JP3340051B2 - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection control device for internal combustion engineInfo
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射制御装置に関し、特に、内燃機関の排気系に窒素酸化
物吸着剤を備えると共に内燃機関の燃焼室に燃料を噴射
する燃料噴射弁を有する直接噴射式内燃機関に供給する
燃料量を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine, and more particularly, to a fuel injection valve which includes a nitrogen oxide adsorbent in an exhaust system of the internal combustion engine and injects fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine. The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine that controls the amount of fuel supplied to a direct injection type internal combustion engine having the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】排気ガスの空燃比がリーンであるときに
窒素酸化物(以下NOxという)を吸収し、排気ガスの
空燃比をリッチ化して排気ガス中の酸素濃度を低下させ
ると吸収したNOxを放出するNOx吸収剤をディーゼ
ル機関の排気通路内に配置し、通常はディーゼル機関か
ら排出されたNOxをNOx吸収剤に吸収し、NOx吸
収剤からNOxを放出すべきときにはNOx吸収剤上流
側の排気通路内に液状の還元剤を供給してNOx吸収剤
に流入する排気ガス中の酸素濃度を低下させることによ
りNOx吸収剤からNOxを放出させると共に放出した
NOxを還元剤により還元する方法(リッチ・スパイク
制御)が知られている(国際公開No.WO93/07
363公報)。2. Description of the Related Art When the air-fuel ratio of exhaust gas is lean, nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) are absorbed, and when the air-fuel ratio of exhaust gas is enriched to lower the oxygen concentration in the exhaust gas, the absorbed NOx is reduced. A NOx absorbent that emits NOx is disposed in the exhaust passage of the diesel engine. Normally, NOx discharged from the diesel engine is absorbed by the NOx absorbent, and when NOx is to be released from the NOx absorbent, the NOx absorbent is located upstream of the NOx absorbent. A method in which a liquid reducing agent is supplied into the exhaust passage to reduce the concentration of oxygen in the exhaust gas flowing into the NOx absorbent, thereby releasing NOx from the NOx absorbent and reducing the released NOx by the reducing agent (rich method). -Spike control is known (International Publication No. WO93 / 07)
363).
【0003】また、上記技術の改良として、排気ガスの
空燃比がリーンである時にNOxを吸収し、排気ガス中
の空燃比をリッチ化して排気ガス中の酸素濃度を低下さ
せると吸収したNOxを放出するNOx吸収剤をディー
ゼル機関の排気通路内に配置し、通常は圧縮上死点近傍
において燃焼室内に主噴射を行い、NOx吸収剤からN
Oxを放出すべきときには主噴射完了後の爆発行程又は
排気行程において燃焼室内にNOx還元剤として燃料を
再度噴射(副噴射)し、もって還元剤のNOxに対する
反応性を高めてNOx吸収剤からNOxを良好に放出し
且つ放出したNOxを良好に還元するようにした方法が
知られている(特開平6−212961号公報)。Further, as an improvement of the above technology, NOx is absorbed when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, and the absorbed NOx is reduced when the air-fuel ratio in the exhaust gas is enriched to lower the oxygen concentration in the exhaust gas. The NOx absorbent to be released is arranged in the exhaust passage of the diesel engine, and the main injection is usually performed in the combustion chamber near the compression top dead center, and the NOx
When Ox is to be released, fuel is injected again (sub-injection) as a NOx reducing agent into the combustion chamber in the explosion stroke or exhaust stroke after completion of the main injection, thereby increasing the reactivity of the reducing agent with respect to NOx and thereby reducing NOx from the NOx absorbent. There is known a method of satisfactorily releasing NOx and satisfactorily reducing the released NOx (JP-A-6-212961).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記後
者の従来の方法においては、NOx吸収剤からNOxを
放出するに際して主噴射を実施して通常の燃焼を行わせ
た後、さらにNOx還元剤として燃料を副噴射している
ので、燃料を燃焼室に直接噴射する最大の利点である燃
費向上の効果を低減させてしまう。However, in the latter conventional method, when the NOx is released from the NOx absorbent, the main injection is performed to perform normal combustion, and then the fuel is used as the NOx reducing agent. Is sub-injected, thereby reducing the effect of improving fuel economy, which is the greatest advantage of directly injecting fuel into the combustion chamber.
【0005】また、副噴射は、吸気行程又は圧縮行程で
主噴射された燃料が燃焼した後の、燃焼室内のガス温度
が高い膨張行程又は排気行程において行われるため副噴
射された燃料が排気系内又はNOx吸収剤内で燃焼し、
排気ガスの空燃比のリッチ化の度合が低減し、従って、
NOx吸収剤内で飽和したNOxを効率よく還元できな
い。[0005] Further, the sub-injection is performed in the expansion stroke or the exhaust stroke in which the gas temperature in the combustion chamber is high after the fuel which has been injected in the intake stroke or the compression stroke is burned. Burning in or NOx absorbents,
The degree of air-fuel ratio enrichment of the exhaust gas is reduced, and
NOx saturated in the NOx absorbent cannot be reduced efficiently.
【0006】本発明の目的は、燃費の向上が図れると共
に、還元剤としての燃料が燃焼することなくNOxを効
率よく還元することができる内燃機関の燃料噴射制御装
置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that can improve fuel efficiency and can efficiently reduce NOx without burning fuel as a reducing agent.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1の内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機
関の排気系に設けられ、前記内燃機関の排気ガス中の窒
素酸化物を吸着する窒素酸化物吸着剤と、前記内燃機関
の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁とを有する内燃機
関の燃料噴射制御装置において、前記窒素酸化物吸着剤
内で窒素酸化物が飽和したか否かを判別する飽和判別手
段を備え、前記窒素酸化物吸着剤に吸着された窒素酸化
物が飽和したときは、前記内燃機関の吸気行程又は圧縮
行程において燃料の噴射を行うことなく、前記内燃機関
の排気行程において燃料を噴射するように前記燃料噴射
弁の燃料噴射時期を制御して前記窒素酸化物吸着剤に吸
着された窒素酸化物を還元する燃料噴射時期制御手段を
有することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel injection control apparatus for an internal combustion engine, which is provided in an exhaust system of the internal combustion engine and includes a nitrogen oxide in an exhaust gas of the internal combustion engine. A nitrogen oxide adsorbent for adsorbing fuel and a fuel injection valve for injecting fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine, wherein the nitrogen oxide adsorbent
For determining whether or not nitrogen oxides are saturated in a room
Nitrogen oxidation adsorbed on said nitrogen oxide adsorbent
When the object is saturated, the intake stroke or compression of the internal combustion engine
Without performing fuel injection in stroke, the internal combustion engine of the nitrogen oxides adsorbed exhaust line as in controlling the fuel injection timing of the fuel injection valve to inject Oite fuel into the nitrogen oxide adsorbent A fuel injection timing control means for reducing the fuel.
