JP2008267161A - Exhaust emission control system for internal combustion engine - Google Patents

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Takahiko Fujiwara
孝彦 藤原
Masaaki Kawai
将昭 河合
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for suppressing impairment of early activation of a three way catalyst upon re-starting of an internal combustion engine, caused by oxidation of precious metals carried on the three way catalyst occurring upon stopping of the internal combustion engine, in an exhaust emission control system for the internal combustion engine provided with the three way catalyst. <P>SOLUTION: Immediately after stopping the internal combustion engine 1, a vacuum pump is operated to allow exhaust gas (the exhaust gas remaining after purification) purified by the three way catalyst during operation of the internal combustion engine 1 and remaining in an exhaust gas passage, to flow backward from the trailing end surface side toward the leading end surface side of the three way catalyst by utilizing a difference in pressure between a backward-flowing-exhaust-gas introduction passage and the exhaust gas passage (S103). After purifying a given amount of exhaust gas and then making the remaining exhaust gas flow backward through the three way catalyst, the operation of the vacuum pump is stopped to complete controlling of backward flowing of the exhaust gas (S104 to S106). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、三元触媒を備える内燃機関の排気浄化システムに関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine including a three-way catalyst.

自動車の内燃機関から排出される排気中の有害成分（例えば、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ）の規制が強化されるに伴い、排気中の有害成分を排気浄化触媒によって浄化する技術が提案されている。ここで、排気浄化触媒としては、代表的なものにＮＯｘの還元と、ＨＣ，ＣＯの酸化処理を同時に処理する三元触媒がある（例えば、特許文献１を参照。）。   As regulations on harmful components (for example, HC, CO, NOx) in exhaust discharged from an internal combustion engine of an automobile are strengthened, a technology for purifying harmful components in exhaust with an exhaust purification catalyst has been proposed. Here, as an exhaust purification catalyst, a typical one is a three-way catalyst that simultaneously processes NOx reduction and HC and CO oxidation (see, for example, Patent Document 1).

通常、内燃機関の稼働中においては、排気中の有害物質を効率良く浄化するために三元触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比（ストイキ）近傍になるように制御される。しかしながら、内燃機関に停止要求が出される場合、内燃機関に供給される燃料が停止するため、停止要求が出されてから実際に内燃機関が完全に停止するまでの時間（以下、「惰性回転時間」ともいう。）においては内燃機関から酸素濃度の高い空気が排出される。この酸素濃度の高い空気（以下、「酸素過剰空気」ともいう。）が三元触媒に流入すると三元触媒に担持されている貴金属が酸化されてしまい、内燃機関の再始動において触媒の早期活性化が阻害される虞があった。   Normally, during operation of the internal combustion engine, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst is controlled to be close to the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric) in order to efficiently purify harmful substances in the exhaust gas. However, when a stop request is issued to the internal combustion engine, the fuel supplied to the internal combustion engine is stopped. Therefore, the time from when the stop request is issued until the internal combustion engine is completely stopped (hereinafter referred to as “inertial rotation time”). In other words, air having a high oxygen concentration is discharged from the internal combustion engine. When this high oxygen concentration air (hereinafter also referred to as “oxygen-excess air”) flows into the three-way catalyst, the noble metal supported on the three-way catalyst is oxidized, and the early activation of the catalyst during the restart of the internal combustion engine. There was a possibility that the conversion would be hindered.

特許文献１には、三元触媒の活性が低い内燃機関の冷間始動時において触媒活性が高くなるまでの間は、内燃機関から排出される排気を一時的に排気系に保持し、大気中への排気を放出させない技術が開示されている。
特開２００４−１００５４８号公報 特開２００６−１０５１５０号公報 特開２００３−３１４２４３号公報 特開平６−３２３１３０号公報 特開２００６−２４２１８６号公報 特開２００２−１８８４３６号公報 In Patent Document 1, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is temporarily held in the exhaust system until the catalytic activity becomes high at the time of cold start of the internal combustion engine where the activity of the three-way catalyst is low. A technique that does not release the exhaust gas to is disclosed.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-1000054 JP 2006-105150 A JP 2003-314243 A JP-A-6-323130 JP 2006-242186 A JP 2002-188436 A

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、三元触媒を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、内燃機関の停止時に三元触媒に担持される貴金属が酸化され、内燃機関の再始動時において三元触媒の早期活性化が阻害されることを抑制できる技術を提供することである。   The present invention has been made in view of the above prior art, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification system for an internal combustion engine including a three-way catalyst, in which a noble metal supported on the three-way catalyst is stopped when the internal combustion engine is stopped. It is an object of the present invention to provide a technology capable of suppressing oxidation and inhibiting early activation of a three-way catalyst when an internal combustion engine is restarted.

上記課題を達成するために本発明における内燃機関の排気浄化システムは、以下の手段を採用した。即ち、
内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、
内燃機関の停止後において、三元触媒によって浄化された排気であって且つ排気通路内に残留する排気を三元触媒の後端面側から前端面側の方向に逆流させる排気逆流制御を実行する排気逆流制御手段と、
を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention employs the following means. That is,
A three-way catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine;
Exhaust gas that has been purified by the three-way catalyst after the internal combustion engine is stopped and that performs exhaust gas backflow control that causes the exhaust gas remaining in the exhaust passage to flow backward from the rear end surface side to the front end surface side of the three-way catalyst. Backflow control means;
It is characterized by providing.

本発明に係る内燃機関の排気浄化システムでは、内燃機関の稼働時において、三元触媒に流入する排気の空燃比を理論空燃比（ストイキ）にしてＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯを効率的に浄化すべく、混合気の空燃比をストイキ近傍に制御する。   In the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention, during operation of the internal combustion engine, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst is set to the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric) so as to efficiently purify NOx, HC, and CO. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture is controlled near the stoichiometric range.

本発明では、排気逆流制御手段が、内燃機関の停止後（例えば、停止直後）において、三元触媒によって浄化され且つ排気通路内に残留する排気（以下、「浄化後残留排気」ともいう。）に三元触媒を後端面側から前端面側に向かって逆流させることとした。この浄化後残留排気は、惰性回転時間に内燃機関から排出される酸素過剰空気に比べて著しく酸素濃度が低い。従って、酸素過剰空気が三元触媒に流入したとしても、その酸素過剰空気を三元触媒の前端面側から流出させるとともに、酸素過剰空気によって酸化された三元触媒の貴金属から酸素を好適に放出させ、還元することができる。   In the present invention, after the internal combustion engine is stopped (for example, immediately after the stop), the exhaust backflow control means purifies by the three-way catalyst and remains in the exhaust passage (hereinafter also referred to as “residual exhaust after purification”). The three-way catalyst was allowed to flow backward from the rear end face side toward the front end face side. This post-purification residual exhaust has a significantly lower oxygen concentration than the excess oxygen air exhausted from the internal combustion engine during the inertial rotation time. Therefore, even if oxygen-excess air flows into the three-way catalyst, the oxygen-excess air flows out from the front end surface side of the three-way catalyst, and oxygen is suitably released from the noble metal of the three-way catalyst oxidized by the oxygen-excess air. Can be reduced.

あるいは、酸素過剰空気が三元触媒に流入する前に排気逆流制御を実行することによって、貴金属の酸化を未然に防ぐことも可能となる。これにより、内燃機関の再始動時において触媒の早期活性化が阻害されることを好適に抑制できる。   Alternatively, it is possible to prevent the noble metal from being oxidized by executing the exhaust backflow control before the oxygen-excess air flows into the three-way catalyst. Thereby, it can suppress suitably that the early activation of a catalyst is inhibited at the time of restart of an internal combustion engine.

また、排気逆流制御の実行時において、排気逆流制御手段は所定量の浄化後残留排気に三元触媒を逆流させても良い。「所定量」は、酸化された貴金属から酸素を放出し、還元させるために必要十分な浄化後残留排気の量であっても良い。また、上記の「所定量」は、三元触媒に流入する酸素過剰空気量や惰性回転時間に応じて決定しても良い。三元触媒に流入する酸素過剰空気量が多いほど、あるいは惰性回転時間が長いほど「所定量」が増量されても良い。これにより、三元触媒に担持された貴金属から酸素を確実に放出させ、還元することができる。   In addition, when the exhaust gas backflow control is executed, the exhaust gas backflow control means may cause the three-way catalyst to flow back to the predetermined amount of residual exhaust gas after purification. The “predetermined amount” may be an amount of residual exhaust gas after purification that is necessary and sufficient to release oxygen from the oxidized noble metal and reduce it. The “predetermined amount” may be determined according to the amount of excess oxygen air flowing into the three-way catalyst and the inertial rotation time. The “predetermined amount” may be increased as the amount of excess oxygen air flowing into the three-way catalyst increases or as the inertial rotation time increases. Thereby, oxygen can be reliably released from the noble metal supported on the three-way catalyst and reduced.

また、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて、三元触媒によって浄化され且つ排気通路内に残留する排気（浄化後残留排気）を三元触媒の上流側から吸入する吸入ポンプ（例えば、真空ポンプ等）を備え、排気逆流制御手段は、吸入ポンプに浄化後残留排気を吸入させることによって排気逆流制御を実行しても良い。   Further, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention, a suction pump (for example, a vacuum) that sucks exhaust gas that has been purified by the three-way catalyst and remains in the exhaust passage (residual exhaust gas after purification) from the upstream side of the three-way catalyst. The exhaust gas back flow control means may execute exhaust gas back flow control by causing the suction pump to suck the residual exhaust gas after purification.

