JP3518115B2 - Engine air-fuel ratio control device - Google Patents

Description

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

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はリーンバーンを基本
とするエンジンの空燃比制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel ratio control system for a lean burn engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】エンジンの燃費を改善するために、空燃
比をストイキ（理論空燃比のこと）よりも薄いリーン空
燃比を主体に設定し、吸気系統や燃焼室形状、点火構造
等を改善することにより、リーン空燃比であっても効率
のよい燃焼を実現した、いわゆるリーンバーンエンジン
がある。2. Description of the Related Art In order to improve the fuel efficiency of an engine, the lean air-fuel ratio, which is thinner than stoichiometry (theoretical air-fuel ratio), is mainly set to improve the intake system, combustion chamber shape, ignition structure, etc. As a result, there is a so-called lean burn engine that realizes efficient combustion even with a lean air-fuel ratio.

【０００３】ところで、このリーンバーンエンジンにあ
っては、ＮＯｘ発生量はもともと少ないのであるが、排
気エミッションをさらに向上させるために、排気通路に
ＮＯｘ吸着触媒を装着しているものがある（特開平６−
６６１８５号公報等参照）。By the way, in this lean burn engine, although the amount of NOx generated is originally small, there is a type in which a NOx adsorbing catalyst is mounted in the exhaust passage in order to further improve the exhaust emission (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10 (1999) -242945). 6-
66185 gazette etc.).

【０００４】リーンバーンエンジンでは排気中の酸素濃
度が高く、三元触媒によってＮＯｘを還元することがで
きない。ＮＯｘ吸着触媒はリーン雰囲気において吸着し
たＮＯｘをリッチ雰囲気において放出する性質があり、
そこでこのＮＯｘ吸着触媒の下流に三元触媒を備え、運
転条件によって空燃比をリーンからストイキに切換える
ときに、一時的に空燃比をリッチとし、これによりＮＯ
ｘ吸着触媒に吸着されていたＮＯｘを離脱し、下流の三
元触媒でもって還元処理する。このようにすると、リー
ン運転時のＨＣ、ＣＯを三元触媒で酸化しつつ、ＮＯｘ
吸着触媒に吸着したＮＯｘはストイキ運転への切換時に
還元でき、リーンバーンエンジンの排気エミッションを
大幅に改善することができる。In the lean burn engine, the oxygen concentration in the exhaust gas is high and NOx cannot be reduced by the three-way catalyst. The NOx adsorption catalyst has a property of releasing NOx adsorbed in a lean atmosphere in a rich atmosphere,
Therefore, a three-way catalyst is provided downstream of this NOx adsorbing catalyst, and when the air-fuel ratio is switched from lean to stoichiometric depending on operating conditions, the air-fuel ratio is temporarily made rich.
NOx adsorbed on the x-adsorption catalyst is released, and reduction processing is performed by the downstream three-way catalyst. With this, HC and CO during lean operation are oxidized by the three-way catalyst while NOx
The NOx adsorbed on the adsorption catalyst can be reduced at the time of switching to the stoichiometric operation, and the exhaust emission of the lean burn engine can be greatly improved.

【０００５】ＮＯｘ吸着触媒に吸着されていたＮＯｘを
放出させるのに必要な空燃比のリッチ化度合は、それま
でに吸着されているＮＯｘ量に基づいて定められるが、
従来は運転条件とＮＯｘ吸着量の推定値に基づいて、吸
着されたＮＯｘを離脱、還元するのに必要な量よりも多
くの未燃成分（ＨＣ）が発生するように設定し、余剰の
ＨＣ等は三元触媒で酸化することにより、ＮＯｘについ
ては確実に還元処理が行えるようにしている。The enrichment degree of the air-fuel ratio required to release the NOx adsorbed on the NOx adsorption catalyst is determined based on the amount of NOx adsorbed up to that time.
Conventionally, based on the operating conditions and the estimated value of the amount of adsorbed NOx, it is set so that more unburned component (HC) is generated than the amount required to desorb and reduce the adsorbed NOx, and the surplus HC is set. By oxidizing the above with a three-way catalyst, NOx can be reliably reduced.

【０００６】これは、空燃比を切換える際に、ＮＯｘの
吸着量に対応して過不足なく未燃ＨＣを供給するのが困
難なのと、必要以下の未燃ＨＣしか供給できないと、Ｎ
Ｏｘの全量を確実に還元することができなくなるためで
ある。This is because when switching the air-fuel ratio, it is difficult to supply unburned HC without excess or deficiency corresponding to the amount of NOx adsorbed, and if less than necessary unburned HC can be supplied, N
This is because it becomes impossible to reliably reduce the total amount of Ox.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リーン
運転域でＮＯｘを吸着して溜め込むだけの従来例では、
ＮＯｘ吸着量が一杯になるなるたびに、ストイキ運転に
戻す必要があるので、リーン運転を長く継続することが
できず、しかもそのときの運転状態に関係なくストイキ
運転に戻すため、運転性にも影響する。However, in the conventional example in which NOx is only adsorbed and stored in the lean operation range,
Every time the amount of adsorbed NOx becomes full, it is necessary to return to the stoichiometric operation. Therefore, the lean operation cannot be continued for a long time. Moreover, the stoichiometric operation is resumed regardless of the operating condition at that time, and the operability is also improved. Affect.

【０００８】さらに、ストイキ運転への移行のたびに空
燃比のリッチ化処理を行わなければならないので、燃費
を向上させるにしても限界があるばかりか、溜め込んだ
ＮＯｘを三元触媒によりすべて処理する必要があるた
め、三元触媒に対する負担も高くなる（三元触媒入口の
排気濃度が高くなり、処理すべき量が多くなる）。Further, since the air-fuel ratio enrichment process must be carried out every time the operation is switched to the stoichiometric operation, there is a limit even if the fuel efficiency is improved, and the stored NOx is completely processed by the three-way catalyst. Since it is necessary, the burden on the three-way catalyst is also high (the exhaust concentration at the three-way catalyst inlet is high, and the amount to be treated is large).

【０００９】そこで本発明は、リーン運転域でＨＣを還
元剤としたＮＯｘ還元反応を行うとともにストイキ運転
域ではＨＣを吸着する機能を有するＮＯｘ浄化触媒と、
このＮＯｘ浄化触媒の下流にあってストイキ運転域でＨ
Ｃ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化する三元触媒とを排気通路に配
置することにより、燃費をさらに改善するとともに、三
元触媒に対する負担を軽くすると共に、リーン運転から
ストイキ運転への移行直後にはＮＯｘ浄化触媒にＨＣが
一時的に吸着され、三元触媒入口でのＨＣが若干不足す
ることになるので、ストイキ運転への移行時に空燃比を
一時的にリッチ化することにより、ストイキ運転への移
行直後に三元触媒へのＨＣの供給量が不足することがな
いようにすることを目的とする。Therefore, the present invention is a NOx purification catalyst having a function of performing a NOx reduction reaction using HC as a reducing agent in a lean operation region and having a function of adsorbing HC in a stoichiometric operation region,
H in the stoichiometric operating range downstream of this NOx purification catalyst
By arranging a three-way catalyst that purifies C, CO, and NOx in the exhaust passage, fuel efficiency is further improved, the burden on the three-way catalyst is reduced, and lean operation is eliminated.
Immediately after the shift to stoichiometric operation, the NOx purification catalyst contains HC.
Temporarily adsorbed and HC at the inlet of the three-way catalyst is slightly insufficient
Therefore, the air-fuel ratio should be adjusted when shifting to stoichiometric operation.
Temporary enrichment will shift to stoichiometric operation.
Immediately after the line, the supply of HC to the three-way catalyst should not be insufficient.
The purpose is to stay.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】第１の発明では、リーン
運転域で空燃比目標値をストイキよりもリーン側の値
に、またリーン運転域以外の運転域で主にストイキを空
燃比目標値として設定し、この空燃比目標値となるよう
に空燃比を制御する手段を備えるエンジンの空燃比制御
装置において、前記リーン運転域でＨＣを還元剤とした
ＮＯｘ還元反応を行うとともに前記ストイキ運転域では
ＨＣを吸着する機能を有するＮＯｘ浄化触媒と、このＮ
Ｏｘ浄化触媒の下流にあってストイキ運転域でＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯｘを浄化する三元触媒とを排気通路に配置し、
前記リーン運転域にあるあいだＨＣ吸着速度を単位時間
ごとに加算し、また前記リーン運転域以外にあるあいだ
前記ＨＣ減少速度を単位時間ごとに減算することにより
前記ＮＯｘ浄化触媒のＨＣ吸着量を算出し、前記ストイ
キ運転域では前記ＮＯｘ浄化触媒の上流側に設けた空燃
比センサに基づいて空燃比フィードバック制御を行うと
共に、前記リーン運転域から前記ストイキ運転域への移
行時に、前記算出したＨＣ吸着量に基づいてこのＨＣ吸
着量が少ないほど大きくなる空燃比のリッチ化度合を繰
り返して算出し、この算出した空燃比リッチ化度合を用
いて空燃比フィードバック制御定数を更新しつつ空燃比
フィードバック制御の制御方向が反転するまでに限って
空燃比を一時的にリッチ化する。 In the first aspect of the invention, the air-fuel ratio target value is set to a value leaner than the stoichiometric range in the lean operating range, and the stoichiometric air-fuel ratio target value is mainly set in the operating range other than the lean operating range. In the air-fuel ratio control device for an engine, which is provided with a means for controlling the air-fuel ratio so that the air-fuel ratio becomes the target value, the NOx reduction reaction using HC as a reducing agent is performed in the lean operation range, and the stoichiometric operation range is set. Then
A NOx purification catalyst having a function of adsorbing HC , and this N
HC and C in the stoichiometric operation area downstream of the Ox purification catalyst
A three-way catalyst that purifies O and NOx is placed in the exhaust passage ,
While in the lean operating range, set the HC adsorption rate to unit time.
Each time, and while outside the lean operating range
By subtracting the HC reduction rate every unit time
The HC adsorption amount of the NOx purification catalyst is calculated, and
In the operating range, air-fuel installed upstream of the NOx purification catalyst
When air-fuel ratio feedback control is performed based on the ratio sensor
Both will move from the lean operating range to the stoichiometric operating range.
At the time of rowing, this HC adsorption amount is calculated based on the calculated HC adsorption amount.
The degree of air-fuel ratio enrichment is increased
Calculated by returning and using the calculated air-fuel ratio enrichment degree
The air-fuel ratio feedback control constant while updating the air-fuel ratio.
Only until the control direction of feedback control is reversed
Temporarily enrich the air-fuel ratio.

【００１１】第５の発明では、第１の発明において、前
記ＮＯｘ浄化触媒が、銅をイオン交換したゼオライト粉
末を主成分とする第１の無機物を担体に層状に形成した
ものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the NOx purification catalyst is formed by layering a first inorganic substance containing a zeolite powder, which is ion-exchanged with copper, as a main component on a carrier.