【0008】請求項1の内燃機関の燃料噴射制御装置に
よれば、窒素酸化物吸着剤に吸着された窒素酸化物が飽
和したときは、窒素酸化物吸着剤に吸着された窒素酸化
物を還元するために、内燃機関の排気行程中のみにおい
て燃料噴射弁が燃焼室に燃料を噴射する。すなわち、こ
の際、内燃機関の吸気行程又は圧縮行程においては燃焼
室に燃料を噴射しない。よって、排気行程における燃焼
室への燃料の噴射が、燃焼室内のガス温度が低い状態で
なされるので、噴射された燃料が排気系内又は窒素酸化
物吸着剤内で燃焼することなく排気ガスの空燃比を十分
にリッチ化することができ、従って、窒素酸化物吸着剤
に吸着された窒素酸化物を効率よく還元することができ
る。また、内燃機関の吸気行程又は圧縮行程においては
燃焼室に燃料を噴射しないことに加え、上記リッチ化効
果により燃費の向上が図れる。According to the fuel injection control device for an internal combustion engine of the first aspect, the nitrogen oxides adsorbed by the nitrogen oxide adsorbent become saturated.
When the sum is to reduce the nitrogen oxides adsorbed onto the nitrogen oxide adsorbing agent, a fuel injection valve for injecting fuel into the combustion chamber only in the exhaust stroke of the internal combustion engine. That is, at this time, no fuel is injected into the combustion chamber during the intake stroke or the compression stroke of the internal combustion engine. Therefore, the fuel is injected into the combustion chamber in the exhaust stroke at a low gas temperature in the combustion chamber, so that the injected fuel is not burned in the exhaust system or the nitrogen oxide adsorbent and the exhaust gas is discharged. The air-fuel ratio can be made sufficiently rich, so that the nitrogen oxides adsorbed by the nitrogen oxide adsorbent can be efficiently reduced. Further, in addition to not injecting fuel into the combustion chamber during the intake stroke or the compression stroke of the internal combustion engine, fuel efficiency can be improved by the above-described enrichment effect.
【0009】請求項2の内燃機関の燃料噴射制御装置
は、請求項1の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射時期制御手段は、前記窒素酸化物吸着剤に
吸着された窒素酸化物が飽和していないときは、前記内
燃機関の吸気行程又は圧縮行程において燃料の噴射を行
うように前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を制御すること
を特徴とする。A fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 2 is the fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1 , wherein
Before SL fuel injection timing control means, when the nitrogen oxide adsorbed to the nitrogen oxide adsorbent is not saturated, line injection of fuel in the intake stroke or compression stroke of the internal combustion engine
And controlling the fuel injection timing of Uyo urchin the fuel injection valve.
【0010】[0010]
【0011】請求項3の内燃機関の燃料噴射制御装置
は、請求項1又は2の内燃機関の燃料噴射制御装置にお
いて、前記内燃機関がガソリン機関であることを特徴と
する。According to a third aspect of the present invention, in the fuel injection control device for an internal combustion engine according to the first or second aspect, the internal combustion engine is a gasoline engine.
【0012】請求項3の内燃機関の燃料噴射制御装置に
よれば、ガソリン機関の排気系に設けられた窒素酸化物
吸着剤に吸着された窒素酸化物の還元を効率よく行うこ
とができる。According to the fuel injection control device for an internal combustion engine of the third aspect, it is possible to efficiently reduce the nitrogen oxides adsorbed on the nitrogen oxide adsorbent provided in the exhaust system of the gasoline engine.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態に係る内
燃機関の燃料噴射制御装置を図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A fuel injection control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0014】図1は、本発明の実施の形態にかかる燃料
噴射制御装置及び該装置が適用される内燃機関(以下
「エンジン」という)の構成を示す図である。同図中、
1は内燃機関であり、該機関は各気筒に吸気弁及び排気
弁(図示せず)を各1対ずつ設けたDOHC直列4気筒
のガソリンエンジンである。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a fuel injection control device according to an embodiment of the present invention and an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) to which the device is applied. In the figure,
Reference numeral 1 denotes an internal combustion engine, which is a DOHC in-line four-cylinder gasoline engine in which each cylinder is provided with a pair of an intake valve and an exhaust valve (not shown).
【0015】エンジン1の吸気管2は分岐部(吸気マニ
ホルド)11を介してエンジン1の各気筒の燃焼室25
に連通する。吸気管2の途中にはスロットル弁3が配さ
れている。スロットル弁3にはスロットル弁開度(θT
H)センサ4が連結されており、スロットル弁開度θT
Hに応じた電気信号を出力して電子コントロールユニッ
ト(以下「ECU」という)5に供給する。The intake pipe 2 of the engine 1 is connected to a combustion chamber 25 of each cylinder of the engine 1 through a branch portion (intake manifold) 11.
Communicate with A throttle valve 3 is provided in the intake pipe 2. The throttle valve 3 has a throttle valve opening (θT
H) The sensor 4 is connected, and the throttle valve opening θT
An electric signal corresponding to H is output and supplied to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 5.
【0016】吸気管2のスロットル弁3の上流側には吸
気温(TA)センサ8が装着されており、その検出信号
がECU5に供給される。吸気管2のスロットル弁3と
吸気マニホルド11の間には、拡径したチャンバ9が設
けられており、チャンバ9には吸気管内絶対圧(PB
A)センサ10が取り付けられている。PBAセンサ1
0の検出信号はECU5に供給される。An intake air temperature (TA) sensor 8 is mounted on the intake pipe 2 upstream of the throttle valve 3, and a detection signal is supplied to the ECU 5. An expanded chamber 9 is provided between the throttle valve 3 of the intake pipe 2 and the intake manifold 11, and the chamber 9 has an intake pipe absolute pressure (PB
A) The sensor 10 is attached. PBA sensor 1
The detection signal of 0 is supplied to the ECU 5.
【0017】エンジン1の本体にはエンジン水温(T
W)センサ13が装着されており、その検出信号がEC
U5に供給される。ECU5には、エンジン1のクラン
ク軸(図示せず)の回転角度を検出するクランク角度位
置センサ14が接続されており、クランク軸の回転角度
に応じた信号がECU5に供給される。クランク角度位
置センサ14は、エンジン1の特定の気筒の所定クラン
ク角度位置で信号パルス(以下「CYL信号パルス」と
いう)を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸気行程開
始時の上死点(TDC)に関し所定クランク角度前のク
ランク角度位置で(4気筒エンジンではクランク角18
0度毎に)TDC信号パルスを出力するTDCセンサ及
びTDC信号パルスより短い一定クランク角周期(例え
ば30度周期)で1パルス(以下「CRK信号パルス」
という)を発生するCRKセンサから成り、CYL信号
パルス、TDC信号パルス及びCRK信号パルスがEC
U5に供給される。これらの信号パルスは、燃料噴射時
期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転
数NEの検出に使用される。The main body of the engine 1 has an engine water temperature (T
W) The sensor 13 is mounted, and the detection signal is EC
It is supplied to U5. The ECU 5 is connected to a crank angle position sensor 14 that detects a rotation angle of a crankshaft (not shown) of the engine 1, and supplies a signal corresponding to the rotation angle of the crankshaft to the ECU 5. The crank angle position sensor 14 outputs a signal pulse (hereinafter referred to as a “CYL signal pulse”) at a predetermined crank angle position of a specific cylinder of the engine 1, and a top dead center (TDC) at the start of an intake stroke of each cylinder. ) At a crank angle position before a predetermined crank angle (in the case of a four-cylinder engine, the crank angle is 18).
A TDC sensor that outputs a TDC signal pulse and a pulse (hereinafter referred to as a “CRK signal pulse”) at a constant crank angle cycle (for example, a 30-degree cycle) shorter than the TDC signal pulse
), And a CYL signal pulse, a TDC signal pulse, and a CRK signal pulse
It is supplied to U5. These signal pulses are used for various timing controls such as fuel injection timing, ignition timing, and the like, and detection of the engine speed NE.
