cylinder (# 5) and the sixth cylinder (# 6) (second group), the eleventh cylinder (# 11), the twelfth cylinder (# 12), and the third cylinder (# 3) The group is divided into four groups: a group (third group), a fourth cylinder (# 4), a seventh cylinder (# 7), and an eighth cylinder (# 8) (fourth group). In this cylinder, additional fuel injection in the exhaust stroke is performed at the same time.
[0086]
Incidentally, as shown in FIG. 9, each of the plurality of cylinders in each group has a period during which the exhaust stroke is simultaneously performed. However, this period is naturally shorter than the exhaust stroke of a single cylinder. Thus, in the case of 12 cylinders, the common period of the exhaust stroke for each cylinder in the group is approximately one third of the exhaust stroke period of a single cylinder.
Therefore, the injection time t is set so that the additional fuel injection is performed when each cylinder in the group is in the exhaust stroke.exIs configured to restrict. That is, the injection time t depends on the engine speed Ne.exUpper limit tex(Ne)MAXIs set to the amount of displacement of the crank angle defined by the broken line indicating the group injection region in FIG. 9, and the injection time texIs the upper limit tex(Ne)MAXBy restricting with the above, additional fuel injection is performed when each cylinder in the group is in the exhaust stroke.
[0087]
Other parts are configured in the same manner as in the first embodiment.
The in-cylinder injection type internal combustion engine as the third embodiment of the present invention is configured as described above. Therefore, each cylinder is a group of a plurality of (in this case, three) cylinder units simultaneously serving as an exhaust stroke. In both cases, additional fuel injection is performed at the same time while limiting the exhaust stroke, so that the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained, and the load on the CPU for controlling the fuel injection valve can be reduced. There is also an advantage that the cost for the CPU can be reduced.
[0088]
In the above-described embodiment, the control amount for the recovery of the catalyst (exhaust stroke fuel injection control or additional fuel control) is performed by estimating the adhesion amount of the purification ability decreasing substance. For example, the catalyst recovery fuel injection control is performed every time a predetermined time elapses, or the catalyst recovery fuel injection control is performed at a time interval according to the operating state of the engine. The effects and effects of can be obtained.
[0089]
The lean NOx catalyst is not limited to the above-described embodiment, and supports at least one component of alkali metals such as potassium, alkaline earths such as barium, and rare earths such as lanthanum. Other configurations such as those may be used.
[0090]
【The invention's effect】
  As detailed above, claim 1, 3According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention described above, the cylinder is provided with a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, and can perform a lean combustion operation with an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio. In an internal injection internal combustion engine, an exhaust passage for exhausting exhaust gas from the combustion chamber, a lean NOx catalyst that is installed in the exhaust passage and absorbs nitrogen oxide (NOx) in exhaust gas during lean combustion operation, Based on the operating state of the internal combustion engine detected by the operating state detecting means and the operating state detecting means for detecting the operating state of the internal combustion engineIn addition to the normal fuel injection performed for combustion in the combustion chamber, the combustion in the combustion chamber should not be affected.The fuel injection valve control means for operating the fuel injection valve in the exhaust stroke of the internal combustion engine and supplying additional fuel to the lean NOx catalyst is provided so as not to affect the combustion in the normal combustion chamber. There is an advantage that the lean NOx catalyst can be revived by decomposing / removing the purification ability lowering substance adhering to the lean NOx catalyst while avoiding the torque fluctuation.
  According to the direct injection internal combustion engine of the first aspect of the present invention, the temperature of the lean NOx catalyst is further a lower limit value of a temperature range in which the purification ability reducing substance adhering to the lean NOx catalyst can be decomposed. When the temperature is lower than the temperature, for the purpose of raising the temperature of the lean NOx catalyst, the injection amount is adjusted so that the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio, and additional fuel is supplied. When the temperature of the NOx catalyst is equal to or higher than a predetermined temperature, the air-fuel ratio is set to a richer side than the stoichiometric air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio in order to decompose the reducing ability reducing substance attached to the lean NOx catalyst and reduce it to a less harmful substance. By adjusting the injection amount so that it becomes, it is possible to avoid using an additional amount of additional fuel outside the decomposable temperature range of the purification ability reducing substance, so that the additional fuel can be supplied efficiently. That.