【００１２】第６の発明では、第５の発明において、前
記ゼオライト粉末がＭＦＩ型ゼオライトである。[0012] In the sixth aspect of the invention, in the fifth invention, the zeolite powder is a MFI-type zeolite.

【００１３】第７の発明では、第５または第６の発明に
おいて、前記第１の無機物の層の内側に活性アルミナま
たはゼオライトに白金、ロジウム、パラジウムのうち少
なくとも一種以上を担持したものを主成分とする第２の
無機物を層状に形成した。According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth or sixth aspect, the main component is activated alumina or zeolite loaded with at least one or more of platinum, rhodium and palladium inside the first inorganic material layer. And the second inorganic material was formed into a layer.

【００１４】第８の発明では、第７の発明において、前
記第１の無機物の層と前記第２の無機物の層の間に貴金
属を含まない活性アルミナを主成分とする第３の無機物
による層を形成した。According to an eighth aspect of the invention, in the seventh aspect , a layer of the third inorganic substance containing activated alumina containing no noble metal as a main component between the first inorganic substance layer and the second inorganic substance layer. Was formed.

【００１５】[0015]

【００１６】[0016]

【００１７】第２の発明では、第１の発明において、学
習領域毎の学習値で前記空燃比のリッチ化度合を修正す
るとともに、前記空燃比のリッチ化後に前記空燃比フィ
ードバック制御の制御方向が反転するまでの周期を計測
し、この周期が判定値よりも短いときには前記空燃比の
リッチ化度合が大きくなる側に、また前記周期が判定値
よりも長いときには前記空燃比のリッチ化度合が小さく
なる側に前記学習値を更新する。In a second aspect based on the first aspect , the degree of enrichment of the air-fuel ratio is corrected with a learning value for each learning region , and the air-fuel ratio feedback is performed after the enrichment of the air-fuel ratio. The period until the control direction of the control is reversed is measured, and when this period is shorter than the determination value, the degree of enrichment of the air-fuel ratio is increased, and when the period is longer than the determination value, the air-fuel ratio The learning value is updated to the side where the degree of enrichment becomes smaller.

【００１８】第３の発明では、第１または第２の発明に
おいて、加速時と減速時に対する２値の学習値で前記空
燃比のリッチ化度合を修正するとともに、前記空燃比の
リッチ化後に前記空燃比フィードバック制御の制御方向
が反転するまでの周期を計測し、この周期が判定値より
も短いときには前記空燃比のリッチ化度合が大きくなる
側に、また前記周期が判定値よりも長いときには前記空
燃比のリッチ化度合が小さくなる側に前記学習値を更新
する。[0018] In a third aspect, in the first or second aspect of the invention, as well as correcting the enrichment degree of the air-fuel ratio learning value of the binary respect and deceleration acceleration, after enrichment of the air-fuel ratio The period until the control direction of the air-fuel ratio feedback control is reversed is measured, and when this period is shorter than the determination value, the degree of enrichment of the air-fuel ratio becomes larger, and when the period is longer than the determination value. The learned value is updated to the side where the degree of enrichment of the air-fuel ratio becomes smaller.

【００１９】第４の発明では、第１または第２の発明に
おいて、加速時と減速時にそれぞれ専用の値で前記空燃
比のリッチ化度合を修正する。In a fourth aspect of the invention, in the first or second aspect of the invention, the degree of enrichment of the air-fuel ratio is corrected with dedicated values during acceleration and deceleration.

【００２０】[0020]

【作用】リーン運転域でＮＯｘ吸着触媒にＨＣを吸着し
て溜め込むだけの従来例では、ＮＯｘ吸着量が一杯にな
るなるたびに、ストイキ運転に戻す必要があるので、リ
ーン運転を長く継続することができず、しかもそのとき
の運転状態に関係なくストイキ運転に戻すため、運転性
にも影響する。さらに、ストイキ運転への移行のたびに
空燃比のリッチ化処理を行わなければならないので、燃
費を向上させるにしても限界があるばかりか、溜め込ん
だＮＯｘを三元触媒によりすべて処理する必要があるた
め、三元触媒に対する負担も高くなる。このとき、第１
の発明では、ＮＯｘ浄化触媒によりリーン運転域で排気
中のＨＣや自身に吸着しているＨＣを還元剤としたＮＯ
ｘ還元反応によりＮＯｘを浄化してしまうので、リーン
運転が長引いても、途中でストイキ運転に移行させる必
要がなく、これによって運転性に影響がないばかりか燃
費を一段と改善できるとともに、三元触媒に対する負担
が軽くなる。一方、リーン運転からストイキ運転への移
行直後にはＮＯｘ浄化触媒にＨＣが一時的に吸着され、
三元触媒入口でのＨＣが若干不足することになるが、第
１の発明では、ストイキ運転域への移行時に、空燃比を
一時的にリッチ化することにより、排気中のＨＣを増加
させて三元触媒に供給するので、ストイキ運転への移行
直後に三元触媒へのＨＣの供給量が不足することがな
い。また、ＮＯｘ浄化触媒のＨＣ吸着量を算出し、この
ＨＣ吸着量に応じて空燃比のリッチ化の度合を決定する
ので、ストイキ運転に移行する直前のＮＯｘ浄化触媒の
ＨＣ吸着量を精度よく求めることができ、これによって
ストイキ運転に移行した直後のＨＣ供給量を過不足なく
与えることができる。また、非常に短い時間内でＮＯｘ
浄化触媒に対してのＨＣの吸着が完了することに対応し
て、空燃比をリッチ化するのを、空燃比フィードバック
制御の制御方向が反転するまでに限っているので、リッ
チ化を長引かせることがなく燃費の悪化を防ぐことがで
きる。 In the conventional example in which HC is adsorbed and stored in the NOx adsorption catalyst in the lean operation range, it is necessary to return to the stoichiometric operation every time the NOx adsorption amount becomes full, so the lean operation should be continued for a long time. Cannot be performed, and the stoichiometric operation is resumed regardless of the operating state at that time, which also affects the drivability. Further, since the air-fuel ratio enrichment process must be performed every time the operation mode shifts to the stoichiometric operation, there is a limit even if the fuel efficiency is improved, and it is necessary to process all the stored NOx by the three-way catalyst. Therefore, the burden on the three-way catalyst also increases. At this time, the first
In the invention described above, the NOx purification catalyst is used to reduce the amount of HC in the exhaust gas in the lean operating region and the amount of HC adsorbed to the NOx as the reducing agent.
Since NOx is purified by the x reduction reaction, even if the lean operation is prolonged, there is no need to shift to the stoichiometric operation on the way, which not only affects the drivability but also further improves the fuel efficiency and the three-way catalyst. The burden on Meanwhile, the shift from lean operation to stoichiometric operation
Immediately after the line, HC was temporarily adsorbed on the NOx purification catalyst,
Although there will be a shortage of HC at the three-way catalyst inlet,
According to the first aspect of the invention, the air-fuel ratio is changed when shifting to the stoichiometric operation range.
Increasing HC in exhaust gas by temporarily enriching
Supply to the three-way catalyst, so shift to stoichiometric operation
Immediately after that, the supply amount of HC to the three-way catalyst should not be insufficient.
Yes. Further, the amount of HC adsorbed on the NOx purification catalyst is calculated, and
Determining the degree of enrichment of the air-fuel ratio according to the HC adsorption amount
Therefore, the NOx purification catalyst immediately before shifting to stoichiometric operation
The amount of HC adsorbed can be calculated with high accuracy.
Just after switching to stoichiometric operation, the amount of HC supplied must be sufficient
Can be given. Also, NOx within a very short time
Corresponding to the completion of adsorption of HC to the purification catalyst
Air-fuel ratio feedback to enrich the air-fuel ratio.
It is limited until the control direction of the control is reversed.
It is possible to prevent deterioration of fuel consumption without prolonging
Wear.

【００２１】第７の発明において、活性アルミナまたは
ゼオライトに白金、ロジウム、パラジウムのうち少なく
とも一種以上を担持したものを主成分とする第２の無機
物も触媒であり、この第２の無機物からなる触媒層で
は、その触媒層により、ストイキ運転域でＮＯｘ、Ｈ
Ｃ、ＣＯを浄化し、またリーン運転時には酸化触媒反応
を起こしてＨＣ、ＣＯを浄化し、その際に生じる反応熱
により第１の無機物からなる触媒層と第２の無機物から
なる触媒層の全体の温度を上昇させ触媒の活性化を促進
する。In the seventh aspect of the invention, the second inorganic substance mainly composed of activated alumina or zeolite carrying at least one of platinum, rhodium and palladium is also a catalyst, and the catalyst composed of this second inorganic substance. In the bed, due to the catalyst layer, NOx, H
C and CO are purified, and during lean operation, an oxidation catalyst reaction occurs to purify HC and CO, and the heat of reaction generated at that time causes the entire catalyst layer made of the first inorganic material and the catalyst layer made of the second inorganic material. The temperature of the catalyst is increased to accelerate the activation of the catalyst.

【００２２】第８の発明において、貴金属を含まない活
性アルミナを主成分とする第３の無機物も触媒であり、
この第３の無機物からなる触媒層には、第２の無機物か
らなる触媒層で発生した酸化反応による反応熱を第１の
無機物からなる触媒層へ伝える際に緩和する働きがあ
り、エンジンからの排気温度が高くなった場合に、第１
の無機物からなる触媒層が高温になることを抑制（つま
り第１の無機物からなる触媒層の劣化防止）するととも
に、第１の無機物からなる触媒層に含まれる活性成分で
ある銅が高温の使用条件下でゼオライトの活性サイトか
ら移動し第２の無機物からなる触媒層に達して第２の無
機物からなる触媒層の酸化反応を低下させ触媒性能を劣
化させるという働きを抑制する。In the eighth invention, the third inorganic substance containing noble metal-free activated alumina as a main component is also a catalyst,
The catalyst layer formed of the third inorganic material has a function of relaxing the heat of reaction due to the oxidation reaction generated in the catalyst layer formed of the second inorganic material when being transferred to the catalyst layer formed of the first inorganic material. If the exhaust temperature rises, the first
The use of high temperature copper as an active ingredient contained in the catalyst layer composed of the first inorganic material while suppressing the temperature rise of the catalyst layer composed of the inorganic material (that is, preventing deterioration of the catalyst layer composed of the first inorganic material). Under the conditions, the function of moving from the active site of the zeolite to reach the catalyst layer made of the second inorganic substance, lowering the oxidation reaction of the catalyst layer made of the second inorganic substance, and degrading the catalyst performance is suppressed.

