JP3334396B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Info

Publication number
JP3334396B2
JP3334396B2 JP00736395A JP736395A JP3334396B2 JP 3334396 B2 JP3334396 B2 JP 3334396B2 JP 00736395 A JP00736395 A JP 00736395A JP 736395 A JP736395 A JP 736395A JP 3334396 B2 JP3334396 B2 JP 3334396B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
air
fuel ratio
absorbent
passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP00736395A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08200045A (en
Inventor
泰志 伊藤
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP00736395A priority Critical patent/JP3334396B2/en
Priority to US08/716,394 priority patent/US5775099A/en
Priority to PCT/JP1995/002078 priority patent/WO1996022457A1/en
Priority to DE69520567T priority patent/DE69520567T2/en
Priority to EP95934274A priority patent/EP0752521B1/en
Priority to KR1019960705186A priority patent/KR0185697B1/en
Publication of JPH08200045A publication Critical patent/JPH08200045A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3334396B2 publication Critical patent/JP3334396B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y02T10/125
    • Y02T10/146

Landscapes

  • Exhaust-Gas Circulating Devices (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)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】機関排気通路と機関吸気通路とを再循環
排気ガス通路を介して互いに連結し、流入する排気ガス
の空燃比がリーンであるときにNOX を吸収し、流入す
る排気ガスの空燃比をリッチにすると吸収したNOX
放出するNOX 吸収剤を機関排気通路内に配置し、通常
は圧縮上死点近傍において燃焼室内に主噴射を行うと共
にNOX 吸収剤からNOX を放出すべきときには主噴射
完了後の膨張工程又は排気行程において燃焼室内に副噴
射を行うことによりNOX 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比をリッチにするようにしたディーゼル機関が本出
願人により既に提案されている(特願平5−24146
3号参照)。なお、ここでNOX 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比とはNOX 吸収剤上流の排気通路又は燃焼
室又は吸気通路内に供給された全空気量と全燃料量の比
をいう。
BACKGROUND ART through the recirculated exhaust gas passage and exhaust passage and the engine intake passage are connected to each other, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is absorbed NO X when it is lean, the inflowing exhaust gas the the NO X absorbent to release the NO X absorbed and the air-fuel ratio rich is arranged in the engine exhaust passage, the NO X from the NO X absorbent with typically performs main injection into the combustion chamber at the compression top dead center near the diesel engine is the applicant in which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent to be rich by performing the sub injection into the combustion chamber in the expansion stroke or exhaust stroke after completion main injection to when releasing It has already been proposed (Japanese Patent Application No. 5-24146)
No. 3). Here, it refers to the ratio of the total air quantity and the total fuel quantity supplied to the exhaust passage or a combustion chamber or the intake passage of the NO X absorbent upstream air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent.

【0003】またこのディーゼル機関では機関吸気通路
内にスロットル弁を配置すると共に再循環排気ガス通路
をスロットル弁下流の機関吸気通路内に連結し、NOX
吸収剤からNOX を放出すべきときにはスロットル弁を
閉弁して多量の排気ガスを吸気通路内に再循環させるこ
とにより機関シリンダ内に供給される吸入空気量を減少
させ、それによって副噴射量を少なくしてもNOX 吸収
剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチにしうるように
している。
In this diesel engine, a throttle valve is disposed in an engine intake passage, and a recirculation exhaust gas passage is connected to an engine intake passage downstream of the throttle valve, so that NO X
To when releasing the NO X from the absorbent reduces the amount of intake air fed into the engine cylinder by which closes the throttle valve to recirculate a large amount of exhaust gas into the intake passage, whereby the sub injection amount It is possible to make the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent rich even if it is reduced.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところでこのように膨
張行程又は排気行程において副噴射を行うとこの副噴射
燃料は噴射時期等によって燃えたり燃えなかったりす
る。この場合、副噴射燃料が燃えなかったとするとこの
副噴射燃料は未燃燃料として機関排気通路内に排出さ
れ、次いでこの未燃燃料を含んだ排気ガスは再循環排気
ガス通路を介して機関吸気通路内に再循環せしめられ
る。しかしながら多量の未燃燃料が吸気通路内に再循環
せしめられると特に点火栓周りに混合気を集めるように
した成層燃焼内燃機関では点火栓周りに形成される混合
気が過度にリッチになり、その結果失火してしまうとい
う問題を生じる。
When the sub-injection is performed in the expansion stroke or the exhaust stroke, the sub-injected fuel may or may not burn depending on the injection timing and the like. In this case, if the sub-injected fuel is not burned, the sub-injected fuel is discharged into the engine exhaust passage as unburned fuel, and the exhaust gas containing the unburned fuel is then passed through the recirculation exhaust gas passage to the engine intake passage. Is recirculated within. However, if a large amount of unburned fuel is recirculated into the intake passage, the mixture formed around the spark plug becomes excessively rich, especially in a stratified combustion internal combustion engine in which the mixture is collected around the spark plug. As a result, a problem of misfiring occurs.

【0005】一方、副噴射燃料が燃えた場合には機関か
ら排出される排気ガス中の酸素濃度は極めて低くなり、
従って酸素濃度の極めて低い排気ガスが機関吸気通路内
に再循環せしめられる。しかしながらこのように酸素濃
度の極めて低い排気ガスが吸気通路内に再循環せしめら
れると特に多量の排気ガスを再循環するようにした内燃
機関では点火栓周りの酸素濃度が低くなり、その結果失
火してしまうという問題を生じる。このようにNOX
収剤からNOX を放出すべく副噴射が行われてNOX
収剤に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされた場
合、この排気ガスが多量に機関吸気通路内に再循環され
ると副噴射燃料が燃えても燃えなくても上述した如き問
題が生じることになる。
On the other hand, when the sub-injected fuel burns, the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the engine becomes extremely low,
Therefore, exhaust gas having a very low oxygen concentration is recirculated into the engine intake passage. However, when such an exhaust gas having a very low oxygen concentration is recirculated into the intake passage, particularly in an internal combustion engine in which a large amount of exhaust gas is recirculated, the oxygen concentration around the ignition plug becomes low, and as a result, a misfire occurs. A problem that the When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing in this manner in the sub injection is performed the NO X absorbent in order to release the NO X from the NO X absorbent is made rich, the exhaust gas in a large amount of engine intake passage When the fuel is recirculated, the above-described problem occurs regardless of whether the sub-injected fuel burns or not.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに1番目の発明によれば、流入する排気ガスの空燃比
がリーンのときにNOX を吸収し、流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収しているN
X を放出するNOX 吸収剤を機関排気通路内に配置
し、NOX 吸収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチに
されたときにこの理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガ
スが流通する機関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再
循環通路を介して連結されている内燃機関において、N
X 吸収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入
する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされた
ときに排気ガス再循環通路を介して機関吸気通路内に再
循環される再循環排気ガス量を低下させるようにしてい
る。
Means for Solving the Problems] According to the first invention to solve the above problems, the air-fuel ratio of the exhaust gas air-fuel ratio of the exhaust gas flowing absorbs NO X when the lean, flows Is absorbed when stoichiometric air-fuel ratio or rich
The the NO X absorbent to release the O X disposed engine exhaust passage, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent in order to release the NO X from the NO X absorbent is the stoichiometric air-fuel ratio or rich When the engine exhaust passage through which the exhaust gas having the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio flows is connected to the engine intake passage via an exhaust gas recirculation passage, N
Through the exhaust gas recirculation passage is recirculated into the engine intake passage when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing from O X absorbent in the NO X absorbent in order to release the NO X is the stoichiometric air-fuel ratio or rich To reduce the amount of recirculated exhaust gas
You.

【0007】2番目の発明では1番目の発明において、
NO X 吸収剤からNO X を放出すべくNO X 吸収剤に流
入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされ
たときに再循環排気ガス量の低下に伴って吸入空気量を
低減させる吸入空気量低減手段を具備している。
In the second invention, in the first invention,
Flow into the NO X absorbent in order to release the NO X from the NO X absorbent
The air-fuel ratio of the incoming exhaust gas is made stoichiometric or rich.
When the amount of intake air is
It is provided with a means for reducing the amount of intake air to be reduced.

【0008】3番目の発明によれば上記問題点を解決す
るために、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
NO X を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃
比又はリッチになると吸収しているNO x を放出するN
x 吸収剤を機関排気通路内に配置し、NO X 吸収剤か
らNO X を放出すべくNO X 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときにこの理
論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガスが流通する機関排
気通路が機関吸気通路に排気ガス再循環通路を介して連
結されている内燃機関において、NO X 吸収剤からNO
X を放出すべくNO X 吸収剤に流入する排気ガスの空燃
比が理論空燃比又はリッチにされたときに排気ガス再循
環通路を介して機関吸気通路内に再循環される未燃燃料
を除去するための未燃燃料除去装置を具備し、NOX
収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排
気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに
は排気ガスが未燃燃料除去装置を通って機関吸気通路内
に再循環され、NOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃
比がリーンのときには排気ガスが未燃燃料除去装置を経
ずに機関吸気通路内に再循環せしめられる。
According to a third aspect, the above problem is solved.
When the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean,
Absorbs NO X, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is the stoichiometric air-fuel
N which releases absorbed NO x when ratio or rich
The O x absorbent disposed in an engine exhaust passage, or the NO X absorbent
Exhaust gas flowing into the NO X absorbent to be released Luo NO X
When the air-fuel ratio of the engine is made stoichiometric or rich,
Engine exhaust with stoichiometric or rich air-fuel ratio exhaust
The air passage is connected to the engine intake passage via the exhaust gas recirculation passage.
In an internal combustion engine that has been sintered, NO from the NO X absorbent
Air-fuel exhaust gas flowing into the NO X absorbent in order to release the X
Exhaust gas recirculation when the ratio is stoichiometric or rich
Comprising unburned fuel removal apparatus for removing unburned fuel being recirculated into the engine intake passage via a ring passage, it flows into the NO X absorbent in order to release the NO X from the NO X absorbent exhaust when the air-fuel ratio of the gas is the stoichiometric air-fuel ratio or rich exhaust gas is recirculated into the engine intake passage through the unburned fuel removal device, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent is lean The exhaust gas is recirculated into the engine intake passage without passing through the unburned fuel removing device.

【0009】番目の発明では3番目の発明において、
排気ガス再循環通路は未燃燃料除去装置を通った排気ガ
スが流れる第1の通路と、未燃燃料除去装置を通ってい
ない排気ガスが流れる第2の通路とを具備し、第1の通
路又は第2の通路のいずれか一方を機関吸気通路に選択
的に接続する切換手段を具備している。
[0009] In the fourth invention in the third aspect of the invention,
The exhaust gas recirculation passage includes a first passage through which the exhaust gas that has passed through the unburned fuel removing device flows, and a second passage through which the exhaust gas that has not passed through the unburned fuel removing device flows. Alternatively, there is provided switching means for selectively connecting one of the second passages to the engine intake passage.

【0010】また、番目の発明によれば上記問題点を
解決するために、流入する排気ガスの空燃比がリーンの
ときにNOX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチになると吸収しているNOX を放出
するNOX 吸収剤を機関排気通路内に配置し、NOX
収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排
気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに
この理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガスが流通する
機関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再循環通路を介
して連結されている内燃機関において、NOX 吸収剤か
らNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに機関燃
焼室内の酸素濃度を増大させる酸素濃度増大手段を具備
している。
[0010] In order to solve the above problems, according to the fifth invention, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas absorbs the NO X when the lean air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio of the exhaust gas flowing or place the NO X absorbent to release the NO X that is absorbed becomes rich in the engine exhaust passage, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent in order to release the NO X from the NO X absorbent In an internal combustion engine in which an engine exhaust passage through which exhaust gas having the stoichiometric air-fuel ratio or rich air-fuel ratio flows when the engine is enriched is connected to the engine intake passage via an exhaust gas recirculation passage, NO X air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent in order to release the NO X from the absorbent is provided with an oxygen concentration increasing means for increasing the oxygen concentration in the engine combustion chamber when it is the stoichiometric air-fuel ratio or rich .

【0011】また、番目の発明では5番目の発明にお
いて、酸素濃度増大手段はNOX 吸収剤からNOX を放
出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチにされたときに排気ガス再循環通路
を介して機関吸気通路内に再循環される再循環排気ガス
量を低下させるようにしている。
Further, in the sixth invention in the fifth invention, the oxygen concentration increasing means is an air-fuel ratio is stoichiometric or rich exhaust gas flowing into the NO X absorbent in order to release the NO X from the NO X absorbent The amount of recirculated exhaust gas that is recirculated into the engine intake passage via the exhaust gas recirculation passage when the pressure is reduced is reduced.

【0012】また、番目の発明では5番目の発明にお
いて、酸素濃度増大手段はNOX 吸収剤からNOX を放
出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチにされたときに機関燃焼室内に酸素
を供給する酸素供給手段を具備している。
Further, in the seventh invention in the fifth invention, the oxygen concentration increasing means is an air-fuel ratio is stoichiometric or rich exhaust gas flowing into the NO X absorbent in order to release the NO X from the NO X absorbent An oxygen supply means for supplying oxygen to the engine combustion chamber when the pressure is set to a predetermined value.