According to the in-cylinder injection internal combustion engine of the second and third aspects of the present invention, the internal combustion engine has a plurality of cylinders, the fuel injection valve is disposed for each cylinder, and the plurality of the above-mentioned plurality of cylinders The operating phases of the exhaust ports are set so that the opening timings of the exhaust ports partially overlap among at least some of the cylinders, and the fuel injection control means opens the exhaust ports. For cylinders whose timings overlap each other, the fuel injection valve provided for each cylinder is operated at the same time, so that the lean NOx catalyst can be restored at a low cost while simplifying the control. There is an advantage that can be.
[0091]
  Claim4According to the in-cylinder injection internal combustion engine of the present invention,In any one of ~ 3In the configuration described above, the operation state detection means includes an adhesion amount estimation means for estimating the adhesion amount of the substance having reduced purification ability to the lean NOx catalyst and determining whether or not the adhesion amount has reached a predetermined amount. When the fuel injection valve control means determines that the adhesion amount of the purification ability reducing substance to the lean NOx catalyst has reached a predetermined amount by the adhesion amount estimation means, the fuel injection control unit performs the fuel injection in the exhaust stroke of the internal combustion engine. By configuring the additional fuel to be supplied to the lean NOx catalyst by operating a valve, it is possible to prevent the combustion in the normal combustion chamber from being affected when the amount of the deteriorating purification ability reaches a predetermined amount. Thus, there is an advantage that the lean NOx catalyst can be reliably restored by decomposing / removing the purification ability-decreasing material adhering to the lean NOx catalyst while avoiding torque fluctuations.
[0092]
  Claim5According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention,4In the described configuration, the adhesion amount estimation means is configured to estimate the adhesion amount of the purification ability lowering substance to the lean NOx catalyst based on the integrated value of the intake air amount during the lean combustion operation. In addition, the amount of adhesion of the purification ability lowering substance to the lean NOx catalyst can be easily estimated, and there is an advantage that the lean NOx catalyst can be properly restored.
[0093]
  Claim6According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention,4In the described configuration, the adhesion amount estimation means is configured to estimate the adhesion amount of the purification ability reducing substance to the lean NOx catalyst based on the integrated value of the fuel consumption amount during the lean combustion operation. In addition, the amount of adhesion of the purification ability lowering substance to the lean NOx catalyst can be easily estimated, and there is an advantage that the lean NOx catalyst can be properly restored.
[0094]
  Claim7According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention,4In the configuration described above, the adhesion amount estimation means is configured to estimate the adhesion amount of the purification ability lowering substance to the lean NOx catalyst based on the integrated value of the travel distance by the lean combustion operation. There is an advantage that it is possible to easily estimate the amount of the substance that reduces the purification ability to the NOx catalyst, and to properly restore the lean NOx catalyst.
[0095]
  Claim8According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention,4In the configuration described above, the attachment amount estimating means is configured to estimate the attachment amount of the purification ability lowering substance to the lean NOx catalyst based on the integrated value of the travel time by the lean combustion operation, thereby There is an advantage that it is possible to easily estimate the amount of the substance that reduces the purification ability to the NOx catalyst, and to properly restore the lean NOx catalyst.
[0097]
  Claim9According to the in-cylinder injection internal combustion engine of the present invention,In any one of -8In the configuration described above, the fuel injection valve control means is configured to inject the additional fuel in a plurality of times while operating the fuel injection valve a plurality of times during an exhaust stroke in one operation cycle. There is an advantage that the lean NOx catalyst can be revived promptly at low cost while the additional fuel is injected more efficiently.
[0098]
  Claim10According to the in-cylinder injection internal combustion engine of the present invention,To any one of -9In the configuration described above, a catalyst temperature state detection means for detecting the temperature state of the lean NOx catalyst is provided, and the fuel injection valve control means is based on the detection result of the catalyst temperature state detection means after the supply of the additional fuel is started. By configuring the lean NOx catalyst so that the supply of the additional fuel is stopped when the state where the temperature of the lean NOx catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature exceeds the predetermined time, the additional fuel can be injected more efficiently while being wasted at low cost. And there is an advantage that the lean NOx catalyst can be revived.
