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JP2003090248A - Engine exhaust purification device - Google Patents

Engine exhaust purification device

Info

Publication number
JP2003090248A
JP2003090248A JP2001281200A JP2001281200A JP2003090248A JP 2003090248 A JP2003090248 A JP 2003090248A JP 2001281200 A JP2001281200 A JP 2001281200A JP 2001281200 A JP2001281200 A JP 2001281200A JP 2003090248 A JP2003090248 A JP 2003090248A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
temperature
ignition timing
fuel
fuel supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001281200A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Katsuki
隆志 香月
Kenichi Sato
健一 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2001281200A priority Critical patent/JP2003090248A/en
Publication of JP2003090248A publication Critical patent/JP2003090248A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒担体へのヒートショックの発生を防いで
触媒の耐久性を高める。 【解決手段】 エンジンの排気通路に設けられた触媒
(7)への浄化能力低下物質の付着量を推定する手段
(11)と、この推定された付着量に基づいて触媒に付
着した浄化能力低下物質を放出すべきタイミングになっ
たとき触媒温度を目標温度へと上昇させる昇温手段(1
1)と、同じく触媒に付着した浄化能力低下物質を放出
すべきタイミングになったとき触媒の排気空燃比を理論
空燃比よりも若干リッチな空燃比状態に維持する空燃比
制御手段(11)とを備えるエンジンの排気浄化装置に
おいて、前記昇温手段(11)が、点火装置(6)によ
る点火時期を遅角させる第1段階の昇温手段(11)
と、その後に点火時期を遅角させた状態で燃料供給装置
(5)により圧縮行程での燃料供給に続けて膨張行程で
の燃料供給を実行する第2段階の昇温手段(11)とか
らなる。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To improve the durability of a catalyst by preventing the occurrence of heat shock on a catalyst carrier. SOLUTION: A means (11) for estimating the adhering amount of the purifying ability reducing substance to a catalyst (7) provided in an exhaust passage of an engine, and a purifying ability adhering to the catalyst based on the estimated adhering amount. Temperature raising means (1) for raising the catalyst temperature to the target temperature when it is time to release the substance
(1) an air-fuel ratio control means (11) for maintaining the exhaust air-fuel ratio of the catalyst in an air-fuel ratio state slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio when it is time to release the purifying ability reducing substance attached to the catalyst. In the exhaust gas purifying apparatus for an engine, the first temperature raising means (11) wherein the temperature raising means (11) retards the ignition timing of the ignition device (6).
And a second stage temperature raising means (11) for executing fuel supply in the expansion stroke following fuel supply in the compression stroke by the fuel supply device (5) with the ignition timing retarded thereafter. Become.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はエンジンの排気浄
化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine exhaust gas purification device.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンの排気浄化装置として、排気空
燃比が理論空燃比よりよりもリーン側のときに排気中の
NOxをトラップ(例えば吸収)し、排気中の酸素濃度
が低下したときつまり空燃比がストイキあるいはリッチ
空燃比に切換わるとそれまでトラップしていたNOxを
脱離し、かつ脱離したNOxを排気中のHCやCOなど
の還元成分のもとで還元処理する触媒がある(特開平6
−336916号公報参照)。
2. Description of the Related Art As an engine exhaust gas purification device, NOx in exhaust gas is trapped (for example, absorbed) when the exhaust air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and when the oxygen concentration in the exhaust gas decreases There is a catalyst that desorbs NOx trapped until then when the fuel ratio is switched to stoichiometric or rich air-fuel ratio, and reduces the desorbed NOx under reducing components such as HC and CO in the exhaust gas. Kaihei 6
-336916).

【0003】ところで一般的にはエンジンの燃料や潤滑
油中には硫黄分(浄化能力低下物質)が含まれていて特
にリーン空燃比での運転が長く続くようなときに上記触
媒に排気中のSOx(硫黄酸化物)が吸収堆積されやす
くいわゆる硫黄被毒が進行する。この硫黄被毒が進むと
触媒で本来トラップすべきNOxトラップ能力が低下
し、それだけ排気組成が悪化してしまうので、この硫黄
被毒を解除するようにした装置が特開平8−61052
4号公報により提案されている。
By the way, in general, the fuel and lubricating oil of an engine contain a sulfur content (substance for reducing purification ability), and especially when the operation at a lean air-fuel ratio continues for a long time, the catalyst is exhausted. SOx (sulfur oxide) is easily absorbed and deposited, and so-called sulfur poisoning proceeds. When this sulfur poisoning progresses, the NOx trapping ability that should be originally trapped by the catalyst is reduced, and the exhaust composition is deteriorated accordingly. Therefore, a device that cancels this sulfur poisoning is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-61052.
It is proposed by Japanese Patent No. 4 publication.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記触媒の硫黄被毒を
解除するためには一般的に 〈1〉ある程度の触媒内部温度(例えば、650℃以
上)を確保すること、〈2〉理論空燃比よりも若干リッ
チな空燃比状態での運転を保つこと、の2つが必要であ
る。
In order to release sulfur poisoning of the above catalyst, generally <1> ensure a certain internal temperature of the catalyst (for example, 650 ° C or higher), <2> theoretical air-fuel ratio. It is necessary to maintain operation in a slightly richer air-fuel ratio state.

【0005】一方、ハニカム構造(蜂の巣構造)の触媒
担体の熱容量を小さくして触媒の活性化を早める等の目
的のため、ハニカム構造の壁厚を薄く形成したものが開
発されている(SAE PAPER 2000−01−
0890参照)。こうした薄壁タイプの触媒担体を上記
NOxトラップ用の触媒に適用した場合に、SOxを放
出させるためとはいえ触媒温度を〈1〉の目標温度に向
かって急激に上昇させるとヒートショックにより触媒担
体に過度な応力が生じるおそれがあることが実験により
判明している。
On the other hand, for the purpose of reducing the heat capacity of the catalyst carrier having a honeycomb structure (honeycomb structure) to accelerate the activation of the catalyst, a honeycomb structure having a thin wall thickness has been developed (SAE PAPER). 2000-01-
0890). When such a thin-wall type catalyst carrier is applied to the catalyst for the NOx trap, if the catalyst temperature is rapidly raised toward the target temperature of <1>, the catalyst carrier will be heat-shocked in order to release SOx. It has been experimentally found that excessive stress may occur in the.

【0006】これをさらに図2により詳述する。同図に
おいてリーン運転中のt1で硫黄被毒解除条件が成立し
たとき硫黄被毒解除フラグを0から1に切換え、触媒の
昇温を開始すると、触媒温度はほぼ一次遅れで上昇する
のであるが(図2最上段参照)、この温度上昇の程度が
一点鎖線で示したように急激になるとヒートショックが
生じてハニカム構造の触媒担体に過度な応力が生じるお
それがある。従って触媒の実際の温度上昇の程度が急激
になりすぎないように昇温速度をコントロールしてやる
必要がある。
This will be described in detail with reference to FIG. In the figure, when the sulfur poisoning release condition is satisfied at t1 during lean operation, the catalyst temperature rises with a first-order lag when the sulfur poisoning release flag is switched from 0 to 1 and the temperature rise of the catalyst is started. (See the uppermost row of FIG. 2) If the temperature rises sharply as indicated by the one-dot chain line, heat shock may occur and excessive stress may occur on the catalyst carrier having the honeycomb structure. Therefore, it is necessary to control the temperature rising rate so that the actual temperature rise of the catalyst does not become too rapid.

【0007】しかしながら、従来装置は目標温度への昇
温方法を提示するばかりで、触媒温度の上昇速度を抑制
する必要がある点を指摘するものはない。特開2000
−130223号公報においては、2つの各気筒群毎に
独立に空燃比を制御可能に構成しているエンジンを前提
として、堆積したSOxにより触媒のNOxトラップ能
力が低下したら、一方の気筒群をリッチ空燃比、他方の
気筒群をリーン空燃比で運転することにより触媒での反
応熱を大きくして触媒を昇温させ、さらに全気筒の点火
時期を最適点火時期より遅角させることにより排気温度
を上昇させて触媒を昇温させている。ここで、一方の気
筒群をリッチ空燃比、他方の気筒群をリーン空燃比で運
転する手段は空燃比制御による昇温手段、これに対して
点火時期を遅角させる手段は点火時期制御による昇温手
段である。つまり、このものは空燃比制御による昇温手
段だけだと制御範囲が限られてしまうので、点火時期制
御による昇温手段を加えることで触媒を昇温可能な制御
範囲を広げると共に2つの昇温手段の同時作動により触
媒を早期に昇温させようとするものである。このため、
この従来装置を薄壁タイプの触媒担体を備える触媒に適
用した場合には触媒の実際の温度上昇の程度が図2最上
段一点破線で示したように急激になりすぎることがあ
り、ヒートショックにより触媒担体に過度な応力が生じ
るのである。
However, the conventional apparatus merely suggests a method of raising the temperature to the target temperature, and there is nothing to point out that it is necessary to suppress the rising rate of the catalyst temperature. JP 2000
In Japanese Patent Laid-Open No. 130223, if the NOx trapping ability of the catalyst is lowered by the accumulated SOx, one cylinder group is made rich on the premise of an engine in which the air-fuel ratio can be independently controlled for each of the two cylinder groups. By operating the air-fuel ratio and the other cylinder group at a lean air-fuel ratio, the reaction heat in the catalyst is increased to raise the temperature of the catalyst, and the ignition timing of all cylinders is retarded from the optimum ignition timing to reduce the exhaust temperature. The temperature of the catalyst is raised by raising the temperature. Here, the means for operating one cylinder group at the rich air-fuel ratio and the other cylinder group at the lean air-fuel ratio are the temperature raising means by the air-fuel ratio control, and the means for retarding the ignition timing is the increase by the ignition timing control. It is a warming means. That is, since the control range is limited only by the temperature raising means by the air-fuel ratio control, by adding the temperature raising means by the ignition timing control, the control range in which the temperature of the catalyst can be raised can be widened and the two temperature rises can be performed. It is intended to raise the temperature of the catalyst early by simultaneously operating the means. For this reason,
When this conventional device is applied to a catalyst provided with a thin-wall type catalyst carrier, the actual temperature rise of the catalyst may become too rapid as indicated by the dashed line at the top of FIG. Excessive stress is generated on the catalyst carrier.