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【実施例】図1から図19は本発明を筒内噴射式内燃機
関に適用した場合の第1実施例を示しており、まず初め
に図1から図10を参照してこの筒内噴射式内燃機関の
基本的な作動について説明する。図1から図5を参照す
ると、1は機関本体、2はシリンダブロック、3はシリ
ンダブロック2内で往復動するピストン、4はシリンダ
ブロック2上に固締されたシリンダヘッド、5はピスト
ン3とシリンダヘッド4間に形成された燃焼室、6aは
第1吸気弁、6bは第2吸気弁、7aは第1吸気ポー
ト、7bは第2吸気ポート、8は一対の排気弁、9は一
対の排気ポートを夫々示す。図3に示されるように第1
吸気ポート7aはヘリカル型吸気ポートからなり、第2
吸気ポート7bはほぼまっすぐに延びるストレートポー
トからなる。更に図3に示されるようにシリンダヘッド
4の内壁面の中央部には点火栓10が配置され、第1吸
気弁6aおよび第2吸気弁6b間のシリンダヘッド4内
壁面周辺部には燃料噴射弁11が配置される。一方、図
4および図5に示されるようにピストン3の頂面上には
キャビティ3aが形成される。このキャビティ3aは燃
料噴射弁11の下方から点火栓10の下方まで延びるほ
ぼ円形の輪郭形状を有する浅皿部12と、浅皿部12の
中央部に形成された半球形状をなす深皿部13からな
る。また、点火栓10下方の浅皿部12と深皿部13と
の接続部にほぼ球形状をなす凹部14が形成される。
1 to 19 show a first embodiment in which the present invention is applied to a direct injection internal combustion engine. First, referring to FIGS. 1 to 10, the direct injection type internal combustion engine will be described. The basic operation of the internal combustion engine will be described. 1 to 5, reference numeral 1 denotes an engine body, 2 denotes a cylinder block, 3 denotes a piston reciprocating in the cylinder block 2, 4 denotes a cylinder head fastened on the cylinder block 2, and 5 denotes a piston 3. A combustion chamber formed between the cylinder heads 4, 6a is a first intake valve, 6b is a second intake valve, 7a is a first intake port, 7b is a second intake port, 8 is a pair of exhaust valves, and 9 is a pair of exhaust valves. Each of the exhaust ports is shown. As shown in FIG.
The intake port 7a includes a helical intake port,
The intake port 7b is a straight port extending almost straight. Further, as shown in FIG. 3, an ignition plug 10 is disposed at the center of the inner wall surface of the cylinder head 4, and fuel is injected into the periphery of the inner wall surface of the cylinder head 4 between the first intake valve 6a and the second intake valve 6b. A valve 11 is arranged. On the other hand, a cavity 3a is formed on the top surface of the piston 3, as shown in FIGS. The cavity 3a has a generally circular contoured shallow plate portion 12 extending from below the fuel injection valve 11 to below the spark plug 10, and a hemispherical deep plate portion 13 formed at the center of the shallow plate portion 12. Consists of A substantially spherical concave portion 14 is formed at a connection portion between the shallow plate portion 12 and the deep plate portion 13 below the ignition plug 10.

【0019】図1から図3に示されるように各気筒の第
1吸気ポート7aおよび第2吸気ポート7bは夫々各吸
気枝管15内に形成された第1吸気通路15aおよび第
2吸気通路15bを介してサージタンク16内に連結さ
れ、各第2吸気通路15b内には夫々吸気制御弁17が
配置される。これらの吸気制御弁17は共通のシャフト
18を介して例えばステップモータからなるアクチュエ
ータ19に連結される。このステップモータ19は電子
制御ユニット30の出力信号に基いて制御される。サー
ジタンク16は吸気ダクト20を介してエアクリーナ2
1に連結され、吸気ダクト20内には例えばステップモ
ータ22によって駆動されるスロットル弁23が配置さ
れる。このステップモータ22も電子制御ユニット30
の出力信号に基いて制御される。
As shown in FIGS. 1 to 3, a first intake port 7a and a second intake port 7b of each cylinder are respectively provided with a first intake passage 15a and a second intake passage 15b formed in each intake branch pipe 15. The intake control valve 17 is connected to the inside of the surge tank 16 through the second intake passage 15b. These intake control valves 17 are connected via a common shaft 18 to an actuator 19 composed of, for example, a step motor. The step motor 19 is controlled based on an output signal of the electronic control unit 30. The surge tank 16 is connected to the air cleaner 2 via the intake duct 20.
1, a throttle valve 23 driven by, for example, a step motor 22 is disposed in the intake duct 20. This step motor 22 is also used by the electronic control unit 30.
Is controlled based on the output signal of

【0020】一方、各気筒の排気ポート9は排気マニホ
ルド24に連結され、この排気マニホルド24は排気管
25を介してNOX 吸収剤26を内蔵したケーシング2
7に連結される。排気マニホルド24とサージタンク1
6とは再循環排気ガス(以下EGRガスという)通路2
8を介して互いに連結され、このEGRガス通路28内
にはEGRガス量を制御するEGR弁29が配置され
る。このEGR弁29は電子制御ユニット30の出力信
号に基いて制御される。EGR弁29が閉弁せしめられ
ているときには空気のみが吸気ポート7a,7bを介し
て燃焼室5内に供給され、EGR弁29が開弁せしめら
れると空気およびEGRガスが吸気ポート7a,7bを
介して燃焼室5内に供給される。
On the other hand, the exhaust port 9 of each cylinder is connected to an exhaust manifold 24, and this exhaust manifold 24 is connected via an exhaust pipe 25 to a casing 2 containing a NO X absorbent 26.
7 is connected. Exhaust manifold 24 and surge tank 1
Reference numeral 6 denotes a recirculated exhaust gas (hereinafter referred to as EGR gas) passage 2
The EGR gas passage 28 is provided with an EGR valve 29 for controlling an EGR gas amount. The EGR valve 29 is controlled based on an output signal of the electronic control unit 30. When the EGR valve 29 is closed, only air is supplied into the combustion chamber 5 through the intake ports 7a and 7b, and when the EGR valve 29 is opened, air and EGR gas flow through the intake ports 7a and 7b. The fuel is supplied into the combustion chamber 5 via the fuel cell.

【0021】電子制御ユニット30はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス31を介して相互に接続
されたRAM(ランダムアクセスメモリ)32、ROM
(リードオンリメモリ)33、CPU(マイクロプロセ
ッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具
備する。アクセルペダル40にはアクセルペダル40の
踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ41
が接続され、負荷センサ41の出力電圧はAD変換器3
7を介して入力ポート35に入力される。上死点センサ
42は例えば1番気筒が吸気上死点に達したときに出力
パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート35に入
力される。クランク角センサ43は例えばクランクシャ
フトが30度回転する毎に出力パルスを発生し、この出
力パルスが入力ポート35に入力される。CPU34で
は上死点センサ42の出力パルスとクランク角センサ4
3の出力パルスから現在のクランク角が計算され、クラ
ンク角センサ43の出力パルスから機関回転数が計算さ
れる。一方、出力ポート36は対応する駆動回路38を
介して各燃料噴射弁11および各ステップモータ19,
22に接続される。
The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and is connected to a random access memory (RAM) 32 and a ROM via a bidirectional bus 31.
(Read only memory) 33, CPU (microprocessor) 34, input port 35 and output port 36. A load sensor 41 that generates an output voltage proportional to the amount of depression of the accelerator pedal 40 is provided to the accelerator pedal 40.
Is connected, and the output voltage of the load sensor 41 is
7 to the input port 35. The top dead center sensor 42 generates an output pulse when the first cylinder reaches the intake top dead center, for example, and this output pulse is input to the input port 35. The crank angle sensor 43 generates an output pulse every time the crankshaft rotates 30 degrees, for example, and the output pulse is input to the input port 35. In the CPU 34, the output pulse of the top dead center sensor 42 and the crank angle sensor 4
The current crank angle is calculated from the output pulse of No. 3 and the engine speed is calculated from the output pulse of the crank angle sensor 43. On the other hand, the output port 36 is connected to each fuel injection valve 11 and each step motor 19,
22.

【0022】図1から図5に示す実施例では燃料噴射弁
11が燃料に旋回力を与えつつ噴射するスール弁から
なり、この燃料噴射弁11からは図3および図4におい
てFで示されるように燃料が円錐状に噴射される。図6
はこの燃料噴射弁11からの燃料噴射量と燃料噴射時期
とを示しており、図7は図6と同じ燃料噴射量に加えて
スロットル弁23の開度と、EGR弁29の開度と、燃
焼室5内における平均空燃比A/Fを示している。な
お、図6および図7においてLはアクセルペダル40の
踏込み量を示している。図6からわかるようにアクセル
ペダル40の踏込み量LがL1 よりも小さい機関低負荷
運転時には圧縮行程末期に噴射量Q2 だけ燃料噴射が行
われる。一方、アクセルペダル40の踏込み量LがL1
とL2 の間の機関中負荷運転時には吸気行程中に噴射量
1 だけ燃料噴射が行われ、圧縮行程末期に噴射量Q2
だけ燃料が噴射される。即ち、機関中負荷運転時には吸
気行程と圧縮行程末期の2回に分けて燃料噴射が行われ
る。また、アクセルペダル40の踏込み量LがL2 より
も大きい機関高負荷運転時には吸気行程中に噴射量Q1
だけ燃料が噴射される。なお、図6においてθS1およ
びθE1は吸気行程中に行われる燃料噴射Q1 の噴射開
始時期と噴射完了時期を夫々示しており、θS2とθE
2は圧縮行程末期に行われる燃料噴射Q2 の噴射開始時
期と噴射完了時期を夫々示している。
[0022] From Figure 1 consists scan word Lumpur valve the fuel injection valve 11 injects while giving swirling force to the fuel in the embodiment shown in FIG. 5, from the fuel injection valve 11 at F in FIGS. 3 and 4 As shown, the fuel is injected conically. FIG.
7 shows the fuel injection amount from the fuel injection valve 11 and the fuel injection timing. FIG. 7 shows the same fuel injection amount as FIG. 6, but also the opening of the throttle valve 23, the opening of the EGR valve 29, The average air-fuel ratio A / F in the combustion chamber 5 is shown. In FIGS. 6 and 7, L indicates the amount of depression of the accelerator pedal 40. The amount of depression L of the accelerator pedal 40 as can be seen from FIG. 6 is for small engine low load operation than L 1 only fuel injection injection quantity Q 2 in the end of the compression stroke is performed. On the other hand, the depression amount L of the accelerator pedal 40 is L 1
And the engine during the time load operation between L 2 is performed only fuel injection injection amount Q 1 during the intake stroke, the end of the compression stroke injection amount Q 2
Only fuel is injected. That is, during the engine middle load operation, the fuel injection is performed in two stages: the intake stroke and the end of the compression stroke. Further, the injection amount during the intake stroke is large engine high load operation than the amount of depression L is L 2 of the accelerator pedal 40 Q 1
Only fuel is injected. Incidentally,? S1 and θE1 6 shows respectively the injection start timing and the injection completion timing fuel injection Q 1 performed during the intake stroke,? S2 and θE
2 shows respectively the time completion injection and the injection start timing of the fuel injection Q 2 to be carried out to the end of the compression stroke.

【0023】一方、図7に示されるようにアクセルペダ
ル40の踏込み量LがL2 よりも小さい機関低中負荷運
転時にはスロットル弁23の開度はかなり小さく、また
このときスロットル弁23の開度はアクセルペダル40
の踏込み量Lが小さくなるほど小さくなる。一方、アク
セルペダル40の踏込み量LがL2 よりも大きくなると
スロットル弁23の開度は急速に大きくなって全開す
る。また、アクセルペダル40の踏込み量LがL2 より
も小さい機関低中負荷運転時にはEGR弁29の開度は
かなり大きく、アクセルペダル40の踏込み量LがL2
よりも大きくなるとEGR弁29の開度は急速に小さく
なって全閉する。燃焼室5内における平均空燃比は高負
荷運転領域(L>L2 )の或る時点L0 においてリーン
からリッチに切換わる。即ち、アクセルペダル40の踏
込み量LがL0 よりも小さい範囲では平均空燃比A/F
はリーンとなり、またこのときアクセルペダル40の踏
込み量Lが小さくなるほど平均空燃比A/Fはリーンと
なる。一方、アクセルペダル40の踏込み量LがL0
りも大きくなると平均空燃比A/Fはリッチとなる。
On the other hand, the opening degree of the throttle valve 23 is so small engine low and medium during load operation than the amount of depression L of the accelerator pedal 40 is L 2 as shown in FIG. 7 is quite small and the opening degree at this time the throttle valve 23 Is the accelerator pedal 40
Becomes smaller as the stepping amount L becomes smaller. On the other hand, the amount of depression L of the accelerator pedal 40 becomes large when the opening of the throttle valve 23 than L 2 is fully opened growing rapidly. Further, the opening degree of the EGR valve 29 for small engine low and medium during load operation than the amount of depression L of the accelerator pedal 40 is L 2 is quite large, the amount of depression L of the accelerator pedal 40 is L 2
When it becomes larger, the opening degree of the EGR valve 29 rapidly decreases and becomes fully closed. The average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 switching switched from lean at some point L 0 of the high-load operation region (L> L 2) rich. That is, in a range where the depression amount L of the accelerator pedal 40 is smaller than L 0 , the average air-fuel ratio A / F
Is lean, and at this time, the average air-fuel ratio A / F becomes lean as the depression amount L of the accelerator pedal 40 decreases. On the other hand, the average air-fuel ratio A / F and the amount of depression L of the accelerator pedal 40 is larger than L 0 is made rich.

【0024】図8は吸気制御弁17の開度とアクセルペ
ダル40の踏込み量Lとの関係を示している。図8に示
されるようにアクセルペダル40の踏込み量LがL1
りも小さい機関低負荷運転時には吸気制御弁17は全閉
状態に保持されており、アクセルペダル40の踏込み量
LがL1 よりも大きくなると吸気制御弁17はアクセル
ペダル40の踏込み量Lが大きくなるにつれて開弁せし
められる。吸気制御弁17が全閉せしめられると吸入空
気はヘリカル状をなす第1吸気ポート7aを介して旋回
しつつ燃焼室5内に流入し、斯くして燃焼室5内には図
3において矢印Sで示すような強力な旋回流が発生せし
められる。一方、吸気制御弁17が開弁すると第2吸気
ポート7bからも吸入空気が燃焼室5内に流入する。
FIG. 8 shows the relationship between the opening degree of the intake control valve 17 and the depression amount L of the accelerator pedal 40. Intake control valve 17 to the small engine low load operation than the amount of depression L is L 1 of the accelerator pedal 40 as shown in FIG. 8 is held in the fully closed state, the amount of depression L of the accelerator pedal 40 is higher than L 1 Also increases, the intake control valve 17 is opened as the depression amount L of the accelerator pedal 40 increases. When the intake control valve 17 is fully closed, the intake air swirls through the helical first intake port 7a and flows into the combustion chamber 5, so that the combustion chamber 5 has the arrow S in FIG. A strong swirling flow is generated as shown by. On the other hand, when the intake control valve 17 is opened, the intake air flows into the combustion chamber 5 also from the second intake port 7b.