【００２３】[0023]

【００２４】[0024]

【００２５】ベース空燃比がストイキにある場合に、空
燃比のリッチ化度合を最適に設定してあったとしても、
製作バラツキや経時劣化によりベース空燃比がストイキ
よりもリーンになったときには、必要とする度合までリ
ッチ化できなくなり（ＨＣ供給量が不足する）、また、
ベース空燃比がストイキよりもリッチになると、過度に
リッチ化してしまう（ＨＣ供給量が過剰となる）。この
場合にベース空燃比がリーンのとき、空燃比のリッチ化
後に空燃比フィードバック制御の制御方向が反転するま
での周期が短くなり、また、ベース空燃比がリッチのと
き、その周期が長くなることから、第２の発明では、前
記周期を計測し、この周期が判定値よりも短いときには
空燃比のリッチ化度合が大きくなる側に、また周期が判
定値よりも長いときには空燃比のリッチ化度合が小さく
なる側に学習領域毎の学習値を更新するので、製作時の
バラツキや経時劣化によりベース空燃比がリーン側やリ
ッチ側へとずれている場合にも、ストイキ運転への移行
直後に三元触媒に過不足なくＨＣ供給量を与えることが
できる。When the base air-fuel ratio is stoichiometric, even if the degree of enrichment of the air-fuel ratio is set optimally,
When the base air-fuel ratio becomes leaner than stoichiometric due to manufacturing variations and deterioration over time, it becomes impossible to make it rich to the required degree (HC supply amount is insufficient).
When the base air-fuel ratio becomes richer than stoichiometric, it becomes excessively rich (HC supply amount becomes excessive). In this case, when the base air-fuel ratio is lean, the cycle until the control direction of the air-fuel ratio feedback control is reversed after the air-fuel ratio is enriched becomes shorter, and when the base air-fuel ratio is rich, the cycle becomes longer. Therefore, in the second invention, the period is measured, and when the period is shorter than the determination value, the degree of enrichment of the air-fuel ratio is increased, and when the period is longer than the determination value, the degree of enrichment of the air-fuel ratio is increased. Since the learning value for each learning area is updated to the smaller side, even if the base air-fuel ratio deviates to the lean side or the rich side due to variations during production or deterioration over time, the three It is possible to supply the HC supply amount to the original catalyst without excess or deficiency.

【００２６】空燃比の学習制御により定常時の誤差をほ
ぼ解消できるとすれば、ベース空燃比がリーン側あるい
はリッチ側へとずれるのは、過渡時（加速時と減速時）
が主であるので、第３の発明で学習値を加速時と減速時
に対する２値としても、空燃比学習制御と併用するので
あれば、過渡時にベース空燃比がリーン側あるいはリッ
チ側へとずれる場合にも、ストイキ運転への移行時にＨ
Ｃ供給量を過不足なく与えることができ、このように学
習値を加速時と減速時に対する２値とすることで、学習
値のマップが不要となり、記憶装置の負担が軽くなる。Assuming that the error in the steady state can be substantially eliminated by the learning control of the air-fuel ratio, the base air-fuel ratio shifts to the lean side or the rich side during the transition (during acceleration and deceleration).
Therefore, even if the learning value is set to a binary value for acceleration and deceleration in the third invention, the base air-fuel ratio shifts to the lean side or the rich side at the time of transition if used together with the air-fuel ratio learning control. Also, in case of transition to stoichiometric operation, H
The C supply amount can be given without excess or deficiency, and by setting the learning value to be a binary value for acceleration and deceleration in this way, the map of the learning value becomes unnecessary and the load on the storage device is lightened.

【００２７】第４の発明では、ＮＯｘ浄化触媒のＨＣ吸
着量が一定である場合に、空燃比学習制御と併用するこ
とで、過渡時にベース空燃比がリーン側あるいはリッチ
側へとずれる場合にも、ストイキ運転への移行時にＨＣ
供給量を過不足なく与えることができるとともに、学習
値のマップとＨＣ吸着量を求めるためのテーブルを必要
としないので、記憶装置の負担が軽くなる。In the fourth aspect of the invention, when the amount of HC adsorbed on the NOx purification catalyst is constant, it is also used in combination with the air-fuel ratio learning control, so that the base air-fuel ratio shifts to the lean side or the rich side during a transition. HC at the time of transition to stoichiometric operation
The supply amount can be given without excess or deficiency, and the map of the learning value and the table for obtaining the HC adsorption amount are not required, which reduces the load on the storage device.

【００２８】[0028]

【発明の実施の形態】図１において、１はエンジン本
体、２は吸気通路、３は排気通路を示し、吸気通路２に
は吸入空気量を制御するスロットルバルブ４が設けら
れ、さらにその下流の各気筒の吸気ポート部には空燃比
のリーン運転時にシリンダ内に流入する吸気にスワール
を発生させるスワールコントロールバルブ５が設けられ
る。６は各吸気ポート部に燃料を供給する燃料インジェ
クタである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is an intake passage, 3 is an exhaust passage, a throttle valve 4 for controlling an intake air amount is provided in the intake passage 2, and further downstream thereof. The intake port of each cylinder is provided with a swirl control valve 5 that generates swirl in intake air flowing into the cylinder during lean operation of the air-fuel ratio. Reference numeral 6 is a fuel injector for supplying fuel to each intake port portion.

【００２９】排気通路３には触媒装置７が設けられ、こ
の触媒装置７はＮＯｘ浄化触媒７Ａと三元触媒（ストイ
キ運転域またはリッチ運転域でＮＯｘを還元するともに
ストイキ運転域またはリーン運転域でＨＣ，ＣＯを酸化
する）７Ｂとが直列に配置される。A catalyst device 7 is provided in the exhaust passage 3, and the catalyst device 7 is a NOx purification catalyst 7A and a three-way catalyst (reduces NOx in the stoichiometric operation region or the rich operation region and also in the stoichiometric operation region or the lean operation region. 7B which oxidizes HC and CO) are arranged in series.

【００３０】ここで、ＮＯｘ浄化触媒７Ａは、リーン運
転域で図２（Ａ）に示したようにＨＣを還元剤としたＮ
Ｏｘ還元反応（ＮＯｘ＋ＨＣ→Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂＋Ｎ₂）に
よりＮＯｘを浄化し、また、ストイキ運転域になると図
２（Ｂ）のようにＨＣを吸着する。Here, the NOx purification catalyst 7A uses N as a reducing agent in the lean operating region as shown in FIG. 2 (A).
NOx is purified by an Ox reduction reaction (NOx + HC → H ₂ O + CO ₂ + N ₂ ), and HC is adsorbed as shown in FIG. 2 (B) in the stoichiometric operation range.

【００３１】このような基本的性質を有するＮＯｘ浄化
触媒７Ａを、次のようにして調整した。The NOx purification catalyst 7A having such basic properties was prepared as follows.

【００３２】〈１〉一層目： γ−アルミナを主成分とする活性アルミナ粉末１０
００ｇに対して硝酸パラジウム溶液を用いてパラジウム
が２．０重量％になるように加え、よく撹拌した後、オ
ーブン中１５０℃で３時間乾燥し、４００℃で２時間空
気雰囲気中で焼成を行う。<1> First layer: activated alumina powder 10 containing γ-alumina as a main component
Palladium nitrate solution was added to 00 g so that palladium was adjusted to 2.0% by weight, stirred well, dried in an oven at 150 ° C. for 3 hours, and baked at 400 ° C. for 2 hours in an air atmosphere. .

【００３３】 このパラジウム担持活性アルミナ１５
００ｇ、γ−アルミナを主成分とする活性アルミナ粉末
８００ｇ、１０重量％硝酸４６０ｇ、水１８４０ｇをボ
ールミルポットに投入し、８時間粉砕してスラリーを得
た。This palladium-supported activated alumina 15
00 g, 800 g of activated alumina powder containing γ-alumina as a main component, 460 g of 10 wt% nitric acid, and 1840 g of water were put into a ball mill pot and pulverized for 8 hours to obtain a slurry.

【００３４】 このスラリーをモノリスハニカム担体
基材（１．３Ｌ、４００セル）に塗布し乾燥後、４００
℃で２時間空気雰囲気中で焼成した。このときの塗布量
は、焼成後に５２ｇ／個になるように設定した。This slurry was applied to a monolith honeycomb carrier substrate (1.3 L, 400 cells) and dried, and then 400
Firing was performed in an air atmosphere at 0 ° C for 2 hours. The coating amount at this time was set to be 52 g / piece after firing.

【００３５】〈２〉二層目： γ−アルミナを主成分とした活性アルミナ粉末２０
００ｇ、１０重量％硝酸４００ｇ、水１６００ｇをボー
ルミルポットに投入し、８時間粉砕して得たスラリーを
焼成した。<2> Second layer: Activated alumina powder 20 containing γ-alumina as a main component
00 g, 10 wt% nitric acid 400 g, and water 1600 g were put into a ball mill pot, and the slurry obtained by pulverizing for 8 hours was calcined.

【００３６】 このスラリーを焼成後に二層目の塗布
量が５２ｇ／個になるように塗布し乾燥後、４００℃で
２時間空気雰囲気中で焼成した。After firing this slurry, the second layer was applied such that the coating amount was 52 g / piece, dried, and then fired at 400 ° C. for 2 hours in an air atmosphere.

【００３７】〈３〉三層目： ０．２モル／Ｌの硝酸銅または酢酸銅溶液を５．２
ｋｇとゼオライト粉末２ｋｇを混合して撹拌後、濾過を
行う。これを３回繰り返した後、乾燥、焼成を行い銅を
イオン交換したゼオライト粉末を調整する。<3> Third layer: 0.2 mol / L of copper nitrate or copper acetate solution of 5.2
kg and zeolite powder 2 kg are mixed and stirred, and then filtered. After repeating this 3 times, it is dried and fired to prepare a zeolite powder in which copper is ion-exchanged.

【００３８】 この銅をイオン交換したゼオライト粉
末１８９０ｇ、シリカゾル（固形分２０％）１１５０ｇ
および水１１００ｇを磁性ボールミルに投入し、粉砕し
てスラリーを得た。This copper ion-exchanged zeolite powder 1890 g, silica sol (solid content 20%) 1150 g
And 1100 g of water were put into a magnetic ball mill and pulverized to obtain a slurry.

【００３９】 このスラリーを、上記担体に焼成させ
た後に、塗布量が３２５ｇ／個になるように塗布し乾燥
後、４００℃で２時間空気雰囲気中で焼成し、ＮＯｘ浄
化触媒７Ａを調整した。After the slurry was baked on the carrier, the slurry was applied so that the applied amount was 325 g / piece, dried, and then baked in an air atmosphere at 400 ° C. for 2 hours to prepare a NOx purification catalyst 7A.

【００４０】これに対して、三元触媒１０は一層構造で
あり、次のようにして調整した。On the other hand, the three-way catalyst 10 has a single layer structure and was prepared as follows.