【0008】そこで本発明は、触媒担体にヒートショッ
クを与えることのないように昇温手段による温度上昇の
程度(温度の上昇速度)をコントロールすることによ
り、薄壁タイプの触媒担体を有する触媒を備える場合に
おいても、触媒担体へのヒートショックの発生を防いで
触媒の耐久性を高めることを目的とする。
In view of the above, the present invention provides a catalyst having a thin-wall type catalyst carrier by controlling the degree of temperature rise (temperature rising rate) by the temperature raising means so as not to give a heat shock to the catalyst carrier. Even when it is provided, it is intended to prevent the occurrence of heat shock to the catalyst carrier and enhance the durability of the catalyst.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、燃焼室に
直接的に燃料を供給する燃料供給装置と、燃焼室内の混
合気に対して火花点火を行う点火装置と、エンジンの排
気通路に設けられた触媒と、この触媒への浄化能力低下
物質の付着量を推定する手段と、この推定された付着量
に基づいて触媒に付着した浄化能力低下物質を放出すべ
きタイミング(例えばSOxによる被毒を解除すべきタ
イミング)であるかどうかを判定する判定手段と、この
判定手段により触媒に付着した浄化能力低下物質を放出
すべきタイミングになったとき触媒温度を目標温度へと
上昇させる昇温手段と、同じく触媒に付着した浄化能力
低下物質を放出すべきタイミングになったとき触媒の排
気空燃比を理論空燃比よりも若干リッチな空燃比状態に
維持する空燃比制御手段とを備えるエンジンの排気浄化
装置において、前記昇温手段が、前記点火装置による点
火時期を遅角させる第1段階の昇温手段と、その後に点
火時期を遅角させた状態で前記燃料供給装置により圧縮
行程での燃料供給に続けて膨張行程での燃料供給を実行
する第2段階の昇温手段とからなる。
A first aspect of the present invention is directed to a fuel supply device for directly supplying fuel to a combustion chamber, an ignition device for performing spark ignition on a mixture in the combustion chamber, and an exhaust passage of an engine. And a means for estimating the amount of the purifying ability-decreasing substance attached to the catalyst, and the timing at which the purifying ability-decreasing substance attached to the catalyst should be released based on the estimated amount (eg, depending on SOx). A determination means for determining whether or not it is time to release the poisoning), and an increase in the catalyst temperature to the target temperature when the timing for releasing the substance with reduced purification ability adhering to the catalyst by this determination means is reached. The temperature control means and the air-fuel ratio control that keeps the exhaust air-fuel ratio of the catalyst slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio when it is time to release the substance with reduced purification capacity attached to the catalyst. In the exhaust gas purifying apparatus for an engine, the temperature raising means raises the ignition timing by the ignition device in a first stage and the fuel supply is performed after the ignition timing is retarded. The apparatus comprises a second stage temperature raising means for executing fuel supply in the expansion stroke subsequent to fuel supply in the compression stroke.

【0010】第2の発明では、第1の発明において前記
第1段階の昇温手段が、前記点火装置による点火時期を
所定の速度で遅角させ、この所定の速度は前記触媒の担
体に対してヒートショックを与えることがないように設
定する。
In a second invention, in the first invention, the temperature raising means in the first step retards the ignition timing by the ignition device at a predetermined speed, and the predetermined speed is relative to the catalyst carrier. Set so that heat shock is not given.

【0011】第3の発明では、第1の発明において前記
第2段階の昇温手段が、前記膨張行程での燃料供給量を
前記触媒の担体に対してヒートショックを与えることが
ないように設定する。
In a third aspect of the invention, in the first aspect, the temperature raising means in the second stage sets the fuel supply amount in the expansion stroke so as not to give a heat shock to the catalyst carrier. To do.

【0012】第4の発明では、第1から第3までのいず
れか一つの発明において前記第1段階の昇温手段の作動
中に前記触媒の排気空燃比を理論空燃比よりも若干リッ
チな空燃比状態へ移行させる。
In a fourth aspect of the invention, in any one of the first to third aspects of the invention, the exhaust air-fuel ratio of the catalyst is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio during the operation of the temperature raising means of the first stage. Change to the fuel ratio state.

【0013】第5の発明では、第1から第4までのいず
れか一つの発明において実触媒温度を検出する手段を備
え、前記目標温度とこの実触媒温度との温度差が第1設
定幅に収まったとき、前記第2段階の昇温手段による昇
温を開始させる。
In a fifth aspect of the present invention, a means for detecting the actual catalyst temperature according to any one of the first to fourth aspects is provided, and the temperature difference between the target temperature and the actual catalyst temperature is within the first set range. When settled, the temperature rise by the temperature raising means in the second stage is started.

【0014】第6の発明では、第1から第5までのいず
れか一つの発明において前記膨張行程での燃料供給量が
前記燃料供給装置の最低燃料供給量未満であるとき、膨
張行程での燃料供給を中止する。
In a sixth aspect of the invention, in any one of the first to fifth aspects of the invention, when the fuel supply amount in the expansion stroke is less than the minimum fuel supply amount of the fuel supply device, the fuel in the expansion stroke is Discontinue supply.

【0015】第7の発明では、第1から第6までのいず
れか一つの発明において前記実触媒温度が前記目標温度
よりも高温となりかつ実触媒温度と目標温度との温度差
が第2設定幅を超えたとき、前記膨張行程での燃料供給
を中止する。
In a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, the actual catalyst temperature is higher than the target temperature, and the temperature difference between the actual catalyst temperature and the target temperature is the second setting range. When it exceeds, the fuel supply in the expansion stroke is stopped.

【0016】第8の発明では、第1から第7までのいず
れか一つの発明において前記触媒に付着した浄化能力低
下物質の放出が完了したタイミングになったとき、前記
膨張行程での燃料供給を中止して点火時期を遅角させる
前の値に戻す。
In an eighth aspect of the invention, in any one of the first to seventh aspects of the invention, the fuel supply in the expansion stroke is performed at the timing when the release of the purification ability lowering substance attached to the catalyst is completed. Stop and return to the value before retarding the ignition timing.

【0017】第9の発明では、第1の発明において前記
第1段階の昇温手段が、前記点火装置により点火時期を
遅角させる速度を前記触媒の担体の温度上昇が所定の温
度上昇速度以下となるように設定する。
In a ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the temperature raising means in the first step retards the ignition timing retarded by the ignition device such that the temperature rise of the catalyst carrier is equal to or lower than a predetermined temperature rise rate. To be set.

【0018】第10の発明では、第1の発明において前
記第2段階の昇温手段が、前記膨張行程での燃料供給量
を前記触媒の担体の温度上昇が所定の温度上昇速度以下
となるように設定する。
In a tenth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the temperature raising means of the second stage controls the fuel supply amount in the expansion stroke such that the temperature rise of the catalyst carrier becomes a predetermined temperature rise rate or less. Set to.

【0019】第11の発明では、第9または第10の発
明において前記所定の温度上昇速度が、触媒担体がヒー
トショックを起こす限界上昇速度である。
In the eleventh invention, in the ninth or tenth invention, the predetermined temperature rising speed is a limit rising speed at which the catalyst carrier causes a heat shock.

【0020】[0020]

【発明の効果】第1、第2、第3、第4、第5、第6、
第9、第10、第11の発明によれば、触媒温度を目標
温度へと上昇させつつ触媒温度の上昇の程度を触媒担体
にヒートショックが生じない範囲にコントロールできる
ので、特に薄壁タイプの触媒担体を有する触媒を使用し
ていても触媒担体にヒートショックを与えることがなく
触媒の耐久性を向上させることができる。
The first, second, third, fourth, fifth, sixth, and
According to the ninth, tenth, and eleventh inventions, since the catalyst temperature can be raised to the target temperature and the degree of increase in the catalyst temperature can be controlled within a range where heat shock does not occur in the catalyst carrier, a thin-wall type Even if a catalyst having a catalyst carrier is used, the catalyst carrier can be improved in durability without giving a heat shock to the catalyst carrier.

【0021】第7の発明によれば、硫黄被毒解除を行う
際の触媒担体の温度が過剰に上昇してしまうのを防ぎつ
つ硫黄被毒解除に適した温度に維持することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to prevent the temperature of the catalyst carrier during the sulfur poisoning removal from rising excessively and maintain it at a temperature suitable for the sulfur poisoning removal.

【0022】第8の発明によれば、昇温制御の開始前の
状態へと速やかに戻すことができる。
According to the eighth aspect, it is possible to quickly return to the state before the start of the temperature raising control.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1に第1実施形態のエンジンの
制御システムの構成を示す。同図においてスロットル弁
4で計量された空気がエンジン1の燃焼室に吸入され、
燃料噴射弁5(燃料供給装置)からの噴射燃料と混合し
て燃焼室内に所定の空燃比の混合気が形成される。燃料
噴射弁5は、後述するように膨張行程で燃料噴射を行わ
せて排気温度を上昇させる必要があるので、燃焼室内に
直接燃料を噴射するものでなければならない。
FIG. 1 shows the configuration of an engine control system according to the first embodiment. In the figure, the air measured by the throttle valve 4 is sucked into the combustion chamber of the engine 1,
By mixing with the fuel injected from the fuel injection valve 5 (fuel supply device), a mixture having a predetermined air-fuel ratio is formed in the combustion chamber. The fuel injection valve 5 must inject fuel directly into the combustion chamber because it is necessary to inject fuel in the expansion stroke to raise the exhaust gas temperature as described later.

【0024】混合気は点火プラグ6(点火装置)による
火花点火により着火燃焼し燃焼ガスは排気として排気通
路3に排出される。
The air-fuel mixture is ignited and burned by spark ignition by the spark plug 6 (ignition device), and the combustion gas is discharged to the exhaust passage 3 as exhaust gas.

【0025】混合気の目標空燃比は運転領域により予め
定められている。例えば大きなエンジン出力が要求され
ない低負荷側の運転域では燃費向上のためリーン側の空
燃比を目標値として運転が行われ、これに対して大きな
エンジン出力が要求される高負荷側の運転域なると、理
論空燃比を目標として運転が行われる。
The target air-fuel ratio of the air-fuel mixture is predetermined by the operating region. For example, in the low load side operating range where a large engine output is not required, operation is performed with the lean side air-fuel ratio as the target value in order to improve fuel efficiency. The operation is performed with the stoichiometric air-fuel ratio as the target.