【0025】次に図9および図10を参照しつつ燃焼方
法について説明する。なお、図9は機関低負荷運転時に
おける燃焼方法を示しており、図10は機関中負荷運転
時における燃焼方法を示している。図6に示されるよう
にアクセルペダル40の踏込み量LがL1 よりも小さい
機関低負荷運転時には圧縮行程末期に燃料が噴射され
る。このとき噴射燃料Fは図9(A)および(B)に示
されるように深皿部13の周壁面に衝突する。このとき
の噴射量Q2 は図6に示されるようにアクセルペダル4
0の踏込み量Lが大きくなるにつれて増大する。深皿部
13の周壁面に衝突した燃料は旋回流Sによって気化せ
しめられつつ拡散され、それによって図9(C)に示さ
れるように凹部14および深皿部13内に、即ちキャビ
ティ3a内に可燃混合気Gが形成される。このとき凹部
14および深皿部13以外の燃焼室5内は空気とEGR
ガスで満たされている。次いで混合気Gが点火栓10に
よって着火せしめられる。
Next, the combustion method will be described with reference to FIGS. FIG. 9 shows a combustion method at the time of engine low load operation, and FIG. 10 shows a combustion method at the time of engine middle load operation. The small engine low load operation than the amount of depression L is L 1 of the accelerator pedal 40 as shown in FIG. 6 fuel is injected into the end of the compression stroke. At this time, the injected fuel F collides with the peripheral wall surface of the deep dish portion 13 as shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B). The injection amount Q 2 at this time is, as shown in FIG.
It increases as the stepping amount L of 0 increases. The fuel that has collided with the peripheral wall surface of the deep dish portion 13 is vaporized and diffused by the swirling flow S, and as a result, as shown in FIG. 9C, in the concave portion 14 and the deep dish portion 13, that is, in the cavity 3a. A combustible mixture G is formed. At this time, the inside of the combustion chamber 5 other than the concave portion 14 and the deep plate portion 13 is air and EGR.
Filled with gas. Next, the mixture G is ignited by the spark plug 10.

【0026】一方、図6においてアクセルペダル40の
踏込み量LがL1 とL2 の間である機関中負荷運転時に
は吸気行程中に第1回目の燃料噴射Q1 が行われ、次い
で圧縮行程末期に第2回目の燃料噴射Q2 が行われる。
即ち、まず初めに図10(A)に示されるように吸気行
程初期にキャビティ3a内に向けて燃料噴射Fが行わ
れ、この噴射燃料によって燃焼室5内全体に稀薄混合気
が形成される。次いで図10(B)に示されるように圧
縮行程末期にキャビティ3a内に向けて燃料噴射Fが行
われ、図10(C)に示されるようにこの噴射燃料によ
って凹部14および深皿部13内には火種となる可燃混
合気Gが形成される。この可燃混合気Gは点火栓10に
よって着火せしめられ、この着火火炎によって燃焼室5
内全体の稀薄混合気が燃焼せしめられる。この場合、圧
縮行程末期に噴射される燃料は火種を作れば十分である
ので図6に示されるように機関中負荷運転時にはアクセ
ルペダル40の踏込み量Lにかかわらずに圧縮行程末期
の燃料噴射量Q2 は一定に維持される。これに対して吸
気行程初期の燃料噴射量Q1 はアクセルペダル40の踏
込み量Lが大きくなるにつれて増大する。
On the other hand, the amount of depression L of the accelerator pedal 40 is in the engine during the time of load operation is between L 1 and L 2 first fuel injection Q 1 is performed during the intake stroke in FIG. 6, then the end of the compression stroke fuel injection Q 2 of the second round is performed.
That is, first, as shown in FIG. 10A, fuel injection F is performed toward the inside of the cavity 3a at the beginning of the intake stroke, and a lean mixture is formed in the entire combustion chamber 5 by the injected fuel. Next, as shown in FIG. 10 (B), fuel injection F is performed toward the inside of the cavity 3a at the end of the compression stroke, and as shown in FIG. A combustible air-fuel mixture G serving as a fire is formed in the air-fuel mixture. The combustible mixture G is ignited by an ignition plug 10 and the ignition flame causes the combustion chamber 5 to ignite.
The lean mixture in the entire interior is burned. In this case, the fuel injected at the end of the compression stroke is sufficient if a spark is used. Therefore, as shown in FIG. 6, the fuel injection amount at the end of the compression stroke at the engine middle load operation regardless of the depression amount L of the accelerator pedal 40. Q 2 is maintained constant. The beginning of the intake stroke of the fuel injection amount Q 1 contrast increases as the amount of depression L of the accelerator pedal 40 increases.

【0027】図6においてアクセルペダル40の踏込み
量LがL2 よりも大きい機関高負荷運転時には吸気行程
初期に一回だけ燃料が噴射され、それによって燃焼室5
内に均一混合気が形成される。このとき吸気行程初期の
燃料噴射量は図6に示されるようにアクセルペダル40
の踏込み量Lが大きくなるにつれて増大する。以上が図
1に示す筒内噴射式内燃機関の基本的な燃焼方法であ
る。次にこの筒内噴射式内燃機関に適した排気ガスの浄
化方法について説明する。
In FIG. 6, during high engine load operation in which the depression amount L of the accelerator pedal 40 is larger than L 2, fuel is injected only once at the beginning of the intake stroke, whereby the combustion chamber 5
A homogeneous air-fuel mixture is formed therein. At this time, the fuel injection amount at the beginning of the intake stroke is determined by the accelerator pedal 40 as shown in FIG.
Increases as the stepping amount L increases. The above is the basic combustion method of the direct injection internal combustion engine shown in FIG. Next, a method for purifying exhaust gas suitable for the in-cylinder injection internal combustion engine will be described.

【0028】まず初めに図11を参照するとこの図11
は燃焼室5から排出される排気ガス中の代表的な成分の
濃度と燃焼室5内における平均空燃比A/Fとの関係を
概略的に示している。図11からわかるように燃焼室5
から排出される排気ガス中の未燃HC,COの濃度は燃
焼室5内における平均空燃比A/Fがリッチになるほど
増大し、燃焼室5から排出される排気ガス中の酸素O2
の濃度は燃焼室5内における平均空燃比A/Fがリーン
になるほど増大する。
Referring first to FIG. 11, FIG.
4 schematically shows the relationship between the concentration of typical components in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 5 and the average air-fuel ratio A / F in the combustion chamber 5. As can be seen from FIG.
The concentration of unburned HC and CO in the exhaust gas discharged from the combustion chamber increases as the average air-fuel ratio A / F in the combustion chamber 5 becomes rich, and the oxygen O 2 in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 5 increases.
Increases as the average air-fuel ratio A / F in the combustion chamber 5 becomes leaner.

【0029】一方、図1に示すケーシング27内に収容
されているNOX 吸収剤26は例えばアルミナを担体と
し、この担体上に例えばカリウムK、ナトリウムNa、
リチウムLi、セシウムCsのようなアルカリ金属、バ
リウムBa、カルシウムCaのようなアルカリ土類、ラ
ンタンLa、イットリウムYのような希土類から選ばれ
た少くとも一つと、白金Ptのような貴金属とが担持さ
れている。前述したように機関吸気通路燃焼室5およ
びNOX 吸収剤26上流の排気通路内に供給された全空
気量と全燃料(炭化水素)量の比をNOX 吸収剤26へ
の流入排気ガスの空燃比と称するとこのNOX 吸収剤2
6は流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOX
吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収し
たNOXを放出するNOX の吸放出作用を行う。なお、
NOX 吸収剤26上流の排気通路内に燃料(炭化水素)
或いは空気が供給されない場合には流入排気ガスの空燃
比は燃焼室5内における平均空燃比A/Fに一致し、従
ってこの場合にはNOX 吸収剤26は燃焼室5内におけ
る平均空燃比A/FがリーンのときにはNOX を吸収
し、燃焼室5内のガス中の酸素濃度が低下すると吸収し
たNOX を放出することになる。
On the other hand, the the NO X absorbent 26, for example, alumina, which is housed in a casing 27 shown in FIG. 1 with a carrier, for example, potassium K on the carrier, sodium Na,
At least one selected from alkali metals such as lithium Li and cesium Cs, alkaline earths such as barium Ba and calcium Ca, rare earths such as lanthanum La and yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt are carried. Have been. As described above, the ratio of the total amount of air supplied to the engine intake passage , the combustion chamber 5 and the exhaust passage upstream of the NO X absorbent 26 to the total amount of fuel (hydrocarbon) is determined by the ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 26. This NO X absorbent 2
6 performs absorbing and releasing action of the NO X when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is absorbed NO X when the lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas to release NO X absorbed and reduced. In addition,
The NO X absorbent 26 upstream fuel into the exhaust passage (hydrocarbons)
Alternatively, when no air is supplied, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas coincides with the average air-fuel ratio A / F in the combustion chamber 5, and therefore, in this case, the NO X absorbent 26 becomes the average air-fuel ratio A in the combustion chamber 5. When / F is lean, NO X is absorbed, and when the oxygen concentration in the gas in the combustion chamber 5 decreases, the absorbed NO X is released.

【0030】上述のNOX 吸収剤26を機関排気通路内
に配置すればこのNOX 吸収剤26は実際にNOX の吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図12に示すようなメカニズムで行われてい
るものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体
上に白金PtおよびバリウムBaを担持させた場合を例
にとって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカ
リ土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
If the above-described NO X absorbent 26 is disposed in the engine exhaust passage, the NO X absorbent 26 actually performs the NO X absorption / release operation, but the detailed mechanism of this absorption / release operation is not clear. There is also. However, it is considered that this absorption / release action is performed by a mechanism as shown in FIG. Next, this mechanism will be described by taking as an example a case where platinum Pt and barium Ba are supported on a carrier, but the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths and rare earths.

【0031】即ち、燃焼室5内における平均空燃比A/
Fがリーンであり、従って流入排気ガスがリーンである
ときには流入排気ガス中の酸素濃度が高くなり、このと
き図12(A)に示されるようにこれら酸素O2 がO2
- 又はO2-の形で白金Ptの表面に付着する。一方、流
入排気ガス中のNOは白金Ptの表面上でO2 - 又はO
2-と反応し、NO2 となる(2NO+O2 →2N
2 )。次いで生成されたNO2 の一部は白金Pt上で
酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムBaO
と結合しながら図12(A)に示されるように硝酸イオ
ンNO3 - の形で吸収剤内に拡散する。このようにして
NOx がNOX 吸収剤26内に吸収される。
That is, the average air-fuel ratio A /
F is lean, therefore the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas when the inflow exhaust gas is lean is increased, these oxygen O 2 as shown in FIG. 12 (A) this time is O 2
- or O 2- shape is deposited on the surface of the platinum Pt. On the other hand, NO in the inflowing exhaust gas becomes O 2 - or O 2 on the surface of platinum Pt.
Reacts with 2- to form NO 2 (2NO + O 2 → 2N
O 2 ). Next, a part of the generated NO 2 is absorbed in the absorbent while being oxidized on the platinum Pt, and the barium oxide BaO
While diffusing, as shown in FIG. 12A, it diffuses into the absorbent in the form of nitrate ions NO 3 . Thus NO x is absorbed in the NO X absorbent 26.

【0032】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ptの表面でNO2 が生成され、吸収剤のNOX の吸収
能力が飽和しない限りNO2 が吸収剤内に吸収されて硝
酸イオンNO3 - が生成される。これに対して流入排気
ガス中の酸素濃度が低下してNO2 の生成量が低下する
と反応が逆方向(NO3 - →NO2 )に進み、斯くして
吸収剤内の硝酸イオンNO3 - がNO2 の形で吸収剤か
ら放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下
するとNOX 吸収剤26からNOX が放出されることに
なる。図11からわかるように流入排気ガスのリーンの
度合が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、
従って流入排気ガスのリーンの度合を低くすればたとえ
流入排気ガスの空燃比がリーンであってもNOX 吸収剤
26からNOX が放出されることになる。
As long as the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is high, NO 2 is generated on the surface of the platinum Pt, and as long as the absorption capacity of the absorbent for NO X is not saturated, NO 2 is absorbed in the absorbent and nitrate ions NO 3 - is generated. On the other hand, when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases and the amount of generated NO 2 decreases, the reaction proceeds in the opposite direction (NO 3 → NO 2 ), thus the nitrate ion NO 3 in the absorbent. There are released from the absorbent in the form of NO 2. That, NO X from the NO X absorbent 26 when the oxygen concentration decreases in the inflowing exhaust gas is to be released. As can be seen from FIG. 11, the lower the degree of lean of the inflow exhaust gas, the lower the oxygen concentration in the inflow exhaust gas,
Therefore NO X from the NO X absorbent 26 air-fuel ratio to a lean if the inflowing exhaust gas when lowering the lean degree of the inflowing exhaust gas is to be released.