【0018】燃料噴射弁12が各気筒の燃焼室25に設
けられており、各気筒の燃焼室25内に燃料を噴射す
る。各燃料噴射弁12は、対応する燃料供給導管26を
介して燃料分配管27に連結され、燃料分配管27は燃
料供給ポンプ28を介して燃料タンク41に連結され
る。また、各燃料噴射弁12はECU5に電気的に接続
されて、ECU5からの信号により燃料噴射時期及び燃
料噴射時間(開弁時間)が制御される。エンジン1の点
火プラグ(図示せず)もECU5に電気的に接続されて
おり、ECU5により点火時期θIGが制御される。本
実施の形態においては、ECU5は燃料噴射時期制御手
段及び飽和判別手段を構成する。The fuel injection valve 12 is provided in the combustion chamber 25 of each cylinder, and injects fuel into the combustion chamber 25 of each cylinder. Each fuel injection valve 12 is connected to a fuel distribution pipe 27 via a corresponding fuel supply conduit 26, and the fuel distribution pipe 27 is connected to a fuel tank 41 via a fuel supply pump 28. Further, each fuel injection valve 12 is electrically connected to the ECU 5, and a signal from the ECU 5 controls a fuel injection timing and a fuel injection time (valve opening time). An ignition plug (not shown) of the engine 1 is also electrically connected to the ECU 5, and the ECU 5 controls the ignition timing θIG. In the present embodiment, the ECU 5 constitutes fuel injection timing control means and saturation determination means.
【0019】排気管16は分岐部(排気マニホルド)1
5を介してエンジン1の各燃焼室25に接続されてい
る。排気管16には分岐部15が集合する部分の直ぐ下
流側に、広域空燃比センサ(以下「LAFセンサ」とい
う)17が設けられている。さらに排気管16のLAF
センサ17の下流側には直下三元触媒19及び床下三元
触媒20が配されており、またこれらの三元触媒19及
び20の間には酸素濃度センサ(以下「O2センサ」と
いう)18が装着されている。三元触媒19、20は、
排気ガス中のHC,CO,NOx等の浄化を行う。ま
た、排気管16の三元触媒20の下流側には、排気ガス
温度(TG)センサ35が取付けられており、その検出
信号がECU5に供給される。The exhaust pipe 16 has a branch portion (exhaust manifold) 1
5 is connected to each combustion chamber 25 of the engine 1. A wide area air-fuel ratio sensor (hereinafter, referred to as a “LAF sensor”) 17 is provided in the exhaust pipe 16 immediately downstream of a portion where the branch portions 15 are gathered. Further, the LAF of the exhaust pipe 16
A three-way catalyst 19 directly below and a three-way catalyst 20 below the floor are disposed downstream of the sensor 17, and an oxygen concentration sensor (hereinafter referred to as an “O2 sensor”) 18 is provided between these three-way catalysts 19 and 20. It is installed. The three-way catalysts 19 and 20 are
It purifies HC, CO, NOx, etc. in exhaust gas. An exhaust gas temperature (TG) sensor 35 is attached to the exhaust pipe 16 downstream of the three-way catalyst 20, and a detection signal is supplied to the ECU 5.
【0020】三元触媒19は、窒素酸化物吸着剤として
の窒素酸化物(NOx)吸着用触媒(以下「NOx吸着
触媒」という)を有する。以下、このNOx吸着触媒に
ついて説明する。The three-way catalyst 19 has a nitrogen oxide (NOx) adsorption catalyst (hereinafter referred to as a "NOx adsorption catalyst") as a nitrogen oxide adsorbent. Hereinafter, the NOx adsorption catalyst will be described.
【0021】NOx吸着触媒は例えばアルミナを担体と
し、この担体上に例えばカリウムK、ナトリウムNa、
リチウムLi、セシウムCsのようなアルカリ金属、バ
リウムBa、カルシウムCaのようなアルカリ土類、ラ
ンタンLa、イットリウムYのような希土類から選ばれ
た少なくとも1つと、白金Ptのような貴金属とが担持
されている。排気ガス中の空燃比がリーンであり排気ガ
ス中の酸素濃度が高いときはNOx吸着触媒はNOxを
吸収し、該空燃比がリッチであり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の吸放出
作用を行う。The NOx adsorption catalyst uses, for example, alumina as a carrier, and, for example, potassium K, sodium Na,
At least one selected from an alkali metal such as lithium Li and cesium Cs, an alkaline earth such as barium Ba and calcium Ca, a rare earth such as lanthanum La and yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt are supported. ing. When the air-fuel ratio in the exhaust gas is lean and the oxygen concentration in the exhaust gas is high, the NOx adsorption catalyst absorbs NOx, and releases the absorbed NOx when the air-fuel ratio is rich and the oxygen concentration in the exhaust gas decreases. NOx is absorbed and released.
【0022】以上のNOx吸着触媒では、吸着触媒とし
てアルカリ金属、アルカリ土類、希土類から選ばれた少
なくとも1つと貴金属とをアルミナ上に担持したNOx
吸着触媒が用いられている。しかしながら、このような
NOx吸着触媒を用いる代りにアルカリ土類と銅との複
合酸化物、即ちBa−Cu−O系のNOx吸着触媒を用
いることもできる。このようなアルカリ土類と銅との複
合酸化物としては例えばMnO2・BaCuO2を用いる
ことができ、この場合、白金Pt又はセリウムCeを添
加することもできる。In the above NOx adsorbing catalyst, NOx in which at least one selected from alkali metals, alkaline earths, and rare earths and a noble metal are supported on alumina as the adsorbing catalyst.
An adsorption catalyst is used. However, instead of using such a NOx adsorption catalyst, a composite oxide of alkaline earth and copper, that is, a Ba-Cu-O-based NOx adsorption catalyst can also be used. As such a complex oxide of alkaline earth and copper, for example, MnO 2 .BaCuO 2 can be used, and in this case, platinum Pt or cerium Ce can also be added.
【0023】このMnO2・BaCuO2系のNOx吸着
触媒では銅Cuがこれまで述べたNOx吸着触媒の白金
Ptと同様な触媒作用をなし、空燃比がリーンのときに
は銅CuによりNOxが酸化されて(2NO+O2→2
NO2)硝酸イオンNO3 -の形でNOx吸着触媒内に拡
散される。In this MnO 2 .BaCuO 2 NOx adsorbing catalyst, copper Cu has the same catalytic effect as platinum Pt of the NOx adsorbing catalyst described above. When the air-fuel ratio is lean, NOx is oxidized by copper Cu. (2NO + O 2 → 2
NO 2 ) nitrate ions are diffused into the NOx adsorption catalyst in the form of NO 3 − .
【0024】一方、空燃比をリッチにすれば同様にNO
x吸着触媒からNOxが放出され、このNOxは銅Cu
の触媒作用によって還元せしめられる。しかしながら、
銅CuのNOx還元力は白金PtのNOx還元力に比べ
て弱く、従ってBa−Ca−O系の吸着触媒を用いた場
合にはこれまで述べたNOx吸着触媒に比べてNOx放
出時に還元されないNOx量が若干増大する。その増大
したNOxは三元触媒20で処理する。On the other hand, if the air-fuel ratio is made rich, NO
NOx is released from the x adsorption catalyst, and this NOx is
Is reduced by the catalytic action of However,
The NOx reducing power of copper Cu is weaker than the NOx reducing power of platinum Pt. Therefore, when a Ba—Ca—O-based adsorption catalyst is used, NOx that is not reduced when NOx is released is lower than that of the NOx adsorption catalyst described above. The amount increases slightly. The increased NOx is processed by the three-way catalyst 20.