【0026】排気にはHC、CO、NOxの有害三成分
が含まれ、理論空燃比での運転時には排気通路3に設け
た三元触媒7によりこれら三成分が同時に効率よく浄化
されるのであるが、リーン空燃比での運転時になるとN
Oxが多く発生しこのNOxは三元触媒によっては効率
よく浄化できない。そのため排気の空燃比がリーンであ
るときに排気中のNOxをトラップし、排気の空燃比が
理論空燃比またはリッチ側であるときに前記トラップし
たNOxを放出するとともにその放出されるNOxをそ
のときの排気中に多く含まれるCO、HCを還元剤とし
て還元処理するNOxトラップ触媒が三元触媒7と一体
化されている。三元触媒7にNOxトラップ触媒が一体
化されたものはNOxトラップ型三元触媒といわれる
が、以下では略して触媒7という。
Exhaust gas contains harmful three components of HC, CO, and NOx, and at the time of operation at the stoichiometric air-fuel ratio, these three components are simultaneously purified efficiently by the three-way catalyst 7 provided in the exhaust passage 3. , N when operating with lean air-fuel ratio
A large amount of Ox is generated, and this NOx cannot be efficiently purified by a three-way catalyst. Therefore, when the air-fuel ratio of the exhaust is lean, the NOx in the exhaust is trapped, and when the air-fuel ratio of the exhaust is the stoichiometric air-fuel ratio or the rich side, the trapped NOx is released and the released NOx is then released. The NOx trap catalyst for reducing CO and HC contained in the exhaust gas of NOx as a reducing agent is integrated with the three-way catalyst 7. A three-way catalyst 7 in which a NOx trap catalyst is integrated is called a NOx trap-type three-way catalyst, but will be abbreviated as catalyst 7 below.

【0027】前記燃料噴射弁5からの燃料噴射量、燃料
噴射時期、点火プラグ6による火花点火の時期を運転条
件に応じて制御するためエンジンコントローラ11を備
える。このエンジンコントローラ11は周知のようにマ
イクロコンピュータを含んで構成される。
An engine controller 11 is provided for controlling the fuel injection amount from the fuel injection valve 5, the fuel injection timing, and the timing of spark ignition by the spark plug 6 in accordance with operating conditions. As is well known, the engine controller 11 includes a microcomputer.

【0028】エンジンコントローラ11にはクランク角
センサ12からの回転速度、エアフローメータ13から
の吸入空気流量の信号が入力すると共に、触媒7の上流
に設置したO2センサ14からの出力、触媒7の下流に
設置した広域空燃比センサ15からの出力が入力し、こ
れらに基づいて燃料噴射弁5からの燃料噴射量、燃料噴
射時期を制御し、また点火プラグ6による火花点火の時
期、さらにはEGR通路21に設けられたEGR弁22
の開度を制御する。例えば目標当量比Tfbyaにより
リーン空燃比で運転するか理論空燃比で運転するかを定
めており、この目標当量比Tfbyaを理論空燃比の得
られる燃料噴射量Tpに乗算して運転条件毎の基本燃料
噴射量を決定する。また、理論空燃比を目標とするとき
にはO2センサ14、15からの2つ出力に基づいて空
燃比フィードバック補正係数αを演算し、これで基本燃
料噴射量を補正する。このようにして燃料噴射弁5には
Ti=Tp×Tfbya×α+Tsの式で与えられる燃
料噴射パルス幅Tiを含んだ噴射パルス信号が出力され
る。
The engine controller 11 receives signals of the rotation speed from the crank angle sensor 12 and the intake air flow rate from the air flow meter 13, and outputs from the O 2 sensor 14 installed upstream of the catalyst 7 and the catalyst 7. The output from the wide-range air-fuel ratio sensor 15 installed downstream is input, the fuel injection amount from the fuel injection valve 5 and the fuel injection timing are controlled based on these, and the timing of spark ignition by the spark plug 6 and further EGR. EGR valve 22 provided in passage 21
Control the opening of. For example, the target equivalence ratio Tfbya determines whether to operate at the lean air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio, and the target equivalence ratio Tfbya is multiplied by the fuel injection amount Tp at which the stoichiometric air-fuel ratio is obtained. Determine the fuel injection amount. Further, when the stoichiometric air-fuel ratio is targeted, the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is calculated based on the two outputs from the O 2 sensors 14 and 15, and the basic fuel injection amount is corrected by this. In this way, the fuel injection valve 5 outputs the injection pulse signal including the fuel injection pulse width Ti given by the formula of Ti = Tp × Tfbya × α + Ts.

【0029】またエンジン冷却水温を検出する水温セン
サ16、アクセル踏み込み量を検出するアクセルポジシ
ョンセンサ17などからの信号もコントローラ11に入
力し、これらに基づいてスロットル弁4の開度を可変的
に制御している。
Signals from a water temperature sensor 16 for detecting the engine cooling water temperature, an accelerator position sensor 17 for detecting the accelerator depression amount, etc. are also input to the controller 11, and the opening of the throttle valve 4 is variably controlled based on these signals. is doing.

【0030】コントローラ11では、特にリーン空燃比
での運転が継続したときなど触媒7に排気中の硫黄酸化
物(SOx)が付着堆積されてNOxトラップ能力が低
下したときには、触媒7の硫黄被毒解除制御を行う。触
媒7に付着したSOxを放出させるためには一般的に、
〈1〉ある程度の触媒内部温度(例えば、650℃以
上)を確保すること、〈2〉理論空燃比よりも若干リッ
チな空燃比状態での運転を保つこと、が必要である。
In the controller 11, especially when the NOx trapping ability is deteriorated by depositing and depositing sulfur oxides (SOx) in the exhaust gas on the catalyst 7 such as when the operation at the lean air-fuel ratio is continued, the sulfur poisoning of the catalyst 7 is deteriorated. Release control is performed. In order to release SOx adhering to the catalyst 7, generally,
<1> It is necessary to secure a certain degree of internal temperature of the catalyst (for example, 650 ° C. or higher), and <2> to maintain the operation in an air-fuel ratio state slightly richer than the theoretical air-fuel ratio.

【0031】そこで硫黄被毒解除条件が成立すると、
〈1〉のために点火時期のリタードと1燃焼サイクル当
たり2回噴射との2段階操作で触媒温度の上昇程度(上
昇速度)をコントロールしながら触媒7を目標温度へと
上昇させる。これをさらに図2により詳述すると、図2
は定常運転状態での本発明の昇温制御の考え方をモデル
的に示している。同図においてリーン運転中のt1で硫
黄被毒解除条件が成立したとき硫黄被毒解除フラグを0
から1に切換え、触媒7の昇温を開始する。
Then, when the sulfur poisoning release condition is satisfied,
Due to <1>, the catalyst 7 is raised to the target temperature while controlling the degree of rise (rise rate) of the catalyst temperature by a two-stage operation of retarding the ignition timing and injecting twice per combustion cycle. This will be described in more detail with reference to FIG.
Shows a model of the idea of the temperature rise control of the present invention in a steady operation state. In the figure, when the sulfur poisoning cancellation condition is satisfied at t1 during lean operation, the sulfur poisoning cancellation flag is set to 0.
The temperature is switched from 1 to 1 and the temperature rise of the catalyst 7 is started.

【0032】この場合にまず点火時期をリーン運転時の
基本点火時期IT0から所定の速度ここでは一定の速度
で遅角させる第1段階の昇温制御を行う。この点火時期
の遅角により排気温度が上昇するため触媒温度がほぼ一
次遅れで上昇する(図2最上段参照)。このときの触媒
温度の上昇程度は点火時期の遅角速度(t1〜t2間の
直線の傾き)に依存し、遅角速度が大きくなるほど触媒
温度は急上昇する。
In this case, first, the temperature raising control in the first stage is performed in which the ignition timing is retarded from the basic ignition timing IT0 during lean operation at a predetermined speed, here a constant speed. Since the exhaust temperature rises due to the retard of the ignition timing, the catalyst temperature rises with a primary delay (see the uppermost stage in FIG. 2). The degree of increase in the catalyst temperature at this time depends on the retardation speed of the ignition timing (the slope of the straight line between t1 and t2), and the catalyst temperature rises sharply as the retardation speed increases.

【0033】この場合、点火時期の遅角で熱効率が低下
し、これを受けて吸入空気量が増加して燃料量が増える
ので、結果的に点火時期の遅角の前後で等トルクが得ら
れる。このことは、第1段階の昇温手段として点火時期
の遅角化を行った場合、等トルクを保ちつつ触媒7の昇
温制御を行うことができる(触媒昇温制御の精度が向上
する)ことを意味する。
In this case, the thermal efficiency decreases with the retard of the ignition timing, and the intake air amount increases and the fuel amount increases in response to this, so that equal torque is obtained before and after the retard of the ignition timing. . This means that when the ignition timing is retarded as the temperature raising means in the first stage, the temperature raising control of the catalyst 7 can be performed while maintaining a constant torque (the accuracy of the catalyst temperature raising control improves). Means that.

【0034】一方、触媒温度の上昇の程度は触媒7の耐
久性と関係し、ハニカム構造の触媒担体の壁厚が特に薄
い場合に触媒温度の急上昇に伴うヒートショックに起因
してその触媒担体に過度な応力が生じ、触媒担体の破損
につながる可能性があることを実験により確認してい
る。従ってこれ以上急上昇させるとヒートショックが生
じる温度上昇速度の限界(図2最上段の破線参照)を予
め実験により求めておき、触媒7の実際の温度上昇の程
度がこの限界を超えることがないように(つまり図2最
上段の実線のように変化するように)点火時期の遅角速
度を定めることで、触媒の温度上昇速度をコントロール
できる。
On the other hand, the degree of increase in the catalyst temperature is related to the durability of the catalyst 7, and when the wall thickness of the catalyst carrier having a honeycomb structure is particularly thin, the catalyst shock is generated in the catalyst carrier due to the heat shock accompanying the rapid increase in the catalyst temperature. It has been confirmed by experiments that excessive stress may occur, which may lead to breakage of the catalyst carrier. Therefore, if the temperature is further increased more rapidly, the limit of the temperature rise rate at which heat shock occurs (see the broken line at the top of FIG. 2) is previously determined by experiments so that the actual temperature rise of the catalyst 7 does not exceed this limit. By setting the retarding speed of the ignition timing (that is, so as to change as indicated by the solid line at the top of FIG. 2), the temperature rising speed of the catalyst can be controlled.

【0035】なお、触媒担体として例えばハニカム構造
のセラミック薄壁担体を用いた排気浄化装置の場合に、
本発明の適用が特に効果的である。
In the case of an exhaust gas purification device using a ceramic thin wall carrier having a honeycomb structure as the catalyst carrier,
The application of the present invention is particularly effective.