【0033】一方、このとき燃焼室3内における平均空
燃比A/Fがリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリ
ッチになると図11に示されるように機関からは多量の
未燃HC,COが排出され、これら未燃HC,COは白
金Pt上の酸素O2 - 又はO 2-と反応して酸化せしめら
れる。また、流入排気ガスの空燃比がリッチになると流
入排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤
からNO2 が放出され、このNO2 は図12(B)に示
されるように未燃HC,COと反応して還元せしめられ
る。このようにして白金Ptの表面上にNO2 が存在し
なくなると吸収剤から次から次へとNO2 が放出され
る。従って流入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時
間のうちにNOX 吸収剤26からNOX が放出されるこ
とになる。
On the other hand, at this time, the average empty space in the combustion chamber 3
The fuel ratio A / F is made rich and the air-fuel ratio of the inflow exhaust gas is
As shown in FIG. 11, a large amount of
Unburned HC and CO are discharged, and these unburned HC and CO are white.
Oxygen O on gold PtTwo -Or O 2-Reacts with and oxidizes
It is. Also, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich,
The oxygen concentration in the exhaust gas is extremely low,
From NOTwoIs released and this NOTwoIs shown in FIG.
And react with unburned HC and CO to reduce
You. In this way, NO on the surface of platinum PtTwoExists
When exhausted, NO from the absorbent one after anotherTwoIs released
You. Therefore, if the air-fuel ratio of the inflow exhaust gas is made rich,
NO in betweenXNO from absorbent 26XIs released
And

【0034】即ち、流入排気ガスの空燃比をリッチにす
るとまず始めに未燃HC,COが白金Pt上のO2 -
はO2-とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金
Pt上のO2 - 又はO2-が消費されてもまだ未燃HC,
COが残っていればこの未燃HC,COによって吸収剤
から放出されたNOX および機関から排出されたNO X
が還元せしめられる。従って流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすれば短時間のうちにNOX 吸収剤26に吸収さ
れているNOX が放出され、しかもこの放出されたNO
X が還元されるために大気中にNOX が排出されるのを
阻止することができることになる。また、NOX 吸収剤
26は還元触媒の機能を有しているので流入排気ガスの
空燃比を理論空燃比にしてもNOX 吸収剤26から放出
されたNOX が還元せしめられる。しかしながら流入排
気ガスの空燃比を理論空燃比にした場合にはNOX 吸収
剤26からNOX が徐々にしか放出されないためにNO
X吸収剤26に吸収されている全NOX を放出させるに
は若干長い時間を要する。
That is, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich.
First, unburned HC and CO are converted to O on platinum Pt.Two -or
Is O2-Immediately oxidized and then platinum
O on PtTwo -Or O2-Is consumed but unburned HC,
If CO remains, the unburned HC and CO make it an absorbent
NO released fromXAnd NO emitted from the engine X
Is reduced. Therefore, the air-fuel ratio of the inflow exhaust gas is reset.
NO in a short timeXAbsorbed by absorbent 26
NOXIs released, and the released NO
XNO in the atmosphere due to reductionXIs discharged
It can be blocked. NOXAbsorbent
26 has the function of a reduction catalyst, so that
NO even if the air-fuel ratio is stoichiometricXReleased from absorbent 26
NOXIs reduced. However, inflow and exhaust
NO if the air-fuel ratio of the gas is the stoichiometric air-fuel ratioXabsorption
NO from agent 26XIs released only gradually
XTotal NO absorbed in absorbent 26XTo release
Takes a little longer.

【0035】上述したように燃焼室5内における平均空
燃比A/FがリーンであるときにはNOX がNOX 吸収
剤26に吸収される。しかしながらNOX 吸収剤26の
NO X 吸収能力には限度があり、NOX 吸収剤26のN
X 吸収能力が飽和すればNOX 吸収剤26はもはやN
X を吸収しえなくなる。従ってNOX 吸収剤26のN
X 吸収能力が飽和する前にNOX 吸収剤26からNO
X を放出させる必要があり、そのためにはNOX 吸収剤
26にどの程度のNOX が吸収されているかを推定する
必要がある。そこで次にこのNOX 吸収量の推定方法に
ついて説明する。
As described above, the average empty space in the combustion chamber 5
NO when fuel ratio A / F is leanXIs NOXabsorption
Is absorbed by the agent 26. However, NOXOf absorbent 26
NO XAbsorption capacity is limited, NOXN of absorbent 26
OXNO if absorption capacity is saturatedXAbsorbent 26 is no longer N
OXCan not be absorbed. Therefore NOXN of absorbent 26
OXNO before absorption capacity is saturatedXNO from absorbent 26
XMust be released, which requires NOXAbsorbent
26 how much NOXEstimate if is absorbed
There is a need. Then, this NOXHow to estimate absorption
explain about.

【0036】燃焼室5内の平均空燃比A/Fがリーンで
あるときには機関負荷が高くなるほど単位時間当り機関
から排出されるNOX 量が増大するために単位時間当り
NO X 吸収剤26に吸収されるNOX 量が増大し、また
機関回転数が高くなるほど単位時間当り機関から排出さ
れるNOX 量が増大するために単位時間当りNOX 吸収
剤26に吸収されるNOX が増大する。従って単位時間
当りNOX 吸収剤26に吸収されるNOX 量は機関負荷
と機関回転数の関数となる。この場合、機関負荷はアク
セルペダル40の踏込み量Lでもって代表することがで
きるので単位時間当りNOX 吸収剤26に吸収されるN
X 量はアクセルペダル40の踏込み量Lと機関回転数
Nの関数となる。従って図1に示す実施例では単位時間
当りNO X 吸収剤26に吸収されるNOX 量Aをアクセ
ルペダル40の踏込み量Lおよび機関回転数Nの関数と
して予め実験により求め、このNOX 量AがLおよびN
の関数として図14(A)に示すマップの形で予めRO
M32内に記憶されている。
The average air-fuel ratio A / F in the combustion chamber 5 is lean
In some cases, the higher the engine load, the more the engine per unit time
NO emitted fromXPer unit time to increase the volume
NO XNO absorbed by the absorbent 26XThe amount increases,
The higher the engine speed, the higher the emissions from the engine per unit time.
NOXNO per unit time due to increased amountXabsorption
Absorbed by agent 26XIncrease. Therefore the unit time
Hit NOXNO absorbed by the absorbent 26XQuantity is engine load
And the engine speed. In this case, the engine load
It can be represented by the amount of depression L of the cell pedal 40.
NO per unit timeXN absorbed by the absorbent 26
OXThe amount is the amount of depression L of the accelerator pedal 40 and the engine speed.
N. Therefore, in the embodiment shown in FIG.
Hit NO XNO absorbed by the absorbent 26XAccess amount A
Function L of the pedal 40 and the engine speed N
This NOXA is L and N
In advance in the form of a map shown in FIG.
It is stored in M32.

【0037】一方、燃焼室5内における平均空燃比A/
Fが理論空燃比又はリッチになるとNOX 吸収剤26か
らNOX が放出されるがこのときのNOX 放出量は主に
排気ガス量と平均空燃比の影響を受ける。即ち、排気ガ
ス量が増大するほど単位時間当りNOX 吸収剤26から
放出されるNOX 量が増大し、平均空燃比がリッチとな
るほど単位時間当りNOX 吸収剤26から放出されるN
X 量が増大する。この場合、排気ガス量、即ち吸入空
気量はアクセルペダル40の踏込み量Lと機関回転数N
の関数となり、平均空燃比A/Fもアクセルペダル40
の踏込み量Lと機関回転数Nの関数となる。従って単位
時間当りNOX 吸収剤26から放出されるNOX 量Dは
アクセルペダル40の踏込み量Lと機関回転数Nの関数
となり、このNOX 量DはLおよびNの関数として図1
4(B)に示すマップの形で予めROM32内に記憶さ
れている。
On the other hand, the average air-fuel ratio A /
When F becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich, NO X is released from the NO X absorbent 26, but the NO X release amount at this time is mainly affected by the exhaust gas amount and the average air-fuel ratio. Ie, N the amount of NO X amount of exhaust gas is discharged from the unit time per the NO X absorbent 26 as to increase is increased, the average air-fuel ratio is discharged from the higher per unit time the NO X absorbent 26 becomes rich
O X amount increases. In this case, the exhaust gas amount, that is, the intake air amount is determined by the depression amount L of the accelerator pedal 40 and the engine speed N.
The average air-fuel ratio A / F is also a function of the accelerator pedal 40
Is a function of the stepping amount L and the engine speed N. Therefore, the NO X amount D released from the NO X absorbent 26 per unit time is a function of the depression amount L of the accelerator pedal 40 and the engine speed N, and this NO X amount D is a function of L and N in FIG.
4B is stored in the ROM 32 in advance in the form of a map shown in FIG.

【0038】上述したように燃焼室5内における平均空
燃比A/Fがリーンのときには単位時間当りのNOX
収量がAで表わされ燃焼室5内における平均空燃比A/
Fが理論空燃比又はリッチのときには単位時間当りのN
X 放出量がDで表わされるのでNOX 吸収剤26に吸
収されていると推定されるNOX 量ΣNOXは次式を用
いて算出できることになる。
The average air fuel ratio in the average air-fuel ratio NO X absorption amount per unit time when A / F is lean is represented by A combustion chamber 5 at the combustion chamber 5 as described above A /
When F is the stoichiometric air-fuel ratio or rich, N per unit time
Since the O X release amount is represented by D, the NO X amount ΣNO X estimated to be absorbed by the NO X absorbent 26 can be calculated using the following equation.

【0039】ΣNOX=ΣNOX+A−D 図13はこのNOX 量ΣNOXと燃焼室5内における平
均空燃比A/Fとの関係を示している。図7からわかる
ように機関負荷LがL0 よりも低いときには燃焼室5内
における平均空燃比A/Fはリーンとなっており、この
ときにはNOXがNOX 吸収剤26に吸収されるので図
13に示されるようにNOX 量ΣNOXが増大する。一
方、図7に示されるように機関負荷LがL0 よりも高く
なると燃焼室5内における平均空燃比A/Fがリッチと
なるためにNOX 吸収剤26からNOX が放出される。
従って図13においてXで示されるように機関負荷Lが
0 よりも高くなって平均空燃比A/Fがリッチになる
とNOX 量ΣNOXが減少する。
ΣNOX = ΣNOX + AD FIG.XThe amount of NOx and the flatness in the combustion chamber 5
The relationship with the air-fuel ratio A / F is shown. It can be seen from FIG.
As shown in FIG.0Lower than the inside of the combustion chamber 5
The average air-fuel ratio A / F at is lean,
Sometimes NOXIs NOXAs it is absorbed by the absorbent 26,
NO as shown in 13XThe amount ΣNOX increases. one
On the other hand, as shown in FIG.0Higher than
Then, the average air-fuel ratio A / F in the combustion chamber 5 becomes rich.
NO to becomeXNO from absorbent 26XIs released.
Therefore, as shown by X in FIG.
L 0And the average air-fuel ratio A / F becomes rich
And NOXThe quantity ΣNOX decreases.

【0040】一方、平均空燃比A/Fが継続的にリーン
にされてNOX 量ΣNOXが許容値MAXを越えると図
13においてYで示されるように燃焼室5内における平
均空燃比A/Fが強制的にリッチとされる。平均空燃比
A/FがリッチにされるとNOX 吸収剤26から急速に
NOX が放出され、斯くして図13に示されるようにN
X 量ΣNOXが急速に減少する。次いでNOX 量ΣN
OXが下限値MINまで低下すると平均空燃比A/Fは
リッチからリーンに戻される。
On the other hand, when the average air-fuel ratio A / F is continuously made lean and the NO X amount ΣNOX exceeds the allowable value MAX, the average air-fuel ratio A / F in the combustion chamber 5 is indicated by Y in FIG. Is forcibly made rich. When the average air-fuel ratio A / F is made rich, NO X is rapidly released from the NO X absorbent 26, and thus, as shown in FIG.
O X amount ΣNOX decreases rapidly. Then the amount of NO X ΣN
When OX decreases to the lower limit value MIN, the average air-fuel ratio A / F is returned from rich to lean.

【0041】ところで燃焼室5内における平均空燃比A
/Fがリーンからリッチに切換えられると図11からわ
かるように排気ガス中の酸素濃度が極度に低下する。こ
のときEGR弁29が大きな開度に開弁保持されていた
とすると酸素濃度の極めて低い多量の排気ガスがEGR
ガス通路28を介してサージタンク16内に再循環さ
れ、次いでこの酸素濃度の極めて低い多量のEGRガス
が燃焼室5内に供給されることになる。従ってこのとき
燃焼室5内は酸素濃度の極めて低い多量のEGRガスで
もって占められることになる。
Incidentally, the average air-fuel ratio A in the combustion chamber 5
When / F is switched from lean to rich, the oxygen concentration in the exhaust gas extremely decreases as can be seen from FIG. At this time, if the EGR valve 29 is kept open at a large opening, a large amount of exhaust gas with extremely low oxygen
The gas is recirculated through the gas passage 28 into the surge tank 16, and then a large amount of this very low oxygen concentration EGR gas is supplied into the combustion chamber 5. Therefore, at this time, the inside of the combustion chamber 5 is occupied by a large amount of EGR gas having an extremely low oxygen concentration.