より詳しくは、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、内燃機関に併設される吸入ポンプと、三元触媒より上流側の排気通路と吸入ポンプとを接続する逆流排気導入路とを備えても良い。上記構成によれば、吸入ポンプに浄化後残留排気を三元触媒の上流側から吸入させることによって、浄化後残留排気に三元触媒を容易に逆流させることができる。従って、酸素濃度の高い酸素過剰空気によって酸化された三元触媒の貴金属を好適に還元することができる。   More specifically, the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention includes a suction pump provided in the internal combustion engine, and a backflow exhaust introduction passage that connects the exhaust passage upstream of the three-way catalyst and the suction pump. Also good. According to the above configuration, the three-way catalyst can easily flow backward to the post-purification residual exhaust by allowing the suction pump to suck the residual exhaust after purification from the upstream side of the three-way catalyst. Therefore, the noble metal of the three-way catalyst oxidized by the oxygen-excess air having a high oxygen concentration can be suitably reduced.

また、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて、内燃機関の吸気通路と三元触媒よりも上流側の排気通路とを連通する連通路と、連通路の途中に設けられ負圧を蓄積する負圧タンクと、連通路を介して導通される負圧タンクと排気通路とを遮断可能な第１遮断弁と、連通路を介して導通される負圧タンクと吸気通路とを遮断可能な第２遮断弁と、を更に備えても良い。   In the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention, a communication passage that communicates the intake passage of the internal combustion engine and an exhaust passage upstream of the three-way catalyst, and a negative pressure that is provided in the middle of the communication passage. A first shut-off valve capable of shutting off the negative pressure tank, the negative pressure tank conducted through the communication passage and the exhaust passage, and a first shutoff valve capable of shutting off the negative pressure tank conducted through the communication passage and the intake passage. And a two shutoff valve.

上記構成によれば、第１遮断弁が閉弁されると負圧タンクと排気通路とが遮断され、開弁されると連通路を介して導通される。また、第２遮断弁が閉弁されると負圧タンクと吸気通路とが遮断され、開弁されると連通路を介して導通される。   According to the above configuration, when the first shut-off valve is closed, the negative pressure tank and the exhaust passage are shut off, and when the first shut-off valve is opened, the first shut-off valve is conducted through the communication passage. Further, when the second shut-off valve is closed, the negative pressure tank and the intake passage are shut off, and when the valve is opened, the second shut-off valve is conducted through the communication passage.

本発明において、排気逆流制御手段は、内燃機関の稼働中であって負圧タンク内の圧力よりも吸気通路内の圧力が低いときに第１遮断弁を閉弁し且つ第２遮断弁を開弁することによって負圧タンク内の圧力を低下させるタンク内圧低下制御を実行しても良い。これにより、排気通路と負圧タンクとが遮断された状態で、負圧タンクと吸気通路とを導通されるので、負圧タンク内の圧力を低下させることができる。   In the present invention, the exhaust backflow control means closes the first cutoff valve and opens the second cutoff valve when the internal combustion engine is in operation and the pressure in the intake passage is lower than the pressure in the negative pressure tank. You may perform tank internal pressure fall control which lowers | hangs the pressure in a negative pressure tank by valve | bulb. Accordingly, since the negative pressure tank and the intake passage are electrically connected in a state where the exhaust passage and the negative pressure tank are blocked, the pressure in the negative pressure tank can be reduced.

また、排気逆流制御手段が排気逆流制御を実行するときにおいては、第１遮断弁を開弁
し且つ第２遮断弁を閉弁しても良い。その結果、排気通路と負圧タンクとが連通路を介して導通されるため、排気通路内と負圧タンク内との差圧を利用して、浄化後残留排気に三元触媒を好適に逆流させることが可能となる。また、本構成に係る排気浄化システムによれば、前述の吸入ポンプを備えなくとも内燃機関の稼働中に蓄積した負圧を利用して排気逆流制御を好適に実行でき、コスト的にも有利である。 Further, when the exhaust gas backflow control means executes the exhaust gas backflow control, the first cutoff valve may be opened and the second cutoff valve may be closed. As a result, the exhaust passage and the negative pressure tank are connected to each other through the communication passage. Therefore, the three-way catalyst is preferably backflowed to the residual exhaust gas after purification using the pressure difference between the exhaust passage and the negative pressure tank. It becomes possible to make it. Further, according to the exhaust gas purification system according to this configuration, the exhaust gas backflow control can be suitably executed using the negative pressure accumulated during the operation of the internal combustion engine without the above-described suction pump, which is advantageous in terms of cost. is there.

なお、本発明において、第１遮断弁は連通路において排気通路との連通部から負圧タンクとの連通部までの何れかの部分に設けられていても良い。また、第２遮断弁は連通路において吸気通路との連通部から負圧タンクとの連通部までの何れかの部分に設けられていても良い。   In the present invention, the first shut-off valve may be provided in any part of the communication passage from the communication portion with the exhaust passage to the communication portion with the negative pressure tank. The second shut-off valve may be provided in any part of the communication path from the communication part with the intake passage to the communication part with the negative pressure tank.

また、本発明においては、負圧タンク内の圧力と吸気通路内の圧力とを推定する圧力推定手段を備えても良い。例えば、負圧タンクと吸気通路とに圧力センサを設け、それぞれの圧力センサの出力値に基づいて負圧タンク内の圧力および吸気通路内の圧力を検出しても良い。   In the present invention, pressure estimating means for estimating the pressure in the negative pressure tank and the pressure in the intake passage may be provided. For example, pressure sensors may be provided in the negative pressure tank and the intake passage, and the pressure in the negative pressure tank and the pressure in the intake passage may be detected based on the output values of the respective pressure sensors.

ここで、上記構成の排気浄化システムにおいては、負圧タンク内の圧力と排気通路内の圧力との差圧を利用して排気逆流制御を実行するため、排気逆流制御を実行する時において負圧タンク内の圧力をある程度低くする必要がある。   Here, in the exhaust purification system having the above-described configuration, the exhaust gas back flow control is executed using the differential pressure between the pressure in the negative pressure tank and the pressure in the exhaust passage. It is necessary to reduce the pressure in the tank to some extent.

しかしながら、内燃機関の停止要求時における負圧タンク内の圧力が所定の上限圧力よりも高くなる場合がある。ここで、「所定の上限圧力」とは、第１遮断弁を開弁して排気通路と負圧タンクとを導通させることにより、浄化後残留排気に三元触媒を確実に逆流させ、三元触媒に担持された貴金属を効率よく還元することができる上限の圧力である。   However, the pressure in the negative pressure tank when the internal combustion engine is requested to stop may be higher than a predetermined upper limit pressure. Here, the “predetermined upper limit pressure” means that the three-way catalyst is caused to flow backward to the residual exhaust after purification by opening the first shut-off valve and connecting the exhaust passage and the negative pressure tank. This is the upper limit pressure at which the noble metal supported on the catalyst can be efficiently reduced.

そのような場合には、排気逆流制御手段による排気逆流制御の実行が禁止されても良い。これにより、浄化後残留排気に三元触媒を逆流させることが困難な場合にまで排気逆流制御が実行されることを抑制できる。言い換えると、三元触媒に担持された貴金属を好適に還元できるときに排気逆流制御を実行し、無駄に排気逆流制御が実行されることを抑制できる。   In such a case, execution of exhaust gas backflow control by the exhaust gas backflow control means may be prohibited. As a result, it is possible to prevent the exhaust gas backflow control from being executed until it is difficult to backflow the three-way catalyst to the exhaust gas remaining after purification. In other words, exhaust backflow control can be executed when the noble metal supported on the three-way catalyst can be reduced appropriately, and execution of exhaust backflow control can be suppressed.

なお、本発明における所定の上限圧力は、上述した所定量の浄化後残留排気を逆流させることができるように定めても良い。例えば、所定の上限圧力は酸素過剰空気の量が多いほど、あるいは惰性回転時間が長いほどより低圧側になるように定められても良い。   Note that the predetermined upper limit pressure in the present invention may be determined so that the predetermined amount of the residual exhaust gas after purification can be made to flow backward. For example, the predetermined upper limit pressure may be set to be lower as the amount of oxygen-excess air is larger or the inertial rotation time is longer.

また、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムにおいては、吸気通路における連通路との接続部より上流側に設けられるスロットル弁を、更に備えていても良い。そして、内燃機関の停止要求時における負圧タンク内の圧力が所定の上限圧力よりも高い場合には、負圧タンク内の圧力を所定の上限圧力以下に低下させた後に内燃機関を停止するとより好適である。   The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention may further include a throttle valve provided on the upstream side of the connection portion of the intake passage with the communication passage. And when the pressure in the negative pressure tank at the time of the stop request of the internal combustion engine is higher than the predetermined upper limit pressure, the internal combustion engine is stopped after the pressure in the negative pressure tank is lowered below the predetermined upper limit pressure. Is preferred.

そこで、本発明においては、内燃機関を停止させる前にスロットル開度（スロットル弁の開度）を所定開度以下に維持した状態で排気逆流制御にタンク内圧低下制御を実行させるようにしても良い。「所定開度」とは、スロットル弁よりも下流側の吸気通路内に負圧（以下、これを「吸気管負圧」ともいう。）を発生させることの可能な閉じ側の開度である。所定開度は、タンク内圧低下制御を実行したときに負圧タンク内の圧力を所定の上限圧力以下まで低下できるような開度として定められると、より好適である。   Therefore, in the present invention, before the internal combustion engine is stopped, the tank internal pressure lowering control may be executed in the exhaust backflow control in a state where the throttle opening (throttle valve opening) is maintained below a predetermined opening. . The “predetermined opening” is an opening on the closing side that can generate a negative pressure (hereinafter also referred to as “intake pipe negative pressure”) in the intake passage downstream of the throttle valve. . It is more preferable that the predetermined opening is determined as an opening that can reduce the pressure in the negative pressure tank to a predetermined upper limit pressure or less when the tank internal pressure reduction control is executed.