【0036】その一方で、t1よりリーン運転中の燃料
噴射量Gleanから徐々に燃料増量し、点火時期の遅
角により実触媒温度と目標温度との温度差ΔTが第1設
定幅内に入るt2のタイミングでほぼ理論空燃比よりも
若干リッチな空燃比の得られる燃料噴射量G0へと到達
させ、t2のタイミングからは、点火時期をそのまま遅
角側の値であるITrtdに維持すると共にそれまで圧
縮行程でのみ噴射していた1燃焼サイクル当たり1回の
燃料噴射であったところを膨張行程噴射を追加した2回
噴射を行う第2段階の昇温制御を行う。
On the other hand, from t1, the fuel amount is gradually increased from the fuel injection amount Glean during lean operation, and the temperature difference ΔT between the actual catalyst temperature and the target temperature falls within the first set width due to the retard of the ignition timing t2. The fuel injection amount G0 at which the air-fuel ratio is slightly richer than the theoretical air-fuel ratio can be obtained at the timing of, and from the timing of t2, the ignition timing is maintained as it is at the retarded value ITrtd and until then. The second-stage temperature rise control is performed in which the fuel injection is performed only once in the compression stroke, but once in each combustion cycle, the fuel is injected once, and the expansion stroke injection is additionally performed.

【0037】この場合、第2段階の昇温制御では2回目
噴射量G2(膨張行程での燃料噴射量)が触媒温度の上
昇に寄与するので、この2回目噴射量G2として実触媒
温度と目標温度との温度差ΔTに応じた値を与える。従
ってt2以降では温度差ΔTが最も大きいt2のタイミ
ングでG2の値が最も大きく、その後にΔTが小さくな
るにつれてG2も小さくなってゆく。この膨張行程での
2回目噴射により触媒温度がさらに上昇するが、このと
きにも触媒の温度上昇の程度が温度上昇速度の限界を超
えることがないように2回目噴射量G2を設定する。
In this case, in the temperature increase control of the second stage, the second injection amount G2 (fuel injection amount in the expansion stroke) contributes to the increase of the catalyst temperature. Therefore, the actual catalyst temperature and the target are set as the second injection amount G2. A value corresponding to the temperature difference ΔT from the temperature is given. Therefore, after t2, the value of G2 is the largest at the timing of t2 where the temperature difference ΔT is the largest, and then G2 becomes smaller as ΔT becomes smaller. Although the catalyst temperature further rises by the second injection in this expansion stroke, the second injection amount G2 is set so that the degree of catalyst temperature rise does not exceed the temperature increase rate limit at this time as well.

【0038】膨張行程での2回目噴射により触媒温度が
さらに上昇し、実触媒温度が目標温度以上となるt3か
らはその目標温度近傍の高温の温度状態を維持させる。
そのため、図ではt3からも2回目噴射が継続されて触
媒7が目標温度の近傍に維持されている様子を示してい
る(図2下から2段目参照)。
The catalyst temperature is further increased by the second injection in the expansion stroke, and the high temperature state near the target temperature is maintained from t3 when the actual catalyst temperature is equal to or higher than the target temperature.
Therefore, in the figure, the second injection is continued from t3 and the catalyst 7 is maintained near the target temperature (see the second stage from the bottom in FIG. 2).

【0039】ただし、最低噴射量Gmin(燃料噴射弁
5により噴射可能な下限の噴射量)未満の値を燃料噴射
弁5に指令したときには燃料噴射弁5からは燃料が噴射
されないので、2回目噴射量G2がGmin未満である
ときには2回目噴射を中止しなければならない。この2
回目噴射の中止によって触媒7の温度が低下するようだ
と点火時期の遅角をさらに行わせるなどの方法を講じる
必要がある。
However, when a value less than the minimum injection amount Gmin (the lower limit injection amount that can be injected by the fuel injection valve 5) is instructed to the fuel injection valve 5, no fuel is injected from the fuel injection valve 5, so the second injection is performed. When the amount G2 is less than Gmin, the second injection must be stopped. This 2
If the temperature of the catalyst 7 seems to drop due to the suspension of the second injection, it is necessary to take measures such as further retarding the ignition timing.

【0040】次に、硫黄被毒解除処理の終了をt3から
の経過時間で管理し、t3のタイミングより第1設定時
間TM1が経過すればSOxが触媒7よりすべて放出さ
れたと判断して点火時期、燃料噴射量を共に硫黄被毒解
除処理開始前の状態に復帰させる制御を行う。すなわ
ち、第1設定時間TM1が経過するt4のタイミングで
2回目噴射を終了して圧縮行程だけの1回噴射に戻し、
同時に燃料噴射量をリーン運転時の燃料噴射量Glea
nへと徐々に小さくする操作を開始すると共に、点火時
期を一定のスピードで進角させ、燃料噴射量と点火時期
とが硫黄被毒解除処理開始前の値にほぼ戻るt5のタイ
ミングで硫黄被毒解除処理を終了する。
Next, the completion of the sulfur poisoning release process is managed by the elapsed time from t3, and when the first set time TM1 has elapsed from the timing of t3, it is judged that SOx is completely released from the catalyst 7, and the ignition timing is reached. , And control for returning both the fuel injection amounts to the state before the start of the sulfur poisoning cancellation processing. That is, at the timing of t4 when the first set time TM1 elapses, the second injection is ended and returned to the single injection of only the compression stroke,
At the same time, the fuel injection amount Glea during lean operation is set.
At the same time as starting the operation of gradually decreasing to n, advancing the ignition timing at a constant speed, the fuel injection amount and the ignition timing substantially return to the values before the start of the sulfur poisoning cancellation processing at the timing of t5. The poison release processing ends.

【0041】なお、硫黄被毒解除処理中はEGR弁22
の作動を停止させEGR弁22を全閉状態としておくこ
とが望ましい。
During the sulfur poisoning release process, the EGR valve 22
It is desirable to stop the operation of 1 and leave the EGR valve 22 in a fully closed state.

【0042】エンジンコントローラ11で行われるこの
制御内容を以下のフローチャートに従って詳しく説明す
る。
The details of this control performed by the engine controller 11 will be described in detail with reference to the following flow chart.

【0043】図3は硫黄被毒解除フラグの設定を行うた
めのもので、一定周期で(例えば一定時間毎)実行す
る。
FIG. 3 is for setting the sulfur poisoning cancellation flag, and is executed at a fixed cycle (for example, at fixed time intervals).

【0044】ステップ1では硫黄被毒解除フラグをみ
る。この硫黄被毒解除フラグはエンジン始動時にゼロに
初期設定されている。従って始動当初はステップ2に進
み車速センサ18により検出される車速に基づいてSO
x付着量を推定する。このSOx付着量の推定方法は公
知である。例えば、車速信号から単位時間毎に車両の走
行距離を算出し、この走行距離を積算して走行距離積算
値を求め、この走行距離積算値に基づいてSOx付着量
を推定する。
In step 1, the sulfur poisoning release flag is checked. This sulfur poisoning release flag is initially set to zero when the engine is started. Therefore, at the beginning of start-up, the routine proceeds to step 2, where SO is determined based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 18.
x Estimate the adhered amount. The method for estimating the SOx adhesion amount is known. For example, the traveling distance of the vehicle is calculated for each unit time from the vehicle speed signal, the traveling distances are integrated to obtain a traveling distance integrated value, and the SOx adhesion amount is estimated based on the traveling distance integrated value.

【0045】この推定したSOx付着量と上限値をステ
ップ3で比較する。SOx付着量が上限値値以下のとき
にはステップ5に進んで硫黄被毒解除フラグ=0とし、
SOx付着量が上限値値を超えるときにはステップ4に
進んで硫黄被毒解除フラグ=1とする。従ってこの硫黄
被毒解除フラグにより硫黄被毒解除条件が成立したか否
かを判定できる。
The estimated SOx adhesion amount and the upper limit value are compared in step 3. When the SOx adhesion amount is less than or equal to the upper limit value, the routine proceeds to step 5, where the sulfur poisoning release flag is set to 0,
When the SOx adhesion amount exceeds the upper limit value, the routine proceeds to step 4, where the sulfur poisoning cancellation flag = 1 is set. Therefore, it is possible to determine whether or not the sulfur poisoning cancellation condition is satisfied by the sulfur poisoning cancellation flag.

【0046】図4は点火時期制御に用いる2つのフラグ
(点火時期リタードフラグと点火時期復帰フラグ)およ
び燃料噴射制御に用いる1つのフラグ(2回目噴射フラ
グ)の設定を行うためのもので、一定周期で(例えば一
定時間毎)実行する。
FIG. 4 is for setting two flags used for ignition timing control (ignition timing retard flag and ignition timing return flag) and one flag used for fuel injection control (second injection flag). It is executed in a cycle (for example, every fixed time).

【0047】ステップ9では硫黄被毒解除フラグをみ
る。硫黄被毒解除フラグ=0であるときにはそのまま今
回の処理を終了する。硫黄被毒解除フラグ=1であると
きにはステップ10に進み温度センサ19により検出さ
れる実触媒温度Tcatを読み込み、実触媒温度Tca
tと目標温度をステップ11で比較する。
In step 9, the sulfur poisoning release flag is checked. When the sulfur poisoning cancellation flag = 0, the current processing is ended. When the sulfur poisoning release flag = 1, the routine proceeds to step 10, where the actual catalyst temperature Tcat detected by the temperature sensor 19 is read, and the actual catalyst temperature Tca is read.
Step 11 compares t with the target temperature.

【0048】ここで、目標温度は、硫黄被毒解除を行え
る温度(例えば650℃程度の一定値)である。実触媒
温度は実施形態のように温度センサ19により検出する
他、公知の方法により推定してもかまわない。例えば温
度推定に使われるパラメータとして車速、エンジン負
荷、点火時期の遅角量が考えられ、車速やエンジン負荷
が高くなるほど、また点火時期の遅角量が大きくなるほ
ど触媒温度が高くなるので、この関係を予めマップにし
て作成しておき、このマップをパラメータにより検索さ
せればよい。
Here, the target temperature is a temperature at which sulfur poisoning can be released (for example, a constant value of about 650 ° C.). The actual catalyst temperature may be estimated by a known method, instead of being detected by the temperature sensor 19 as in the embodiment. For example, the vehicle speed, the engine load, and the retard amount of the ignition timing can be considered as parameters used for temperature estimation.The higher the vehicle speed and the engine load, and the greater the retard amount of the ignition timing, the higher the catalyst temperature. Is created in advance as a map, and this map may be searched by a parameter.