【0042】ところがこのように燃焼室5内が酸素濃度
の極めて低い多量のEGRガスでもって満たされると点
火栓10周りの酸素濃度が低くなるために失火してしま
うという問題を生じる。そこで本発明による実施例では
NOX 吸収剤26からNOXを放出すべく平均空燃比A
/FがリッチにされたときにはEGRガス量を低減する
か、或いは燃焼室5内の酸素濃度を増大させるようにし
ている。一方、燃焼室5内において平均空燃比がリーン
である混合気が燃焼せしめられているときに膨張行程又
は排気行程において燃焼室5内に追加の燃料を供給して
も、或いは排気マニホルド24内に追加の燃料を供給し
てもNOX 吸収剤26に流入する排気ガスの空燃比をリ
ッチにすることができる。図15は追加の燃料を膨張行
程又は排気行程に供給するようにした場合を示してお
り、この場合追加の燃料は図15の区間Z内において燃
料噴射弁11から供給される。膨張行程および排気行程
においては燃焼室5内の既燃ガスの温度はかなり高く、
従ってこの既燃ガス内に追加の燃料を噴射すると炭化水
素が小さな分子に分解すると共に一部の炭化水素はラジ
カルとなり、斯くして燃料は活性化されてNOX に対す
る強い反応性を有することになる。従ってNOX 吸収剤
26からは良好にNOX が放出され、放出したNOX
良好に還元されることになる。なお、NOX に対する反
応性を高めるには既燃ガスの温度が高いときに追加の燃
料を噴射することが好ましく、従って追加の燃料噴射は
図15に示されるように膨張行程において行うことが好
ましい。
However, if the inside of the combustion chamber 5 is filled with a large amount of EGR gas having an extremely low oxygen concentration as described above, there is a problem that the oxygen concentration around the ignition plug 10 becomes low and a fire occurs. The average air fuel ratio A in the embodiment according to the present invention therefore in order to release the NO X from the NO X absorbent 26
When / F is made rich, the EGR gas amount is reduced or the oxygen concentration in the combustion chamber 5 is increased. On the other hand, when an air-fuel mixture having a lean average air-fuel ratio is being burned in the combustion chamber 5, additional fuel may be supplied into the combustion chamber 5 during the expansion stroke or the exhaust stroke, or may be supplied into the exhaust manifold 24. the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the additional fuel to the NO X absorbent 26 be supplied can be made rich. FIG. 15 shows a case where the additional fuel is supplied to the expansion stroke or the exhaust stroke. In this case, the additional fuel is supplied from the fuel injection valve 11 in the zone Z of FIG. During the expansion stroke and the exhaust stroke, the temperature of the burned gas in the combustion chamber 5 is considerably high,
Thus a portion of the hydrocarbon with a hydrocarbon and injecting additional fuel into the inside burned gas are decomposed into smaller molecules become radicals, thus to fuel to having strong reactivity against activated by NO X Become. Thus good NO X is released from the NO X absorbent 26 release the NO X will be satisfactorily reduced. Incidentally, it is preferable to inject additional fuel when the temperature of the burned gas is high in enhancing responsiveness to NO X, thus additional fuel injection is preferably performed in the expansion stroke as shown in Figure 15 .

【0043】なお、上述したように追加の燃料を排気マ
ニホルド24内に供給することもできるがこの場合には
燃料の微粒化を促進する何らかの手段を設けることが好
ましい。ところで例えば膨張行程において追加の燃料を
噴射した場合、膨張行程の初期に噴射されると追加の噴
射燃料はただちに燃焼せしめられ、膨張行程が開始され
た後暫らくしてから噴射されると追加の噴射燃料はほと
んど燃焼することなく未燃燃料の形で燃焼室5から排出
される。追加の燃料が燃焼せしめられた場合には排気ガ
ス中の酸素濃度が極度に低下し、従ってこのときEGR
弁29が大きな開度に開弁保持されていたとすると酸素
濃度の極めて低い多量の排気ガスがEGRガス通路28
を介してサージタンク16内に再循環される。従ってこ
の場合に失火が生じてしまうのは前述したとおりであ
る。
As described above, additional fuel can be supplied into the exhaust manifold 24, but in this case, it is preferable to provide some means for promoting atomization of the fuel. By the way, for example, when additional fuel is injected during the expansion stroke, the additional injected fuel is immediately burned when injected at the beginning of the expansion stroke, and added after a while after the expansion stroke is started. The injected fuel is discharged from the combustion chamber 5 in the form of unburned fuel with almost no combustion. If the additional fuel is burned, the oxygen concentration in the exhaust gas will drop extremely,
Assuming that the valve 29 is kept open at a large opening, a large amount of exhaust gas having an extremely low oxygen concentration is discharged to the EGR gas passage 28.
Through the surge tank 16. Therefore, misfire occurs in this case as described above.

【0044】これに対して追加の燃料がほとんど燃焼せ
しめられない場合には多量の未燃燃料を含んだ排気ガス
が燃焼室5から排出される。このときEGR弁29が大
きな開度に開弁保持されていたとすると多量の未燃燃料
を含んだ多量の排気ガスがEGRガス通路28を介して
サージタンク16内に再循環され、次いでこの多量の未
燃燃料を含んだ多量のEGRガスが燃焼室5内に供給さ
れることになる。
On the other hand, when the additional fuel is hardly burned, the exhaust gas containing a large amount of unburned fuel is discharged from the combustion chamber 5. At this time, if the EGR valve 29 is held open at a large opening, a large amount of exhaust gas containing a large amount of unburned fuel is recirculated through the EGR gas passage 28 into the surge tank 16 and then the large amount of exhaust gas is discharged. A large amount of EGR gas containing unburned fuel is supplied into the combustion chamber 5.

【0045】ところがこのように多量の未燃燃料が燃焼
室5内に再循環されると特に図9(C)或いは図10
(C)に示されるように点火栓10の周りに混合気を集
めるようにした場合には点火栓10周りの混合気が過度
にリッチとなり、その結果失火してしまうという問題を
生ずる。そこで本発明による実施例ではNOX 吸収剤2
6からNOX を放出すべく平均空燃比A/Fがリッチに
されたときにはEGRガス量を低減するか、或いは燃焼
室5内に未燃燃料が流入しないようにしている。
However, when such a large amount of unburned fuel is recirculated into the combustion chamber 5, in particular, FIG.
As shown in (C), when the air-fuel mixture is collected around the ignition plug 10, the air-fuel mixture around the ignition plug 10 becomes excessively rich, and as a result, there is a problem that a misfire occurs. Therefore, in this embodiment of the present invention the NO X absorbent 2
The average air-fuel ratio A / F from 6 so as to release the NO X is as if reducing the EGR gas amount, or unburned fuel in the combustion chamber 5 does not flow when that is rich.

【0046】図16から図19はNOX 吸収剤26から
NOX を放出させるための制御の具体的な一実施例を示
している。なお、図16は平均空燃比A/Fがリーンで
ある混合気が継続して燃焼せしめられているときにNO
X 量ΣNOXがMAXとなり、NOX 吸収剤26からN
X を放出すべくNOX 放出フラグがセットされた場合
を示している。
FIGS. 16 to 19 show a specific embodiment of the control for releasing NO X from the NO X absorbent 26. FIG. 16 shows NO when the air-fuel mixture having a lean average air-fuel ratio A / F is continuously burned.
X amount ΣNOX is MAX, and the from the NO X absorbent 26 N
This shows a case where the NO X release flag is set to release O X.

【0047】図16に示されるようにNOX 放出フラグ
がセットされるとEGR弁29が全閉せしめられ、スロ
ットル弁23が予め定められた開度まで弁せしめられ
る。EGR弁29の閉弁動作およびスロットル弁23の
閉弁動作が完了すると膨張行程時に追加の燃料が噴射さ
れる。追加の燃料が噴射されるとNOX 吸収剤26に流
入する排気ガスの空燃比がリッチとなり、斯くしてNO
X 吸収剤26からのNOX 放出作用が開始される。NO
X 吸収剤26からのNOX の放出作用が完了すると追加
の燃料の噴射作用が停止され、次いでEGR弁29およ
びスロットル弁23が元の開度まで開弁せしめられる。
The EGR valve 29 when NO X release flag is set as shown in FIG. 16 is completely closed, the throttle valve 23 is made to close valve to the opening degree determined in advance. When the closing operation of the EGR valve 29 and the closing operation of the throttle valve 23 are completed, additional fuel is injected during the expansion stroke. Air-fuel ratio of the exhaust gas additional fuel flows into the jetted the NO X absorbent 26 becomes rich, NO and thus
The action of releasing NO X from the X absorbent 26 is started. NO
When the release operation of NO X from the X absorbent 26 is completed, the injection operation of the additional fuel is stopped, and then the EGR valve 29 and the throttle valve 23 are opened to the original opening.

【0048】図16に示されるようにこの実施例では追
加の燃料が噴射されるときにはEGR弁29が全閉して
いる。従って追加の燃料噴射により排気ガス中の酸素濃
度が極度に低下しても、或いは排気ガスが多量の未燃燃
料を含んでいてもこの排気ガスが燃焼室5内に再循環さ
れることがなく、斯くして失火が発生するのを阻止する
ことができることになる。また、図1に示す筒内噴射式
内燃機関ではEGRガスの供給量を減少し、或いはEG
Rガスの供給を停止すると燃焼室5内に供給される吸入
空気量が増大し、今度は混合気が過度にリーンになって
失火を生ずることになる。そこでこの実施例では混合気
が過度にリーンにならないようにEGR弁29の開度が
減少せしめられてEGRガスの供給量が減少せしめられ
たときにはスロットル弁23の開度を減少させて吸入空
気量を減少させるようにしている。
As shown in FIG. 16, in this embodiment, when additional fuel is injected, the EGR valve 29 is fully closed. Therefore, even if the oxygen concentration in the exhaust gas becomes extremely low due to the additional fuel injection, or even if the exhaust gas contains a large amount of unburned fuel, the exhaust gas is not recirculated into the combustion chamber 5. Thus, occurrence of misfire can be prevented. In the cylinder injection type internal combustion engine shown in FIG. 1, the supply amount of EGR gas is reduced,
When the supply of the R gas is stopped, the amount of intake air supplied into the combustion chamber 5 increases, and this time, the air-fuel mixture becomes excessively lean, causing a misfire. Therefore, in this embodiment, the opening degree of the EGR valve 29 is decreased so that the mixture does not become excessively lean, and when the supply amount of the EGR gas is decreased, the opening degree of the throttle valve 23 is decreased to reduce the intake air amount. Is to be reduced.

【0049】図17から図19は図16に示すNOX
出制御をも含んだ燃料噴射制御ルーチンを示しており、
このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行され
る。図17から図19を参照するとまず初めにステップ
100においてアクセルペダル40の踏込み量Lおよび
機関回転数Nの関数として予めROM32内に記憶され
ている図6に示す吸気行程噴射量Q1 および圧縮行程噴
射量Q2 が算出され、次いでステップ101ではアクセ
ルペダル40の踏込み量Lおよび機関回転数Nの関数と
して予めROM32内に記憶されている図6に示す噴射
時期が算出される。次いでステップ102に進んでNO
X 放出フラグがセットされているか否かが判別される。
通常はNOX 放出フラグはリセットされているのでステ
ップ103に進む。ステップ103ではNOX 吸収剤2
6に吸収されていると推定されるNOX 量ΣNOXが許
容値MAXよりも大きいか否かが判別される。ΣNOX
≦MAXのときにはステップ104に進む。
FIGS. 17 to 19 show a fuel injection control routine including the NO X release control shown in FIG.
This routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIGS. 17 to 19, first, at step 100, the intake stroke injection amount Q 1 and the compression stroke shown in FIG. 6 are stored in the ROM 32 as a function of the depression amount L of the accelerator pedal 40 and the engine speed N in advance. injection quantity Q 2 is calculated, then the injection timing shown in FIG. 6 is calculated which is stored in advance in the ROM32 as a function of the depression amount L and the engine rotational speed N of the accelerator pedal 40 at step 101. Next, proceed to step 102, NO
It is determined whether the X release flag is set.
Normally NO X release flag, the process proceeds to step 103 because it is reset. Step 103 In the NO X absorbent 2
Then, it is determined whether or not the NO X amount 推定 NOX estimated to be absorbed by the NO. 6 is larger than the allowable value MAX. ΣNOX
When ≦ MAX, the routine proceeds to step 104.

【0050】ステップ104ではアクセルペダル40の
踏込み量Lおよび機関回転数Nの関数として予めROM
32内に記憶されている図7に示すEGR弁29の開度
が算出され、次いでステップ105ではアクセルペダル
40の踏込み量Lおよび機関回転数Nの関数として予め
ROM32内に記憶されている図7に示すスロットル弁
23の開度が算出される。
In step 104, the ROM is preliminarily determined as a function of the depression amount L of the accelerator pedal 40 and the engine speed N.
The opening degree of the EGR valve 29 shown in FIG. 7 stored in FIG. 7 is calculated, and then in step 105, the opening degree L of the accelerator pedal 40 and the engine speed N are stored in advance in the ROM 32 as a function of the engine speed N. The opening degree of the throttle valve 23 shown in FIG.

【0051】次いでステップ106ではアクセルペダル
40の踏込み量LがL0 (図7)よりも低いか否かが判
別される。L<L0 のときにはステップ107に進んで
図14(A)に示すマップからNOX 放出量Aが算出さ
れる。次いでステップ108ではNOX 放出量Dが零と
され、次いでステップ111に進む。一方、ステップ1
06においてL≧L0 であると判別されたときにはステ
ップ109に進んで図14(B)に示すマップからNO
X 放出量Dが算出される。次いでステップ110ではN
X 吸収量Aが零とされ、次いでステップ111に進
む。
Next, at step 106, it is determined whether or not the depression amount L of the accelerator pedal 40 is lower than L 0 (FIG. 7). L <NO X emissions A from the map shown in FIG. 14 (A) proceeds to step 107 when the L 0 is calculated. Next, at step 108 NO X release amount D is set to zero, then the routine proceeds to step 111. Step 1
When it is determined in L <b> 06 that L ≧ L 0 , the routine proceeds to step 109, where NO is determined from the map shown in FIG.
The X release amount D is calculated. Next, at step 110, N
O X absorption A is made zero, then the routine proceeds to step 111.