【００４１】 まず、γ−アルミナを主成分としセリ
ウムを３モル％、ジルコニウムを３モル％、ランタンを
２モル％含む、セリウム、ジルコニウム、ランタン担持
活性アルミナ粉末１０００ｇに対して硝酸パラジウム溶
液を用いてパラジウム２．０重量％になるように加え撹
拌した後、オーブン中１５０℃で３時間乾燥し、４００
℃で２時間空気雰囲気中で焼成し、パラジウム担持活性
アルミナを調整する。First, a palladium nitrate solution was used for 1000 g of cerium-, zirconium-, lanthanum-supporting activated alumina powder containing γ-alumina as a main component, containing 3 mol% of cerium, 3 mol% of zirconium and 2 mol% of lanthanum. Palladium was added to 2.0% by weight and stirred, and then dried in an oven at 150 ° C. for 3 hours to give 400
The activated alumina is supported on palladium by firing at 0 ° C. for 2 hours in an air atmosphere.

【００４２】 次に、酸化セリウム粉末１０００ｇに
硝酸パラジウム溶液を用いてパラジウム２．０重量％に
なるように加え撹拌した後、オーブン中１５０℃で３時
間乾燥し、４００℃で２時間空気雰囲気中で焼成し、パ
ラジウム担持酸化セリウムを調整する。Next, palladium nitrite solution was added to 1000 g of cerium oxide powder so that the amount of palladium was 2.0% by weight, and the mixture was stirred, dried in an oven at 150 ° C. for 3 hours, and then at 400 ° C. for 2 hours in an air atmosphere. Calcination is performed to adjust palladium-supported cerium oxide.

【００４３】 のパラジウム担持活性アルミナ９８
０ｇ、のパラジウム担持酸化セリウム４３３ｇ、酸化
セリウム２３７ｇ、γ−アルミナを主成分としセリウム
を３モル％、ジルコニウムを３モル％、ランタンを２モ
ル％含む、セリウム、ジルコニウム、ランタン担持活性
アルミナ３２０ｇ、硝酸酸性ベーマイトゾル（ベーマイ
トアルミナ１０重量％懸濁液に１０重量％硝酸を添加す
ることによって得られるゾル）１７５０ｇをボールミル
ポットに投入し、８時間粉砕してスラリーを得た。Palladium-supporting activated alumina 98
0 g of palladium-supported cerium oxide 433 g, cerium oxide 237 g, cerium, zirconium, lanthanum-supported activated alumina 320 g, nitric acid containing γ-alumina as a main component, 3 mol% of cerium, 3 mol% of zirconium and 2 mol% of lanthanum, nitric acid 1750 g of acidic boehmite sol (a sol obtained by adding 10% by weight nitric acid to a 10% by weight suspension of boehmite alumina) was put into a ball mill pot and pulverized for 8 hours to obtain a slurry.

【００４４】 このスラリーをモノリス担体基材
（０．７Ｌ、４００セル）に塗布し乾燥後、４００℃で
２時間空気雰囲気中で焼成した。このときの塗布量は、
１４０ｇ／個とした。This slurry was applied to a monolith carrier substrate (0.7 L, 400 cells), dried, and then baked at 400 ° C. for 2 hours in an air atmosphere. The coating amount at this time is
It was set to 140 g / piece.

【００４５】 さらに、このスラリーを塗布した触媒
に酢酸バリウムを用いてＢａＯとして１０ｇ／個となる
ようにバリウムを担持したのち乾燥後、４００℃にて焼
成を行い、三元触媒７Ｂを調整した。Further, barium acetate was used as a catalyst on which this slurry was applied, and barium was carried so that BaO would be 10 g / piece, followed by drying and baking at 400 ° C. to prepare a three-way catalyst 7B.

【００４６】次に、ＮＯｘ浄化触媒７Ａの触媒作用を説
明する。Next, the catalytic action of the NOx purification catalyst 7A will be described.

【００４７】銅をイオン交換したゼオライト粉末（たと
えばＭＦＩ型ゼオライト）を主成分とする三層目触媒層
はＮＯｘ浄化触媒の基本的性質を発揮する部分であり、
リーン運転域で高いＮＯｘの浄化性能を有している。The third catalyst layer containing, as a main component, a zeolite powder (for example, MFI type zeolite) in which copper is ion-exchanged is a portion that exhibits the basic properties of the NOx purification catalyst.
It has a high NOx purification performance in the lean operating range.

【００４８】これに対して、γ−アルミナを主成分とす
る活性アルミナまたはゼオライトにパラジウムを担持し
たものを主成分とする一層目触媒層は、ストイキ運転域
でＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを浄化し、またリーン運転時には
酸化触媒反応を起こしてＨＣ、ＣＯを浄化し、その際に
生じる反応熱により触媒コーティング層全体の温度を上
昇させ触媒の活性化を促進するとともに、上記の三層目
触媒層におけるリーン運転時でのＮＯｘの浄化を低い温
度域から生じさせる。さらに、空燃比をリーンからスト
イキに切換える際に空燃比のリッチ化処理を行ったとき
（後述する）、リーン運転域で酸化されていた貴金属触
媒層の貴金属表面が還元され、これによってＮＯｘ浄化
性能を促進させる働きが生じるため、空燃比のリッチ化
度合を少なくすることができ、燃費の悪化が抑えられ
る。On the other hand, the first catalyst layer containing activated alumina containing γ-alumina as a main component or zeolite carrying palladium on the main component purifies NOx, HC and CO in the stoichiometric operation range, Also, during lean operation, an oxidation catalyst reaction occurs to purify HC and CO, and the reaction heat generated at that time raises the temperature of the entire catalyst coating layer to promote catalyst activation, and at the same time, in the above-mentioned third layer catalyst layer. Purification of NOx during lean operation occurs from a low temperature range. Furthermore, when the air-fuel ratio enrichment process is performed when switching the air-fuel ratio from lean to stoichiometric (described later), the noble metal surface of the noble metal catalyst layer that has been oxidized in the lean operating region is reduced, which results in NOx purification performance. As a result, the degree of enrichment of the air-fuel ratio can be reduced and deterioration of fuel efficiency can be suppressed.

【００４９】貴金属を含まない活性アルミナを主成分と
する二層目触媒層は、一層目触媒層で発生した酸化反応
による反応熱を三層目触媒層へ伝える際に緩和する働き
があり、エンジンからの排気温度が高くなった場合に、
三層目触媒層が高温になることを抑制（つまり三層目触
媒層の劣化防止）するとともに、三層目触媒層に含まれ
る活性成分である銅が高温の使用条件下でゼオライトの
活性サイトから移動し一層目触媒層に達して一層目触媒
層の酸化反応を低下させ触媒性能を劣化させるという働
きを抑制する。The second layer catalyst layer containing activated alumina containing no noble metal as a main component has a function of alleviating reaction heat generated by the oxidation reaction generated in the first layer catalyst layer when it is transferred to the third layer catalyst layer. If the exhaust temperature from the
In addition to suppressing the high temperature of the third catalyst layer (that is, preventing deterioration of the third catalyst layer), the active component of the copper contained in the third catalyst layer, copper, is the active site of zeolite under high temperature use conditions. It suppresses the function of migrating from the bottom to reach the first catalyst layer and lowering the oxidation reaction of the first catalyst layer to deteriorate the catalyst performance.

【００５０】また、三元触媒７Ｂは、ＮＯｘ浄化触媒７
Ａでは十分に浄化できないストイキ運転域でのＮＯｘ、
ＨＣ、ＣＯを浄化するとともに、ストイキ運転域、リー
ン運転域とも低い温度域から触媒反応を生じることによ
り発生する反応熱により、触媒装置全体を暖め、前方に
配置したＮＯｘ浄化触媒７Ａをより低い温度域から活性
化する。The three-way catalyst 7B is the NOx purification catalyst 7
NOx in the stoichiometric operating range where A cannot be sufficiently purified,
In addition to purifying HC and CO, the reaction heat generated by the catalytic reaction occurring from the low temperature range in both the stoichiometric operation region and the lean operation region warms the entire catalyst device and lowers the temperature of the NOx purification catalyst 7A arranged in front. Activate from the area.

【００５１】さて、ＮＯｘ浄化触媒７Ａの上述した基本
的性質により、リーン運転からストイキ運転への移行直
後にＮＯｘ浄化触媒７ＡにＨＣが一時的に吸着され、三
元触媒入口でのＨＣが若干不足することになるため、そ
の不足するＨＣを補う意味で、本発明では、リーン運転
からストイキ運転への移行時に、一時的に空燃比をリッ
チ化する。Now, due to the above-mentioned basic properties of the NOx purification catalyst 7A, HC is temporarily adsorbed by the NOx purification catalyst 7A immediately after the shift from the lean operation to the stoichiometric operation, and the HC at the three-way catalyst inlet is slightly insufficient. Therefore, in the sense of compensating for the deficient HC, the present invention temporarily enriches the air-fuel ratio when shifting from lean operation to stoichiometric operation.

【００５２】これを図１２で説明すると、同図はリーン
運転からストイキ運転へ移行する際の、空燃比フィード
バック補正係数ＡＬＰＨＡの動きを表す。リーン運転中
にはＯ₂センサが空燃比を検出することができず、この
間は空燃比をオープンループ制御するため、リーン運転
時にＡＬＰＨＡは１．０に固定されている。リーン運転
からストイキ運転へと移行するときに、ＡＬＰＨＡを通
常のフィードバック制御用の値とする前に、一周期分だ
け空燃比をリッチ化するため、リッチ化度合であるＬＲ
ＰＬ（比例分）とＬＲＩ＃（積分分）を与える。This will be explained with reference to FIG. 12, which shows the movement of the air-fuel ratio feedback correction coefficient ALPHA when the lean operation is changed to the stoichiometric operation. During lean operation, the O ₂ sensor cannot detect the air-fuel ratio, and during this time the air-fuel ratio is open-loop controlled, so ALPHA is fixed at 1.0 during lean operation. When shifting from lean operation to stoichiometric operation, the air-fuel ratio is enriched by one cycle before ALPHA is set to a value for normal feedback control.
PL (proportional amount) and LRI # (integral amount) are given.

【００５３】ＬＲＰＬとＬＲＩ＃は、ＮＯｘ浄化触媒の
ＨＣ吸着量に対応させて決定する。つまり、ストイキ運
転への移行直後にＮＯｘ浄化触媒の吸着するＨＣ量の分
が三元触媒入口でのＨＣ量の不足になるのであるから、
この不足分と同じ量だけ、空燃比のリッチ化により排気
中のＨＣを増加させて三元触媒に供給するわけである。
この場合、ＬＲＰＬとＬＲＩ＃に基づいて設定されたＡ
ＬＰＨＡが１．０よりも大きくなっている面積（図中の
網掛け部分の面積）がＨＣ供給量にほぼ比例する。な
お、空燃比のリッチ化を一周期分だけとしたのは、非常
に短い時間内でＮＯｘ浄化触媒に対してのＨＣの吸着が
完了する（つまりＨＣが吸着する期間だけ空燃比をリッ
チ化すればよい）からで、リッチ化を長引かせること
は、燃費の悪化につながる。LRPL and LRI # are determined in correspondence with the amount of HC adsorbed on the NOx purification catalyst. That is, immediately after the shift to the stoichiometric operation, the amount of HC adsorbed by the NOx purification catalyst becomes insufficient for the amount of HC at the inlet of the three-way catalyst.
The amount of HC in the exhaust gas is increased by the same amount as this shortage amount by enriching the air-fuel ratio and supplied to the three-way catalyst.
In this case, A set based on LRPL and LRI #
The area where LPHA is larger than 1.0 (the area of the shaded portion in the figure) is almost proportional to the HC supply amount. It should be noted that the reason why the enrichment of the air-fuel ratio is only for one cycle is that the adsorption of HC to the NOx purification catalyst is completed within a very short time (that is, the enrichment of the air-fuel ratio only during the period in which HC is adsorbed). Therefore, prolonging the enrichment leads to deterioration of fuel efficiency.