【0049】実触媒温度Tcatが目標温度未満であれ
ばステップ13に進み、目標温度とこの実触媒温度Tc
atとの温度差ΔT(=目標温度−Tcat)をステッ
プ13で算出した後、この温度差ΔTと第1設定幅をス
テップ13において比較する。本実施形態は、まず点火
時期のリタードにより温度上昇させた排気を触媒に導い
て触媒7を昇温させ(第1段階の昇温手段)、この操作
で触媒温度がある程度上昇したら点火時期をそのまま維
持し今度は圧縮行程噴射と膨張行程噴射の2回噴射を開
始し、この場合の2回目噴射である膨張行程噴射により
温度上昇させた排気を触媒7に導いて(あるいは触媒7
での反応熱を高めて)触媒7をさらに昇温させ(第2段
階の昇温手段)、これら2段階の昇温手段により触媒担
体にヒートショックを与えないよう触媒7の温度上昇程
度をコントロールしつつ目標温度へと昇温させるように
するものであり、第1設定幅は第1段階の昇温手段から
第2段階の昇温手段への切換タイミングであるかどうか
を判定するための値(一定値)である。このため第1設
定幅は次の2つの条件1、2を満足している。
If the actual catalyst temperature Tcat is less than the target temperature, the routine proceeds to step 13, where the target temperature and this actual catalyst temperature Tc
After the temperature difference ΔT with respect to at (= target temperature-Tcat) is calculated in step 13, the temperature difference ΔT and the first set width are compared in step 13. In the present embodiment, first, the exhaust gas whose temperature has been raised by the retard of the ignition timing is guided to the catalyst to raise the temperature of the catalyst 7 (first stage temperature raising means), and if the catalyst temperature rises to some extent by this operation, the ignition timing is kept Then, the injection is started twice, that is, the compression stroke injection and the expansion stroke injection, and the exhaust gas whose temperature has been raised by the expansion stroke injection, which is the second injection in this case, is guided to the catalyst 7 (or the catalyst 7).
Temperature of the catalyst 7 is controlled so as not to give a heat shock to the catalyst carrier by these two-stage temperature raising means. The first set width is a value for determining whether or not it is the switching timing from the first stage temperature raising means to the second stage temperature raising means. (Constant value). Therefore, the first set width satisfies the following two conditions 1 and 2.

【0050】条件1:膨張行程での2回目噴射による触
媒の温度上昇の程度が触媒担体を破損しない温度上昇の
程度となる温度差であること。
Condition 1: The temperature difference is such that the temperature rise of the catalyst due to the second injection in the expansion stroke is the temperature rise that does not damage the catalyst carrier.

【0051】条件2:膨張行程での2回目噴射量G2が
最低噴射量Gmin以上となること。
Condition 2: The second injection amount G2 in the expansion stroke is not less than the minimum injection amount Gmin.

【0052】温度差ΔTが第1設定幅より大きいときに
はまず点火時期のリタードを行わせるためステップ14
に進み、点火時期リタードフラグ(始動時にゼロに初期
設定)を1にセットする。温度差ΔTが第1設定幅以下
のときには点火時期をそのまま維持し圧縮行程と膨張行
程での2回の噴射を行わせるためステップ15、16に
進み、点火時期リタードフラグをゼロにかつ2回目噴射
フラグ(始動時にゼロに初期設定)を1にセットする。
この結果、点火時期リタードフラグはt1からt2の間
でだけ点火時期リタードフラグ=1となる(図2第3段
目参照)。
When the temperature difference ΔT is larger than the first set width, first the ignition timing is retarded in step 14
Then, the ignition timing retard flag (initially set to zero at startup) is set to 1. When the temperature difference ΔT is equal to or less than the first set width, the ignition timing is maintained as it is and the injection is performed twice in the compression stroke and the expansion stroke. Therefore, the process proceeds to steps 15 and 16, and the ignition timing retard flag is set to zero and the second injection is performed. Set the flag (initially set to zero at startup) to 1.
As a result, the ignition timing retard flag becomes ignition timing retard flag = 1 only between t1 and t2 (see the third stage in FIG. 2).

【0053】実触媒温度Tcatが目標温度以上である
ときにはステップ11よりステップ17に進み、実触媒
温度Tcatと目標温度の前回の比較結果をみる。前回
に実触媒温度Tcatが目標温度未満であれば今回初め
て目標温度以上になったと判断し、ステップ18に進ん
でタイマを起動した後、ステップ15、16の処理を実
行する。ここでタイマは実触媒温度Tcatが目標温度
に達してからの経過時間を計測するためのものである。
なお、タイマはエンジンコントローラ11に備えられる
内部タイマを用いればよい。
When the actual catalyst temperature Tcat is equal to or higher than the target temperature, the routine proceeds from step 11 to step 17 to check the previous comparison result of the actual catalyst temperature Tcat and the target temperature. If the actual catalyst temperature Tcat is lower than the target temperature last time, it is judged that the temperature has reached the target temperature or higher for the first time, the process proceeds to step 18 and the timer is started, and then the processes of steps 15 and 16 are executed. Here, the timer is for measuring the elapsed time after the actual catalyst temperature Tcat reaches the target temperature.
An internal timer provided in the engine controller 11 may be used as the timer.

【0054】前回に実触媒温度Tcatが目標温度以上
であったとき(続けてTcatが目標温度以上であると
き)にはステップ17よりステップ19に進み、上記タ
イマ値と第2設定時間TM2を比較する。ここで第2設
定時間TM2は硫黄被毒解除処理を終了する時間を定め
る値(一定値)である。
When the actual catalyst temperature Tcat was above the target temperature last time (when Tcat is above the target temperature continuously), the routine proceeds from step 17 to step 19, where the above timer value is compared with the second set time TM2. To do. Here, the second set time TM2 is a value (constant value) that determines the time at which the sulfur poisoning cancellation processing ends.

【0055】タイマ値が第2設定時間TM2より短いと
きにはステップ20、21に進み、目標温度と実触媒温
度Tcatとの温度差△T(=Tcat−目標温度)を
計算し、この温度差ΔTと第2設定幅(図2参照)と比
較する。第2設定幅は目標温度を中心として硫黄被毒解
除に適した許容温度範囲の上限を定めるための値(一定
値)である。温度差△Tを第2設定幅以内に維持するこ
とによって触媒7よりSOxが放出されてゆく。
When the timer value is shorter than the second set time TM2, the routine proceeds to steps 20 and 21, where the temperature difference ΔT (= Tcat-target temperature) between the target temperature and the actual catalyst temperature Tcat is calculated, and this temperature difference ΔT is calculated. Compare with the second set width (see FIG. 2). The second set width is a value (constant value) for defining the upper limit of the allowable temperature range suitable for releasing sulfur poisoning centering on the target temperature. By maintaining the temperature difference ΔT within the second set width, SOx is released from the catalyst 7.

【0056】温度差△Tが第2設定幅以下のときにはス
テップ21よりステップ22に進み、前記タイマ値と第
1設定時間TM1を比較する。第1設定時間TM1は触
媒温度を目標温度以上で硫黄被毒解除に適した許容温度
範囲に維持しておく時間を定める値である。触媒温度を
目標温度以上で硫黄被毒解除に適した温度に維持するこ
とによって触媒7よりSOxが放出されてゆくので、全
てのSOxの放出が終了する時間(一定値)を実験によ
り予め求めておき、この時間を第1設定時間TM1とし
て設定しておけばよい。
When the temperature difference ΔT is less than or equal to the second set width, the routine proceeds from step 21 to step 22, and the timer value is compared with the first set time TM1. The first set time TM1 is a value that defines the time for which the catalyst temperature is maintained at the target temperature or higher and within the allowable temperature range suitable for removing sulfur poisoning. SOx is released from the catalyst 7 by maintaining the catalyst temperature at a temperature higher than the target temperature and suitable for releasing sulfur poisoning. Therefore, the time (constant value) at which the release of all SOx ends is obtained in advance by experiments. Then, this time may be set as the first set time TM1.

【0057】タイマ値が第1設定時間TM1より短いと
きにはステップ22よりステップ15、16に進んでス
テップ15、16の処理を継続する。
When the timer value is shorter than the first set time TM1, the routine proceeds from step 22 to steps 15 and 16 to continue the processing of steps 15 and 16.

【0058】タイマ値が第1設定時間TM1以上で第2
設定時間TM2以下のときにはステップ22よりステッ
プ23、24に進み2回目噴射を終了しかつ点火時期の
基本点火時期IT0への復帰を行わせるため2回目噴射
フラグをゼロにかつ点火時期復帰フラグ(始動時にゼロ
に初期設定)を1にセットする。この結果、t2からt
4の間でだけ2回目噴射フラグ=1となる(図2最下段
参照)。
When the timer value is the first set time TM1 or more, the second
When the time is equal to or less than the set time TM2, the routine proceeds from step 22 to steps 23 and 24 to finish the second injection and to return the ignition timing to the basic ignition timing IT0. Sometimes set to zero). As a result, from t2 to t
The second injection flag is set to 1 only during 4 (see the bottom row of FIG. 2).

【0059】温度差ΔTが第2設定幅を超えたときにも
ステップ21よりステップ23、24に進み、ステップ
23、24の処理を実行する。これは、硫黄被毒解除に
適した温度範囲(第2設定幅)に触媒温度を維持するた
めにt3からt4の間であっても、触媒温度が過度に上
昇して第2設定幅を超える温度となった場合には硫黄被
毒解除フラグ=1としたまま、2回目噴射フラグ=0、
点火時期復帰フラグ=1として、いったん触媒温度を下
げて硫黄被毒解除を継続するためである。
Even when the temperature difference ΔT exceeds the second set width, the routine proceeds from step 21 to steps 23 and 24, and the processing of steps 23 and 24 is executed. This is because the catalyst temperature rises excessively and exceeds the second setting range even between t3 and t4 in order to maintain the catalyst temperature in the temperature range (second setting range) suitable for removing sulfur poisoning. When the temperature is reached, with the sulfur poisoning release flag = 1, the second injection flag = 0,
This is because the catalyst timing is once lowered and the sulfur poisoning release is continued with the ignition timing return flag = 1.