【0052】ステップ111ではNOX 吸収剤26に吸
収されていると推定されるNOX 量NOX(=ΣNOX
+A−D)が算出される。次いでステップ112ではΣ
NOXが負になったか否かが判別され、ΣNOX<0に
なったときにはステップ113に進んでΣNOXが零と
される。一方、ステップ103においてΣNOX>MA
Xになったと判別されたときにはステップ114に進ん
でNOX 放出フラグがセットされ、次いでステップ11
5に進む。なお、一旦NOX 放出フラグがセットされる
とその後はステップ102からステップ115にジャン
プする。ステップ115では放出完了フラグがセットさ
れているか否かが判別される。このときこの放出完了フ
ラグはセットされていないのでステップ116に進む。
[0052] amount of NO X NOX that is estimated to be absorbed in the NO X absorbent 26 in step 111 (= .SIGMA.NOX
+ AD) is calculated. Next, at step 112,
It is determined whether or not NOX has become negative. When ΣNOX <0, the routine proceeds to step 113, where ΣNOX is made zero. On the other hand, in step 103 ΣNOX> MA
If it is determined that X has been reached, the routine proceeds to step 114, where the NO X release flag is set, and then step 11
Go to 5. Incidentally, once then the NO X release flag is set operation jumps from step 102 to step 115. In step 115, it is determined whether or not the release completion flag has been set. At this time, since the release completion flag is not set, the process proceeds to step 116.

【0053】ステップ116ではEGR弁29が全閉せ
しめられる。次いでステップ117ではスロットル弁2
3が予め定められた開度まで閉弁せしめられる。。この
予め定められた開度はアクセルペダル40の踏込み量L
および機関回転数Nの関数の形で予めROM32内に記
憶されている。次いでステップ118ではEGR弁29
およびスロットル弁23の閉弁処理が行われてから一定
時間が経過したか否かが判別され、一定時間経過したと
きにはステップ119に進む。
In step 116, the EGR valve 29 is fully closed. Next, at step 117, the throttle valve 2
3 is closed to a predetermined opening degree. . The predetermined opening is determined by the depression amount L of the accelerator pedal 40.
And in the form of a function of the engine speed N in the ROM 32 in advance. Next, at step 118, the EGR valve 29
Then, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the closing process of the throttle valve 23 is performed. When the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step 119.

【0054】ステップ119では予め定められた量の追
加燃料の噴射作用が開始される。次いでステップ120
では追加の燃料噴射が行われたときのNOX 放出量D′
が算出され、次いでステップ121ではNOX 量ΣNO
XからNOX 放出量D′が減算される。次いでステップ
122ではΣNOXが下限値MINよりも小さくなった
か否かが判別され、ΣNOX<MINになるとステップ
123に進んで放出完了フラグがセットされる。次いで
ステップ124に進む。なお、一旦放出完了フラグがセ
ットされるとその後はステップ115からステップ12
4にジャンプする。
In step 119, an injection operation of a predetermined amount of additional fuel is started. Then step 120
NO X emissions D when the the additional fuel injection has been performed '
Is calculated, and then at step 121, the NO X amount ΣNO
The NOx release amount D 'is subtracted from X. Next, at step 122, it is determined whether or not ΣNOX has become smaller than the lower limit value MIN. If ΣNOX <MIN, the routine proceeds to step 123, where the release completion flag is set. Next, the routine proceeds to step 124. It should be noted that once the release completion flag is set, thereafter, Steps 115 to 12
Jump to 4.

【0055】ステップ124では放出完了フラグがセッ
トされてから一定時間経過したか否かが判別され、一定
時間経過したときにはステップ125に進む。ステップ
125ではEGR弁29が元の開度まで、正確に云うと
そのときの運転状態により定まるROM32内に記憶さ
れた開度まで開弁せしめられ、次いでステップ126で
は同様にスロットル弁23が元の開度まで、正確に云う
とそのときの運転状態により定まるROM32内に記憶
された開度まで開弁せしめられる。次いでステップ12
7ではEGR弁29およびスロットル弁23の開弁処理
が完了したか否かが判別され、開弁処理が完了したとき
にはステップ128に進んで放出完了フラグがリセット
され、次いでステップ129においてNOX 放出フラグ
がリセットされる。
At step 124, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the release completion flag was set. When the predetermined time has elapsed, the routine proceeds to step 125. In step 125, the EGR valve 29 is opened to the original opening degree, more precisely, to the opening degree stored in the ROM 32 determined by the operation state at that time. Then, in step 126, the throttle valve 23 is similarly opened to the original opening degree. The valve is opened up to the opening degree, more precisely, the opening degree stored in the ROM 32 determined by the operation state at that time. Then step 12
Whether the opening process of the EGR valve 29 and the throttle valve 23 in 7 has been completed is discriminated, releasing completion flag proceeds to step 128 when the valve opening process has been completed is reset, then NO X release flag in step 129 Is reset.

【0056】図20に別の実施例を示す。この実施例に
おいてもNOX 放出フラグがセットされるとEGR弁2
9およびスロットル弁23が閉弁せしめられ、EGR弁
29およびスロットル弁23の開弁動作が完了すると追
加の燃料が供給されるがこの実施例ではEGR弁29が
せず、一定開度まで閉弁せしめられる。即ち、この
実施例ではEGRガスの再循環量が低減せしめられる。
このようにこの実施例では追加の燃料噴射により排気ガ
ス中の酸素濃度が極度に低下しても、或いは排気ガスが
多量の未燃燃料を含んでいてもこの排気ガスの燃焼室5
内への再循環量が低減せしめられるので失火が発生する
のを阻止することができることになる。
FIG. 20 shows another embodiment. Also in this embodiment, when the NO X release flag is set, the EGR valve 2
9 and the throttle valve 23 is made to closed, the EGR valve 29 is not fully closed at Although additional fuel is supplied to an open operation of the EGR valve 29 and the throttle valve 23 is completed this embodiment, to a certain degree The valve is closed. That is, in this embodiment, the recirculation amount of the EGR gas is reduced.
As described above, in this embodiment, even if the oxygen concentration in the exhaust gas is extremely reduced by the additional fuel injection, or even if the exhaust gas contains a large amount of unburned fuel, the combustion chamber 5 of the exhaust gas may be used.
Since the amount of recirculation into the inside is reduced, it is possible to prevent the occurrence of misfire.

【0057】図21から図23は追加の燃料を噴射した
ときに排気ガス中に含まれる未燃燃料を燃焼室5内に再
循環させないようにした夫々別の実施例を示している。
図21から図23を参照するといずれの実施例において
もEGRガス通路28が排気マニホルド24下流の排気
管25,25aに連結された第1通路28aと、排気マ
ニホルド24に連結された第2通路28bとを具備し、
これら第1通路28aと第2通路28bとの合流部50
にアクチュエータ51により制御される切換弁52から
なる切換手段が配置される。第1通路28aおよび第2
通路28bはそれらのうちのいずれか一方が切換弁52
の切換作用によってEGRガス通路28およびEGR弁
29を介してサージタンク16内に連結される。
FIGS. 21 to 23 show another embodiment in which unburned fuel contained in exhaust gas is not recirculated into the combustion chamber 5 when additional fuel is injected.
Referring to FIGS. 21 to 23, in any of the embodiments, the EGR gas passage 28 is connected to the exhaust pipes 25 and 25a downstream of the exhaust manifold 24, and the second passage 28b is connected to the exhaust manifold 24. With
The junction 50 between the first passage 28a and the second passage 28b
A switching means composed of a switching valve 52 controlled by an actuator 51 is disposed at a position. First passage 28a and second passage
The passage 28b has one of them as the switching valve 52.
Is connected to the surge tank 16 through the EGR gas passage 28 and the EGR valve 29.

【0058】即ち、これらの実施例では通常は第1通路
28aが切換弁52によって閉鎖され、第2通路28b
がEGRガス通路28およびEGR弁29を介してサー
ジタンク16に連結されている。従って通常は排気マニ
ホルド24内の排気ガスが第2通路28bを介してサー
ジタンク16内に還流される。一方、NOX 吸収剤26
からNOX を放出すべきときには切換弁52の切換作用
が行われて第2通路28bが切換弁52によって閉鎖さ
れ、第1通路28aがEGRガス通路28およびEGR
弁29を介してサージタンク16に連結される。また、
図24に示されるようにNOX 吸収剤26からNOX
放出すべくNOX 放出フラグがセットされてもEGR弁
29およびスロットル弁23はそのままの開度で開弁状
態に保持される。従ってこのとき排気ガスは第1通路2
8aを介してサージタンク16内に再循環せしめられ
る。
That is, in these embodiments, the first passage 28a is normally closed by the switching valve 52 and the second passage 28b
Are connected to the surge tank 16 via an EGR gas passage 28 and an EGR valve 29. Therefore, normally, the exhaust gas in the exhaust manifold 24 is returned to the surge tank 16 through the second passage 28b. On the other hand, NO X absorbent 26
NO second passage 28b in time to release the X being performed for switching the switching valve 52換作is closed by the switching valve 52, the first passage 28a is EGR gas passage 28 and EGR from
The surge tank 16 is connected via a valve 29. Also,
As shown in FIG. 24, even if the NO X release flag is set to release NO X from the NO X absorbent 26, the EGR valve 29 and the throttle valve 23 are kept open at the same opening. Therefore, at this time, the exhaust gas is
It is recirculated into the surge tank 16 via 8a.

【0059】図21に示す実施例では酸化触媒又はHC
吸着剤53を内蔵した未燃燃料除去装置54が第1通路
28a内に配置され、NOX 吸収剤26からNOX を放
出すべく追加の燃料噴射が行われたときには排気管25
内の排気ガスが未燃燃料除去装置54を介してサージタ
ンク16内に再循環される。未燃燃料除去装置54が酸
化触媒53を内蔵している場合にはこのとき排気ガス中
の未燃燃料は酸化触媒53によって酸化せしめられ、未
燃燃料除去装置54がHC吸着剤53を内蔵している場
合にはこのとき排気ガス中の未燃燃料がHC吸着剤53
に吸着される。いずれの場合でも未燃燃料は燃焼室5内
に再循環されず、斯くして失火が生ずるのを阻止するこ
とができることになる。
In the embodiment shown in FIG. 21, an oxidation catalyst or HC
Unburned fuel removal device 54 which incorporates an adsorbent 53 disposed in the first passage 28a, the exhaust pipe 25 when the additional fuel injection is performed in order to release the NO X from the NO X absorbent 26
The exhaust gas is recirculated through the unburned fuel removing device 54 into the surge tank 16. When the unburned fuel removing device 54 includes the oxidation catalyst 53, the unburned fuel in the exhaust gas is oxidized by the oxidation catalyst 53 at this time, and the unburned fuel removing device 54 includes the HC adsorbent 53. In this case, the unburned fuel in the exhaust gas is
Is adsorbed. In any case, the unburned fuel is not recirculated into the combustion chamber 5, thus preventing misfiring from occurring.

【0060】一方、前述したように通常は排気マニホル
ド24内の排気ガスが未燃燃料除去装置54を経ずして
燃焼室5内に還流せしめられる。これは通常運転時にお
いて排気ガス中に未燃燃料が存在している場合にはでき
るだけ未燃燃料を燃焼室5内に再循環させて燃焼室5内
において燃焼させ、未燃燃料を出力の向上に寄与させる
と共に未燃燃料の大気への排出をできるだけ阻止するた
めである。
On the other hand, as described above, normally, the exhaust gas in the exhaust manifold 24 is returned to the combustion chamber 5 without passing through the unburned fuel removing device 54. This means that if unburned fuel is present in the exhaust gas during normal operation, the unburned fuel is recirculated as much as possible into the combustion chamber 5 and burned in the combustion chamber 5 to improve the output of the unburned fuel. This is to prevent unburned fuel from being discharged to the atmosphere as much as possible.

【0061】図22に示す実施例では第1通路28aが
NOX 吸収剤26下流の排気管25aに連結され、従っ
てこの実施例ではNOX 吸収剤26からNOX を放出す
べく追加の燃料が噴射されているときにはNOX 吸収剤
26を通過した排気ガスが第1通路28aを介してサー
ジタンク16内に再循環せしめられる。排気ガス中に含
まれる未燃燃料はNOX 吸収剤26から放出されるNO
X を還元するために使用され、即ち未燃燃料はNOX
収剤26内において酸化せしめられ、斯くしてこの実施
例においても未燃燃料が燃焼室5内に再循環されないこ
とになる。なお、この実施例ではNOX 吸収剤26が未
燃燃料除去装置の役割を同時に果している。
[0061] In the embodiment shown in FIG. 22 is connected to the first passage 28a is the NO X absorbent 26 downstream of the exhaust pipe 25a, thus additional fuel so as to release the NO X from the NO X absorbent 26 in this embodiment When being injected, the exhaust gas that has passed through the NO X absorbent 26 is recirculated into the surge tank 16 via the first passage 28a. Unburned fuel contained in the exhaust gas is released from the NO X absorbent 26 NO
Is used to reduce the X, namely unburned fuel is oxidized in the the NO X absorbent 26, also unburnt fuel in this embodiment will not be recirculated to the combustion chamber 5 and thus. Incidentally, NO X absorbent 26 in this embodiment plays a role of unburned fuel removal device at the same time.

【0062】図23に示す実施例では酸化触媒55を内
蔵した触媒コンバータ56が排気マニホルド24とNO
X 吸収剤27の間に配置され、触媒コンバータ56とN
X吸収剤26間の排気管25に第1通路28aが直結
される。従ってこの実施例ではNOX 吸収剤26からN
X を放出すべく追加の燃料が噴射されているときには
酸化触媒55を通過した排気ガスが第1通路28aを介
してサージタンク16内に再循環せしめられる。排気ガ
ス中に含まれる未燃燃料は酸化触媒55内を通過する際
に酸化せしめられ、斯くしてこの実施例においても未燃
燃料が燃焼室5内に再循環されないことになる。なお、
この実施例では酸化触媒55が未燃燃料除去装置の役割
を同時に果している。
In the embodiment shown in FIG. 23, the catalytic converter 56 containing the oxidation catalyst 55 is connected to the exhaust manifold 24 and the NO.
The catalyst converter 56 and N
The first passage 28a is directly connected to the exhaust pipe 25 between the O X absorbent 26. Therefore, in this embodiment, the NO X absorbent 26
When the additional fuel so as to release the O X is injected is caused to recycle the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 55 is in the surge tank 16 via the first passage 28a. The unburned fuel contained in the exhaust gas is oxidized when passing through the inside of the oxidation catalyst 55. Therefore, also in this embodiment, the unburned fuel is not recirculated into the combustion chamber 5. In addition,
In this embodiment, the oxidation catalyst 55 simultaneously serves as an unburned fuel removing device.