【００５４】一方、ＴＰにより決まる空燃比（ベース空
燃比）がストイキにある場合に、ＬＲＰＬの値を最適に
設定してあったとしても、製作バラツキや経時劣化によ
りベース空燃比がストイキよりもリーンになったときに
は、必要とする度合までリッチ化できなくなり（ＨＣ供
給量が不足する）、また、ベース空燃比がストイキより
もリッチになると、過度にリッチ化してしまう（ＨＣ供
給量が過剰となる）ことになる。On the other hand, when the air-fuel ratio determined by TP (base air-fuel ratio) is stoichiometric, even if the LRPL value is optimally set, the base air-fuel ratio is leaner than stoichiometric due to manufacturing variations and deterioration over time. When it becomes, it cannot be enriched to the required degree (HC supply amount is insufficient), and when the base air-fuel ratio becomes richer than stoichiometric, it becomes excessively rich (HC supply amount becomes excessive. ) It will be.

【００５５】この場合に、ベース空燃比がリーンの場合
（つまりＡＬＰＨＡ＝１．０としても実際の空燃比はス
トイキよりリーンである）は、空燃比フィードバック制
御時のＡＬＰＨＡの平均値が１．０より大きくなり、そ
のためリーン運転からストイキ運転へ移行する際の空燃
比のリッチ化後にＡＬＰＨＡの制御方向が反転するまで
の周期は、ベース空燃比がストイキにある場合より短く
なる（図１３の破線参照）。また、ベース空燃比がリッ
チの場合には、反対にリーン運転からストイキ運転へ移
行する際の空燃比のリッチ化後にＡＬＰＨＡの制御方向
が反転するまでの周期が、ベース空燃比がストイキにあ
る場合より長くなる（図１３の一点鎖線参照）。In this case, if the base air-fuel ratio is lean (that is, the actual air-fuel ratio is leaner than stoichiometric even if ALPHA = 1.0), the average value of ALPHA during air-fuel ratio feedback control is 1.0. Therefore, the period until the control direction of ALPHA is reversed after the air-fuel ratio is made richer when shifting from lean operation to stoichiometric operation is shorter than when the base air-fuel ratio is stoichiometric (see the broken line in FIG. 13). ). When the base air-fuel ratio is rich, on the contrary, when the base air-fuel ratio is stoichiometric, the cycle until the control direction of ALPHA is reversed after the air-fuel ratio is enriched when the lean operation changes to the stoichiometric operation It becomes longer (see the alternate long and short dash line in FIG. 13).

【００５６】そこで本発明では、リッチ化度合ＬＲＰＬ
に対する学習値を ＰＬ＝ＬＲＰＬ×ＬＲＰＬＨＳ ただし、ＰＬ：比例分 ＬＲＰＬ：リッチ化度合 ＬＲＰＬＨＳ：学習値 の形で導入し、空燃比のリッチ化後にＡＬＰＨＡの制御
方向が反転するまでの周期を計測し、これを判定値と比
較することによりベース空燃比がリーンであるのかリッ
チであるのかを判定し、その判定結果よりベース空燃比
がリーンの場合には、ＨＣ供給量の不足を補うため増大
側に学習値を更新し、またベース空燃比がリッチの場合
には、ＨＣ供給量の過剰を抑制するため減少側に学習値
を更新する。Therefore, in the present invention, the enrichment degree LRPL
PL = LRPL × LRPLHS where PL: proportional LRPL: degree of enrichment LRPLHS: learned value is introduced, and the period until the control direction of ALPHA is reversed after the enrichment of the air-fuel ratio is measured, By comparing this with a judgment value, it is judged whether the base air-fuel ratio is lean or rich, and if the base air-fuel ratio is lean from the judgment result, it is increased to supplement the shortage of the HC supply amount. The learned value is updated, and when the base air-fuel ratio is rich, the learned value is updated to the decreasing side in order to suppress the excess of the HC supply amount.

【００５７】図１に戻り、運転条件に応じて空燃比をリ
ーンあるいはストイキ、またはこのリーンからストイキ
に切換えるときに一時的にリッチ化するために、燃料イ
ンジェクタ６から噴射される燃料量を制御するコントロ
ールユニット１０が備えられる。このコントロールユニ
ット１０は同時にスワールコントロールバルブ５の開
度、点火栓１１の点火タイミング、スロットルバルブ４
を迂回して補助空気を流すＡＡＣバルブ１２の開度を制
御し、さらに燃料ポンプ１３の作動、排気高温時におけ
る警告灯１４の作動等を制御する。Returning to FIG. 1, the amount of fuel injected from the fuel injector 6 is controlled in order to temporarily enrich the air-fuel ratio to lean or stoichiometric or to switch from lean to stoichiometric depending on operating conditions. A control unit 10 is provided. The control unit 10 simultaneously opens the swirl control valve 5, the ignition timing of the spark plug 11, and the throttle valve 4.
The opening degree of the AAC valve 12 that bypasses the flow of the auxiliary air is controlled, and further, the operation of the fuel pump 13, the operation of the warning light 14 when the exhaust temperature is high, and the like are controlled.

【００５８】運転状態に応じてこれらの制御を行うた
め、コントロールユニット１０には運転状態を検出する
各種信号が入力するのであり、このため、吸入空気量を
測定するエアフローメータ２１、スロットルバルブ４の
開度を検出するスロットルセンサ（ただしアイドルスイ
ッチを兼用）２２、エンジン回転数を検出する回転数セ
ンサ２３、排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサ
（Ｏ₂センサ）２４、触媒装置７の温度を検出する温度
センサ２５、トランスミッションのニュートラル位置を
検出するニュートラルセンサ２６、エンジン冷却水温を
検出する水温センサ２７、エンジンのノッキングを検出
するノックセンサ２８、車速を検出する車速センサ２９
等の各出力回路が接続される。In order to perform these controls according to the operating state, various signals for detecting the operating state are input to the control unit 10. Therefore, the air flow meter 21 for measuring the intake air amount and the throttle valve 4 are measured. A throttle sensor (which also serves as an idle switch) 22 for detecting the opening, a rotation speed sensor 23 for detecting the engine speed, an air-fuel ratio sensor (O ₂ sensor) 24 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, and the temperature of the catalyst device 7. Temperature sensor 25 for detecting the engine, a neutral sensor 26 for detecting the neutral position of the transmission, a water temperature sensor 27 for detecting the engine cooling water temperature, a knock sensor 28 for detecting the engine knocking, and a vehicle speed sensor 29 for detecting the vehicle speed.
Each output circuit such as is connected.

【００５９】コントロールユニット１０では、後述する
ように、低中速、中負荷域等を中心とする所定の運転領
域において、空燃比がリーンとなるように燃料噴射量を
制御しつつ、吸気スワールを生起するようにスワールコ
ントロールバルブ５の開度を絞り、かつ点火時期を適切
に制御し、燃費のよいリーン運転を行い、またこれ以外
の領域においてＯ₂センサ２４の出力に基づいて空燃比
をストイキにフィードバック制御し、エンジンの安定性
や出力の要求に対応する。そして、リーン運転時にＮＯ
ｘ浄化触媒７ＡでＨＣを還元剤としたＮＯｘ還元反応に
よりＮＯｘを浄化するとともに、リーン運転からストイ
キ運転への移行時に、一時的に空燃比をリッチにし、後
述するようにこのリッチ化の度合をＮＯｘ浄化触媒のＨ
Ｃ吸着量に応じて適正に制御することにより、ストイキ
へ移行した直後に三元触媒へのＨＣ供給量が不足しない
ようにする。As will be described later, in the control unit 10, the intake swirl is controlled while controlling the fuel injection amount so that the air-fuel ratio becomes lean in a predetermined operating region centered on the low and medium speeds and the medium load region. The opening of the swirl control valve 5 is narrowed so as to occur, and the ignition timing is appropriately controlled to perform lean operation with good fuel economy. In other areas, the air-fuel ratio is stoichiometric based on the output of the O ₂ sensor 24. Feedback control is applied to meet the requirements of engine stability and output. And NO during lean operation
While purifying NOx by the NOx reduction reaction using HC as a reducing agent with the x purification catalyst 7A, the air-fuel ratio is temporarily made rich at the time of transition from lean operation to stoichiometric operation, and the degree of this enrichment will be described later. H of NOx purification catalyst
By appropriately controlling according to the C adsorption amount, the HC supply amount to the three-way catalyst will not be insufficient immediately after the transition to stoichiometry.

【００６０】この制御について、フローチャートを参照
しながら具体的に説明する。This control will be specifically described with reference to the flowchart.

【００６１】まず、図３は空燃比をリーン化してリーン
運転するためのフローチャート（バックグランドジョブ
で実行）であり、アイドルスイッチの出力からアイドル
スイッチがＯＮかどうかを判断し、もしアイドルスイッ
チがＯＮならば、リーン運転は行わないので、ステップ
１６に移行してリーン運転許可フラグをＦＬＥＡＮ＝０
とする。First, FIG. 3 is a flowchart for executing lean operation by making the air-fuel ratio leaner (executed as a background job). It is judged from the output of the idle switch whether or not the idle switch is ON, and if the idle switch is ON. If so, lean operation is not performed, so the routine proceeds to step 16 and the lean operation permission flag is set to FLEAN = 0.
And

【００６２】これに対してアイドルスイッチがＯＮでな
いときは、ステップ３以下において、各種の運転条件を
判定し、それぞれについて条件を満足するときに、ステ
ップ１５でリーン運転の許可フラグＦＬＥＡＮ＝１とし
て、リーン運転を許可するが、それ以外のときは、ステ
ップ１６に移行してリーンは行わない。On the other hand, when the idle switch is not ON, various operating conditions are determined in step 3 and subsequent steps, and when the respective conditions are satisfied, in step 15, the lean operation permission flag FLEAN = 1 is set, The lean operation is permitted, but in other cases, the process proceeds to step 16 and the lean operation is not performed.