【0060】タイマ値が第2設定時間TM2を超えると
ステップ19よりステップ25、26に進み硫黄被毒解
除処理を終了するため硫黄被毒解除フラグをゼロとし、
次回の硫黄被毒解除処理に備えて点火時期復帰フラグを
ゼロとしておく。この結果、t1からt5の間で硫黄被
毒解除フラグ=1となり(図2第2段目参照)、t4か
らt5の間でだけ点火時期復帰フラグ=1となる(図2
第4段目参照)。
When the timer value exceeds the second set time TM2, the routine proceeds from step 19 to steps 25 and 26, where the sulfur poisoning cancellation flag is set to zero in order to end the sulfur poisoning cancellation processing,
The ignition timing return flag is set to zero in preparation for the next sulfur poisoning cancellation processing. As a result, the sulfur poisoning release flag = 1 is set between t1 and t5 (see the second stage in FIG. 2), and the ignition timing return flag = 1 is set only between t4 and t5 (FIG. 2).
See the fourth row).

【0061】図5は図3、図4により設定されたフラグ
(硫黄被毒解除フラグ、点火時期リタードフラグ、点火
時期復帰フラグ)を用いて点火時期指令値を演算するた
めのもので、Ref信号(クランク角の基準位置信号)
に同期して実行する。
FIG. 5 is for calculating the ignition timing command value using the flags (sulfur poisoning release flag, ignition timing retard flag, ignition timing return flag) set by FIG. 3 and FIG. (Crank angle reference position signal)
Run in sync with.

【0062】ステップ31では運転条件に応じて基本点
火時期IT0を演算する。基本点火時期の演算は公知で
ある。例えば、MBTの得られる点火時期などの最適点
火時期を基本点火時期とするのであれば、この最適点火
時期をエンジン回転速度とエンジン負荷とから所定のマ
ップを検索することにより演算させればよい。
In step 31, the basic ignition timing IT0 is calculated according to the operating conditions. The calculation of the basic ignition timing is known. For example, if the optimum ignition timing such as the ignition timing at which MBT is obtained is used as the basic ignition timing, the optimum ignition timing may be calculated by searching a predetermined map from the engine rotation speed and the engine load.

【0063】ステップ32、33、34では硫黄被毒解
除フラグ、点火時期リタードフラグ、点火時期復帰フラ
グの3つのフラグをみる。これは図2においてt1〜t
2、t2〜t4、t4〜t5のいずれの期間またはそれ
以外の期間(t1以前とt5以降)にあるのかを判定す
るためである。
At steps 32, 33 and 34, three flags, that is, a sulfur poisoning release flag, an ignition timing retard flag and an ignition timing return flag are checked. This is t1 to t in FIG.
This is for determining which of the periods 2, t2 to t4, and t4 to t5 or the other periods (before t1 and after t5).

【0064】硫黄被毒解除フラグ=1かつ点火時期リタ
ードフラグ=1のとき(t1〜t2の期間)は、点火時
期をリタードさせるためステップ35に進み正の値であ
る点火時期遅角量ΔIT1[°]を演算し、この遅角量
ΔIT1を基本点火時期IT0[°BTDC]から差し
引いた値をステップ36で点火時期指令値ITとして算
出する。点火時期指令値ITは例えば圧縮上死点から進
角側に計測したクランク角[°BTDC]であるため、
IT0からΔIT1を差し引くことによってITの値が
小さくなることは点火時期が遅角側に移ることを意味す
る。
When the sulfur poisoning release flag = 1 and the ignition timing retard flag = 1 (time period from t1 to t2), the routine proceeds to step 35 to retard the ignition timing and advances to step 35 to set the ignition timing retard amount ΔIT1 [ [°] is calculated, and a value obtained by subtracting the retard amount ΔIT1 from the basic ignition timing IT0 [° BTDC] is calculated as an ignition timing command value IT in step 36. Since the ignition timing command value IT is, for example, the crank angle [° BTDC] measured from the compression top dead center to the advance side,
The reduction of the value of IT by subtracting ΔIT1 from IT0 means that the ignition timing shifts to the retard side.

【0065】上記の点火時期遅角量ΔIT1としては、
図示しないサブルーチンでRef信号の入力毎にあるい
は所定時間当たりに所定値Aずつ大きくなる値で計算さ
せる。この所定値Aが点火時期の遅角速度を定める。所
定値Aの演算方法そのものは公知で、例えば車速や負荷
をパラメータとして演算させればよい。ここで、車速や
エンジン負荷が大きくなるほど排気温度が上昇するの
で、車速やエンジン負荷が大きくなるほど遅角速度が小
さくなるように所定値Aを定める。この所定値Aは前述
したようにこれ以上急上昇させるとヒートショックが生
じる温度上昇速度の限界(図2最上段の破線参照)を触
媒7の実際の温度上昇の程度が超えることがないように
定めることはいうまでもない。
The ignition timing retard amount ΔIT1 is as follows.
A subroutine (not shown) is used to calculate a value that increases by a predetermined value A each time the Ref signal is input or every predetermined time. This predetermined value A determines the retarded speed of the ignition timing. The calculation method of the predetermined value A itself is known, and for example, the vehicle speed and the load may be calculated as parameters. Here, since the exhaust temperature rises as the vehicle speed or engine load increases, the predetermined value A is set so that the retardation speed decreases as the vehicle speed or engine load increases. As described above, the predetermined value A is set so that the temperature rise rate limit (see the broken line at the top of FIG. 2) at which heat shock occurs when the temperature is further increased more rapidly than the actual temperature rise of the catalyst 7 does not exceed. Needless to say.

【0066】硫黄被毒解除フラグ=1かつ点火時期リタ
ードフラグ=0かつ点火時期復帰フラグ=0のとき(t
2〜t4の期間)は、ステップ33、34よりステップ
37に進み前回の点火時期指令値であるIT-1を今回の
点火時期指令値ITとすることで点火時期(図2のIT
rtd参照)を維持する。
When the sulfur poisoning release flag = 1, the ignition timing retard flag = 0, and the ignition timing reset flag = 0 (t
During the period from 2 to t4), the routine proceeds from step 33, 34 to step 37, where the previous ignition timing command value IT -1 is set as the current ignition timing command value IT, so that the ignition timing (IT in FIG. 2).
rtd)).

【0067】硫黄被毒解除フラグ=1かつ点火時期リタ
ードフラグ=0かつ点火時期復帰フラグ=1のとき(t
4〜t5の期間)は、ステップ33、34よりステップ
38に進み正の値である点火時期進角量ΔIT2を演算
し、この進角量ΔIT2を基本点火時期IT0に加算し
た値をステップ39で点火時期指令値ITとして算出す
る。IT0にΔIT2を加算することによってITの値
が大きくなることは点火時期が進角側に戻されることを
意味する。
When the sulfur poisoning release flag = 1, the ignition timing retard flag = 0 and the ignition timing return flag = 1 (t
(From 4 to t5), the process proceeds from step 33, 34 to step 38, the positive ignition timing advance amount ΔIT2 is calculated, and the value obtained by adding this advance amount ΔIT2 to the basic ignition timing IT0 is determined in step 39. It is calculated as the ignition timing command value IT. Increasing the value of IT by adding ΔIT2 to IT0 means that the ignition timing is returned to the advance side.

【0068】上記の点火時期進角量ΔIT2としては、
これも図示しないサブルーチンでRef信号の入力毎に
あるいは所定時間当たりに所定値Bずつ大きくなる値で
計算させる。この所定値Bが点火時期の復帰速度(進角
速度)を定める。所定値Bは簡単には上記の所定値Aと
同じでよい。
As the ignition timing advance amount ΔIT2,
This is also calculated by a subroutine (not shown) with a value that increases by a predetermined value B each time the Ref signal is input or every predetermined time. This predetermined value B determines the return speed (advance speed) of the ignition timing. The predetermined value B may simply be the same as the above-mentioned predetermined value A.

【0069】硫黄被毒解除フラグ=0のとき(t1以前
またはt5以降の期間)は、ステップ32よりステップ
40に進み基本点火時期IT0をそのまま点火時期指令
値ITとする。
When the sulfur poisoning release flag is 0 (before t1 or after t5), the routine proceeds from step 32 to step 40, where the basic ignition timing IT0 is used as it is as the ignition timing command value IT.

【0070】このようにして演算される点火時期指令値
ITはステップ41で点火レジスタに移され、図示しな
い点火制御フローにより圧縮上死点前のクランク角がI
Tと一致したとき点火コイルの一次電流が遮断される。
The ignition timing command value IT calculated in this way is transferred to the ignition register in step 41, and the crank angle before compression top dead center is I by the ignition control flow (not shown).
When it coincides with T, the primary current of the ignition coil is cut off.

【0071】図6は図3、図4により設定されたフラグ
(硫黄被毒解除フラグ、2回目噴射フラグ)を用いて燃
料噴射量を演算するためのもので、一定周期で(例えば
一定時間毎)実行する。
FIG. 6 is for calculating the fuel injection amount using the flag (sulfur poisoning release flag, second injection flag) set by FIG. 3 and FIG. )Run.

【0072】ステップ50では硫黄被毒解除フラグをみ
る。硫黄被毒解除フラグ=1のときはステップ51に進
み理論空燃比よりも若干リッチな空燃比の得られる燃料
噴射量G0演算する。この燃料噴射量G0の演算方法は
公知である。例えば、 G0=基本燃料噴射量×Tfbya×α ただし、基本燃料噴射量:理論空燃比の得られる1燃焼
サイクル当たりの燃料噴射量、 Tfbya :目標当量比、 α :空燃比フィードバック補正係数、 の式で燃料噴射量G0を演算する構成であるときには、
目標当量比Tfbyaに1.0より若干大きな値を設定
しかつ空燃比フィードバック補正係数αを1.0にクラ
ンプするか、目標当量比Tfbyaを1.0としかつ比
例微分動作により変化するαの平均値が1.0を超える
値となるように設定すればよい。
At step 50, the sulfur poisoning release flag is checked. When the sulfur poisoning release flag = 1, the routine proceeds to step 51, where the fuel injection amount G0 is calculated to obtain an air-fuel ratio slightly richer than the theoretical air-fuel ratio. The method of calculating the fuel injection amount G0 is known. For example, G0 = basic fuel injection amount × Tfbya × α where, basic fuel injection amount: fuel injection amount per combustion cycle at which the theoretical air-fuel ratio is obtained, Tfbya: target equivalent ratio, α: air-fuel ratio feedback correction coefficient When the fuel injection amount G0 is calculated by
The target equivalence ratio Tfbya is set to a value slightly larger than 1.0 and the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is clamped to 1.0, or the target equivalence ratio Tfbya is set to 1.0 and the average of α that changes by the proportional derivative operation is set. The value may be set to a value exceeding 1.0.