これにより、内燃機関の停止要求時における負圧タンク内の圧力が所定の上限圧力よりも高い場合であっても、内燃機関を停止させる前に、負圧タンク内の圧力を所定の上限圧
力以下まで確実に低下させることができる。その結果、内燃機関を停止した後において、排気逆流制御手段が排気逆流制御を実行する際に、浄化後残留排気に三元触媒を確実に逆流させることができる。従って、三元触媒に担持された貴金属を効率よく還元することができる。 Thus, even when the pressure in the negative pressure tank at the time of the stop request of the internal combustion engine is higher than the predetermined upper limit pressure, the pressure in the negative pressure tank is made to be equal to or lower than the predetermined upper limit pressure before the internal combustion engine is stopped. Can be reliably reduced. As a result, after the internal combustion engine is stopped, when the exhaust gas back flow control means executes the exhaust gas back flow control, the three-way catalyst can reliably flow back to the residual exhaust after purification. Therefore, the noble metal supported on the three-way catalyst can be reduced efficiently.

また、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気逆流制御手段が排気逆流制御を実行するときにおける三元触媒の温度が過度に低いと浄化後残留排気に三元触媒を逆流させたとしても、酸化された貴金属の還元効率が悪化する場合がある。そこで、本発明においては、三元触媒の温度を測定する床温測定手段を更に備えても良い。   Further, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention, if the temperature of the three-way catalyst when the exhaust gas back flow control means executes the exhaust gas back flow control is excessively low, the three-way catalyst is caused to flow back to the residual exhaust gas after purification. However, the reduction efficiency of the oxidized noble metal may deteriorate. Therefore, in the present invention, a bed temperature measuring means for measuring the temperature of the three-way catalyst may be further provided.

そして、床温測定手段が測定した三元触媒の温度（例えば、三元触媒の前端面の温度）が所定の許容温度より低い場合に、排気逆流制御手段による排気逆流制御の実行が禁止されるようにしても良い。「所定の許容温度」とは、浄化後残留排気に三元触媒を逆流させた場合に、効率よく貴金属から酸素を放出させることの可能な閾値としての三元触媒の下限温度である。この許容温度は予め実験的に求めておいても良い。例えば、上記の下限温度は４００℃としても良い。   Then, when the temperature of the three-way catalyst measured by the bed temperature measuring means (for example, the temperature of the front end face of the three-way catalyst) is lower than a predetermined allowable temperature, execution of the exhaust backflow control by the exhaust backflow control means is prohibited. You may do it. The “predetermined allowable temperature” is a lower limit temperature of the three-way catalyst as a threshold at which oxygen can be efficiently released from the noble metal when the three-way catalyst is caused to flow backward to the exhaust gas after purification. This allowable temperature may be obtained experimentally in advance. For example, the lower limit temperature may be 400 ° C.

また、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムにおいては、内燃機関の停止要求時における三元触媒の温度が所定の許容温度より低い場合に三元触媒を昇温する昇温手段を、更に備えていても良い。そして、昇温手段によって三元触媒を許容温度以上に昇温した後に内燃機関を停止するようにしても良い。これにより、排気逆流制御手段が排気逆流制御を実行することによって、貴金属の還元効率が悪化することを確実に抑制することができる。   The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention further includes a temperature raising means for raising the temperature of the three-way catalyst when the temperature of the three-way catalyst is lower than a predetermined allowable temperature when the stop of the internal combustion engine is requested. May be. Then, the internal combustion engine may be stopped after the temperature of the three-way catalyst is raised above the allowable temperature by the temperature raising means. Thereby, it can suppress reliably that the reduction | restoration efficiency of a noble metal deteriorates because an exhaust gas backflow control means performs exhaust gas backflow control.

本発明においては、三元触媒の担体としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリアなどの多孔質酸化物あるいはこれらから選ばれる複合酸化物を例示できる。また、これらの担体に担持される貴金属としては、例えばＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕなどから選択される少なくとも一種を用いることができる。   In the present invention, examples of the three-way catalyst support include porous oxides such as alumina, silica, zirconia, titania and ceria, and composite oxides selected from these. Moreover, as a noble metal carry | supported by these support | carriers, at least 1 type selected from Pt, Rh, Pd, Ir, Ru etc. can be used, for example.

ここで、本願発明者等が鋭意に実験および検証を行った結果、三元触媒を構成する担体と担体に担持される貴金属との組み合わせとして、セリア酸化物にＰｔおよびＲｈを担持させた三元触媒に対して本発明に係る排気逆流制御を実行すると、貴金属の還元効率が非常に優れていることが解った。そこで、本発明における三元触媒は、担体としてのセリア酸化物と該担体に担持される担持体としてのＰｔおよびＲｈと、から構成されていても良い。これにより、内燃機関の再始動時における排気中の有害物質（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等）の浄化率を向上させることができる。   Here, as a result of intensive experiments and verifications by the inventors of the present application, as a combination of a carrier constituting the three-way catalyst and a noble metal supported on the carrier, a ternary having Pt and Rh supported on ceria oxide. It has been found that when exhaust backflow control according to the present invention is performed on the catalyst, the reduction efficiency of the noble metal is very excellent. Therefore, the three-way catalyst in the present invention may be composed of ceria oxide as a carrier and Pt and Rh as carriers supported on the carrier. Thereby, the purification rate of harmful substances (HC, CO, NOx, etc.) in the exhaust when the internal combustion engine is restarted can be improved.

本発明にあっては、三元触媒を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、内燃機関の停止時に三元触媒に担持される貴金属が酸化されることを抑制することができる。その結果、内燃機関の再始動時において触媒の早期活性化が阻害されることを抑制することができる。   In the present invention, in an exhaust gas purification system for an internal combustion engine including a three-way catalyst, oxidation of the noble metal supported on the three-way catalyst when the internal combustion engine is stopped can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the early activation of the catalyst from being inhibited when the internal combustion engine is restarted.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. It should be noted that the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are intended to limit the technical scope of the invention only to those unless otherwise specified. is not.

ここでは、本発明を車両駆動用のガソリンエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関１と、その吸排気系および制御系の概略構成を示す図である。図１においては、内燃機関１の内部及びその吸気系は省略されている。   Here, the case where the present invention is applied to a gasoline engine for driving a vehicle will be described as an example. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine 1 according to the present embodiment, and its intake / exhaust system and control system. In FIG. 1, the inside of the internal combustion engine 1 and its intake system are omitted.

内燃機関１には、該内燃機関１に流入する吸気が流通する吸気通路２が接続されており、該吸気通路２には該吸気通路２内を流通する吸気の流量を調節するスロットル弁３が設けられている。また、内燃機関１には、該内燃機関１からの排気が流通する排気通路４が接続され、この排気通路４は下流にて図示しないマフラーに接続されている。排気通路４の途中には、内燃機関１からの排気を浄化する三元触媒５が設けられている。排気通路４における三元触媒５よりも上流側には、三元触媒５に流入する排気の温度を検出する温度センサ６が設けられている。   An intake passage 2 through which intake air flowing into the internal combustion engine 1 flows is connected to the internal combustion engine 1, and a throttle valve 3 that adjusts the flow rate of intake air flowing through the intake passage 2 is connected to the intake passage 2. Is provided. Further, an exhaust passage 4 through which exhaust from the internal combustion engine 1 flows is connected to the internal combustion engine 1, and the exhaust passage 4 is connected downstream to a muffler (not shown). A three-way catalyst 5 for purifying exhaust from the internal combustion engine 1 is provided in the middle of the exhaust passage 4. A temperature sensor 6 that detects the temperature of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 5 is provided upstream of the three-way catalyst 5 in the exhaust passage 4.

排気通路４における温度センサ６よりも上流側には電熱ヒータ（例えば、グロープラグ）８が設けられている。電熱ヒータ８はＥＣＵ７に電気配線を介して接続され、ＥＣＵ７によって制御されるようになっている。ＥＣＵ７の指令によって、電熱ヒータ８が通電されると、三元触媒５に流入する排気の温度が上昇し、三元触媒５の触媒床温が上昇する。   An electric heater (for example, a glow plug) 8 is provided upstream of the temperature sensor 6 in the exhaust passage 4. The electric heater 8 is connected to the ECU 7 through electric wiring and is controlled by the ECU 7. When the electric heater 8 is energized by a command from the ECU 7, the temperature of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 5 rises, and the catalyst bed temperature of the three-way catalyst 5 rises.

三元触媒５は、内燃機関１から排出される排気中の一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する。例えば、三元触媒５における担体としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリアなどの多孔質酸化物あるいはこれらから選ばれる複合酸化物を用いることができる。また、これらの担体に担持される貴金属としては、例えばＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕなどから選択される少なくとも一種を用いることができる。   The three-way catalyst 5 purifies carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx) in the exhaust discharged from the internal combustion engine 1. For example, as the support in the three-way catalyst 5, a porous oxide such as alumina, silica, zirconia, titania, ceria, or a composite oxide selected from these can be used. Moreover, as a noble metal carry | supported by these support | carriers, at least 1 type selected from Pt, Rh, Pd, Ir, Ru etc. can be used, for example.