【００６３】すなわち、ステップ３、４では冷却水温Ｔ
Ｗを検出し、これが所定の温度範囲にあるか、つまりＴ
ＷＬ≦ＴＷ≦ＴＷＨにあるかどうか判断し、ステップ
５、６で燃料噴射パルス幅ＴＰ（エンジン負荷）を検出
し、これが所定の範囲、つまりＴＰＬ≦ＴＰ≦ＴＰＨに
あるかどうか判断し、ステップ７、８ではエンジン回転
数ＮＥを検出し、これが所定の範囲、つまりＮＥＬ≦Ｎ
Ｅ≦ＮＥＨにあるかどうかを判断し、ステップ９、１０
ではスロットル開度ＴＶＯを検出し、これが所定の開度
以下か、つまりＴＶＯ≦ＴＶＯＨであるかどうかを判断
し、ステップ１１、１２では車速ＶＳＰを検出し、これ
が所定値以上か、つまりＶＳＰ≧ＶＳＰＬかどうかを判
断し、さらにステップ１３、１４では車両の加速度ΔＶ
ＳＰを車速を微分することにより求め、これが所定値以
下か、つまりΔＶＳＰ≦ＤＶＨかどうかを判断し、それ
ぞれの条件を満たすときに、ステップ１５に移行し、リ
ーン運転とする。That is, in steps 3 and 4, the cooling water temperature T
W is detected and it is within a predetermined temperature range, that is, T
It is determined whether or not WL≤TW≤TWH, the fuel injection pulse width TP (engine load) is detected in steps 5 and 6, and it is determined whether or not this is within a predetermined range, that is, TPL≤TP≤TPH, and step 7 , 8 detects the engine speed NE, and this is within a predetermined range, that is, NEL ≦ N.
It is determined whether E ≦ NEH, and steps 9 and 10 are performed.
Then, the throttle opening TVO is detected, and it is judged whether it is equal to or smaller than a predetermined opening, that is, TVO ≦ TVOH. In steps 11 and 12, the vehicle speed VSP is detected, and this is a predetermined value or more, that is, VSP ≧ VSPL. It is determined whether or not the acceleration of the vehicle is ΔV in steps 13 and 14.
SP is obtained by differentiating the vehicle speed, and it is determined whether this is a predetermined value or less, that is, ΔVSP ≦ DVH, and when the respective conditions are satisfied, the routine proceeds to step 15 and lean operation is performed.

【００６４】なお、それぞれ冷却水温、負荷、車速の各
条件についてリーン運転する領域に関し、図４〜図６に
その対応関係を示す。Incidentally, FIG. 4 to FIG. 6 show the corresponding relations with respect to the regions in which the lean operation is performed under the respective conditions of the cooling water temperature, the load and the vehicle speed.

【００６５】このようにしてリーン運転条件を判断した
ら、次に図７に示すフローチャート（４気筒の場合１８
０°毎に実行）にしたがって、燃空比補正係数ＤＭＬを
算出する。When the lean operating condition is determined in this way, the flow chart shown in FIG.
The fuel-air ratio correction coefficient DML is calculated in accordance with (execution every 0 °).

【００６６】ステップ２１でフラグＦＬＥＡＮ＝１かど
うかを判断し、リーン運転が許可されているときは、ス
テップ２２で目標とする燃空比（ストイキを１として、
それよりも濃いときは１より大きくなる値）ＴＤＭＬ
を、エンジン負荷と回転数で割り付けたリーン燃空比マ
ップから求める。また、リーン運転が許可されていない
ときは、ステップ２７で目標燃空比ＴＤＭＬを同じくス
トイキ燃空比マップから求める。ただし、この場合、運
転条件によって高負荷時などは、目標燃空比がストイキ
よりも濃い状態となることがある。In step 21, it is judged whether or not the flag FLEAN = 1, and when lean operation is permitted, in step 22, the target fuel-air ratio (set stoichiometry to 1,
Value that is greater than 1 when darker than that) TDML
Is calculated from the lean fuel-air ratio map assigned by the engine load and the rotation speed. If the lean operation is not permitted, the target fuel-air ratio TDML is similarly obtained from the stoichiometric fuel-air ratio map in step 27. However, in this case, the target fuel-air ratio may be richer than stoichiometric when the engine is under a high load, etc., depending on operating conditions.

【００６７】ステップ２３でＦＬＥＡＮ＝１であること
を確認したら、リーン燃空比マップから求めたＴＤＭＬ
に基づいて、燃空比補正係数ＤＭＬを ＤＭＬ＝Ｍａｘ（ＤＭＬ−ΔＤＭＬ，ＴＤＭＬ） …（１） の式により算出する（ステップ２４）。When it is confirmed in step 23 that FLEAN = 1, TDML obtained from the lean fuel-air ratio map
Based on, the fuel-air ratio correction coefficient DML is calculated by the equation of DML = Max (DML-ΔDML, TDML) (1) (step 24).

【００６８】なお、ここでΔＤＭＬは一回当たりの修正
量で、図８にも示すように、そのときのスロットル開度
の変化速度ΔＴＶＯによって変化する。Here, ΔDML is a correction amount per time, and as shown in FIG. 8, it changes depending on the changing speed ΔTVO of the throttle opening at that time.

【００６９】また、ステップ２３でＦＬＥＡＮ＝１でな
いときは、ステップ２８でストイキ燃空比マップから求
めたＴＤＭＬに基づいて、燃空比補正係数ＤＭＬを ＤＭＬ＝Ｍｉｎ（ＤＭＬ−ΔＤＭＬ，ＴＤＭＬ） …（２） の式により算出する。When FLEAN = 1 is not set in step 23, the fuel-air ratio correction coefficient DML is set to DML = Min (DML-ΔDML, TDML) based on TDML obtained from the stoichiometric fuel-air ratio map in step 28. It is calculated by the formula of 2).

【００７０】このようにして求められるＤＭＬは、図８
に示したように、ストイキからリーンへの移行時あるい
はリーンからストイキへの移行時に階段状に変化する値
である。The DML thus obtained is shown in FIG.
As shown in, the value changes stepwise at the time of transition from stoichiometry to lean or at the transition from lean to stoichiometry.

【００７１】次いで、ステップ２５でＤＭＬ＝１．０で
あれば、空燃比がストイキとなるようにフィードバック
制御に移行するのであり、そうでないときは、空燃比フ
ィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを、ＡＬＰＨＡ＝１．
０にクランプし、燃空比補正係数に基づいた空燃比とな
るようにオープンループ制御する。Next, if DML = 1.0 in step 25, the control shifts to feedback control so that the air-fuel ratio becomes stoichiometric. If not, the air-fuel ratio feedback correction coefficient ALPHA is changed to ALPHA = 1.
It is clamped at 0, and open loop control is performed so that the air-fuel ratio is based on the fuel-air ratio correction coefficient.

【００７２】このようにして空燃比を運転条件に応じて
制御する。次に、図９のフローチャートによって、スト
イキ運転への移行時にＮＯｘ浄化触媒に吸着されるＨＣ
量と、ストイキ以外の運転で触媒から離脱されるＨＣ量
とから、現在までのＨＣ吸着量を算出する動作について
説明する。In this way, the air-fuel ratio is controlled according to the operating conditions. Next, according to the flowchart of FIG. 9, the HC adsorbed on the NOx purification catalyst at the time of shifting to the stoichiometric operation
The operation of calculating the HC adsorption amount up to the present time from the amount and the HC amount desorbed from the catalyst in the operation other than stoichiometry will be described.

【００７３】ステップ３１でリーン運転かどうかを、燃
空比補正係数ＤＭＬ＜１．０かどうかにより判断する。
リーンでないならば、ステップ３２で触媒に対するＨＣ
の吸着速度（割合）ＤＡＢＳＲを、 ＤＡＢＳＲ＝ＤＡＢＳＲ０＃×（Ｔｐ／Ｔｐ０＃）×（Ｑ／Ｑ０＃） ×（ＡＢＳＦＣ＃−ＡＢＳＴＣ）／ＡＢＳＦＣ＃ …（３） の式により算出する。At step 31, it is judged whether or not the lean operation is performed, based on whether or not the fuel-air ratio correction coefficient DML <1.0.
If it is not lean, HC to the catalyst in step 32
The adsorption rate (ratio) DABSR of is calculated by the following formula: DABSR = DABSR0 # × (Tp / Tp0 #) × (Q / Q0 #) × (ABSFC # −ABSTC) / ABSFC # (3).

【００７４】ただし、ＡＢＳＴＣはＨＣの吸着量を意味
し、負荷ＴＰが大きいほど、また吸入空気量Ｑが大きい
ほど吸着速度は大きくなる。However, ABSTC means the amount of HC adsorbed, and the larger the load TP and the larger the intake air amount Q, the higher the adsorption rate.

【００７５】ステップ３３ではＨＣ吸着量ＡＢＳＴＣ
を、前回値に今回の吸着分（吸着速度）ＤＡＢＳＲを加
算することにより次式のようにして求める。At step 33, the HC adsorption amount ABSTC
Is calculated by adding the current adsorption amount (adsorption rate) DABSR to the previous value as in the following equation.

【００７６】 ＡＢＳＴＣ＝ＡＢＳＴＣ（ｏｌｄ）＋ＤＡＢＳＲ …（４） これに対して、ステップ３１においてリーン運転である
ときは、触媒からのＨＣの減少量を算出するのであり、
まずステップ３４で触媒からのＨＣの減少速度ＤＰＲＧ
Ｒを ＤＰＲＧＲ＝ＤＰＲＧＲ０＃×（Ｔｐ／Ｔｐ０＃）×（Ｑ／Ｑ０＃） ×（ＣＴ／ＣＴ０）×ＡＢＳＴＣ／ＡＢＳＦＣ＃ …（５） の式により算出する。ABSTC = ABSTC (old) + DABSR (4) On the other hand, when the operation is lean in step 31, the decrease amount of HC from the catalyst is calculated.
First, at step 34, the rate of decrease of HC from the catalyst DPRG
R is calculated by the following equation: DPRGR = DPRGR0 # × (Tp / Tp0 #) × (Q / Q0 #) × (CT / CT0) × ABSTC / ABSFC # (5)

【００７７】なお、この減少速度も負荷ＴＰが大きいほ
ど、また吸入空気量Ｑが大きいほど大きくなり、さらに
排気温度ＣＴが高いほど大きくなる。そして、ステップ
３５において、ＨＣ吸着量ＡＢＳＴＣを ＡＢＳＴＣ＝ＡＢＳＴＣ（ｏｌｄ）−ＤＰＲＧＲ …（６） の式により算出する。The decreasing speed also increases as the load TP and the intake air amount Q increase, and increases as the exhaust temperature CT increases. Then, in step 35, the HC adsorption amount ABSTC is calculated by the following formula: ABSTC = ABSTC (old) -DPRGR (6).