【0073】なお、図2に示したように硫黄被毒解除フ
ラグが0から1に切換わるt1のタイミングで燃料噴射
量をリーン運転時の燃料噴射量GleanからG0へと
ステップ変化させるのではなく、第1段階の昇温制御を
終了するt2のタイミングでG0となるようにゆっくり
と変化させなければならないが、この点の詳細は省略し
ている。従って、図6のステップ51で演算されるG0
にはこのG0への変化途中(図2のt1〜t2の間)の
燃料噴射量も含まれている。
As shown in FIG. 2, the fuel injection amount is not changed stepwise from lean fuel injection amount Glean to G0 at the timing of t1 when the sulfur poisoning release flag is changed from 0 to 1. , Must be slowly changed to G0 at the timing of t2 at which the temperature raising control of the first stage is finished, but details of this point are omitted. Therefore, G0 calculated in step 51 of FIG.
Also includes the fuel injection amount during the change to G0 (between t1 and t2 in FIG. 2).

【0074】図6のステップ52では2回目噴射フラグ
をみる。2回目噴射フラグ=0のときは圧縮行程での噴
射のみを行わせるためステップ55に進み、圧縮行程で
の噴射量である1回目噴射量G1に上記の燃料噴射量G
0を入れ、膨張行程での噴射量である2回目噴射量にゼ
ロを入れる。
In step 52 of FIG. 6, the second injection flag is checked. When the second injection flag = 0, only the injection in the compression stroke is performed, so the routine proceeds to step 55, where the above-mentioned fuel injection quantity G is added to the first injection quantity G1 which is the injection quantity in the compression stroke.
0 is entered, and zero is entered in the second injection amount, which is the injection amount in the expansion stroke.

【0075】2回目噴射フラグ=1のときはステップ5
3、54に進み実触媒温度Tcatと目標温度をかつ温
度差ΔTと第1設定幅、第2設定幅を比較する。
When the second injection flag = 1, step 5
3, the actual catalyst temperature Tcat is compared with the target temperature, and the temperature difference ΔT is compared with the first setting width and the second setting width.

【0076】ここで、実触媒温度Tcatが目標温度未
満でありそのときの温度差ΔT(=目標温度−Tca
t)が第1設定幅以下である温度域と、実触媒温度Tc
atが目標温度以上でありそのときの温度差ΔT(=T
cat−目標温度)が第2設定幅以下である温度域とが
硫黄被毒解除のため2回噴射に適する温度域である。従
って、2回噴射に適する温度域でないときにはステップ
53または54よりステップ55に進んでステップ55
の処理を実行する。
Here, the actual catalyst temperature Tcat is lower than the target temperature, and the temperature difference ΔT at that time (= target temperature-Tca)
temperature range in which t) is equal to or less than the first set width, and the actual catalyst temperature Tc
At is equal to or higher than the target temperature and the temperature difference ΔT (= T
The temperature range in which (cat-target temperature) is less than or equal to the second set width is the temperature range suitable for the two-time injection for releasing sulfur poisoning. Therefore, when the temperature range is not suitable for the double injection, the routine proceeds from step 53 or 54 to step 55 and step 55.
The process of is executed.

【0077】2回噴射に適する温度域であるときには、
ステップ53、54よりステップ56、57に進み温度
差ΔT(図4ステップ12またはステップ20の結果を
流用する)から図7を内容とするテーブルを検索するこ
とにより2回目噴射量G2を演算する。図7のようにG
2は目標温度からの温度差ΔTが大きいほど大きくなる
値である。
When the temperature range is suitable for double injection,
The process proceeds from steps 53 and 54 to steps 56 and 57, and the second injection amount G2 is calculated by searching the table having the contents of FIG. 7 from the temperature difference ΔT (the result of step 12 or step 20 of FIG. 4 is diverted). G as shown in FIG.
2 is a value that increases as the temperature difference ΔT from the target temperature increases.

【0078】ステップ58ではこの2回目噴射量G2と
最低噴射量Gminを比較する。ここで最低噴射量Gm
inは燃料噴射弁5により噴射可能な下限の噴射量であ
る。つまりこの下限噴射量未満の値を燃料噴射弁5に指
令したとき燃料噴射弁5からは燃料が噴射されない。従
って2回目噴射量G2が最低噴射量Gmin未満である
ときには2回目噴射を行うことができないので、ステッ
プ55に進む。すなわち、2回目噴射量G2が最低噴射
量Gmin未満であるときにはG0の全てを圧縮行程で
噴射する。
In step 58, the second injection amount G2 is compared with the minimum injection amount Gmin. Here, the minimum injection amount Gm
in is a lower limit injection amount that can be injected by the fuel injection valve 5. That is, when the fuel injection valve 5 is commanded to have a value less than the lower limit injection amount, no fuel is injected from the fuel injection valve 5. Therefore, when the second injection amount G2 is less than the minimum injection amount Gmin, the second injection cannot be performed, so the routine proceeds to step 55. That is, when the second injection amount G2 is less than the minimum injection amount Gmin, all G0 is injected in the compression stroke.

【0079】ただし、図2においてt2〜t4の期間で
2回目噴射量G2が最低噴射量Gmin未満となって2
回目噴射を中止しなければならない場合に、触媒7の温
度が低下する事態が考えられるときには点火時期の遅角
をさらに行わせるなどの方法を講じる必要がある。
However, in FIG. 2, the second injection amount G2 becomes less than the minimum injection amount Gmin during the period from t2 to t4, and 2
If the temperature of the catalyst 7 is likely to drop when the second injection must be stopped, it is necessary to take a method such as further retarding the ignition timing.

【0080】2回目噴射量G2が最低噴射量Gmin以
上であるときには2回目噴射が実行可能であるのでステ
ップ58よりステップ59に進みG0から2回目噴射量
G2を差し引いた値を1回目噴射量G1として算出す
る。
When the second injection amount G2 is equal to or larger than the minimum injection amount Gmin, the second injection can be executed. Therefore, the routine proceeds from step 58 to step 59, where the value obtained by subtracting the second injection amount G2 from G0 is the first injection amount G1. Calculate as

【0081】このようにして演算した1回目、2回目の
各噴射量G1、G2[kg/cycle]をステップ6
0で変換定数を用いてそれぞれ燃料噴射パルス幅T1、
T2[ms/cycle]に変換した後、これら燃料噴
射パルス幅T1、T2をステップ61で噴射レジスタに
ストアする。
The first and second injection amounts G1 and G2 [kg / cycle] calculated in this way are calculated in step 6
When the conversion constant is 0, the fuel injection pulse width T1,
After being converted into T2 [ms / cycle], these fuel injection pulse widths T1 and T2 are stored in the injection register in step 61.

【0082】このようにしてストアされた燃料噴射パル
ス幅T1、T2は図示しない燃料噴射のフローにおい
て、圧縮行程のうちの所定のクランク角になるとG1の
燃料噴射量が、次の膨張行程のうちの所定のクランク角
になるとG2の燃料噴射量がそれぞれ供給されるよう
に、燃料噴射弁5が1燃焼サイクル当たり2回に分けて
開弁される。
The fuel injection pulse widths T1 and T2 stored in this way are such that, in a fuel injection flow (not shown), when the crank angle reaches a predetermined crank angle in the compression stroke, the fuel injection amount of G1 changes in the next expansion stroke. The fuel injection valve 5 is opened twice in one combustion cycle so that the G2 fuel injection amount is supplied when the predetermined crank angle is reached.

【0083】ここで、本実施形態の作用を説明する。Here, the operation of this embodiment will be described.

【0084】本実施形態によれば、昇温手段を、点火プ
ラグ6(点火装置)による点火時期を一定の速度で遅角
させる第1段階の昇温手段と、その後に点火時期は遅角
させた値のまま燃料噴射弁5(燃料供給装置)により圧
縮行程での燃料供給に続けて膨張行程での燃料供給を実
行する第2段階の昇温手段とから構成し、前記点火時期
の遅角速度及び膨張行程での燃料供給量を触媒7の担体
に対してヒートショックを与えることがないように設定
したので、触媒温度の上昇の程度(上昇速度)をコント
ロールすることが可能となった。これにより触媒温度を
目標温度へと上昇させつつ触媒温度の上昇の程度を触媒
担体に温度の急激な変化により生じる大きな応力が生じ
ない範囲にコントロールできるので、特に薄壁タイプの
触媒担体を有する触媒を使用していても触媒担体に温度
の急激な変化により生じる大きな応力であるヒートショ
ックを与えることがなく触媒の耐久性を向上させること
ができる。
According to the present embodiment, the temperature raising means is the first stage temperature raising means for retarding the ignition timing of the spark plug 6 (ignition device) at a constant speed, and then the ignition timing is retarded. The ignition timing retardation speed of the ignition timing is constituted by the second stage temperature raising means for executing the fuel supply in the compression stroke and the fuel supply in the expansion stroke by the fuel injection valve 5 (fuel supply device) with the above value kept unchanged. Also, since the fuel supply amount in the expansion stroke is set so as not to give a heat shock to the carrier of the catalyst 7, it is possible to control the degree of increase in catalyst temperature (rate of increase). As a result, the catalyst temperature can be raised to the target temperature and the extent of the catalyst temperature rise can be controlled within a range in which a large stress caused by a rapid temperature change does not occur in the catalyst carrier. Even if it is used, the durability of the catalyst can be improved without giving a heat shock, which is a large stress caused by a rapid change in temperature, to the catalyst carrier.

【0085】実施形態では、第2段階の昇温手段として
燃料噴射弁5により圧縮行程での燃料供給に続けて膨張
行程での燃料供給を実行する手段で説明したが、膨張行
程での燃料供給に代えて排気行程での燃料供給を実行す
るまたは2つの各気筒群毎に独立に空燃比を制御可能に
構成し、第2段階の昇温手段として一方の気筒群をリッ
チ空燃比、他方の気筒群をリーン空燃比で運転すること
により触媒での反応熱を大きくして触媒を昇温させる手
段としてもかまわない。
In the embodiment, the means for performing the fuel supply in the expansion stroke subsequent to the fuel supply in the compression stroke by the fuel injection valve 5 as the temperature raising means in the second stage has been described, but the fuel supply in the expansion stroke is described. Instead of the above, fuel supply in the exhaust stroke is executed, or the air-fuel ratio can be controlled independently for each of the two cylinder groups, and one cylinder group is used as the second stage temperature raising means, and one cylinder group has a rich air-fuel ratio and the other has a rich air-fuel ratio. A means for raising the temperature of the catalyst by increasing the reaction heat in the catalyst by operating the cylinder group at a lean air-fuel ratio may be used.