【0025】図1に戻り、LAFセンサ17は、ローパ
スフィルタ22を介してECU5に接続されており、排
気ガス中の酸素濃度(空燃比)に略比例した電気信号を
出力し、その電気信号をECU5に供給する。O2セン
サ18は、その出力が理論空燃比の前後において急激に
変化する特性を有し、その出力は理論空燃比よりリッチ
側で高レベルとなり、リーン側で低レベルとなる。O2
センサ18は、ローパスフィルタ23を介してECU5
に接続されており、その検出信号はECU5に供給され
る。Returning to FIG. 1, the LAF sensor 17 is connected to the ECU 5 via a low-pass filter 22, outputs an electric signal substantially proportional to the oxygen concentration (air-fuel ratio) in the exhaust gas, and outputs the electric signal. Supply to ECU5. The output of the O2 sensor 18 has a characteristic that the output sharply changes before and after the stoichiometric air-fuel ratio, and the output becomes high level on the rich side and low level on the lean side from the stoichiometric air-fuel ratio. O2
The sensor 18 is connected to the ECU 5 via a low-pass filter 23.
The detection signal is supplied to the ECU 5.
【0026】排気ガスの一部を吸気管に還流する排気還
流機構30が設けられ、該機構30は、吸気管2のチャ
ンバ9と排気管16とを接続する排気還流路31と、排
気還流路31の途中に設けられ、排気還流量を制御する
排気還流弁(EGR弁)32と、EGR弁32の弁開度
を検出し、その検出信号をECU5に供給するリフトセ
ンサ33とから成る。EGR弁32は、ソレノイドを有
する電磁弁であり、ソレノイドはECU5に接続され、
その弁開度がECU5からの制御信号によりリニアに変
化させることができるように構成されている。An exhaust gas recirculation mechanism 30 for recirculating a part of the exhaust gas to the intake pipe is provided. The mechanism 30 includes an exhaust gas recirculation path 31 connecting the chamber 9 of the intake pipe 2 and the exhaust pipe 16, and an exhaust gas recirculation path. An exhaust gas recirculation valve (EGR valve) 32 is provided in the middle of 31 and controls an exhaust gas recirculation amount, and a lift sensor 33 that detects a valve opening of the EGR valve 32 and supplies a detection signal to the ECU 5. The EGR valve 32 is an electromagnetic valve having a solenoid, and the solenoid is connected to the ECU 5,
The valve opening is configured to be linearly changed by a control signal from the ECU 5.
【0027】また、ECU5には、大気圧を検出する大
気圧(PA)センサ21が接続されており、その検出信
号がECU5に供給される。An atmospheric pressure (PA) sensor 21 for detecting the atmospheric pressure is connected to the ECU 5, and a detection signal is supplied to the ECU 5.
【0028】ECU5は、上述した各種センサからの入
力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正
し、アナログ信号値をデジタル信号値に変化する等の機
能を有する入力回路と、中央処理回路(CPU)と、該
CPUで実行される各種演算プログラムや後述する各種
マップ及び演算結果等を記憶するROM及びRAMから
なる記憶回路と、燃料噴射弁12等の各種電磁弁や点火
プラグに駆動信号を出力する出力回路とを備えている。The ECU 5 has an input circuit having a function of shaping input signal waveforms from the above-described various sensors, correcting a voltage level to a predetermined level, and changing an analog signal value to a digital signal value, and a central processing circuit. (CPU), a storage circuit including a ROM and a RAM for storing various arithmetic programs executed by the CPU, various maps and arithmetic results described later, and drive signals to various solenoid valves such as the fuel injection valve 12 and the ignition plug. And an output circuit for outputting the same.
【0029】ECU5は、上述の各種エンジン運転パラ
メータ信号に基づいて、LAFセンサ17及びO2セン
サ18の出力に応じたフィードバック制御運転領域やオ
ープンループ制御運転領域等の種々のエンジン運転状態
を判別するとともに、エンジン運転状態に応じ、下記式
により燃料噴射弁12の燃料噴射時間TOUTを演算
し、この演算結果に基づいて燃料噴射弁12を駆動する
信号を出力する。The ECU 5 determines various engine operating states such as a feedback control operating area and an open loop control operating area according to the outputs of the LAF sensor 17 and the O2 sensor 18 based on the various engine operating parameter signals described above. The fuel injection time TOUT of the fuel injection valve 12 is calculated by the following equation according to the engine operating state, and a signal for driving the fuel injection valve 12 is output based on the calculation result.
【0030】TOUT(N)=TIMF×KTOTAL
×KCMDM×KLAF ここでNは、気筒番号を表し、これを付したパラメータ
は気筒毎に算出される。なお、本実施の形態ではエンジ
ンへの燃料供給量は燃料噴射時間として算出されるが、
これは噴射される燃料量に対応するので、TOUTを燃
料噴射量若しくは燃料量とも呼んでいる。TOUT (N) = TIMF × KTOTAL
× KCMDM × KLAF Here, N represents a cylinder number, and a parameter with this is calculated for each cylinder. In the present embodiment, the fuel supply amount to the engine is calculated as the fuel injection time,
Since this corresponds to the amount of fuel to be injected, TOUT is also called a fuel injection amount or a fuel amount.
【0031】また、TIMFは、吸入空気量に対応した
基本燃料量であり、この基本燃料量TIMFは、基本的
にはエンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応
じて設定されるが、スロットル弁3からエンジン1の燃
焼室に至る吸気系をモデル化し、その吸気系モデルに基
づいて吸入空気の遅れを考慮した補正を行うことが望ま
しい。その場合には、検出パラメータとしてスロットル
開度θTH及び大気圧PAをさらに用いる。The TIMF is a basic fuel amount corresponding to the intake air amount. The basic fuel amount TIMF is basically set according to the engine speed NE and the absolute pressure PBA in the intake pipe. It is desirable to model the intake system from the valve 3 to the combustion chamber of the engine 1 and make corrections based on the intake system model taking into account the delay of the intake air. In that case, the throttle opening θTH and the atmospheric pressure PA are further used as detection parameters.
【0032】KTOTALは、エンジン水温TWに応じ
て設定されるエンジン水温補正係数KTW,排気還流実
行中に排気還流量に応じて設定されるEGR補正係数K
EGR等のフィードフォワード系補正係数をすべて乗算
することにより算出される補正係数である。KTOTAL is an engine water temperature correction coefficient KTW set according to the engine water temperature TW, and an EGR correction coefficient K set according to the exhaust gas recirculation amount during execution of the exhaust gas recirculation.
This is a correction coefficient calculated by multiplying all feedforward correction coefficients such as EGR.