[0099]
  According to the cylinder injection type internal combustion engine of the present invention as set forth in claim 11, in the configuration according to any one of claims 1 to 10, the catalyst temperature state detection means for detecting the temperature state of the lean NOx catalyst is provided. In addition, the fuel injection valve control meansIs, Based on the detection result of the catalyst temperature state detection means,Supplying the additional fuel by adjusting the injection amountWith such a configuration, there is an advantage that the lean NOx catalyst can be revived quickly and efficiently without incurring additional fuel while being injected more efficiently.
[0100]
  Claim12According to the in-cylinder injection internal combustion engine of the present invention,To any one of ~ 11In the configuration described above, the lean NOx catalyst specifically supports the lean NOx catalyst by supporting at least one component of an alkali metal such as potassium, an alkaline earth such as barium, and a rare earth such as lanthanum. Can be configured.
  According to the cylinder injection internal combustion engine of the thirteenth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to twelfth aspects, the fuel injection valve control means brings the lean NOx catalyst to the predetermined temperature. If the lean NOx catalyst is brought to a rich atmosphere after the temperature has been raised and excessive heat is generated due to excessive heat generation, the normal injection performed for combustion in the combustion chamber without performing the additional injection is performed. With the configuration in which the air-fuel ratio becomes stoichiometric or rich by fuel injection, heat generation due to the reaction between surplus oxygen in the exhaust system and additional fuel is suppressed, and excessive temperature rise can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control block diagram schematically showing a main configuration of a control system of a direct injection internal combustion engine as a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of a direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a hardware block diagram showing a control system of the direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for explaining fuel injection control of the direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a catalyst recovery mode by fuel injection control of the direct injection internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing the injection timing of additional fuel in the direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing the injection timing of additional fuel in the direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing the injection timing of additional fuel in the direct injection internal combustion engine as the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing the injection timing of additional fuel in a direct injection internal combustion engine as a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Engine body
2 Combustion chamber
3. Fuel injection valve (injector) as fuel supply means
3a Injector solenoid
4 Intake valve
5 Intake passage
5A Intake port
5B Intake manifold
5C surge tank
5D intake pipe
6 Air cleaner
7 Air flow sensor
8 Throttle valve
9 Intake air temperature sensor
10 Atmospheric pressure sensor
11 Intake valve
12 Exhaust passage
12A exhaust port
12B Exhaust manifold
12C exhaust pipe
13 Exhaust gas purification catalyst
13A lean NOx catalyst
13B Three-way catalyst
14 Air-fuel ratio sensor
15 Oxygen sensor
16 Catalyst temperature sensor
17 Spark plug
18 Throttle opening sensor (throttle sensor)
19 Water temperature sensor
20 Cranking switch [Ignition switch (key switch)]
21 crank angle sensor (engine speed sensor)
22 TDC sensor (cylinder discrimination sensor)
23 ECU (Electronic Control Unit)
24 Accelerator position sensor
25 Battery sensor
26 Distance meter
27 CPU
28, 29 Input interface
30 Analog / Digital Converter
31 ROM
32 RAM
33 Idle switch
34 Injection driver (fuel injection valve drive means)
36 timer
48 Free running counter
101 Lean combustion operation region determination means
102 Adhesion amount estimation means
102A adhesion amount estimation unit
102B Adhesion limit judgment part
103 Fuel injection valve control means
104 Normal fuel injection control unit
105 Fuel injection control unit for catalyst recovery
105A start / end determination unit
105B Additional fuel injection amount setting unit

Claims (13)

内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をそなえ、空燃比を理論空燃比よりも大きくしてリーン燃焼運転を行ないうる筒内噴射型内燃機関において、
該燃焼室から排気ガスを排出する排気通路と、
該排気通路に設置されてリーン燃焼運転時に排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を吸収するリーンNOx触媒と、
該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段によって検出された該内燃機関の運転状態に基づいて、該燃焼室での燃焼のために行なう通常の燃料噴射とは別に該燃焼室での燃焼に影響しないように該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リーンNOx触媒へ追加燃料を供給する燃料噴射弁制御手段とをそなえ