【0086】実施形態では浄化能力低下物質がSOxの
場合で説明したが、これに限られるものでない。
In the embodiment, the case where the purification ability lowering substance is SOx has been described, but the substance is not limited to this.

【0087】実施形態では触媒が、SOxによる排気浄
化性能の低下が顕著となるNOxトラップ型三元触媒
(あるいはNOxトラップ触媒)である場合で説明した
が、三元触媒あるいはSOx触媒であってもかまわな
い。
In the embodiment, the catalyst is the NOx trap type three-way catalyst (or the NOx trap catalyst) in which the exhaust purification performance due to SOx is remarkably reduced. However, the catalyst may be the three-way catalyst or the SOx catalyst. I don't care.

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

【図1】第1実施形態のシステム構成を示すブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a first embodiment.

【図2】本発明の昇温制御モデルを示す波形図。FIG. 2 is a waveform diagram showing a temperature increase control model of the present invention.

【図3】硫黄被毒解除要求フラグの設定を説明するため
のフローチャート。
FIG. 3 is a flowchart for explaining setting of a sulfur poisoning cancellation request flag.

【図4】点火時期制御に用いる2つのフラグと燃料噴射
制御に用いる1つのフラグの設定を説明するためのフロ
ーチャート。
FIG. 4 is a flowchart for explaining setting of two flags used for ignition timing control and one flag used for fuel injection control.

【図5】点火時期指令値の演算を説明するためのフロー
チャート。
FIG. 5 is a flowchart for explaining calculation of an ignition timing command value.

【図6】燃料噴射量の演算を説明するためのフローチャ
ート。
FIG. 6 is a flowchart for explaining calculation of a fuel injection amount.

【図7】2回目噴射量の特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram of the second injection amount.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 点火プラグ(点火装置) 6 燃料噴射弁(燃料供給装置) 7 触媒 11 エンジンコントローラ 19 温度センサ 5 Spark plug (ignition device) 6 Fuel injection valve (fuel supply device) 7 catalyst 11 engine controller 19 Temperature sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/24 F01N 3/24 L 3/28 301 3/28 301C F02D 43/00 301 F02D 43/00 301B 301C 45/00 312 45/00 312Z 314 314Z F02P 5/15 F02P 5/15 B Fターム(参考) 3G022 DA02 EA01 GA01 GA05 GA06 GA09 GA19 3G084 BA09 BA13 BA15 BA17 BA24 DA10 FA04 FA05 FA07 FA20 FA29 FA33 FA38 3G091 AA17 AB06 AB11 BA11 BA14 BA33 CA01 CB02 CB03 CB05 DA02 DA07 EA01 EA05 EA18 EA19 EA30 EA38 EA39 FC01 GA06 3G301 HA01 HA13 JA21 LA01 LB02 MA01 MA11 MA19 MA23 MA25 MA26 ND12 ND15 NE01 NE12 NE13 NE18 NE23 PA01Z PD04Z PE01Z PE03Z PE08Z─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/24 F01N 3/24 L 3/28 301 3/28 301C F02D 43/00 301 F02D 43/00 301B 301C 45/00 312 45/00 312Z 314 314Z F02P 5/15 F02P 5/15 BF Term (reference) 3G022 DA02 EA01 GA01 GA05 GA06 GA09 GA19 3G084 BA09 BA13 BA15 BA17 BA24 DA10 FA04 FA05 FA07 FA20 FA29 FA33 FA38 309 AB11 BA11 BA14 BA33 CA01 CB02 CB03 CB05 DA02 DA07 EA01 EA05 EA18 EA19 EA30 EA38 EA39 FC01 GA06 3G301 HA01 HA13 JA21 LA01 LB02 MA01 MA11 MA19 MA23 MA25 MA26 ND12 ND15 NE01 NE12 NE13 NE18 NE23 PAZ PE03Z PE04 PE03Z

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃焼室に直接的に燃料を供給する燃料供給
装置と、 燃焼室内の混合気に対して火花点火を行う点火装置と、 エンジンの排気通路に設けられた触媒と、 この触媒への浄化能力低下物質の付着量を推定する手段
と、 この推定された付着量に基づいて触媒に付着した浄化能
力低下物質を放出すべきタイミングであるかどうかを判
定する判定手段と、 この判定手段により触媒に付着した浄化能力低下物質を
放出すべきタイミングになったとき触媒温度を目標温度
へと上昇させる昇温手段と、 同じく触媒に付着した浄化能力低下物質を放出すべきタ
イミングになったとき触媒の排気空燃比を理論空燃比よ
りも若干リッチな空燃比状態に維持する空燃比制御手段
とを備えるエンジンの排気浄化装置において、 前記昇温手段は、前記点火装置による点火時期を遅角さ
せる第1段階の昇温手段と、その後に点火時期を遅角さ
せた状態で前記燃料供給装置により圧縮行程での燃料供
給に続けて膨張行程での燃料供給を実行する第2段階の
昇温手段とからなることを特徴とするエンジンの排気浄
化装置。
1. A fuel supply device for directly supplying fuel to a combustion chamber, an ignition device for performing spark ignition on an air-fuel mixture in the combustion chamber, a catalyst provided in an exhaust passage of an engine, and a catalyst for the catalyst. Means for estimating the adhered amount of the purifying ability-lowering substance, and a judging means for judging whether or not it is time to release the purifying ability-lowering substance adhering to the catalyst based on the estimated adhering amount; When the timing to release the substance with reduced purification capacity attached to the catalyst is reached by the temperature raising means for raising the catalyst temperature to the target temperature, and when it is time to release the substance with reduced purification ability attached to the catalyst An engine exhaust gas purification apparatus comprising: an air-fuel ratio control means for maintaining an exhaust air-fuel ratio of a catalyst in an air-fuel ratio state slightly richer than a stoichiometric air-fuel ratio. First stage temperature raising means for delaying the ignition timing by the ignition device, and thereafter, with the ignition timing retarded, the fuel supply device executes the fuel supply in the expansion stroke subsequent to the fuel supply in the compression stroke. An exhaust gas purifying apparatus for an engine, comprising:
【請求項2】前記第1段階の昇温手段は、前記点火装置
による点火時期を所定の速度で遅角させ、この所定の速
度は前記触媒の担体に対してヒートショックを与えるこ
とがないように設定することを特徴とする請求項1に記
載のエンジンの排気浄化装置。
2. The first-stage temperature raising means retards the ignition timing of the ignition device at a predetermined speed so that the predetermined speed does not give a heat shock to the catalyst carrier. The exhaust gas purification device for an engine according to claim 1, wherein
【請求項3】前記第2段階の昇温手段は、前記膨張行程
での燃料供給量を前記触媒の担体に対してヒートショッ
クを与えることがないように設定することを特徴とする
請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置。
3. The temperature raising means in the second stage sets a fuel supply amount in the expansion stroke so as not to give a heat shock to the carrier of the catalyst. Exhaust gas purification device for engine according to.
【請求項4】前記第1段階の昇温手段の作動中に前記触
媒の排気空燃比を理論空燃比よりも若干リッチな空燃比
状態へ移行させることを特徴とする請求項1から3まで
のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
4. The method according to claim 1, wherein the exhaust air-fuel ratio of the catalyst is changed to an air-fuel ratio state slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio during the operation of the temperature raising means in the first stage. The exhaust emission control device for an engine according to any one of the above.
【請求項5】実触媒温度を検出する手段を備え、前記目
標温度とこの実触媒温度との温度差が第1設定幅に収ま
ったとき、前記第2段階の昇温手段による昇温を開始さ
せることを特徴とする請求項1から4までのいずれか一
つに記載のエンジンの排気浄化装置。
5. A means for detecting an actual catalyst temperature is provided, and when the temperature difference between the target temperature and the actual catalyst temperature falls within a first set range, the temperature raising means of the second stage starts the temperature rise. The exhaust gas purification device for an engine according to any one of claims 1 to 4, wherein
【請求項6】前記膨張行程での燃料供給量が前記燃料供
給装置の最低燃料供給量未満であるとき、膨張行程での
燃料供給を中止することを特徴とする請求項1から5ま
でのいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
6. The fuel supply in the expansion stroke is stopped when the fuel supply quantity in the expansion stroke is less than the minimum fuel supply quantity of the fuel supply device. The exhaust gas purification device for an engine according to any one of the above.
【請求項7】前記実触媒温度が前記目標温度よりも高温
となりかつ実触媒温度と目標温度との温度差が第2設定
幅を超えたとき、前記膨張行程での燃料供給を中止する
ことを特徴とする請求項1から6までのいずれか一つに
記載のエンジンの排気浄化装置。
7. When the actual catalyst temperature becomes higher than the target temperature and the temperature difference between the actual catalyst temperature and the target temperature exceeds a second set width, the fuel supply in the expansion stroke is stopped. The exhaust emission control device for an engine according to any one of claims 1 to 6, characterized in that
【請求項8】前記触媒に付着した浄化能力低下物質の放
出が完了したタイミングになったとき、前記膨張行程で
の燃料供給を中止して点火時期を遅角させる前の値に戻
すことを特徴とする請求項1から7までの何れか一つに
記載のエンジンの排気浄化装置。
8. The fuel supply in the expansion stroke is stopped and the ignition timing is returned to the value before the ignition timing is retarded at the timing when the release of the purification ability lowering substance attached to the catalyst is completed. The exhaust emission control device for an engine according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】前記第1段階の昇温手段は、前記点火装置
により点火時期を遅角させる速度を前記触媒の担体の温
度上昇が所定の温度上昇速度以下となるように設定する
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの排気浄化
装置。
9. The temperature raising means in the first stage sets a speed for retarding an ignition timing by the ignition device so that a temperature increase of a carrier of the catalyst becomes a predetermined temperature increase speed or less. The exhaust emission control device for an engine according to claim 1.
【請求項10】前記第2段階の昇温手段は、前記膨張行
程での燃料供給量を前記触媒の担体の温度上昇が所定の
温度上昇速度以下となるように設定することを特徴とす
る請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置。
10. The temperature raising means in the second stage sets the fuel supply amount in the expansion stroke so that the temperature rise of the catalyst carrier is below a predetermined temperature rise rate. Item 1. An engine exhaust emission control device according to item 1.
【請求項11】前記所定の温度上昇速度は、触媒担体が
ヒートショックを起こす限界上昇速度であることを特徴
とする請求項9または10に記載のエンジンの排気浄化
装置。
11. The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 9, wherein the predetermined temperature increase rate is a limit increase rate at which the catalyst carrier causes a heat shock.
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