【0033】KCMDMは、エンジン回転数NE、吸気
管内絶対圧PBA等に応じて決定される目標空燃比係数
KCMD値に応じて燃料冷却補正を行って算出される最
終目標空燃比係数である。目標空燃比係数KCMDは、
空燃比A/Fの逆数、すなわち燃空比F/Aに比例し、
理論空燃比のとき値1.0をとるので、目標当量比とも
いう。KLAFは、LAFセンサ17の出力としての検
出当量比KACTと目標当量比KCMDとの偏差に応じ
て算出される空燃比補正係数である。KCMDM is a final target air-fuel ratio coefficient calculated by performing fuel cooling correction according to a target air-fuel ratio coefficient KCMD value determined according to the engine speed NE, the intake pipe absolute pressure PBA, and the like. The target air-fuel ratio coefficient KCMD is
Proportional to the reciprocal of the air-fuel ratio A / F, that is, the fuel-air ratio F / A,
Since the value is 1.0 at the stoichiometric air-fuel ratio, it is also called a target equivalent ratio. KLAF is an air-fuel ratio correction coefficient calculated according to a deviation between the detected equivalent ratio KACT as an output of the LAF sensor 17 and the target equivalent ratio KCMD.
【0034】本実施の形態では、上述した燃料噴射時間
TOUT(N)の算出等の機能は、ECU5のCPUに
よる演算処理により実現されるので、この処理のフロー
チャートを参照して処理の内容を具体的に説明する。In the present embodiment, the functions such as the calculation of the fuel injection time TOUT (N) described above are realized by arithmetic processing by the CPU of the ECU 5. Therefore, the contents of the processing will be concretely described with reference to the flowchart of this processing. Will be explained.
【0035】図2は、燃料噴射弁の燃料噴射処理のプロ
グラムを示し、この処理はTDC信号パルスの発生毎に
これと同期して実行される。FIG. 2 shows a program of a fuel injection process of the fuel injection valve. This process is executed in synchronization with each generation of the TDC signal pulse.
【0036】まず、ステップS1で、燃料噴射弁12の
燃料噴射時間TOUT(N)を上記式により算出する。
上記式中の目標空燃比係数KCMD及び空燃比補正係数
KLAFは、後述する図3の処理により算出する。First, in step S1, the fuel injection time TOUT (N) of the fuel injection valve 12 is calculated by the above equation.
The target air-fuel ratio coefficient KCMD and the air-fuel ratio correction coefficient KLAF in the above equation are calculated by the processing of FIG.
【0037】次いで、ステップS2で、三元触媒19中
のNOx吸着触媒内の飽和したNOxを放出させること
を「1」で示すNOx放出フラグFRELが「1」であ
るか否かを判別する。このフラグFRELは後述する図
4の処理で設定される。Next, in step S2, it is determined whether or not a NOx release flag FREL indicating "1" to release saturated NOx in the NOx adsorption catalyst in the three-way catalyst 19 is "1". This flag FREL is set in the processing of FIG. 4 described later.
【0038】ステップS2の判別の答が否定(NO)で
あって、三元触媒19中のNOx吸着触媒内にNOxが
飽和しておらず該触媒内のNOxを放出させる必要がな
い場合は、ステップS3に進み、後述する通常燃料噴射
処理を行う一方、ステップS2の判別の答が肯定(YE
S)であって、三元触媒19中のNOx吸着触媒内にN
Oxが飽和しており該触媒内のNOxを放出させる必要
がある場合は、ステップS4に進み、後述するリッチス
パイク用燃料噴射処理を行う。If the answer to the determination in step S2 is negative (NO), and NOx is not saturated in the NOx adsorbing catalyst in the three-way catalyst 19, it is not necessary to release NOx in the catalyst. Proceeding to step S3, a normal fuel injection process described later is performed, while the answer to the determination in step S2 is affirmative (YE
S), the NOx adsorbing catalyst in the three-way catalyst 19
If Ox is saturated and it is necessary to release NOx in the catalyst, the process proceeds to step S4, and a rich spike fuel injection process described later is performed.
【0039】図3は、目標空燃比係数KCMD及び空燃
比補正係数KLAFの算出処理のプログラムを示し、本
処理は図2の処理と同期して実行される。FIG. 3 shows a program for calculating the target air-fuel ratio coefficient KCMD and the air-fuel ratio correction coefficient KLAF. This processing is executed in synchronization with the processing of FIG.
【0040】まず、ステップS11ではエンジン1が始
動モードであるか否かを判別し、この答が肯定(YE
S)のときには、KLAF値を1.0に設定して(ステ
ップS16)、本処理を終了する。ステップS11の答
が否定(NO)、即ちエンジン1が始動モードでないと
きには、KCMD算出処理を実行し(ステップS1
2)、LAFセンサ12が活性状態(酸素濃度の検出が
可能な状態)にあるか否かを判別する(ステップS1
3)。その答が否定(NO)のときには前記ステップS
16に進み、肯定(YES)のときには、LAFセンサ
12の出力に基づいて、検出された空燃比を表す当量比
KACTを算出するとともに(ステップS14)、目標
当量比KCMDと検出当量比KACTとが一致するよう
に空燃比補正係数KLAFを算出し(ステップS1
5)、本処理を終了する。First, in a step S11, it is determined whether or not the engine 1 is in a start mode, and the answer is affirmative (YE
In the case of S), the KLAF value is set to 1.0 (step S16), and this processing ends. If the answer to step S11 is negative (NO), that is, if the engine 1 is not in the start mode, a KCMD calculation process is executed (step S1).
2) It is determined whether or not the LAF sensor 12 is in an active state (a state where oxygen concentration can be detected) (step S1).
3). If the answer is negative (NO), the step S
Proceeding to 16, when affirmative (YES), an equivalent ratio KACT representing the detected air-fuel ratio is calculated based on the output of the LAF sensor 12 (step S14), and the target equivalent ratio KCMD and the detected equivalent ratio KACT are calculated. The air-fuel ratio correction coefficient KLAF is calculated so as to match (step S1).
5), end this processing.
【0041】図3の処理によれば、エンジン1が始動モ
ードでなく、LAFセンサ12が活性状態のときには、
検出当量比KACTが目標当量比KCMDに一致するよ
うに、KLAF値が算出される。According to the processing of FIG. 3, when the engine 1 is not in the start mode and the LAF sensor 12 is in the active state,
The KLAF value is calculated such that the detected equivalent ratio KACT matches the target equivalent ratio KCMD.
【0042】図4は、図2のステップS2で使用される
NOx放出フラグFRELの決定処理のプログラムを示
し、本処理は図2の処理と同期して実行される。FIG. 4 shows a program for determining the NOx release flag FREL used in step S2 of FIG. 2, and this processing is executed in synchronization with the processing of FIG.
【0043】まず、ステップS20でLAFセンサ17
の出力としての検出当量比KACTが1.0より小さい
か否か、即ち空燃比がリーンか否かを判別する。ステッ
プS20で、KACT≧1.0、即ち空燃比がリッチで
あるときは、ステップS21に進み、後述するステップ
S24でスタートしたダウンカウントタイマtmREL
1の値が「0」であるか否かを判別する。最初はtmR
EL1>0であるので、ステップS22をスキップして
ダウンカウントタイマtmREL2に所定時間TMRE
L2(例えば、5秒)をセットしてスタートさせ(ステ
ップS23)、本処理を終了する。First, at step S20, the LAF sensor 17
It is determined whether or not the detected equivalence ratio KACT as the output of is smaller than 1.0, that is, whether or not the air-fuel ratio is lean. In step S20, when KACT ≧ 1.0, that is, when the air-fuel ratio is rich, the process proceeds to step S21, and the down-count timer tmREL started in step S24 described later.