該燃料噴射弁制御手段は、該リーンNOx触媒の温度が該リーンNOx触媒に付着した浄化能力低下物質の分解可能な温度領域の下限値である所定温度未満の時には、該リーンNOx触媒を昇温させるために空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりもリーン側となるように噴射量を調整して該追加燃料の供給を行ない、該リーンNOx触媒の温度が該所定温度以上の時には、該リーンNOx触媒に付着した該浄化能力低下物質を分解してより害の少ない物質に還元するために空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチ側となるように噴射量を調整して該追加燃料の供給を行なう
ことを特徴とする、筒内噴射型内燃機関。
In a cylinder injection type internal combustion engine having a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine and capable of performing a lean combustion operation with an air-fuel ratio larger than a theoretical air-fuel ratio,
An exhaust passage for exhausting exhaust gas from the combustion chamber;
A lean NOx catalyst that is installed in the exhaust passage and absorbs nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas during lean combustion operation;
Operating state detecting means for detecting the operating state of the internal combustion engine;
Based on the operating state of the internal combustion engine detected by the operating state detecting means, the internal combustion engine is not affected by the combustion in the combustion chamber separately from the normal fuel injection performed for combustion in the combustion chamber. Fuel injection valve control means for operating the fuel injection valve in the exhaust stroke and supplying additional fuel to the lean NOx catalyst ,
The fuel injection valve control means increases the temperature of the lean NOx catalyst when the temperature of the lean NOx catalyst is lower than a predetermined temperature that is a lower limit value of a decomposable temperature range of the purification ability reducing substance attached to the lean NOx catalyst. Therefore, the additional fuel is supplied by adjusting the injection amount so that the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio, and when the temperature of the lean NOx catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature, In order to decompose the reduced purification capacity substance adhering to the lean NOx catalyst and reduce it to a less harmful substance, the injection amount is adjusted so that the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio. An in-cylinder injection internal combustion engine characterized in that additional fuel is supplied .
該内燃機関が複数の気筒を有し、該燃料噴射弁が各気筒毎に配設されるとともに、
上記の複数の気筒のうちの少なくとも一部の気筒間で、それぞれの排気ポートの開放時期が部分的にオーバラップするように互いの作動位相が設定されて、
該燃料噴射制御手段が、これらの排気ポートの開放時期が互いにオーバラップする気筒については、各気筒にそなえられた該燃料噴射弁を同時に作動させるように構成されている
ことを特徴とする、請求項記載の筒内噴射型内燃機関。
The internal combustion engine has a plurality of cylinders, and the fuel injection valve is disposed for each cylinder;
The operation phase of each other is set so that the opening timing of each exhaust port partially overlaps among at least some of the plurality of cylinders.
The fuel injection control means is configured to simultaneously operate the fuel injection valves provided in each cylinder for cylinders whose opening timings of these exhaust ports overlap each other. Item 2. The cylinder injection internal combustion engine according to Item 1 .
内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁をそなえ、空燃比を理論空燃比よりも大きくしてリーン燃焼運転を行ないうる筒内噴射型内燃機関において、In a cylinder injection type internal combustion engine having a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine and capable of performing a lean combustion operation with an air-fuel ratio larger than a theoretical air-fuel ratio,
該燃焼室から排気ガスを排出する排気通路と、  An exhaust passage for exhausting exhaust gas from the combustion chamber;
該排気通路に設置されてリーン燃焼運転時に排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を吸収するリーンNOx触媒と、  A lean NOx catalyst that is installed in the exhaust passage and absorbs nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas during lean combustion operation;
該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、  Operating state detecting means for detecting the operating state of the internal combustion engine;
該運転状態検出手段によって検出された該内燃機関の運転状態に基づいて、該燃焼室での燃焼のために行なう通常の燃料噴射とは別に該燃焼室での燃焼に影響しないように該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リーンNOx触媒へ追加燃料を供給する燃料噴射弁制御手段とをそなえ、  Based on the operating state of the internal combustion engine detected by the operating state detecting means, the internal combustion engine is not affected by the combustion in the combustion chamber separately from the normal fuel injection performed for combustion in the combustion chamber. Fuel injection valve control means for operating the fuel injection valve in the exhaust stroke and supplying additional fuel to the lean NOx catalyst,
該内燃機関が複数の気筒を有し、該燃料噴射弁が各気筒毎に配設されるとともに、  The internal combustion engine has a plurality of cylinders, and the fuel injection valve is disposed for each cylinder;
上記の複数の気筒のうちの少なくとも一部の気筒間で、それぞれの排気ポートの開放時期が部分的にオーバラップするように互いの作動位相が設定されて、  The operation phase of each other is set so that the opening timing of each exhaust port partially overlaps among at least some of the plurality of cylinders,
該燃料噴射制御手段が、これらの排気ポートの開放時期が互いにオーバラップする気筒については、各気筒にそなえられた該燃料噴射弁を同時に作動させるように構成されている  The fuel injection control means is configured to simultaneously operate the fuel injection valves provided in each cylinder for cylinders in which the opening timings of these exhaust ports overlap each other.