内燃機関１から排出された排気は三元触媒５において排気中の有害物質（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ）が浄化された後、マフラーを介して大気中に放出される。   Exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 is discharged into the atmosphere through a muffler after the three-way catalyst 5 purifies harmful substances (CO, HC, NOx) in the exhaust gas.

また、内燃機関１には、内燃機関１の停止後に、有害物質が浄化され且つ排気通路４に残留している排気（以下、「浄化後残留排気」という。）を三元触媒５の後端面側から前端面側の方向に向かって逆流させる排気逆流装置１０が備えられている。排気逆流装置１０は、一端が排気通路２における三元触媒５よりも上流側の部分と他端が三元触媒５を逆流した浄化後残留排気を一時貯蔵する貯蔵タンク１１とを連通する逆流排気導入路１２を備えている。更に、排気逆流装置１０は、逆流排気導入路１２の途中に設けられる真空ポンプ１３と、逆流排気導入路１２の流路を開閉制御する制御弁１４とを備えている。   Further, after the internal combustion engine 1 is stopped, the internal combustion engine 1 is supplied with exhaust gas that has been purified from harmful substances and remains in the exhaust passage 4 (hereinafter referred to as “residual exhaust gas after purification”). An exhaust gas backflow device 10 is provided for backflowing from the side toward the front end face. The exhaust gas backflow device 10 has a backflow exhaust gas whose one end communicates with a portion upstream of the three-way catalyst 5 in the exhaust passage 2 and a storage tank 11 that temporarily stores the purified residual exhaust gas that has flowed back through the three-way catalyst 5. An introduction path 12 is provided. Further, the exhaust backflow device 10 includes a vacuum pump 13 provided in the middle of the backflow exhaust introduction path 12 and a control valve 14 that controls opening and closing of the flow path of the backflow exhaust introduction path 12.

以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１及び吸排気系を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）７が併設されている。この
ＥＣＵ７は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するほか、排気逆流装置１０に係る制御を行うユニットである。 The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 7 for controlling the internal combustion engine 1 and the intake / exhaust system. The ECU 7 is a unit that controls the operation of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the driver's request, and also performs control related to the exhaust gas backflow device 10.

ＥＣＵ７には、図示しないクランクポジションセンサや、アクセルポジションセンサなどの内燃機関１の運転状態の制御に係るセンサ類のほか、上記の温度センサ６が電気配線を介して接続され、出力信号がＥＣＵ７に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ７には、図示しない吸気ポート内に燃料としてのガソリンを噴射する燃料噴射弁（図示省略）や、スロットル弁３、電熱ヒータ８、真空ポンプ１３、制御弁１４等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ７によって制御されるようになっている。   In addition to sensors related to the control of the operating state of the internal combustion engine 1 such as a crank position sensor and an accelerator position sensor (not shown), the temperature sensor 6 is connected to the ECU 7 via electric wiring, and an output signal is sent to the ECU 7. It is designed to be entered. On the other hand, the ECU 7 includes a fuel injection valve (not shown) for injecting gasoline as fuel into an intake port (not shown), a throttle valve 3, an electric heater 8, a vacuum pump 13, a control valve 14 and the like via electric wiring. It is connected and is controlled by the ECU 7.

また、ＥＣＵ７には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられており、ＲＯＭには、内燃機関１の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。   The ECU 7 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The ROM stores a program for performing various controls of the internal combustion engine 1 and a map storing data.

本実施例における内燃機関１の稼働中においては、ＥＵＣ７がアクセルポジションセンサの検出値に基づいてスロットル弁３の開度を制御する。そして、混合気の空燃比が理論空燃比（ストイキ）近傍になるように吸入空気量に応じた量の燃料を燃料噴射弁から噴射させる燃料噴射制御が行われる。   During operation of the internal combustion engine 1 in this embodiment, the EUC 7 controls the opening degree of the throttle valve 3 based on the detected value of the accelerator position sensor. Then, fuel injection control is performed in which an amount of fuel corresponding to the intake air amount is injected from the fuel injection valve so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric).

ここで、内燃機関１に運転者から該内燃機関１の停止要求が出された場合、稼働中の（回転している）内燃機関１が完全に停止するまでには若干の時間を要する。ＥＣＵ７が内燃機関１を停止させる指令を出してから機関が完全に停止するまでの時間を「惰性回転時間」と称す。惰性回転時間には燃料がカットされているため、惰性回転時間においては酸素濃度の高い空気が内燃機関１から排出されてしまう。惰性回転時間に内燃機関１から排出される酸素濃度の高い空気を、「酸素過剰空気」と称す。   Here, when the driver requests the internal combustion engine 1 to stop the internal combustion engine 1, it takes some time until the operating (rotating) internal combustion engine 1 is completely stopped. The time from when the ECU 7 issues a command to stop the internal combustion engine 1 to when the engine completely stops is referred to as “inertial rotation time”. Since the fuel is cut during the inertial rotation time, air having a high oxygen concentration is discharged from the internal combustion engine 1 during the inertial rotation time. Air having a high oxygen concentration discharged from the internal combustion engine 1 during the inertial rotation time is referred to as “oxygen excess air”.

酸素過剰空気が三元触媒５に流入すると、過剰な酸素によって三元触媒５の貴金属が酸化される場合がある。その結果、内燃機関１が再始動するときにおいて触媒の早期活性化が阻害されてしまう虞がある。   When excess oxygen air flows into the three-way catalyst 5, the noble metal of the three-way catalyst 5 may be oxidized by excess oxygen. As a result, when the internal combustion engine 1 is restarted, the early activation of the catalyst may be hindered.

＜排気逆流制御＞
本実施例においては、機関停止後の所定時期においてＥＣＵ７が排気逆流装置１０を制御して、浄化後残留排気を三元触媒５の後端面側から前端面側に向かって逆流させる排気逆流制御を実行する。機関停止後の「所定時期」とは、排気通路４内に浄化後残留排気が比較的多く残留する時期であって、予め実験的に定めても良い。本実施例では機関停止直後に排気逆流制御を実行することとした。本実施例においては排気逆流装置１０が、本発明における排気逆流制御手段に相当する。 <Exhaust backflow control>
In the present embodiment, the ECU 7 controls the exhaust gas backflow device 10 at a predetermined time after the engine is stopped, and performs exhaust gas backflow control that causes the exhaust gas after purification to flow backward from the rear end surface side to the front end surface side of the three-way catalyst 5. Execute. The “predetermined timing” after the engine is stopped is a timing at which a relatively large amount of residual exhaust gas after purification remains in the exhaust passage 4 and may be experimentally determined in advance. In this embodiment, exhaust backflow control is executed immediately after the engine is stopped. In this embodiment, the exhaust gas backflow device 10 corresponds to the exhaust gas backflow control means in the present invention.

本実施例における排気浄化システムでは、内燃機関１の機関停止後において排気逆流制御の実行が終了するまではＥＣＵ７に図示しないバッテリから電力が供給される。   In the exhaust purification system of the present embodiment, electric power is supplied to the ECU 7 from a battery (not shown) until the execution of exhaust backflow control is completed after the engine of the internal combustion engine 1 is stopped.

排気逆流制御は、具体的には、機関停止直後においてＥＣＵ７が制御弁１４を開弁するとともに真空ポンプ１３を作動させる。真空ポンプ１３の吸入力により逆流排気導入路１２における排気通路４との連通部側内に負圧が発生する。これにより、逆流排気導入路１２と排気通路４との連通部から、排気通路４内の排気が逆流排気導入路１２内に流入する。そして、三元触媒５の下流側に残留する浄化後残留排気が三元触媒５の後端面側から触媒内部に吸入された後、前端面側から流出して逆流排気導入路１２内に流入する。逆流排気導入路１２内に流入した浄化後残留排気は、貯蔵タンク１１内に一時貯蔵される。   Specifically, in the exhaust backflow control, the ECU 7 opens the control valve 14 and activates the vacuum pump 13 immediately after the engine stops. Due to the suction input of the vacuum pump 13, a negative pressure is generated in the communication portion side of the backflow exhaust introduction passage 12 with the exhaust passage 4. As a result, the exhaust gas in the exhaust passage 4 flows into the reverse flow exhaust introduction passage 12 from the communication portion between the reverse flow exhaust introduction passage 12 and the exhaust passage 4. The purified residual exhaust gas remaining on the downstream side of the three-way catalyst 5 is sucked into the catalyst from the rear end surface side of the three-way catalyst 5, then flows out from the front end surface side and flows into the backflow exhaust introduction passage 12. . The post-purification residual exhaust gas that has flowed into the backflow exhaust introduction passage 12 is temporarily stored in the storage tank 11.

本実施例における浄化後残留排気は酸素過剰空気に比べて著しく酸素濃度が低い。従って、浄化後残留排気に三元触媒５を後端面側から前端面側に向かって逆流させることによって、酸素過剰空気によって酸化された貴金属から酸素を放出させ、貴金属を還元することができる。あるいは、三元触媒５に流入する前に排気通路３内の酸素過剰空気を逆流排気導入路１２内に吸入させることによって、三元触媒５の貴金属が酸化されることを未然に防ぐこともできる。これにより、内燃機関１の再始動時において触媒の早期活性が阻害されることを抑制できる。   The residual exhaust gas after purification in this embodiment has a remarkably low oxygen concentration compared to oxygen-excess air. Therefore, by causing the three-way catalyst 5 to flow backward from the rear end face side toward the front end face side in the exhaust gas remaining after purification, oxygen can be released from the noble metal oxidized by the oxygen-excess air and the noble metal can be reduced. Alternatively, the precious metal of the three-way catalyst 5 can be prevented from being oxidized by sucking excess oxygen air in the exhaust passage 3 into the backflow exhaust introduction passage 12 before flowing into the three-way catalyst 5. . Thereby, it can suppress that the early activity of a catalyst is inhibited at the time of restart of the internal combustion engine 1.