It is determined whether or not the value of 1 is “0”. At first tmR
Since EL1> 0, step S22 is skipped and the down count timer tmREL2 is set to the predetermined time TMRE.
L2 (for example, 5 seconds) is set and started (step S23), and this processing is ended.
【0044】前記ステップS21で、tmREL1=0
になると、前記ステップS22に進み、積算エンジン回
転数ΣNEを0にリセットする。これにより、検出当量
比KACTが1.0以上であり空燃比がリッチである状
態が所定時間tmREL1継続したときには(ステップ
S21でYES)、エンジン積算回転数ΣNEを0にリ
セットして(ステップS22)、前記ステップS23に
進む。In step S21, tmREL1 = 0
Then, the process proceeds to step S22, where the integrated engine speed ΣNE is reset to zero. As a result, when the state where the detected equivalent ratio KACT is equal to or greater than 1.0 and the air-fuel ratio is rich has continued for the predetermined time tmREL1 (YES in step S21), the integrated engine speed ΣNE is reset to 0 (step S22). The process proceeds to step S23.
【0045】前記ステップS20で、KACT<1.0
のとき、即ち空燃比がリーンであるときは、ダウンカウ
ントタイマtmREL1に所定時間TMREL1(例え
ば、10秒)をセットしてスタートさせて(ステップS
24)、次いで、前回までの積算エンジン回転数ΣNE
に現在のエンジン回転数NEを加算して現在の積算エン
ジン回転数ΣNEを算出する(ステップS25)。次い
で、ステップS26で、現在の積算エンジン回転数ΣN
Eが所定値SNEよりも大きいか否かを判別する。この
所定値SNEは、NOx吸着触媒にそのNOx吸着能力
の例えば80%のNOx量が吸収されている、即ち実質
的に飽和状態と推定される積算エンジン回転数を示して
いる。前記ステップS26が飽和判別手段に対応する。In step S20, KACT <1.0
In other words, when the air-fuel ratio is lean, a predetermined time TMREL1 (for example, 10 seconds) is set in the down-count timer tmREL1 and started (step S).
24) Then, the accumulated engine speed up to the previous timeΣNE
Is added to the current engine speed NE to calculate a current integrated engine speed ΣNE (step S25). Next, at step S26, the current integrated engine speed ΣN
It is determined whether E is larger than a predetermined value SNE. The predetermined value SNE indicates the integrated engine speed at which the NOx adsorbing catalyst has absorbed the NOx amount of, for example, 80% of the NOx adsorbing ability, that is, it is estimated that the NOx adsorbing catalyst is substantially saturated. Step S26 corresponds to saturation determination means.
【0046】前記ステップS26の判別で、最初はΣN
E≦SNEであるので、ステップS23を実行して本処
理を終了する一方、ΣNE>SNEであるとき、即ちN
Ox吸着触媒にそのNOx吸着能力の80%のNOx量
が吸着されていると推定されたときには、ステップS2
7に進み、TGセンサ35による排気ガス温度TGが所
定値TG0、例えば200℃よりも低いか否かを判別す
る。ステップS27で、TG<TG0のときは、前記ス
テップS23を実行して本処理を終了する一方、TG≧
TG0のときには、前記NOx放出フラグFRELを
「1」に設定する(ステップS28)。In the discrimination in step S26, initially, ΣN
Since E ≦ SNE, step S23 is executed to end this processing. On the other hand, when ΣNE> SNE, ie, N
If it is estimated that the NOx amount of 80% of the NOx adsorption capacity is adsorbed on the Ox adsorption catalyst, step S2
Proceeding to 7, it is determined whether or not the exhaust gas temperature TG detected by the TG sensor 35 is lower than a predetermined value TG0, for example, 200 ° C. If TG <TG0 in step S27, the processing in step S23 is executed to end this processing, while TG ≧ TG0.
If TG0, the NOx release flag FREL is set to "1" (step S28).
【0047】次いで、前記ステップS23でスタートし
たタイマtmREL2の値が「0」か否かを判別する
(ステップS29)。最初はtmREL2>0であるの
でステップS30,S31をスキップして本処理を終了
する一方、tmREL2=0となると、前記NOx放出
フラグFRELを「0」に設定し(ステップS30)、
積算エンジン回転数ΣSを0にリセットして(ステップ
S31)、本処理を終了する。Next, it is determined whether or not the value of the timer tmREL2 started in step S23 is "0" (step S29). At first, since tmREL2> 0, steps S30 and S31 are skipped and the present process is terminated. On the other hand, when tmREL2 = 0, the NOx release flag FREL is set to “0” (step S30).
The accumulated engine speed ΣS is reset to 0 (step S31), and the process ends.
【0048】図4の処理によれば、KACT<1.0,
ΣNE>SNEでかつTG≧TG0のとき、NOx放出
フラグFRELを「1」に設定し、その後所定時間(t
mREL2)経過後にNOx放出フラグを「0」にリセ
ットする。According to the processing of FIG. 4, KACT <1.0,
Σ When NE> SNE and TG ≧ TG0, the NOx release flag FREL is set to “1”, and thereafter, for a predetermined time (t
After mREL2), the NOx release flag is reset to “0”.
【0049】図2のステップS3の通常燃料噴射処理
は、以下のように行う。The normal fuel injection processing in step S3 in FIG. 2 is performed as follows.
【0050】図5は、通常燃料噴射処理における燃料噴
射時期を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the fuel injection timing in the normal fuel injection processing.
【0051】図5は、エンジン1の吸気、圧縮、膨張及
び排気の各行程から成る1サイクルを示す。吸気弁は吸
気行程開始時のTDC直前で開き始め、吸気行程終了時
の下死点(BDC)直後に閉じる。また、排気弁は膨張
行程終了時のBDC直前に開き始め、吸気行程開始時の
TDC直後に閉じる。吸気行程開始時のTDC前後で吸
気弁と排気弁との開弁時期が重なっている。FIG. 5 shows one cycle consisting of the intake, compression, expansion and exhaust strokes of the engine 1. The intake valve starts to open just before TDC at the start of the intake stroke and closes immediately after bottom dead center (BDC) at the end of the intake stroke. The exhaust valve starts to open just before BDC at the end of the expansion stroke and closes immediately after TDC at the start of the intake stroke. The opening timings of the intake valve and the exhaust valve overlap before and after TDC at the start of the intake stroke.
【0052】燃焼室25への燃料噴射弁12の燃料噴射
は、まず、吸気行程の前半において吸気行程噴射が行わ
れ、次いで、圧縮行程の後半において圧縮行程噴射が行
われる。前記燃料噴射弁12の燃料噴射時間TOUT
(N)の算出式で算出された前記燃料噴射弁12の燃料
噴射時間TOUT(N)は、これらの吸気行程噴射及び
圧縮行程噴射の各時間の合計に相当する。燃焼室25へ
の燃料噴射後点火プラグの作動により燃焼室25内の混
合気が着火し、膨張行程に移行する。図5において、圧
縮行程噴射が完了した後の膨張行程及び排気行程にまた
がる領域Zでは、何らの燃料噴射を行わない。In the fuel injection of the fuel injection valve 12 into the combustion chamber 25, first, the intake stroke injection is performed in the first half of the intake stroke, and then the compression stroke injection is performed in the second half of the compression stroke. The fuel injection time TOUT of the fuel injection valve 12
The fuel injection time TOUT (N) of the fuel injection valve 12 calculated by the calculation formula (N) corresponds to the sum of the intake stroke injection and the compression stroke injection. After the fuel is injected into the combustion chamber 25, the air-fuel mixture in the combustion chamber 25 is ignited by the operation of the ignition plug, and the process proceeds to the expansion stroke. In FIG. 5, no fuel injection is performed in a region Z that extends over the expansion stroke and the exhaust stroke after the completion of the compression stroke injection.