【００７８】このようにして、現在までにＮＯｘ浄化触
媒に吸着されているＨＣ量を算出したら、リーン運転が
ストイキ運転に切換わったときに、三元触媒入口でのＨ
Ｃが不足することのないように、空燃比を一時的にリッ
チシフトするのであるが、このときの空燃比フィードバ
ック補正係数ＡＬＰＨＡを算出する動作について、図１
０のフローチャートにしたがって説明する。なお、この
フローは４気筒の場合エンジンの１回転毎（６気筒や８
気筒の場合でも同じ）に図３、図７、図９とは独立に実
行する。In this way, when the amount of HC adsorbed on the NOx purification catalyst to date is calculated, when the lean operation is switched to the stoichiometric operation, the H at the three-way catalyst inlet is increased.
The air-fuel ratio is temporarily rich-shifted so as not to run short of C. The operation for calculating the air-fuel ratio feedback correction coefficient ALPHA at this time is shown in FIG.
It will be described according to the flowchart of No. 0. It should be noted that this flow is for every four revolutions of the engine in case of four cylinders (e.g.
The same applies to the case of a cylinder) independently of FIG. 3, FIG. 7, and FIG.

【００７９】まずステップ４１でＤＭＬ＜１００％（＝
１．０）かどうかを判断し、もしリーン運転中ならば、
ステップ５０以降に移り、リッチシフト実行フラグＦＲ
ＳＦＴ（始動時に“０”に初期設定される）を“１”に
セットし、ステップ５１でＡＬＰＨＡをクランプして処
理を終了する。First, in step 41, DML <100% (=
1.0), if it is running lean,
After step 50, the rich shift execution flag FR
SFT (initially set to "0" at startup) is set to "1", and in step 51, ALPHA is clamped and the process ends.

【００８０】これに対して、リーン運転時でないとき
は、ステップ４２に進み、ストイキ運転中であっても、
全開加速時や減速時等のＡＬＰＨＡをクランプする運転
条件にあるかを判断し、もしそうならば、前記したステ
ップ５１以降へと進み、ＡＬＰＨＡをクランプする。On the other hand, when the lean operation is not being performed, the routine proceeds to step 42, where even during the stoichiometric operation,
It is judged whether or not there are operating conditions for clamping the ALPHA at the time of full-open acceleration or deceleration, and if so, the process proceeds to the step 51 and thereafter, and the ALPHA is clamped.

【００８１】クランプ条件にないときは、ステップ４３
でリッチシフト実行フラグＦＲＳＦＴ＝１かどうか判断
し、もしＦＲＳＦＴ＝０ならば、通常の空燃比フィード
バック制御を行うために、ステップ５２に移行して、フ
ィードバック制御定数の積分分ｉ、比例分ＰＬ、ＰＲを
マップから読み出す。If the clamp conditions are not met, step 43
It is determined whether or not the rich shift execution flag FRSFT = 1, and if FRSFT = 0, the routine proceeds to step 52 to carry out normal air-fuel ratio feedback control, and the feedback control constant integral part i and proportional part PL, Read PR from map.

【００８２】これに対して、ＦＲＳＦＴ＝１のときは、
リッチ化処理を行うために、ステップ４４ないし４８へ
と進む。On the other hand, when FRSFT = 1,
In order to perform the enrichment process, the process proceeds to steps 44 to 48.

【００８３】まず、ステップ４４ではＨＣ吸着量ＡＢＳ
ＴＣからテーブルを検索してリッチ化度合ＬＲＰＬを求
める。First, at step 44, the HC adsorption amount ABS
The table is searched from TC to obtain the enrichment degree LRPL.

【００８４】この場合、ストイキ移行直前のＨＣ吸着量
が少ないほど移行直後にＮＯｘ浄化触媒にＨＣが多く奪
われるため、リッチ化度合を大きくする必要があるの
で、ＡＢＳＴＣが小さくなるほどリッチ化度合ＬＲＰＬ
が大きくなるが、余り大きくなり過ぎると、空燃比の急
激な変化によるトルク変動が大きくなるので、許容され
るトルク変動の範囲よりも大きな値には設定しない。ま
た、ＡＢＳＴＣが大きいときは、無用な空燃比変動を回
避するためＬＲＰＬ＝０として、リッチ化を行わない。In this case, the smaller the amount of HC adsorbed immediately before the stoichiometric transition, the more the amount of HC depleted by the NOx purification catalyst immediately after the transition, so it is necessary to increase the enrichment degree. Therefore, the smaller the ABSTC, the more the enrichment degree LRPL.
However, if it becomes too large, the torque fluctuation due to the abrupt change of the air-fuel ratio becomes large, so the value is not set to a value larger than the allowable torque fluctuation range. Further, when ABSTC is large, LRPL = 0 is set in order to avoid unnecessary air-fuel ratio variation, and enrichment is not performed.

【００８５】ステップ４５でマップ検索によりＮＥとＴ
Ｐの属する学習領域に入っているリッチ化度合の学習値
（１．０を中心とする値）ＬＲＰＬＨＳを求め、この学
習値ＬＲＰＬＨＳとリッチ化度合ＬＲＰＬとからステッ
プ４６において、 ＰＬ＝ＬＲＰＬ×ＬＲＰＬＨＳ …（７） の式より比例分ＰＬを求め、さらに比例分ＰＲには０
を、積分分ｉには所定値ＬＲＩ＃を入れる。In step 45, NE and T are searched by map search.
A learning value (value centered on 1.0) LRPLHS in the learning region to which P belongs is obtained, and in the step 46, PL = LRPL × LRPLHS from the learning value LRPLHS and the enrichment degree LRPL. The proportional PL is obtained from the equation (7), and the proportional PR is 0.
And a predetermined value LRI # is put into the integral i.

【００８６】ステップ４７では空燃比フィードバック制
御を開始して１周期分が経過したかどうかを調べ、１周
期が経過していなければ、ステップ４９に移行し、ステ
ップ４６で求めた比例分ＰＬ、ＰＲと積分分ｉを用いて
ＡＬＰＨＡを更新する。１周期が経過したら、ステップ
４８でリッチシフト実行フラグＦＲＳＦＴをクリアした
後、ステップ４９に移行する。In step 47, the air-fuel ratio feedback control is started and it is checked whether or not one cycle has elapsed. If one cycle has not elapsed, the routine proceeds to step 49, where the proportional parts PL, PR obtained in step 46 are calculated. And ALPHA is updated using the integral i. When one cycle has elapsed, the rich shift execution flag FRSFT is cleared in step 48, and then the process proceeds to step 49.

【００８７】図１１のフローチャートは、リッチ化度合
の学習値ＬＲＰＬＨＳの更新を行うためのもので、図１
０におけるリッチ化処理の終了時に行う。The flowchart of FIG. 11 is for updating the learning value LRPLHS of the enrichment degree.
It is performed at the end of the enrichment process in 0.

【００８８】まず、ステップ６１でリッチ化処理中のＡ
ＬＰＨＡのピーク〜ピーク間にエンジンが回転した回数
ＣＯ２ＩＮＶを算出し、その他の運転条件をステップ６
２において検出する。First, in step 61, A during the enrichment process
Calculate the number of times the engine has rotated between the peaks of LPHA, CO2INV, and set other operating conditions in step 6
Detect in 2.

【００８９】ステップ６３ではＨＣ吸着量ＡＢＳＴＣと
エンジン回転数ＮＥからマップを検索して、ＣＯ２ＩＮ
Ｖに対する学習領域毎の所定のしきい値ＳＯ２ＩＮＶを
求める。At step 63, the map is searched from the HC adsorption amount ABSTC and the engine speed NE, and CO2IN
A predetermined threshold value SO2INV for each learning region for V is calculated.

【００９０】このしきい値ＳＯ２ＩＮＶにヒステリシス
幅の半分である所定値ＨＹＳＩＮＶ＃を加えた値と上記
の回数ＣＯ２ＩＮＶとをステップ６４において比較し、
ＣＯ２ＩＮＶ≧ＳＯ２ＩＮＶ＋ＨＹＳＩＮＶであるとき
は、ベース空燃比がリッチ側にずれていると判断してス
テップ６５、６６、６７に進み、学習値ＬＲＰＬＨＳを ＬＲＰＬＨ＝ＬＲＰＬＨ（ｏｌｄ）−ＤＰＬ＃ …（８） ただし、ＤＰＬ＃：所定値 の式により減量側に書き換える。ただし、学習値は、学
習領域毎に異なる値を格納しているので、そのときのＮ
ＥとＴＰの属する学習領域の学習値を読み出し、その学
習値から所定値ＤＰＬ＃だけ差し引いた値を改めて同じ
領域に格納することになる。学習値はバックアップして
おく。In step 64, the value obtained by adding a predetermined value HYSINV #, which is a half of the hysteresis width, to the threshold value SO2INV and the number of times CO2INV are compared,
When CO2INV ≧ SO2INV + HYSINV, it is determined that the base air-fuel ratio is deviated to the rich side, and the process proceeds to steps 65, 66, 67, and the learning value LRPLHS is set to LRPLH = LRPLH (old) -DPL # (8) However, DPL #: Rewrite to the weight reduction side according to a predetermined value formula. However, since the learning value stores a different value for each learning region, N at that time is stored.
The learning value of the learning area to which E and TP belong is read, and the value obtained by subtracting the predetermined value DPL # from the learning value is stored again in the same area. The learning value is backed up.

【００９１】一方、ＣＯ２ＩＮＶ＜ＳＯ２ＩＮＶ＋ＨＹ
ＳＩＮＶであるときにはステップ６８に進んで、ＣＯ２
ＩＮＶとＳＯ２ＩＮＶ−ＨＹＳＩＮＶとを比較し、ＣＯ
２ＩＮＶ≦ＳＯ２ＩＮＶ−ＨＹＳＩＮＶのときには、ベ
ース空燃比がリーン側にずれていると判断してステップ
６９、７０、７１に進み、ステップ６５、６６、６７と
同様にして、そのときのＮＥとＴＰの属する学習領域の
学習値ＬＲＰＬＨＳを ＬＲＰＬＨ＝ＬＲＰＬＨ（ｏｌｄ）＋ＤＰＬ＃ …（９） の式により増量側に書き換える。On the other hand, CO2INV <SO2INV + HY
When it is SINV, the routine proceeds to step 68, where CO2
INV and SO2INV-HYSINV are compared and CO
When 2INV≤SO2INV-HYSINV, it is determined that the base air-fuel ratio is deviated to the lean side, the process proceeds to steps 69, 70, 71, and similarly to steps 65, 66, 67, the NE and TP at that time belong. The learning value LRPLHS in the learning region is rewritten to the increase side by the formula: LRPLH = LRPLH (old) + DPL # (9).

【００９２】ここで、本発明の作用を説明する。The operation of the present invention will now be described.