【0063】図25から図27は図21から図23に示
す内燃機関のいずれにも適用しうる燃料噴射制御ルーチ
ンを示しており、このルーチンは一定時間毎の割込みに
よって実行される。図25から図27を参照するとまず
初めにステップ200においてアクセルペダル40の踏
込み量Lおよび機関回転数Nの関数として予めROM3
2内に記憶されている図6に示す吸気行程噴射量Q1
よび圧縮行程噴射量Q2 が算出され、次いでステップ2
01ではアクセルペダル40の踏込み量Lおよび機関回
転数Nの関数として予めROM32内に記憶されている
図6に示す噴射時期が算出される。次いでステップ20
2に進んでNOX 放出フラグがセットされているか否か
が判別される。通常はNOX 放出フラグはリセットされ
ているのでステップ203に進む。ステップ203では
NOX 吸収剤26に吸収されていると推定されるNOX
量ΣNOXが許容値MAXよりも大きいか否かが判別さ
れる。ΣNOX≦MAXのときにはステップ204に進
む。
FIGS. 25 to 27 show a fuel injection control routine applicable to any of the internal combustion engines shown in FIGS. 21 to 23. This routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIGS. 25 to 27, first, in step 200, the ROM 3 is stored in advance as a function of the depression amount L of the accelerator pedal 40 and the engine speed N.
Intake stroke injection amount shown in FIG. 6 which is stored in the 2 Q 1 and compression stroke injection amount Q 2 is calculated, then Step 2
At 01, the injection timing shown in FIG. 6 which is stored in advance in the ROM 32 as a function of the depression amount L of the accelerator pedal 40 and the engine speed N is calculated. Then step 20
Whether NO X release flag is set is determined proceed to 2. Normally NO X release flag, the process proceeds to step 203 because it is reset. NO X is estimated to be absorbed in the NO X absorbent 26 in step 203
It is determined whether the amount ΣNOX is larger than the allowable value MAX. When ΣNOX ≦ MAX, the routine proceeds to step 204.

【0064】ステップ204ではアクセルペダル40の
踏込み量Lおよび機関回転数Nの関数として予めROM
32内に記憶されている図7に示すEGR弁29の開度
が算出され、次いでステップ205ではアクセルペダル
40の踏込み量Lおよび機関回転数Nの関数として予め
ROM32内に記憶されている図7に示すスロットル弁
23の開度が算出される。
In step 204, the ROM amount is previously determined as a function of the depression amount L of the accelerator pedal 40 and the engine speed N.
The opening degree of the EGR valve 29 shown in FIG. 7 stored in FIG. 7 is calculated, and then in step 205, the opening degree L of the accelerator pedal 40 and the engine speed N are stored in advance in the ROM 32 as a function of FIG. The opening degree of the throttle valve 23 shown in FIG.

【0065】次いでステップ206ではアクセルペダル
40の踏込み量LがL0 (図7)よりも低いか否かが判
別される。L<L0 のときにはステップ207に進んで
図14(A)に示すマップからNOX 放出量Aが算出さ
れる。次いでステップ208ではNOX 放出量Dが零と
され、次いでステップ211に進む。一方、ステップ2
06においてL≧L0 であると判別されたときにはステ
ップ209に進んで図14(B)に示すマップからNO
X 放出量Dが算出される。次いでステップ210ではN
X 吸収量Aが零とされ、次いでステップ211に進
む。
Next, at step 206, it is determined whether or not the depression amount L of the accelerator pedal 40 is lower than L 0 (FIG. 7). L <NO X emissions A from the map shown in FIG. 14 (A) proceeds to step 207 when the L 0 is calculated. Next, at step 208 NO X release amount D is set to zero, then the routine proceeds to step 211. Step 2
When it is determined in L <b> 06 that L ≧ L 0 , the process proceeds to step 209, and NO is determined from the map shown in FIG.
The X release amount D is calculated. Next, at step 210, N
O X absorption A is made zero, then the routine proceeds to step 211.

【0066】ステップ211ではNOX 吸収剤26に吸
収されていると推定されるNOX 量NOX(=ΣNOX
+A−D)が算出される。次いでステップ212ではΣ
NOXが負になったか否かが判別され、ΣNOX<0に
なったときにはステップ213に進んでΣNOXが零と
される。一方、ステップ203においてΣNOX>MA
Xになったと判別されたときにはステップ214に進ん
でNOX 放出フラグがセットされ、次いでステップ21
5に進む。なお、一旦NOX 放出フラグがセットされる
とその後はステップ202からステップ215にジャン
プする。ステップ215では放出完了フラグがセットさ
れているか否かが判別される。このときこの放出完了フ
ラグはセットされていないのでステップ216に進む。
[0066] amount of NO X NOX that is estimated to be absorbed in the NO X absorbent 26 in step 211 (= .SIGMA.NOX
+ AD) is calculated. Next, at step 212,
It is determined whether or not NOX has become negative. When ΣNOX <0, the routine proceeds to step 213, where ΣNOX is made zero. On the other hand, in step 203 ΣNOX> MA
When it is determined that X has been reached, the routine proceeds to step 214, where the NO X release flag is set.
Go to 5. Incidentally, once then the NO X release flag is set operation jumps from step 202 to step 215. At step 215, it is determined whether or not the release completion flag is set. At this time, since the release completion flag is not set, the process proceeds to step 216.

【0067】ステップ216では第2通路28bが切換
弁52により閉鎖され、第1通路28aがサージタンク
16に連通するように切換弁52が切換えられる。次い
でステップ217では切換弁52の切換作用が完了して
から一定時間が経過したか否かが判別され、一定時間経
過したときにはステップ218に進む。ステップ218
では予め定められた量の追加燃料の噴射作用が開始され
る。次いでステップ219では追加の燃料噴射が行われ
たときのNOX 放出量D′が算出され、次いでステップ
220ではNOX 量ΣNOXからNOX 放出量D′が減
算される。次いでステップ221ではΣNOXが下限値
MINよりも小さくなったか否かが判別され、ΣNOX
MINになるとステップ222に進んで放出完了フラ
グがセットされる。次いでステップ223に進む。な
お、一旦放出完了フラグがセットされるとその後はステ
ップ215からステップ223にジャンプする。
In step 216, the second passage 28b is closed by the switching valve 52, and the switching valve 52 is switched so that the first passage 28a communicates with the surge tank 16. Next, at step 217, it is determined whether or not a fixed time has elapsed since the switching operation of the switching valve 52 was completed. When the fixed time has elapsed, the routine proceeds to step 218. Step 218
Then, the injection operation of the predetermined amount of additional fuel is started. Then 'it has been calculated, then NO X emissions D from step 220 the amount of NO X .SIGMA.NOX' NO X release amount D when it is made the fuel injection of the additional step 219 is subtracted. Next, at step 221, it is determined whether or not ΣNOX has become smaller than the lower limit value MIN.
When < MIN is reached, the routine proceeds to step 222, where the release completion flag is set. Next, the routine proceeds to step 223. Once the release completion flag is set, the process jumps from step 215 to step 223.

【0068】ステップ223では放出完了フラグがセッ
トされてから一定時間経過したか否かが判別され、一定
時間経過したときにはステップ224に進む。ステップ
224では第1通路28aが切換弁52により閉鎖さ
れ、第2通路28bがサージタンク16に連通するよう
に切換弁52が切換えられる。次いでステップ225で
は切換弁52の切換作用が完了したか否かが判別され、
切換処理が完了したときにはステップ226に進んで放
出完了フラグがリセットされ、次いでステップ227に
おいてNOX 放出フラグがリセットされる。
At step 223, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the release completion flag was set. When the predetermined time has elapsed, the routine proceeds to step 224. In step 224, the first passage 28a is closed by the switching valve 52, and the switching valve 52 is switched so that the second passage 28b communicates with the surge tank 16. Next, at step 225, it is determined whether or not the switching operation of the switching valve 52 has been completed.
When the switching process is complete release completion flag is reset routine proceeds to step 226, then NO X release flag is reset in step 227.

【0069】図28に更に別の実施例を示す。この実施
例ではNOX 吸収剤26からNOXを放出させるべく追
加の燃料が噴射されたときに燃焼室5内に酸素を供給す
るための酸素供給手段60を具備している。図28に示
されるようにこの酸素供給手段60は酸素タンク61
と、酸素タンク61内に配置されかつ円筒状の酸素透過
膜62によって包囲された空気室63とを具備する。空
気室63の一端はエアポンプ64を介してスロットル弁
23上流の吸気ダクト20内に連結され、空気室63の
他端は空気排出管65に連結される。また、酸素タンク
61内は酸素供給弁66を介してスロットル弁23下流
の吸気ダクト20内に連結される。
FIG. 28 shows still another embodiment. Are provided with oxygen supply means 60 for supplying oxygen into the combustion chamber 5 when the additional fuel is injected in order to release the NO X from the NO X absorbent 26 in this embodiment. As shown in FIG. 28, the oxygen supply means 60 includes an oxygen tank 61
And an air chamber 63 disposed in an oxygen tank 61 and surrounded by a cylindrical oxygen permeable membrane 62. One end of the air chamber 63 is connected to the intake duct 20 upstream of the throttle valve 23 via an air pump 64, and the other end of the air chamber 63 is connected to an air discharge pipe 65. The inside of the oxygen tank 61 is connected to the inside of the intake duct 20 downstream of the throttle valve 23 via the oxygen supply valve 66.

【0070】空気供給弁66は通常閉弁せしめられてい
る。機関の運転が開始されるとエアポンプ64が作動せ
しめられ、エアポンプ64から吐出した空気は空気室6
3内に送り込まれる。空気室63内の空気中に含まれる
酸素は酸素透過膜62を透過して酸素タンク61内に流
入し、斯くして酸素タンク61内には酸素が集められ
る。一方、空気室63内の余剰空気は空気排出管65か
ら外気中に排出される。
The air supply valve 66 is normally closed. When the operation of the engine is started, the air pump 64 is operated, and the air discharged from the air pump 64 is supplied to the air chamber 6.
It is sent into 3. Oxygen contained in the air in the air chamber 63 permeates the oxygen permeable membrane 62 and flows into the oxygen tank 61, so that oxygen is collected in the oxygen tank 61. On the other hand, the excess air in the air chamber 63 is discharged from the air discharge pipe 65 into the outside air.

【0071】図29に示されるようにNOX 吸収剤26
からNOX を放出すべく追加の燃料が噴射されると追加
の燃料の供給作用が行われている期間中、酸素供給弁6
6が開弁せしめられる。酸素供給弁66が開弁すると酸
素タンク61内の酸素が各気筒の燃焼室5内に供給され
る。追加の燃料が燃焼せしめられ、その結果EGRガス
中の酸素濃度が極度に低くなった場合にはこのように各
気筒の燃焼室5内に酸素を供給することによって失火が
生じるのを阻止することができることになる。
[0071] the NO X absorbent 26, as shown in FIG. 29
During the supply operation of the additional fuel additional fuel is injected so as to release the NO X has been carried out, the oxygen supply valve 6
6 is opened. When the oxygen supply valve 66 is opened, the oxygen in the oxygen tank 61 is supplied into the combustion chamber 5 of each cylinder. If additional fuel is burned and the oxygen concentration in the EGR gas becomes extremely low as a result, the misfiring is prevented by supplying oxygen into the combustion chamber 5 of each cylinder. Can be done.

【0072】図30に更に別の実施例を示す。この実施
例では燃料噴射弁11が各吸気枝管15に取付けられ、
燃料が対応する吸気ポート内に向けて噴射される。また
この実施例ではNOX 吸収剤26からNOX を放出させ
るための追加の燃料が排気管25内に配置された補助燃
料噴射弁70から噴射され、この補助燃料噴射弁70下
流の排気管25内にEGRガス通路28が連結される。
図30に示される、いわゆるポート噴射式内燃機関につ
いても本発明を適用することができる。
FIG. 30 shows still another embodiment. In this embodiment, a fuel injection valve 11 is attached to each intake branch 15,
Fuel is injected into the corresponding intake port. Further, in this embodiment, additional fuel for releasing NO X from the NO X absorbent 26 is injected from the auxiliary fuel injection valve 70 disposed in the exhaust pipe 25, and the exhaust pipe 25 downstream of the auxiliary fuel injection valve 70. The EGR gas passage 28 is connected to the inside.
The present invention can also be applied to a so-called port injection type internal combustion engine shown in FIG.

【0073】[0073]

【発明の効果】EGR装置を具えた内燃機関においてN
X 吸収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入
する排気ガスの空燃比をリッチ又は理論空燃比にしたと
きに失火が生じるのを阻止することができる。
In the internal combustion engine provided with the EGR device, N
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing from O X absorbent in the NO X absorbent in order to release the NO X can be prevented misfire from occurring when the rich or the stoichiometric air-fuel ratio.

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

【図1】機関本体を断面図で示した内燃機関の全体図で
ある。
FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine in which an engine body is shown in a sectional view.

【図2】内燃機関の全体図である。FIG. 2 is an overall view of an internal combustion engine.

【図3】シリンダヘッドの平面断面図である。FIG. 3 is a plan sectional view of a cylinder head.

【図4】ピストン頂面の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a piston top surface.

【図5】図3の側面断面図である。FIG. 5 is a side sectional view of FIG. 3;

【図6】燃料噴射量および燃料噴射時期を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a fuel injection amount and a fuel injection timing.

【図7】燃料噴射量、スロットル開度、EGR弁開度お
よび燃焼室内における平均空燃比を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a fuel injection amount, a throttle opening, an EGR valve opening, and an average air-fuel ratio in a combustion chamber.

【図8】吸気制御弁の開度を示す線図である。FIG. 8 is a diagram showing an opening degree of an intake control valve.