【0053】図2のステップS4のリッチ・スパイク用
燃料噴射処理は、以下のように行う。The fuel injection process for rich spikes in step S4 in FIG. 2 is performed as follows.
【0054】図6は、リッチ・スパイク用燃料噴射処理
における燃料噴射時期を説明するための説明図である。
このリッチ・スパイク用燃料噴射処理はNOx吸着触媒
からのNOx放出還元時(図2のステップS4)に実行
される。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the fuel injection timing in the rich spike fuel injection process.
This rich spike fuel injection process is executed at the time of NOx release and reduction from the NOx adsorption catalyst (step S4 in FIG. 2).
【0055】図6は、エンジン1の吸気、圧縮、膨張及
び排気の各行程から成る1サイクルを示す。吸気弁及び
排気弁の開閉タイミングは図5の場合と同様である。FIG. 6 shows one cycle consisting of the intake, compression, expansion, and exhaust strokes of the engine 1. The opening and closing timings of the intake valve and the exhaust valve are the same as in the case of FIG.
【0056】図2のステップS3の通常燃料噴射処理で
行われる吸気行程における吸気行程噴射及び圧縮行程に
おける圧縮行程噴射は本リッチ・スパイク用燃料噴射処
理では行わない。しかし、図6に示すように、圧縮行程
噴射が完了した後の膨張行程及び排気行程にまたがる領
域Zの後期、即ち、排気行程の中央において、燃料弁1
2による排気行程噴射を行う。The intake stroke injection in the intake stroke and the compression stroke injection in the compression stroke performed in the normal fuel injection processing in step S3 in FIG. 2 are not performed in the fuel injection processing for the rich spike. However, as shown in FIG. 6, the fuel valve 1 is located at a later stage of the zone Z that extends over the expansion stroke and the exhaust stroke after the completion of the compression stroke injection, that is, at the center of the exhaust stroke.
2, the exhaust stroke injection is performed.
【0057】このように、本実施の形態においては、N
Ox吸着触媒からのNOx放出還元時は、吸気行程にお
ける吸気行程噴射及び圧縮行程における圧縮行程噴射を
実行せず、しかも、領域Zにおける燃料噴射は、排気行
程のみに排気行程噴射として行われる(図6)。As described above, in the present embodiment, N
At the time of NOx release reduction from the Ox adsorption catalyst, the intake stroke injection in the intake stroke and the compression stroke injection in the compression stroke are not executed, and the fuel injection in the zone Z is performed only in the exhaust stroke as the exhaust stroke injection (FIG. 6).
【0058】上記リッチ・スパイク用燃料噴射処理によ
れば、NOx吸着触媒に吸着されたNOxを還元すると
きは、エンジン1の排気行程中のみにおいて燃焼室25
に燃料を噴射し、この際、エンジン1の吸気行程又は圧
縮行程においては燃焼室25に燃料を噴射しない。よっ
て、排気行程における燃焼室25への燃料の噴射が、燃
焼室25内のガス温度が低い状態でなされるので、噴射
された燃料が排気系内又はNOx吸着触媒内で燃焼する
ことなく、排気ガスの空燃比を十分にリッチ化すること
ができ、従って、NOx吸着触媒に吸着されたNOxを
効率よく還元することができる。また、エンジン1の吸
気行程又は圧縮行程においては噴射を行わないことに加
え、上記リッチ化効果により燃費の向上が図れる。According to the fuel injection process for rich spikes, when the NOx adsorbed by the NOx adsorbing catalyst is reduced, the combustion chamber 25 is reduced only during the exhaust stroke of the engine 1.
At this time, no fuel is injected into the combustion chamber 25 during the intake stroke or the compression stroke of the engine 1. Therefore, the fuel is injected into the combustion chamber 25 in the exhaust stroke in a state where the gas temperature in the combustion chamber 25 is low, so that the injected fuel does not burn in the exhaust system or the NOx adsorption catalyst, and the exhaust gas does not burn. The air-fuel ratio of the gas can be made sufficiently rich, so that NOx adsorbed on the NOx adsorption catalyst can be efficiently reduced. Further, in addition to not performing injection during the intake stroke or the compression stroke of the engine 1, fuel efficiency can be improved by the above-described enrichment effect.
【0059】上記従来の技術では、NOx吸着触媒の還
元時は、吸気行程における吸気行程噴射及び圧縮行程に
おける圧縮行程噴射(主噴射)を実行した後、領域Zに
おける例えば膨張行程において燃料噴射(副噴射)を行
う。According to the above-described conventional technique, when the NOx adsorption catalyst is reduced, after performing the intake stroke injection in the intake stroke and the compression stroke injection (main injection) in the compression stroke, the fuel injection (sub-injection) in the expansion stroke in the region Z, for example, is performed. Injection).
【0060】本発明と従来の技術の燃費向上効果の比較
を図7に示す。図7は、NOx吸着媒体がNOxで飽和
したときにNOxの還元処理を行ったときのNOxの放
出量(ppm)を示している。FIG. 7 shows a comparison of the fuel efficiency improvement effect between the present invention and the prior art. FIG. 7 shows the release amount (ppm) of NOx when the NOx reduction treatment is performed when the NOx adsorption medium is saturated with NOx.
【0061】同図から明らかなように、同一のNOx放
出効果を得るために、本発明による方法では、従来の技
術による方法に比べて燃費をより向上させることができ
る。As can be seen from the figure, in order to obtain the same NOx releasing effect, the method according to the present invention can further improve the fuel efficiency as compared with the method according to the prior art.
【0062】上記実施の形態において、燃料噴射量TO
UT(N)が少ないときにはスロットル弁3を一定開度
まで閉弁することによって空気過剰率を小さくすれば、
少量の排気行程噴射量で排気ガスの空燃比をリッチにし
てNOx吸着剤からNOxを放出することができる。ま
た、排気環流機構30により排気ガスを再循環するよう
にしても同様の作用効果が得られる。In the above embodiment, the fuel injection amount TO
When the UT (N) is small, the excess air ratio can be reduced by closing the throttle valve 3 to a certain opening degree,
With a small exhaust stroke injection amount, the air-fuel ratio of the exhaust gas can be made rich to release NOx from the NOx adsorbent. Similar effects can be obtained even if the exhaust gas is recirculated by the exhaust recirculation mechanism 30.
【0063】以上の実施の形態においては、本発明の直
接噴射式のガソリンエンジンに適用した場合について説
明したが、本発明を直接噴射式のディーゼルエンジンに
適用してもよい。In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the direct injection type gasoline engine has been described, but the present invention may be applied to a direct injection type diesel engine.