以下、ＥＣＵ７によって実行される排気逆流制御について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。図２は本実施例における排気逆流制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ７内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり、所定期間毎に実行される。なお、本ルーチンの実行時において、制御弁１４は閉弁されていることを前提に説明する。   Hereinafter, the exhaust backflow control executed by the ECU 7 will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 2 is a flowchart showing an exhaust backflow control routine in the present embodiment. This routine is a program stored in the ROM in the ECU 7, and is executed every predetermined period. The description will be made on the assumption that the control valve 14 is closed during execution of this routine.

本ルーチンが実行されると、まずステップＳ１０１では、ＥＣＵ７が内燃機関１に停止要求が出されているか否か判定する。停止要求は、例えば内燃機関１におけるイグニッション（以下、「ＩＧ」という。）スイッチがＯＮの状態からＯＦＦに切り替わるときに出されても良い。本ステップにおいて、肯定判定された場合にはステップＳ１０２に進む。一方、否定判定された場合には本ルーチンを一旦終了する。   When this routine is executed, first, in step S101, the ECU 7 determines whether or not a stop request is issued to the internal combustion engine 1. The stop request may be issued, for example, when an ignition (hereinafter referred to as “IG”) switch in the internal combustion engine 1 is switched from the ON state to the OFF state. If an affirmative determination is made in this step, the process proceeds to step S102. On the other hand, if a negative determination is made, this routine is temporarily terminated.

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ７が燃料噴射弁（図示省略）に指令を出し、燃料の噴射を停止させ（燃料カット）、内燃機関１を停止させる。ステップＳ１０２の処理が終わるとステップＳ１０３に進む。   In step S102, the ECU 7 issues a command to a fuel injection valve (not shown), stops fuel injection (fuel cut), and stops the internal combustion engine 1. When the process of step S102 ends, the process proceeds to step S103.

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ７が、制御弁１４および真空ポンプ１３に指令を出し、制御弁１４を開弁し、真空ポンプ１３を作動させる。その結果、上述したように真空ポンプ１３の吸入力によって、三元触媒５の下流側に残留する浄化後残留排気が三元触媒５の後端面側から前端面側に向かって逆流する。   In step S103, the ECU 7 issues a command to the control valve 14 and the vacuum pump 13, opens the control valve 14, and operates the vacuum pump 13. As a result, the after-purification residual exhaust gas remaining on the downstream side of the three-way catalyst 5 flows backward from the rear end surface side to the front end surface side of the three-way catalyst 5 by the suction input of the vacuum pump 13 as described above.

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ７が、真空ポンプ１３に作動指令を出してからの経過時間Δｔをカウントする。続くステップＳ１０５では、ＥＣＵ７が、経過時間Δｔが基準時間Δｔｂ以上になったか否か判定される。基準時間Δｔｂとは、予め定められる一定量の浄化後残留排気に三元触媒５を逆流させるのに要する時間である。また、上述した「一定量」とは、酸化された貴金属を還元させるために必要な量であり、惰性回転時間が長いほど、あるいは三元触媒５に流入する酸素過剰空気量が多いほど多くなるように定められても良い。   In step S104, the ECU 7 counts the elapsed time Δt after issuing the operation command to the vacuum pump 13. In subsequent step S105, the ECU 7 determines whether or not the elapsed time Δt has become equal to or greater than the reference time Δtb. The reference time Δtb is a time required for the three-way catalyst 5 to flow backward to a predetermined amount of the remaining exhaust gas after purification. The above-mentioned “certain amount” is an amount necessary for reducing the oxidized noble metal, and increases as the inertial rotation time increases or the amount of oxygen excess air flowing into the three-way catalyst 5 increases. It may be determined as follows.

本ステップにおいて肯定判定された場合には、排気逆流制御を終了しても良いと判断され、ステップＳ１０６に進む。一方、否定判定された場合には、排気逆流制御を継続する必要があると判断され、ステップＳ１０４の処理に戻る。つまり、経過時間Δｔが引き続きカウントされ、基準時間Δｔｂ以上になるまで真空ポンプ１３による排気の吸入が継続される。   If an affirmative determination is made in this step, it is determined that the exhaust gas backflow control may be terminated, and the process proceeds to step S106. On the other hand, if a negative determination is made, it is determined that exhaust backflow control needs to be continued, and the process returns to step S104. That is, the elapsed time Δt is continuously counted, and the suction of exhaust gas by the vacuum pump 13 is continued until the elapsed time Δt becomes equal to or longer than the reference time Δtb.

ステップＳ１０６では、ＥＣＵ７が制御弁１４および真空ポンプ１３に指令を出し、制御弁１４を閉弁し、真空ポンプ１３を停止させる。これにより、排気逆流制御の実行が終了する。本ステップの終了後は、ＥＣＵ７に対する電力供給が停止され、本ルーチンを一旦終了する。   In step S106, the ECU 7 issues a command to the control valve 14 and the vacuum pump 13, closes the control valve 14, and stops the vacuum pump 13. Thereby, the execution of the exhaust backflow control is completed. After the end of this step, the power supply to the ECU 7 is stopped, and this routine is once ended.

本ルーチンによれば、内燃機関１の停止直後において、浄化後残留排気に三元触媒５を逆流させることによって酸素過剰空気によって酸化された貴金属から酸素を放出させ、好適に貴金属を還元することができる。従って、内燃機関１が再始動するときにおいて触媒の早期活性化が阻害されることを抑制できる。   According to this routine, immediately after the internal combustion engine 1 is stopped, the three-way catalyst 5 is made to flow backward to the post-purification residual exhaust gas to release oxygen from the noble metal oxidized by the oxygen-excess air, and to suitably reduce the noble metal. it can. Accordingly, it is possible to prevent the early activation of the catalyst from being inhibited when the internal combustion engine 1 is restarted.

また、本願発明者等が鋭意に実験および検証を行った結果、三元触媒５を構成する担体と担体に担持される貴金属との組み合わせとして、セリア酸化物にＰｔおよびＲｈを担持させた場合に、本制御を適用すると貴金属の還元効率が非常に優れていることが解った。そこで、本実施例における三元触媒５は、担体としてのセリア酸化物と該担体に担持される担持体としてのＰｔおよびＲｈと、から構成されると好適である。これにより、内燃機関１の再始動時における排気中の有害物質（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等）の浄化率をより一層向上させることができる。   In addition, as a result of intensive experiments and verifications by the inventors of the present application, as a combination of the carrier constituting the three-way catalyst 5 and the noble metal supported on the carrier, the ceria oxide supports Pt and Rh. When this control is applied, it has been found that the reduction efficiency of the noble metal is very excellent. Therefore, the three-way catalyst 5 in this embodiment is preferably composed of ceria oxide as a carrier and Pt and Rh as carriers carried on the carrier. Thereby, the purification rate of harmful substances (HC, CO, NOx, etc.) in the exhaust when the internal combustion engine 1 is restarted can be further improved.

＜排気逆流制御の変形例＞
次に、本実施例に係る排気逆流制御の変形例について説明する。図３は、本実施例における排気逆流制御の実行時の触媒床温Ｔｃと再始動時における排気エミッション率ＲＥの
関係を例示した図である。本実施例における排気エミッション率とは排気中の有害物質（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等）の浄化率の逆数であり、排気エミッション率ＲＥが低いほど排気の浄化率が高いことを意味する。図中には、触媒床温Ｔｃを２００℃、３００℃、４００℃、５００℃とした場合の排気エミッション率ＲＥを示す。また、各排気エミッション率ＲＥの値は、排気逆流制御を実行しないときの排気エミッション率ＲＥを基準としたときの比率で示す。 <Modified example of exhaust backflow control>
Next, a modified example of the exhaust backflow control according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the catalyst bed temperature Tc during execution of exhaust gas backflow control and the exhaust emission rate RE during restart in the present embodiment. The exhaust emission rate in the present embodiment is the reciprocal of the purification rate of harmful substances (HC, CO, NOx, etc.) in the exhaust gas, and the lower the exhaust emission rate RE, the higher the exhaust gas purification rate. The figure shows the exhaust emission rate RE when the catalyst bed temperature Tc is 200 ° C, 300 ° C, 400 ° C, and 500 ° C. Further, the value of each exhaust emission rate RE is shown as a ratio with reference to the exhaust emission rate RE when exhaust backflow control is not executed.

本願発明者等が鋭意に実験および検証を行った結果、触媒床温Ｔｃが４００℃以上のときに排気逆流制御を実行することによって、機関の再始動時における排気エミッション率を低減できることが解った。これは、触媒床温Ｔｃが４００℃以上の時に排気逆流制御を実行すると、酸素過剰空気により酸化された貴金属から好適に酸素を放出させ、還元することができることが一要因として考えられる。   As a result of intensive experiments and verifications by the inventors of the present application, it was found that the exhaust emission rate during engine restart can be reduced by executing exhaust backflow control when the catalyst bed temperature Tc is 400 ° C. or higher. . One possible reason for this is that if exhaust backflow control is performed when the catalyst bed temperature Tc is 400 ° C. or higher, oxygen can be suitably released from the noble metal oxidized by oxygen-excess air and reduced.