ことを特徴とする、筒内噴射型内燃機関。An in-cylinder injection internal combustion engine.
該運転状態検出手段が、該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定し、該付着量が所定量に達したか否かを判定する付着量推定手段をそなえ、
該燃料噴射弁制御手段が、該付着量推定手段により該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量が所定量に達したと判定されると、該内燃機関の排気行程で該燃料噴射弁を作動させて該リーンNOx触媒へ該追加燃料の供給を行なうことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の筒内噴射型内燃機関。
The operating condition detecting means, and estimates the deposition amount of the decreased reducing ability substance into the lean NOx catalyst, comprising a deposition amount estimating means for determining whether said adhesion amount reaches the predetermined amount,
When the fuel injection valve control means, the adhesion amount of the decreased reducing ability substance into the lean NOx catalyst is determined to have reached a predetermined amount by said adhesion amount estimating means, fuel injection in the exhaust stroke of the internal combustion engine The in-cylinder injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3 , wherein the additional fuel is supplied to the lean NOx catalyst by operating a valve.
該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転中の吸入空気量の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成されていることを特徴とする、請求項記載の筒内噴射型内燃機関。Said adhesion amount estimating means, characterized in that it is configured to estimate the deposition amount of the decreased reducing ability substance into the lean NOx catalyst based on the integrated value of the intake air amount in the lean burn operation The in-cylinder injection internal combustion engine according to claim 4 . 該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転中の燃料消費量の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成されていることを特徴とする、請求項記載の筒内噴射型内燃機関。Said adhesion amount estimating means, characterized in that it is configured to estimate the deposition amount of the decreased reducing ability substance into the lean NOx catalyst based on the integrated value of the fuel consumption during the lean burn operation The in-cylinder injection internal combustion engine according to claim 4 . 該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転による走行距離の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成されていることを特徴とする、請求項記載の筒内噴射型内燃機関。It said adhesion amount estimating means, characterized in that it is configured to estimate the deposition amount of the decreased reducing ability substance into the lean NOx catalyst based on the integrated value of the travel distance by the lean burn operation, wherein Item 5. The cylinder injection internal combustion engine according to Item 4 . 該付着量推定手段が、該リーン燃焼運転による走行時間の積算値に基づいて該リーンNOx触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定するように構成されていることを特徴とする、請求項記載の筒内噴射型内燃機関。It said adhesion amount estimating means, characterized in that it is configured to estimate the deposition amount of the decreased reducing ability substance into the lean NOx catalyst based on the integrated value of the travel time by the lean burn operation, wherein Item 5. The cylinder injection internal combustion engine according to Item 4 . 該燃料噴射弁制御手段が、一作動サイクル内の排気行程に該燃料噴射弁を複数回作動させながら複数回に分けて該追加燃料を噴射させるように構成されていることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の筒内噴射型内燃機関。The fuel injection valve control means is configured to inject the additional fuel in a plurality of times while operating the fuel injection valve a plurality of times during an exhaust stroke in one operation cycle. Item 9. The cylinder injection internal combustion engine according to any one of Items 1 to 8 . 該リーンNOx触媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段をそなえ、
該燃料噴射弁制御手段が、該追加燃料の供給開始後、該触媒温度状態検出手段の検出結果に基づいて該リーンNOx触媒の温度が所定温度以上の状態が所定時間以上に達したら該追加燃料の供給を停止するように構成されていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の筒内噴射型内燃機関。
Catalyst temperature state detection means for detecting the temperature state of the lean NOx catalyst is provided;
When the fuel injection valve control means starts supplying the additional fuel and the temperature of the lean NOx catalyst reaches a predetermined temperature or more after a predetermined time based on the detection result of the catalyst temperature state detection means, the additional fuel The in-cylinder injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9 , characterized in that the supply is stopped.