【0064】[0064]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1の
内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、窒素酸化物吸着
剤に吸着された窒素酸化物が飽和したときは、窒素酸化
物吸着剤に吸着された窒素酸化物を還元するために、内
燃機関の排気行程中のみにおいて燃料噴射弁が燃焼室に
燃料を噴射する。すなわち、この際、内燃機関の吸気行
程又は圧縮行程においては燃焼室に燃料を噴射しない。
よって、排気行程における燃焼室への燃料の噴射が、燃
焼室内のガス温度が低い状態でなされるので、噴射され
た燃料が排気系内又は窒素酸化物吸着剤内で燃焼するこ
となく、排気ガスの空燃比を十分にリッチ化することが
でき、従って、窒素酸化物吸着剤に吸着された窒素酸化
物を効率よく還元することができる。また、内燃機関の
吸気行程又は圧縮行程においては燃焼室に燃料を噴射し
ないことに加え、上記リッチ化効果により燃費の向上が
図れる。As described above in detail, according to the fuel injection control apparatus for an internal combustion engine of the first aspect, nitrogen oxide adsorption
When the nitrogen oxides adsorbed on material is saturated, in order to reduce nitrogen oxides adsorbed onto the nitrogen oxide adsorbing agent, injecting the fuel to the fuel injection valve combustion chamber only in the exhaust stroke of the internal combustion engine I do. That is, at this time, no fuel is injected into the combustion chamber during the intake stroke or the compression stroke of the internal combustion engine.
Therefore, since the fuel is injected into the combustion chamber in the exhaust stroke while the gas temperature in the combustion chamber is low, the injected fuel does not burn in the exhaust system or the nitrogen oxide adsorbent, and the exhaust gas Therefore, the air-fuel ratio can be sufficiently enriched, and thus the nitrogen oxides adsorbed by the nitrogen oxide adsorbent can be efficiently reduced. Further, in addition to not injecting fuel into the combustion chamber during the intake stroke or the compression stroke of the internal combustion engine, fuel efficiency can be improved by the above-described enrichment effect.
【0065】[0065]
【0066】請求項3の内燃機関の燃料噴射制御装置に
よれば、ガソリン機関の排気系に設けられた窒素酸化物
吸着剤に吸着された窒素酸化物の還元を効率よく行うこ
とができる。According to the fuel injection control device for an internal combustion engine of the third aspect, it is possible to efficiently reduce the nitrogen oxides adsorbed by the nitrogen oxide adsorbent provided in the exhaust system of the gasoline engine.
【図1】本発明の実施の形態にかかる内燃機関及びその
制御装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine and a control device thereof according to an embodiment of the present invention.
【図2】燃料噴射処理のプログラムのフローチャートで
ある。FIG. 2 is a flowchart of a program of a fuel injection process.
【図3】目標空燃比係数KCMD及び空燃比補正係数K
LAFの算出処理のプログラムのフローチャートであ
る。FIG. 3 shows a target air-fuel ratio coefficient KCMD and an air-fuel ratio correction coefficient K
It is a flowchart of a program of LAF calculation processing.
【図4】NOx放出フラグFRELの決定処理のプログ
ラムのフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of a program for determining a NOx release flag FREL.
【図5】通常燃料噴射処理における燃料噴射時期を説明
するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a fuel injection timing in a normal fuel injection process.
【図6】リッチ・スパイク用燃料噴射処理における燃料
噴射時期を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a fuel injection timing in a rich spike fuel injection process.
【図7】本発明による効果と従来の技術による効果を比
較説明するためのグラフである。FIG. 7 is a graph for comparing and explaining the effect of the present invention and the effect of the conventional technique.
1 内燃機関 2 吸気管 5 ECU(燃料噴射時期制御手段、飽和判別手段) 12 燃料噴射弁 16 排気管 17 広域空燃比センサ 18 O2センサ 19 直下三元触媒(窒素酸化物吸着剤) 20 床下三元触媒 25 燃焼室 28 燃料ポンプ 41 燃料タンク REFERENCE SIGNS LIST 1 internal combustion engine 2 intake pipe 5 ECU (fuel injection timing control means, saturation determination means) 12 fuel injection valve 16 exhaust pipe 17 wide area air-fuel ratio sensor 18 O2 sensor 19 immediately below three-way catalyst (nitrogen oxide adsorbent) 20 below floor three-way Catalyst 25 Combustion chamber 28 Fuel pump 41 Fuel tank
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 41/02 325 F02D 41/02 325A ZAB ZAB 41/04 335 41/04 335Z 385 385Z ZAB ZAB 41/34 ZAB 41/34 ZABF (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/36 F02D 41/02 - 41/04 F02D 41/34 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02D 41/02 325 F02D 41/02 325A ZAB ZAB 41/04 335 41/04 335Z 385 385Z ZAB ZAB 41/34 ZAB 41/34 ZABF (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F01N 3/08-3/36 F02D 41/02-41/04 F02D 41/34
Claims (3)
機関の排気ガス中の窒素酸化物を吸着する窒素酸化物吸
着剤と、前記内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴
射弁とを有する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記窒素酸化物吸着剤内で窒素酸化物が飽和したか否か
を判別する飽和判別手段を備え、前記窒素酸化物吸着剤
に吸着された窒素酸化物が飽和したときは、前記内燃機
関の吸気行程又は圧縮行程において燃料の噴射を行うこ
となく、前記内燃機関の排気行程において燃料を噴射す
るように前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を制御して前記
窒素酸化物吸着剤に吸着された窒素酸化物を還元する燃
料噴射時期制御手段を有することを特徴とする内燃機関
の燃料噴射制御装置。A nitrogen oxide adsorbent that is provided in an exhaust system of an internal combustion engine and adsorbs nitrogen oxide in exhaust gas of the internal combustion engine; and a fuel injection valve that injects fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine. In a fuel injection control device for an internal combustion engine having
Whether nitrogen oxides are saturated in the nitrogen oxide adsorbent
The nitrogen oxide adsorbent, comprising a saturation determination means for determining
When the nitrogen oxides adsorbed on the
Inject fuel during the intake or compression stroke of the Seki
And without the fuel injection timing for reducing nitrogen oxides exhaust line as in controlling the fuel injection timing of the fuel injection valve to inject the Oite fuel adsorbed to the nitrogen oxide adsorbent of the internal combustion engine A fuel injection control device for an internal combustion engine, comprising control means.
酸化物吸着剤に吸着された窒素酸化物が飽和していない
ときは、前記内燃機関の吸気行程又は圧縮行程において
燃料の噴射を行うように前記燃料噴射弁の燃料噴射時期
を制御することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の
燃料噴射制御装置。2. A pre-Symbol fuel injection timing control means, when the nitrogen oxide adsorbed to the nitrogen oxide adsorbent is not saturated, performs fuel injection in the intake stroke or compression stroke of the internal combustion engine the fuel injection control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that to control the fuel injection timing of I urchin the fuel injection valve.
を特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の燃料噴射
制御装置。3. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the internal combustion engine is a gasoline engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12281997A JP3340051B2 (en) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | Fuel injection control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12281997A JP3340051B2 (en) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | Fuel injection control device for internal combustion engine |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10299467A JPH10299467A (en) | 1998-11-10 |
| JP3340051B2 true JP3340051B2 (en) | 2002-10-28 |
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Family Applications (1)
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| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-04-28 JP JP12281997A patent/JP3340051B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH10299467A (en) | 1998-11-10 |
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