【図9】低負荷運転時における燃焼方法を説明するため
の図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a combustion method during low-load operation.

【図10】中負荷運転時における燃焼方法を説明するた
めの図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a combustion method during a medium load operation.

【図11】排気ガス中のCO,HC,O2 の濃度を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram showing the concentrations of CO, HC, and O 2 in exhaust gas.

【図12】NOX 吸収剤のNOX 吸放出作用を説明する
ための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the NO X absorbing / releasing action of the NO X absorbent.

【図13】NOX 放出制御のタイムチャートである。FIG. 13 is a time chart of NO X release control.

【図14】NOX 吸収量およびNOX 放出量のマップを
示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a map of an NO X absorption amount and a NO X release amount.

【図15】追加の燃料噴射時期を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an additional fuel injection timing.

【図16】EGR弁開度、スロットル開度、追加の燃料
噴射等を示すタイムチャートである。
FIG. 16 is a time chart showing an EGR valve opening, a throttle opening, additional fuel injection, and the like.

【図17】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
FIG. 17 is a flowchart for performing injection control.

【図18】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
FIG. 18 is a flowchart for performing injection control.

【図19】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
FIG. 19 is a flowchart for performing injection control.

【図20】EGR弁開度、スロットル開度、追加の燃料
噴射等を示すタイムチャートである。
FIG. 20 is a time chart showing an EGR valve opening, a throttle opening, additional fuel injection, and the like.

【図21】内燃機関の別の実施例を示す全体図である。FIG. 21 is an overall view showing another embodiment of the internal combustion engine.

【図22】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。
FIG. 22 is an overall view showing still another embodiment of the internal combustion engine.

【図23】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。
FIG. 23 is an overall view showing still another embodiment of the internal combustion engine.

【図24】EGR弁開度、スロットル開度、追加の燃料
噴射等を示すタイムチャートである。
FIG. 24 is a time chart showing an EGR valve opening, a throttle opening, additional fuel injection, and the like.

【図25】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
FIG. 25 is a flowchart for performing injection control.

【図26】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
FIG. 26 is a flowchart for performing injection control.

【図27】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
FIG. 27 is a flowchart for performing injection control.

【図28】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。
FIG. 28 is an overall view showing still another embodiment of the internal combustion engine.

【図29】EGR弁開度、スロットル開度、追加の燃料
噴射等を示すタイムチャートである。
FIG. 29 is a time chart showing an EGR valve opening, a throttle opening, additional fuel injection, and the like.

【図30】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。
FIG. 30 is an overall view showing still another embodiment of the internal combustion engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16…サージタンク 24…排気マニホルド 26…NOX 吸収剤 28…EGRガス通路 29…EGR弁16 ... surge tank 24 ... exhaust manifold 26 ... NO X absorbent 28 ... EGR gas passage 29 ... EGR valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 43/00 301 F02D 43/00 301N F02M 25/07 580 F02M 25/07 580D (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/36 F02D 41/02 F02D 43/00 F02D 41/14 F02M 25/07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02D 43/00 301 F02D 43/00 301N F02M 25/07 580 F02M 25/07 580D (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F01N 3/08-3/36 F02D 41/02 F02D 43/00 F02D 41/14 F02M 25/07

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにNOX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論
空燃比又はリッチになると吸収しているNOx を放出す
るNOx 吸収剤を機関排気通路内に配置し、NOX 吸収
剤からNOXを放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときにこ
の理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガスが流通する機
関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再循環通路を介し
て連結されている内燃機関において、NOX 吸収剤から
NOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに排気ガス
再循環通路を介して機関吸気通路内に再循環される再循
環排気ガス量を低下させるようにした内燃機関の排気浄
化装置。
1. A fuel ratio of the inflowing exhaust gas is absorbed NO X when the lean, NO x absorbent when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas to release NO x which is absorbed and becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich agent arranged in the engine exhaust passage and the stoichiometric air-fuel ratio or rich when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent in order to release the NO X from the NO X absorbent is the stoichiometric air-fuel ratio or rich in an internal combustion engine exhaust passage in which the exhaust gas air-fuel ratio flows is connected via an exhaust gas recirculation passage to the engine intake passage, flows into the NO X absorbent in order to release the NO X from the NO X absorbent re循 the air-fuel ratio of the exhaust gas is recirculated into the engine intake passage via an exhaust gas recirculation passage when it is the stoichiometric air-fuel ratio or rich
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine that reduces the amount of ring exhaust gas .
【請求項2】 NOX 吸収剤からNOX を放出すべくN
X 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又
はリッチにされたときに再循環排気ガス量の低下に伴っ
て吸入空気量を低減させる吸入空気量低減手段を具備し
た請求項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Wherein in order to release the NO X from the NO X absorbent N
Claim fuel ratio of the exhaust gas flowing into the O X absorbent is provided with intake air amount reducing means for reducing the intake air amount with a decrease in the exhaust gas recirculation amount when it is the stoichiometric air-fuel ratio or rich 1 An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項3】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにNO X を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論
空燃比又はリッチになると吸収しているNO x を放出す
るNO x 吸収剤を機関排気通路内に配置し、NO X 吸収
剤からNO X を放出すべくNO X 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときにこ
の理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガスが流通する機
関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再循環通路を介し
て連結されている内燃機関において、NO X 吸収剤から
NO X を放出すべくNO X 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに排気ガス
再循環通路を介して機関吸気通路内に再循環される未燃
燃料量を除去するための未燃燃料除去装置を具備し、N
X 吸収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入
する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされた
ときには排気ガスが該未燃燃料除去装置を通って機関吸
気通路内に再循環され、NOX 吸収剤に流入する排気ガ
スの空燃比がリーンのときには排気ガスが該未燃燃料除
去装置を経ずに機関吸気通路内に再循環される内燃機関
の排気浄化装置。
3. When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing in is lean.
Can absorb NO X in the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is the theoretical
It is released NO x which is absorbed and becomes the air-fuel ratio or rich
The the NO x absorbent arranged in the engine exhaust passage that, NO X absorption
The exhaust gas flowing to the NO X absorbent in order to release the NO X from the dosage
When the air-fuel ratio of the gas is made stoichiometric or rich
That exhaust gas with a stoichiometric air-fuel ratio or rich air-fuel ratio
Seki exhaust passage through engine exhaust passage through exhaust gas recirculation passage
In an internal combustion engine which is coupled Te, from the NO X absorbent
Of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent to be released NO X
Exhaust gas when the air-fuel ratio is made stoichiometric or rich
Unburned fuel recirculated into the engine intake passage via the recirculation passage
An unburned fuel removing device for removing the amount of fuel ;
When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent to release NO X from the O X absorbent is made stoichiometric or rich, the exhaust gas passes through the unburned fuel removing device and enters the engine intake passage. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, wherein the exhaust gas is recirculated and recirculated into the engine intake passage without passing through the unburned fuel removing device when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent is lean.
【請求項4】 排気ガス再循環通路は上記未燃燃料除去
装置を通った排気ガスが流れる第1の通路と、該未燃燃
料除去装置を通っていない排気ガスが流れる第2の通路
とを具備し、該第1の通路又は第2の通路のいずれか一
方を機関吸気通路に選択的に接続する切換手段を具備し
た請求項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. An exhaust gas recirculation passage includes a first passage through which the exhaust gas that has passed through the unburned fuel removing device flows, and a second passage through which the exhaust gas that has not passed through the unburned fuel removing device flows. 4. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 3 , further comprising switching means for selectively connecting one of the first passage and the second passage to an engine intake passage.
【請求項5】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにNOX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論
空燃比又はリッチになると吸収しているNOX を放出す
るNOX 吸収剤を機関排気通路内に配置し、NOX 吸収
剤からNOXを放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときにこ
の理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガスが流通する機
関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再循環通路を介し
て連結されている内燃機関において、NOX 吸収剤から
NOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに機関燃焼
室内の酸素濃度を増大させる酸素濃度増大手段を具備し
た内燃機関の排気浄化装置。
5. The air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is absorbed NO X when the lean, NO X absorbent when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas to release NO X that is absorbed becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich agent arranged in the engine exhaust passage and the stoichiometric air-fuel ratio or rich when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent in order to release the NO X from the NO X absorbent is the stoichiometric air-fuel ratio or rich in an internal combustion engine exhaust passage in which the exhaust gas air-fuel ratio flows is connected via an exhaust gas recirculation passage to the engine intake passage, flows into the NO X absorbent in order to release the NO X from the NO X absorbent An exhaust purification device for an internal combustion engine, comprising: oxygen concentration increasing means for increasing the oxygen concentration in the engine combustion chamber when the air-fuel ratio of exhaust gas is made stoichiometric or rich.
【請求項6】 上記酸素濃度増大手段はNOX 吸収剤か
らNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに排気ガ
ス再循環通路を介して機関吸気通路内に再循環される再
循環排気ガス量を低下させる請求項に記載の内燃機関
の排気浄化装置。
6. An exhaust gas recirculation passage when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent to be released NO X is the oxygen concentration increase means from the NO X absorbent is the stoichiometric air-fuel ratio or rich The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 5 , wherein the amount of recirculated exhaust gas recirculated into the engine intake passage via the engine is reduced.
【請求項7】 上記酸素濃度増大手段はNOX 吸収剤か
らNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに機関燃
焼室内に酸素を供給する酸素供給手段を具備した請求項
に記載の内燃機関の排気浄化装置。
7. oxygen engine combustion chamber when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent to be released NO X is the oxygen concentration increase means from the NO X absorbent is the stoichiometric air-fuel ratio or rich Oxygen supply means for supplying oxygen
6. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 5 .
JP00736395A 1994-04-12 1995-01-20 Exhaust gas purification device for internal combustion engine Expired - Lifetime JP3334396B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00736395A JP3334396B2 (en) 1995-01-20 1995-01-20 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US08/716,394 US5775099A (en) 1994-04-12 1995-10-11 Method of purifying the exhaust of an internal combustion engine
PCT/JP1995/002078 WO1996022457A1 (en) 1995-01-20 1995-10-11 Exhaust gas cleaning method for internal combustion engine
DE69520567T DE69520567T2 (en) 1995-01-20 1995-10-11 EXHAUST GAS CLEANING METHOD FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP95934274A EP0752521B1 (en) 1995-01-20 1995-10-11 Exhaust gas cleaning method for internal combustion engine
KR1019960705186A KR0185697B1 (en) 1995-01-20 1995-10-11 Exhaust gas cleaning method for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00736395A JP3334396B2 (en) 1995-01-20 1995-01-20 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08200045A JPH08200045A (en) 1996-08-06
JP3334396B2 true JP3334396B2 (en) 2002-10-15

Family

ID=11663892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP00736395A Expired - Lifetime JP3334396B2 (en) 1994-04-12 1995-01-20 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3334396B2 (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3688365B2 (en) * 1995-10-27 2005-08-24 財団法人産業創造研究所 Engine exhaust gas purification method
DE19636790A1 (en) * 1996-09-11 1998-03-12 Volkswagen Ag NOx emission control process
DE19653756C2 (en) * 1996-12-20 1999-01-14 Porsche Ag New control strategy for a NOx storage
JP3067685B2 (en) 1997-03-31 2000-07-17 三菱自動車工業株式会社 Exhaust purification system for spark ignition type direct injection type internal combustion engine
JP3123474B2 (en) * 1997-07-28 2001-01-09 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3569120B2 (en) 1997-12-25 2004-09-22 トヨタ自動車株式会社 Combustion control device for lean burn internal combustion engine
FR2783871B1 (en) * 1998-09-24 2000-12-15 Renault DEVICE FOR TREATING EXHAUST GAS EMITTED BY AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE19852600A1 (en) * 1998-11-14 2000-05-18 Bosch Gmbh Robert Method for operating an internal combustion engine, in particular a motor vehicle
JP3680612B2 (en) * 1999-02-09 2005-08-10 マツダ株式会社 In-cylinder injection engine control device
JP2001090594A (en) 1999-09-22 2001-04-03 Mazda Motor Corp Control device for engine
JP2001098989A (en) 1999-09-29 2001-04-10 Mazda Motor Corp Controller for engine, and abnormality diagnostic device therefor
JP2002364413A (en) * 2001-06-07 2002-12-18 Mazda Motor Corp Exhaust emission control device for cylinder injection type engine with turbo supercharger
JP2007120455A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Toyota Motor Corp Exhaust emission control system for internal combustion engine
JP5472082B2 (en) * 2010-12-24 2014-04-16 トヨタ自動車株式会社 Combustion mode control system for compression ignition internal combustion engine
JP2017025718A (en) * 2015-07-16 2017-02-02 いすゞ自動車株式会社 Exhaust emission control system

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08200045A (en) 1996-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3079933B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US5775099A (en) Method of purifying the exhaust of an internal combustion engine
EP0752521B1 (en) Exhaust gas cleaning method for internal combustion engine
US7111452B2 (en) Control device of hydrogen engine
JP3724040B2 (en) In-cylinder injection compression ignition internal combustion engine
JP3574203B2 (en) Exhaust gas purification method for internal combustion engine
JP3147092B2 (en) Internal combustion engine
JP3334396B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPWO2006001495A1 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPH0988691A (en) Compression ignition internal combustion engine
JP2845103B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3092604B2 (en) Internal combustion engine
JP3412314B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPH1193641A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP3304929B2 (en) Internal combustion engine
JP3873537B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3598905B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3555439B2 (en) Compression ignition type internal combustion engine
JP3785870B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3557964B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3424561B2 (en) Internal combustion engine
JP3570306B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3427754B2 (en) Internal combustion engine
JP3992012B2 (en) Exhaust gas purification method for internal combustion engine
JP2002106404A (en) Method for cleaning exhaust gas of internal combustion engine

Legal Events

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070802

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080802

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080802

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090802

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100802

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110802

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110802

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120802

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130802

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term