そこで、本実施例における排気逆流制御は、内燃機関１の停止要求時における触媒床温ＴｃをＥＣＵ７が、温度センサ６の検出値に基づいて推定し、触媒床温Ｔｃが基準温度Ｔｂ以上であるか否か判定しても良い。基準温度Ｔｂとは、浄化後残留排気に三元触媒５を逆流させた場合に効率よく貴金属から酸素を放出させる可能な閾値としての下限温度（例えば、４００℃）であり、予め実験的に求められる。本実施例においては基準温度Ｔｂが本発明における所定の許容温度に相当する。   Therefore, in the exhaust backflow control in the present embodiment, the ECU 7 estimates the catalyst bed temperature Tc at the time of the stop request of the internal combustion engine 1 based on the detection value of the temperature sensor 6, and the catalyst bed temperature Tc is equal to or higher than the reference temperature Tb. It may be determined whether or not. The reference temperature Tb is a lower limit temperature (for example, 400 ° C.) as a possible threshold value for efficiently releasing oxygen from the noble metal when the three-way catalyst 5 is made to flow backward to the residual exhaust gas after purification. It is done. In this embodiment, the reference temperature Tb corresponds to the predetermined allowable temperature in the present invention.

具体的には、例えば上記制御ルーチンにおけるステップＳ１０１の処理で肯定判定された場合には、ＥＣＵ７が上記判定を実行する。そして、触媒床温Ｔｃが基準温度Ｔｂ以上であると判定された場合には、貴金属の還元を好適に実行することが可能と判断され、ステップＳ１０２以降の処理を実行しても良い。一方、触媒床温Ｔｃが基準温度Ｔｂより低いと判定された場合には、ステップＳ１０２以降の処理を実行しても貴金属の還元を好適に行うことが困難であると判断され、上記制御ルーチンを一旦終了するようにしても良い。   Specifically, for example, when an affirmative determination is made in step S101 in the control routine, the ECU 7 performs the determination. When it is determined that the catalyst bed temperature Tc is equal to or higher than the reference temperature Tb, it is determined that the reduction of the noble metal can be suitably performed, and the processing after step S102 may be performed. On the other hand, when it is determined that the catalyst bed temperature Tc is lower than the reference temperature Tb, it is determined that it is difficult to suitably reduce the noble metal even if the processing after step S102 is executed, and the above control routine is executed. You may make it complete | finish once.

また、触媒床温Ｔｃが基準温度Ｔｂより低いと判定された場合には、内燃機関１を停止させる前に電熱ヒータ８に通電しても良い。これにより、三元触媒５に流入する排気の温度が上昇し、触媒床温Ｔｃが上昇する。   Further, when it is determined that the catalyst bed temperature Tc is lower than the reference temperature Tb, the electric heater 8 may be energized before the internal combustion engine 1 is stopped. As a result, the temperature of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 5 rises and the catalyst bed temperature Tc rises.

そして、触媒床温Ｔｃが基準温度Ｔｂ以上まで上昇した後、上記ルーチンにおけるステップＳ１０２以降の処理を実行すれば良い。これにより、排気逆流制御において酸化された貴金属から好適に酸素を放出させ、貴金属の還元効率を向上させることができる。なお、三元触媒５の昇温方法については、従来より既知の種々の方法を用いることができる。   Then, after the catalyst bed temperature Tc rises to the reference temperature Tb or higher, the processing after step S102 in the above routine may be executed. Thereby, oxygen can be suitably released from the noble metal oxidized in the exhaust backflow control, and the reduction efficiency of the noble metal can be improved. In addition, about the temperature rising method of the three-way catalyst 5, conventionally well-known various methods can be used.

次に、実施例１とは異なる実施形態について説明する。図４は、本実施例に係る内燃機関１と、その吸排気系および制御系の概略構成を示す図である。図４においては、内燃機関１の内部及びその吸気系は省略されている。実施例１の排気浄化システムと同一又は同等の構成部分については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。   Next, an embodiment different from the first embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the internal combustion engine 1 according to the present embodiment, and its intake / exhaust system and control system. In FIG. 4, the internal combustion engine 1 and its intake system are omitted. Components that are the same as or equivalent to those in the exhaust purification system of the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.

本実施例と実施例１に係る排気浄化システムでは以下の点で相違する。本実施例においては、排気逆流装置１０の代わりに第２排気逆流装置２０が備えられる。第２排気逆流装置２０も、排気逆流装置１０と同様に内燃機関１の停止後に浄化後残留排気を三元触媒５の後端面側から前端面側の方向に向かって逆流させるための装置である。   The present embodiment differs from the exhaust purification system according to Embodiment 1 in the following points. In the present embodiment, a second exhaust backflow device 20 is provided instead of the exhaust backflow device 10. Similarly to the exhaust gas backflow device 10, the second exhaust gas backflow device 20 is a device for causing the residual exhaust gas after purification to flow backward from the rear end surface side of the three-way catalyst 5 toward the front end surface side after the internal combustion engine 1 is stopped. .

第２排気逆流装置２０は、吸気通路２におけるスロットル弁３よりも下流側の部分と排気通路４における三元触媒５よりも上流側の部分とを連通する連通路２１と、連通路２１
の途中に設けられ且つ負圧を蓄積する負圧タンク２２とを備えている。また、連通路２１において、該連通路２１と排気通路４との連通部と負圧タンク２２との間には第１遮断弁２３が設けられている。また、連通路２１において、該連通路２１と吸気通路２との連通部と負圧タンク２２との間には第２遮断弁２４が設けられている。 The second exhaust backflow device 20 includes a communication passage 21 that connects a portion of the intake passage 2 downstream of the throttle valve 3 and a portion of the exhaust passage 4 upstream of the three-way catalyst 5, and a communication passage 21.
And a negative pressure tank 22 for accumulating negative pressure. Further, in the communication passage 21, a first shut-off valve 23 is provided between the communication portion between the communication passage 21 and the exhaust passage 4 and the negative pressure tank 22. Further, in the communication passage 21, a second shutoff valve 24 is provided between the communication portion between the communication passage 21 and the intake passage 2 and the negative pressure tank 22.

第１遮断弁と第２遮断弁とはＥＣＵ７に電気配線を介して接続され、ＥＣＵ７によって開閉制御されるようになっている。第１遮断弁２３が開弁されると、負圧タンク２２と排気通路４とが遮断され、開弁されると連通路２１を介して導通される。また、第２遮断弁２４が閉弁されると負圧タンク２２と吸気通路２とが遮断され、開弁されると連通路２１を介して導通される。   The first shut-off valve and the second shut-off valve are connected to the ECU 7 via electric wiring and are controlled to be opened and closed by the ECU 7. When the first shut-off valve 23 is opened, the negative pressure tank 22 and the exhaust passage 4 are shut off, and when the first shut-off valve 23 is opened, the first shut-off valve 23 is conducted through the communication passage 21. When the second shutoff valve 24 is closed, the negative pressure tank 22 and the intake passage 2 are shut off, and when the second shutoff valve 24 is opened, the second shutoff valve 24 is conducted through the communication passage 21.

また、負圧タンク２２には、該負圧タンク内の圧力を検出するタンク内圧力センサ２５が設けられている。タンク内圧力センサ２５はＥＣＵ７に電気配線を介して接続され、出力信号がＥＣＵ７に入力される。   The negative pressure tank 22 is provided with an in-tank pressure sensor 25 that detects the pressure in the negative pressure tank. The tank internal pressure sensor 25 is connected to the ECU 7 via an electrical wiring, and an output signal is input to the ECU 7.

以下、本実施例における排気逆流制御について説明する。本実施例においては、内燃機関１の稼動中に負圧タンク２２内の圧力を低下させておき、内燃機関１の停止直後において、第１遮断弁２３を開弁することによって、負圧タンク２２内と排気通路４内との差圧を利用して、三元触媒５の下流側に残留する浄化後残留排気を三元触媒５の後端面側から前端面側に向けて逆流させることとした。   Hereinafter, the exhaust backflow control in this embodiment will be described. In the present embodiment, the pressure in the negative pressure tank 22 is reduced while the internal combustion engine 1 is in operation, and the first shutoff valve 23 is opened immediately after the internal combustion engine 1 is stopped, whereby the negative pressure tank 22 is opened. By utilizing the pressure difference between the inside and the exhaust passage 4, the post-purification residual exhaust gas remaining downstream of the three-way catalyst 5 is caused to flow backward from the rear end surface side to the front end surface side of the three-way catalyst 5. .

＜第２排気逆流制御ルーチン＞
以下、ＥＣＵ７によって実行される排気逆流制御について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。図５は本実施例における第２排気逆流制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ７内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり、所定期間毎に実行される。なお、本ルーチンの実行時において、第１遮断弁２３および第２遮断弁２４は閉弁していることを前提に説明する。また、本ルーチンと実施例１における排気逆流制御ルーチンの処理内容が同一のステップは、同じ数字を用いることで詳しい説明を省略する。 <Second exhaust backflow control routine>
Hereinafter, the exhaust backflow control executed by the ECU 7 will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a second exhaust backflow control routine in the present embodiment. This routine is a program stored in the ROM in the ECU 7, and is executed every predetermined period. In addition, it demonstrates on the assumption that the 1st cutoff valve 23 and the 2nd cutoff valve 24 are closing at the time of execution of this routine. Further, the same processing steps of the routine and the exhaust gas backflow control routine in the first embodiment are not described in detail by using the same numerals.