該リーンNOx触媒の温度状態を検出する触媒温度状態検出手段をそなえ、
該燃料噴射弁制御手段、該触媒温度状態検出手段の検出結果に基づいて、上記の噴射量の調整による上記追加燃料の供給を行なう
ことを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の筒内噴射型内燃機関。
Catalyst temperature state detection means for detecting the temperature state of the lean NOx catalyst is provided;
Fuel injection valve control means based on the detection result of said catalyst temperature state detecting means, and wherein the <br/> performing the supply of the additional fuel by adjustment of the injection quantity, claims 1 to 10 The cylinder injection type internal combustion engine of any one of these.
該リーンNOx触媒が、カリウム等のアルカリ金属,バリウム等のアルカリ土類及びランタン等の希土類の中の少なくともいずれか一つの成分を担持していることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の筒内噴射型内燃機関。The lean NOx catalyst, characterized in that it carries at least one of components in the rare earth alkali metals, alkaline earth, and lanthanum such as barium and potassium, more of claims 1 to 11 An in-cylinder injection internal combustion engine as set forth in claim 1 . 燃料噴射弁制御手段は、該リーンNOx触媒を該所定温度へ昇温させた後に、該リーンNOx触媒をリッチ雰囲気にすると発熱が多過ぎて過昇温してしまう場合には、該追加噴射を行なわずに、該燃焼室での燃焼のために行なう通常の燃料噴射により空燃比がストイキオ又はリッチとなるようにするWhen the lean NOx catalyst is heated to the predetermined temperature and then the lean NOx catalyst is brought to a rich atmosphere, the fuel injection valve control means performs the additional injection when the heat generation is excessive and the temperature rises excessively. Instead of performing the normal fuel injection for combustion in the combustion chamber, the air-fuel ratio is made stoichiometric or rich.
ことを特徴とする、請求項1〜12の何れか1項に記載の筒内噴射型内燃機関。The in-cylinder injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 12, wherein
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3067685B2 (en) 1997-03-31 2000-07-17 三菱自動車工業株式会社 Exhaust purification system for spark ignition type direct injection type internal combustion engine
JP3424557B2 (en) * 1997-08-06 2003-07-07 マツダ株式会社 Engine exhaust purification device
JP3264226B2 (en) * 1997-08-25 2002-03-11 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3693211B2 (en) * 1997-09-01 2005-09-07 スズキ株式会社 In-cylinder injection engine
EP0952321B1 (en) * 1998-04-15 2004-08-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
FR2779482B1 (en) * 1998-06-03 2000-07-21 Renault METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING SULFUR OXIDE PURGE FROM A CATALYTIC EXHAUST TREATMENT POT OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
US6269791B1 (en) 1998-07-22 2001-08-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control system for an internal combustion engine
JP2000282848A (en) 1999-03-30 2000-10-10 Nissan Motor Co Ltd Exhaust emission control device for internal combustion engine
DE19930086B4 (en) * 1999-06-30 2004-08-19 Robert Bosch Gmbh Method for operating an internal combustion engine
DE19959605A1 (en) * 1999-12-10 2001-06-13 Volkswagen Ag Device and method for NOx and / or SOx regeneration of a NOx storage catalytic converter
JP3607980B2 (en) 1999-12-16 2005-01-05 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine
FR2812687B1 (en) * 2000-08-03 2003-04-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa SYSTEM FOR AIDING THE REGENERATION OF A CATALYST INTEGRATED IN AN EXHAUST SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE
FR2812690B1 (en) * 2000-08-03 2003-04-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa SYSTEM FOR AIDING THE REGENERATION OF A CATALYST INTEGRATED IN AN EXHAUST SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE
JP2006104989A (en) * 2004-10-04 2006-04-20 Hino Motors Ltd Exhaust emission control device
JP4435300B2 (en) 2006-12-12 2010-03-17 本田技研工業株式会社 Control device for internal combustion engine
JP6398402B2 (en) * 2014-07-11 2018-10-03 いすゞ自動車株式会社 Exhaust purification system
JP7055641B2 (en) * 2018-01-12 2022-04-18 日本碍子株式会社 Combustion control method for vehicle engine and vehicle engine system

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