本ルーチンにおけるステップＳ２０１では、ＥＣＵ７が、タンク内圧力センサ２５の検出値に基づいて負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋを推定し、基準圧力Ｐｂａｓｅよりも高いか否か判定する。基準圧力Ｐｂａｓｅとは、内燃機関１の停止直後に第１遮断弁２３を開弁する場合に浄化後残留排気に三元触媒５を確実に逆流させることが可能であり、貴金属を効率良く還元できる閾値としての上限の圧力である。本実施例において、基準圧力Ｐｂａｓｅは予め実験的に求めておいても良く、この基準圧力Ｐｂａｓｅが本発明における所定の上限圧力に相当する。   In step S201 in this routine, the ECU 7 estimates the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 based on the detected value of the tank pressure sensor 25, and determines whether or not it is higher than the reference pressure Pbase. The reference pressure Pbase means that when the first shut-off valve 23 is opened immediately after the internal combustion engine 1 is stopped, the three-way catalyst 5 can reliably flow back to the exhaust gas after purification, and the noble metal can be reduced efficiently. It is the upper limit pressure as a threshold value. In this embodiment, the reference pressure Pbase may be experimentally obtained in advance, and this reference pressure Pbase corresponds to the predetermined upper limit pressure in the present invention.

本ステップにおいて肯定判定された場合（Ｐｔｋ＞Ｐｂａｓｅ）には、負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋを低下させる必要があると判断され、ステップＳ２０２に進む。一方、否定判定された場合（Ｐｔｋ≦Ｐｂａｓｅ）には、負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋが必要十分に低下していると判断され、ステップＳ１０２に進む。   If an affirmative determination is made in this step (Ptk> Pbase), it is determined that the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 needs to be reduced, and the process proceeds to step S202. On the other hand, if a negative determination is made (Ptk ≦ Pbase), it is determined that the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 is sufficiently low, and the process proceeds to step S102.

ステップＳ２０２では、ＥＣＵ７がスロットル弁３に指令を出し、スロットル開度ＴＡを基準開度ＴＡｂに変更する。基準開度ＴＡｂは、スロットル弁３よりも下流側の吸気通路２内に負圧（吸気管負圧）を発生させることの可能な閉じ側の開度である。つまり、スロットル開度ＴＡが基準開度ＴＡｂに変更されると、吸気通路２におけるスロットル弁３よりも下流側の圧力（以下、「吸気管圧力」という。）が低下する。本実施例においては基準開度ＴＡｂが本発明における所定開度に相当する。   In step S202, the ECU 7 issues a command to the throttle valve 3, and changes the throttle opening degree TA to the reference opening degree TAb. The reference opening degree TAb is a closing-side opening degree at which a negative pressure (intake pipe negative pressure) can be generated in the intake passage 2 on the downstream side of the throttle valve 3. That is, when the throttle opening degree TA is changed to the reference opening degree TAb, the pressure downstream of the throttle valve 3 in the intake passage 2 (hereinafter referred to as “intake pipe pressure”) decreases. In the present embodiment, the reference opening degree TAb corresponds to the predetermined opening degree in the present invention.

ステップＳ２０３では、ＥＣＵ７が第１遮断弁２３を閉弁した状態で、第２遮断弁２４を開弁する。その結果、吸気通路２におけるスロットル弁３よりも下流側の部分と負圧タンク２２とが導通されるため、負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋが低下する。   In step S203, the ECU 7 opens the second cutoff valve 24 with the first cutoff valve 23 closed. As a result, the portion of the intake passage 2 on the downstream side of the throttle valve 3 and the negative pressure tank 22 are electrically connected, so that the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 decreases.

ステップＳ２０４では、ＥＣＵ７が再び負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋを推定し、基準圧力Ｐｂａｓｅ以下であるか否か判定する。本ステップで肯定判定された場合（Ｐｔｋ≦Ｐｂａｓｅ）には、ステップＳ２０５に進む。一方、否定判定された場合には、ステップＳ２０２に戻る。すなわち、負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋが基準圧力Ｐｂａｓｅ以下に低下するまで、第２遮断弁２４が開弁された状態が維持される。ここで、ステップＳ２０２の処理を再度実行する際に、ＥＣＵ７は、スロットル弁３に指令を出し、スロットル開度ＴＡを更に閉じ側の開度に変更させても良い。これにより、吸気管圧力を更に低下させることができる。従って、負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋを基準圧力Ｐｂａｓｅ以下まで確実に低下させることができる。   In step S204, the ECU 7 again estimates the pressure Ptk in the negative pressure tank 22, and determines whether or not it is equal to or lower than the reference pressure Pbase. If a positive determination is made in this step (Ptk ≦ Pbase), the process proceeds to step S205. On the other hand, if a negative determination is made, the process returns to step S202. That is, the state where the second shut-off valve 24 is opened is maintained until the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 drops below the reference pressure Pbase. Here, when executing the process of step S202 again, the ECU 7 may issue a command to the throttle valve 3 to change the throttle opening degree TA to a closing side opening degree. Thereby, the intake pipe pressure can be further reduced. Therefore, the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 can be reliably lowered to the reference pressure Pbase or less.

ステップＳ２０５では、ＥＣＵ７が第２遮断弁２４に指令を出し、該第２遮断弁２４を閉弁する。続くステップＳ１０２では、排気逆流制御ルーチンと同様に、ＥＣＵ７が、燃料噴射弁に燃料をカットさせ、内燃機関１を停止させる。   In step S205, the ECU 7 issues a command to the second cutoff valve 24, and closes the second cutoff valve 24. In the subsequent step S102, the ECU 7 causes the fuel injection valve to cut fuel and stops the internal combustion engine 1 as in the exhaust gas backflow control routine.

ステップＳ２０６では、ＥＣＵ７が第１遮断弁２３に指令を出し、該第１遮断弁２３を開弁する。その結果、本実施例においては、連通路２１を介して負圧タンク２２と排気通路４とが導通される。これにより、基準圧力Ｐｂａｓｅ以下に維持された負圧タンク２２内と排気通路４内との差圧を利用して、三元触媒５の下流側に残留する浄化後残留排気を三元触媒５の後端面側から前端面側に向けて好適に逆流させることができる。   In step S206, the ECU 7 issues a command to the first cutoff valve 23, and opens the first cutoff valve 23. As a result, in the present embodiment, the negative pressure tank 22 and the exhaust passage 4 are electrically connected via the communication passage 21. As a result, the residual exhaust gas after purification remaining on the downstream side of the three-way catalyst 5 is removed from the three-way catalyst 5 by utilizing the pressure difference between the negative pressure tank 22 and the exhaust passage 4 maintained at the reference pressure Pbase or lower. The reverse flow can be suitably performed from the rear end surface side toward the front end surface side.

続くステップＳ１０４、Ｓ１０５は排気逆流制御ルーチンの処理と同様であり、説明を省略する。そして、ステップＳ１０５において、肯定判定された場合には、本実施例における排気逆流制御を終了しても良いと判断され、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、ＥＣＵ７が第１遮断弁２３を閉弁する。そして、本ステップの処理が終わると、本ルーチンを一旦終了する。   Subsequent steps S104 and S105 are similar to the processing of the exhaust gas backflow control routine, and a description thereof will be omitted. If an affirmative determination is made in step S105, it is determined that the exhaust gas backflow control in this embodiment may be terminated, and the process proceeds to step S207. In step S207, the ECU 7 closes the first cutoff valve 23. Then, when the processing of this step is finished, this routine is once ended.

以上のように、本ルーチンによれば、内燃機関１の停止要求時において、負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋが基準圧力Ｐｂａｓｅよりも高い場合であっても、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理に係る制御（タンク内圧低下制御）を実行することによって、負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋを基準圧力Ｐｂａｓｅ以下まで好適に低下させることができる。本実施例においては、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理に係る制御が本発明におけるタンク内圧低下制御に相当する。   As described above, according to this routine, even when the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 is higher than the reference pressure Pbase when the internal combustion engine 1 is requested to stop, the control related to the processing in steps S201 to S205 is performed. By executing (tank pressure reduction control), the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 can be suitably reduced to a reference pressure Pbase or less. In the present embodiment, the control related to the processing in steps S201 to S205 corresponds to the tank internal pressure reduction control in the present invention.

本実施例においては、排気逆流制御を実行することによって確実に三元触媒５に担持された貴金属から酸素を放出させることができる。また、実施例１に係る排気浄化システムのように真空ポンプ２２を特別に備えなくとも排気逆流制御を好適に実行できるので、コスト的にも有利である。   In the present embodiment, it is possible to reliably release oxygen from the noble metal supported on the three-way catalyst 5 by executing the exhaust gas backflow control. Further, since the exhaust gas backflow control can be suitably executed without specially providing the vacuum pump 22 as in the exhaust gas purification system according to the first embodiment, it is advantageous in terms of cost.

また、上記ルーチンにおいては、内燃機関１の停止要求時における負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋが基準圧力Ｐｂａｓｅよりも高い場合に負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋを低下させる制御を実行しているが、これに限定される趣旨ではない。   In the above routine, control is performed to reduce the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 when the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 at the time of the stop request of the internal combustion engine 1 is higher than the reference pressure Pbase. It is not intended to be limited to this.

例えば、負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋが基準圧力Ｐｂａｓｅよりも高いと判定された場合に、本実施例における排気逆流制御の実行が禁止されても良い。これにより、酸化された貴金属を効率よく還元できるときには確実に排気逆流制御を実行し、逆に上記還元効率が悪化する虞のあるときに排気逆流制御が実行されることを抑制できる。   For example, when it is determined that the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 is higher than the reference pressure Pbase, execution of the exhaust gas backflow control in the present embodiment may be prohibited. Thereby, when the oxidized noble metal can be reduced efficiently, exhaust backflow control is reliably performed, and conversely, it is possible to suppress execution of exhaust backflow control when the reduction efficiency may be deteriorated.

また、本実施例に係る排気逆流制御において、より好適な実施形態について説明する。本実施例では、内燃機関１の停止要求が出される前の通常時において吸気管圧力が負圧となるタイミング（例えば、アイドリング時）に、負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋを低下させておくとより好適である。アイドリング時にはスロットル開度ＴＡが略全閉に維持されるため、吸気通路２におけるスロットル弁３よりも下流側には吸気管負圧が発生する。   In the exhaust backflow control according to the present embodiment, a more preferred embodiment will be described. In the present embodiment, the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 is reduced at the timing when the intake pipe pressure becomes negative at a normal time (for example, idling) before the stop request for the internal combustion engine 1 is issued. More preferred. During idling, the throttle opening TA is maintained substantially fully closed, so that an intake pipe negative pressure is generated downstream of the throttle valve 3 in the intake passage 2.

そこで、ＥＣＵ７は内燃機関１のアイドリング時において、第１遮断弁２３を閉弁した状態で第２遮断弁２４を開弁しても良い。これにより、負圧タンク２２と吸気通路２とが導通されるため負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋを低下することができる。   Therefore, the ECU 7 may open the second cutoff valve 24 with the first cutoff valve 23 closed when the internal combustion engine 1 is idling. Thereby, since the negative pressure tank 22 and the intake passage 2 are connected, the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 can be reduced.

また、より精度良く負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋを低下させるには、吸気管圧力および負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋを推定し、吸気管圧力が負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋよりも低い場合に限って負圧タンク２２と吸気通路２とを導通させても良い。   In order to lower the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 with higher accuracy, the intake pipe pressure and the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 are estimated, and the intake pipe pressure is lower than the pressure Ptk in the negative pressure tank 22. Only in the case, the negative pressure tank 22 and the intake passage 2 may be electrically connected.

吸気管圧力は、内燃機関１の運転状態（例えば、機関負荷および機関回転数）とスロットル開度ＴＡとに基づいて推定しても良い。また、吸気通路２におけるスロットル弁３よりも下流側に吸気管圧力を検出する第２の圧力センサを設け、この検出値に基づいて推定しても良い。   The intake pipe pressure may be estimated based on the operating state (for example, engine load and engine speed) of the internal combustion engine 1 and the throttle opening degree TA. Further, a second pressure sensor for detecting the intake pipe pressure may be provided on the downstream side of the throttle valve 3 in the intake passage 2 and estimation may be performed based on the detected value.

以上のように、上記制御によれば、内燃機関１に対して停止要求が出される前に、予め負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋを好適に低下させることができる。また、たとえ負圧タンク２２内の圧力Ｐｔｋが基準圧力Ｐｂａｓｅまで低下していなくとも、上記制御ルーチンを実行することによって確実に基準圧力Ｐｂａｓｅまで低下させることができる。従って、内燃機関１の停止時において酸素過剰空気によって貴金属が酸化されても、確実に三元触媒５に担持されている貴金属から酸素を放出させ、還元させることができる。従って、内燃機関１の再始動において触媒の早期活性化が阻害されることを確実に抑制することができる。   As described above, according to the above control, the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 can be suitably reduced in advance before a stop request is issued to the internal combustion engine 1. Even if the pressure Ptk in the negative pressure tank 22 does not decrease to the reference pressure Pbase, it can be surely decreased to the reference pressure Pbase by executing the control routine. Therefore, even if the noble metal is oxidized by the oxygen-excess air when the internal combustion engine 1 is stopped, oxygen can be reliably released from the noble metal supported on the three-way catalyst 5 and reduced. Therefore, it is possible to surely prevent the early activation of the catalyst from being inhibited when the internal combustion engine 1 is restarted.

実施例１に係る内燃機関と、その吸排気系および制御系の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine according to a first embodiment and its intake and exhaust systems and a control system. FIG. 実施例１における排気逆流制御ルーチンを示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an exhaust backflow control routine in the first embodiment. 実施例１における排気逆流制御の実行時の触媒床温Ｔｃと再始動時における排気エミッション率ＲＥの関係を例示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a catalyst bed temperature Tc at the time of execution of exhaust gas backflow control in Example 1 and an exhaust emission rate RE at the time of restart. 実施例２に係る内燃機関１と、その吸排気系および制御系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine 1 which concerns on Example 2, its intake / exhaust system, and a control system. 実施例２における第２排気逆流制御ルーチンを示すフローチャートである。7 is a flowchart illustrating a second exhaust backflow control routine in the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・内燃機関
２・・・吸気通路
３・・・スロットル弁
４・・・排気通路
５・・・三元触媒
６・・・温度センサ
７・・・ＥＣＵ
１０・・排気逆流装置
１２・・逆流排気導入路
１３・・真空ポンプ
２０・・第２排気逆流装置
２１・・連通路
２２・・負圧タンク
２３・・第１遮断弁
２４・・第２遮断弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Intake passage 3 ... Throttle valve 4 ... Exhaust passage 5 ... Three-way catalyst 6 ... Temperature sensor 7 ... ECU
10. ・ Exhaust backflow device 12 ・ ・ Backflow exhaust introduction passage 13 ・ ・ Vacuum pump 20 ・ ・ Second exhaust backflow device 21 ・ ・ Communication passage 22 ・ ・ Negative pressure tank 23 ・ ・ First shutoff valve 24 ・ ・ Second shutoff valve

Claims (5)

内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、
内燃機関の停止後において、三元触媒によって浄化された排気であって且つ排気通路内に残留する排気を三元触媒の後端面側から前端面側の方向に逆流させる排気逆流制御を実行する排気逆流制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 A three-way catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine;
Exhaust gas that has been purified by the three-way catalyst after the internal combustion engine is stopped and that performs exhaust gas backflow control that causes the exhaust gas remaining in the exhaust passage to flow backward from the rear end surface side to the front end surface side of the three-way catalyst. Backflow control means;
An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, comprising: 前記内燃機関の吸気通路と前記三元触媒よりも上流側の排気通路とを連通する連通路と、前記連通路の途中に設けられ負圧を蓄積する負圧タンクと、前記連通路を介して導通される前記負圧タンクと前記排気通路とを遮断可能な第１遮断弁と、前記連通路を介して導通される前記負圧タンクと前記吸気通路とを遮断可能な第２遮断弁と、
を更に備え、
前記排気逆流制御手段は、前記内燃機関の稼働中であって前記負圧タンク内の圧力よりも前記吸気通路内の圧力が低いときに前記第１遮断弁を閉弁し且つ前記第２遮断弁を開弁することによって前記負圧タンクの内の圧力を低下させるタンク内圧低下制御を実行し、前記排気逆流制御の実行時においては前記第１遮断弁を開弁し且つ前記第２遮断弁を閉弁することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。 A communication passage that communicates the intake passage of the internal combustion engine and an exhaust passage upstream of the three-way catalyst, a negative pressure tank that is provided in the middle of the communication passage and accumulates negative pressure, and the communication passage A first shutoff valve capable of shutting off the negative pressure tank and the exhaust passage which are conducted; a second shutoff valve capable of shutting off the negative pressure tank and the intake passage which are conducted via the communication passage;
Further comprising
The exhaust backflow control means closes the first shut-off valve and the second shut-off valve when the internal combustion engine is in operation and the pressure in the intake passage is lower than the pressure in the negative pressure tank. When the exhaust gas backflow control is executed, the first shut-off valve is opened and the second shut-off valve is opened. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve is closed. 前記内燃機関の停止要求時における前記負圧タンク内の圧力が所定の上限圧力よりも高い場合に、前記排気逆流制御手段による前記排気逆流制御の実行が禁止されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。   3. The exhaust backflow control by the exhaust backflow control means is prohibited when the pressure in the negative pressure tank at the time of the stop request of the internal combustion engine is higher than a predetermined upper limit pressure. 2. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to 1. 前記吸気通路における前記連通路との接続部より上流側に設けられるスロットル弁を、更に備え、
前記内燃機関の停止要求時における前記負圧タンク内の圧力が所定の上限圧力よりも高い場合には、前記内燃機関を停止させる前にスロットル開度を所定開度以下に維持した状態で前記排気逆流制御手段に前記タンク内圧低下制御を実行させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。 A throttle valve provided on the upstream side of the connection portion of the intake passage with the communication passage;
When the pressure in the negative pressure tank at the time of the stop request of the internal combustion engine is higher than a predetermined upper limit pressure, the exhaust gas is maintained in a state where the throttle opening is maintained below the predetermined opening before the internal combustion engine is stopped. 3. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the reverse flow control means executes the tank internal pressure reduction control. 前記三元触媒の温度を測定する床温測定手段を更に備え、
前記床温測定手段が測定した前記三元触媒の温度が所定の許容温度より低い場合に、前記排気逆流制御手段による前記排気逆流制御の実行が禁止されることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。 Further comprising a bed temperature measuring means for measuring the temperature of the three-way catalyst,
5. The exhaust gas back flow control by the exhaust gas back flow control unit is prohibited when the temperature of the three-way catalyst measured by the bed temperature measuring unit is lower than a predetermined allowable temperature. An exhaust purification system for an internal combustion engine according to any one of the above.
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