【００９３】リーン運転域でＮＯｘを吸着して溜め込む
だけの従来例では、ＮＯｘ吸着量が一杯になるなるたび
に、ストイキ運転に戻す必要があるので、リーン運転を
長く継続することができず、しかもそのときの運転状態
に関係なくストイキ運転に戻すため、運転性にも影響す
る、さらに、ストイキ運転への移行のたびに空燃比のリ
ッチ化処理を行わなければならないので、燃費を向上さ
せるにしても限界があるばかりか、溜め込んだＮＯｘを
三元触媒によりすべて処理する必要があるため、三元触
媒に対する負担も高くなる（三元触媒入口の排気濃度が
高くなり、処理すべき量が多くなる）。In the conventional example in which the NOx is adsorbed and stored in the lean operation range, it is necessary to return to the stoichiometric operation every time the NOx adsorption amount becomes full, so that the lean operation cannot be continued for a long time. In addition, since it returns to stoichiometric operation regardless of the operating state at that time, it also affects drivability.Moreover, it is necessary to perform air-fuel ratio enrichment processing every time it shifts to stoichiometric operation, which improves fuel efficiency. However, not only is there a limit, but it is also necessary to treat all of the stored NOx with a three-way catalyst, which increases the burden on the three-way catalyst (the exhaust concentration at the three-way catalyst inlet is high, and the amount to be treated is large. Become).

【００９４】これに対して本発明では、ＮＯｘ浄化触媒
７Ａによりリーン運転域で排気中のＨＣや自身に吸着し
ているＨＣを還元剤としたＮＯｘ還元反応によりＮＯｘ
を浄化してしまうので、リーン運転が長引いても、途中
でストイキ運転に移行させる必要がなく、これによって
運転性に影響がないばかりか従来例より燃費を改善でき
るとともに、三元触媒に対する負担も軽くなる。On the other hand, in the present invention, the NOx purifying catalyst 7A causes NOx reduction reaction using the HC in the exhaust gas and the HC adsorbed to itself in the lean operation region as a reducing agent.
Therefore, even if the lean operation is prolonged, there is no need to shift to the stoichiometric operation on the way, which not only affects the drivability but also improves the fuel efficiency compared to the conventional example and also burdens the three-way catalyst. It gets lighter.

【００９５】また、ストイキ運転への移行時に空燃比を
一時的にリッチ化することにより、排気中のＨＣを増加
させて三元触媒に供給するので、ストイキ運転への移行
直後に三元触媒へのＨＣの供給量が不足することがな
い。Further, by temporarily enriching the air-fuel ratio during the shift to the stoichiometric operation, the HC in the exhaust gas is increased and supplied to the three-way catalyst. There is no shortage of HC supply.

【００９６】さらに、ＮＯｘ浄化触媒のＨＣ吸着量を算
出し、このＨＣ吸着量に応じて空燃比のリッチ化度合を
決定するので、ストイキ運転に移行する直前のＮＯｘ浄
化触媒のＨＣ吸着量を精度よく求めることができ、これ
によってストイキ運転に移行した直後のＨＣ供給量を過
不足なく与えることができる。Further, the amount of HC adsorbed on the NOx purifying catalyst is calculated, and the degree of enrichment of the air-fuel ratio is determined according to this amount of HC adsorbed. Therefore, the amount of HC adsorbed on the NOx purifying catalyst immediately before shifting to the stoichiometric operation is accurately determined. It can be obtained well, and therefore, the HC supply amount immediately after the shift to the stoichiometric operation can be given without excess or deficiency.

【００９７】また、リッチ化度合に対する学習値ＬＲＰ
ＬＨＳを導入して、リッチ化処理中のＡＬＰＨＡのピー
ク〜ピーク間にエンジンが回転した回数ＣＯ２ＩＮＶ
（空燃比のリッチ化後に空燃比フィードバック制御の制
御方向が反転するまでの周期に相当）を算出し、これを
判定値と比較することによりベース空燃比がリーンであ
るのかリッチであるのかを判定し、その判定結果よりベ
ース空燃比がリーンの場合には、ＨＣ供給量の不足を補
うため増大側にＬＲＰＬＨＳを更新し、またベース空燃
比がリッチの場合には、ＨＣ供給量の過剰を抑制するた
め減少側にＬＲＰＬＨＳを更新するので、製作時のバラ
ツキや経時劣化によりベース空燃比がリーン側やリッチ
側へとずれている場合にも、ストイキ運転域への移行時
に三元触媒入口に過不足なくＨＣ供給量を与えることが
できる。Further, the learning value LRP for the degree of enrichment
The number of times the engine has rotated between the peak and peak of ALPHA during the enrichment process by introducing LHS CO2INV
(Equivalent to the period until the control direction of the air-fuel ratio feedback control is reversed after the air-fuel ratio is enriched) is calculated and compared with the judgment value to determine whether the base air-fuel ratio is lean or rich. If the base air-fuel ratio is lean from the result of the determination, the LRPLHS is updated to the increasing side to compensate for the shortage of the HC supply amount, and if the base air-fuel ratio is rich, the excess HC supply amount is suppressed. Therefore, LRPLHS is updated to the decrease side, so even if the base air-fuel ratio deviates to the lean side or the rich side due to variations in production or deterioration over time, when the transition to the stoichiometric operation range occurs, the three-way catalyst inlet is overloaded. It is possible to provide the HC supply amount without any shortage.

【００９８】図１４、図１５のフローチャートは第２実
施形態で、それぞれ第１実施形態の図１０、図１１に対
応する。第１実施形態と相違するのは、図１４のステッ
プ８１、８２、８３、図１５のステップ９１、９２、９
３、９４、９５、９６で、図１０、図１１と同一のステ
ップには同じステップ番号をつけている。The flowcharts of FIGS. 14 and 15 are the second embodiment and correspond to FIGS. 10 and 11 of the first embodiment, respectively. The difference from the first embodiment is steps 81, 82 and 83 in FIG. 14 and steps 91, 92 and 9 in FIG.
3, 94, 95, and 96, the same steps as those in FIGS. 10 and 11 have the same step numbers.

【００９９】第２実施形態はリッチ化度合の学習値ＬＲ
ＰＬＨＳを加速時と減速時に対する２値としたもので、
図１４に示したように、リッチ化処理に際し、アイドル
スイッチをみてこれがＯＦＦ状態（加速時）であれば、
加速時用の値ＬＲＨＳＡＣを学習値ＬＲＰＬＨＳに入
れ、また、ＯＮ状態（減速時）であるときには減速時用
の値ＬＲＨＳＤＣを学習値ＬＲＰＬＨＳに入れる（図１
４のステップ８１、８２、８３）ことにより学習値を求
め、このようにして求めた学習値ＬＲＰＬＨＳでリッチ
化度合ＬＲＰＬを補正している（図１４のステップ４
６）。また、図１５のように、アイドルスイッチの状態
をみて、学習値を更新している（図１５のステップ９
１、９２、９３、９４、９５、９６）。この学習値につ
いても第１実施形態と同様にバックアップしておくこと
はいうまでもない。In the second embodiment, the learning value LR of the degree of enrichment is set.
PLHS is a binary value for acceleration and deceleration.
As shown in FIG. 14, during the enrichment process, if the idle switch is seen to be in the OFF state (during acceleration),
The value LRHSAC for acceleration is entered in the learning value LRPLHS, and the value LRHSDC for deceleration is entered in the learning value LRPLHS when in the ON state (during deceleration) (FIG. 1).
The learning value is obtained by performing steps 81, 82, and 83 of 4), and the enrichment degree LRPL is corrected by the learning value LRPLHS thus obtained (step 4 in FIG. 14).
6). Further, as shown in FIG. 15, the learning value is updated by checking the state of the idle switch (step 9 in FIG. 15).
1, 92, 93, 94, 95, 96). It goes without saying that this learning value is also backed up as in the first embodiment.

【０１００】空燃比学習制御により定常時の誤差をほぼ
解消できるとすれば、ベース空燃比がリーン側あるいは
リッチ側へとずれるのは、過渡時（加速時と減速時）が
主であるので、学習値を加速時と減速時に対する２値と
しても、空燃比学習制御と併用するのであれば、過渡時
にベース空燃比がリーン側あるいはリッチ側へとずれる
場合にも、ストイキ運転への移行時にＨＣ供給量を過不
足なく与えることができ、このように学習値を加速時と
減速時に対する２値とすることで、第２実施形態では学
習値のマップが不要となり、記憶装置の負担が軽くな
る。Assuming that the steady-state error can be almost eliminated by the air-fuel ratio learning control, the base air-fuel ratio shifts to the lean side or the rich side mainly at the transition time (during acceleration and deceleration). Even if the learning value is binary for acceleration and deceleration, if it is used together with the air-fuel ratio learning control, even if the base air-fuel ratio shifts to the lean side or the rich side during the transition, the HC will change when the stoichiometric operation is performed. The supply amount can be given without excess or deficiency, and by setting the learning value to two values for acceleration and deceleration in this way, the map of the learning value becomes unnecessary in the second embodiment, and the load on the storage device is lightened. .

【０１０１】図１６のフローチャートは第３実施形態
で、第２実施形態の図１４に対応する。また図１７の波
形図は第１実施形態の図１２に対応させている。The flowchart of FIG. 16 is the third embodiment and corresponds to FIG. 14 of the second embodiment. The waveform diagram of FIG. 17 corresponds to that of FIG. 12 of the first embodiment.

【０１０２】第３実施形態はＮＯｘ浄化触媒のＨＣ吸着
量ＡＢＳＴＣが一定であることを前提とし、かつリッチ
化度合の学習値の導入をやめたもので、この場合には、
リッチ化処理に際し、アイドルスイッチのＯＦＦ時に所
定値ＬＲＰＬＯＦ＃を比例分ＰＬに、所定値ＬＲＩＯＦ
＃を積分分ｉに入れ（ステップ８１、１０１）、また、
アイドルスイッチのＯＮ時に所定値ＬＲＰＬＯＮ＃をＰ
Ｌに、所定値ＬＲＩＯＮ＃をｉに入れている（ステップ
８１、１０２）。The third embodiment is based on the assumption that the HC adsorption amount ABSTC of the NOx purification catalyst is constant, and the introduction of the learning value of the enrichment degree is stopped. In this case,
In the enrichment process, when the idle switch is turned off, the predetermined value LRPLOF # is set to the proportional PL and the predetermined value LRIOF is set.
Put # in the integral i (steps 81, 101), and
When the idle switch is ON, the predetermined value LRPRON # is set to P
A predetermined value LRION # is set in L as i (steps 81 and 102).

【０１０３】第３実施形態では、ＮＯｘ浄化触媒のＨＣ
吸着量ＡＢＳＴＣが一定である場合に、空燃比学習制御
と併用することで、過渡時にベース空燃比がリーン側あ
るいはリッチ側へとずれる場合にも、ストイキ運転への
移行時にＨＣ供給量を過不足なく与えることができると
ともに、学習値のマップとＨＣ吸着量を求めるためのテ
ーブルを必要としないので、記憶装置の負担が第２実施
形態よりも軽くなる。In the third embodiment, the HC of the NOx purification catalyst
When the adsorbed amount ABSTC is constant, by using it together with the air-fuel ratio learning control, even if the base air-fuel ratio shifts to the lean side or the rich side during a transition, the HC supply amount becomes excessive or insufficient when shifting to the stoichiometric operation. Since it is possible to provide the data without the need for a learning value map and a table for determining the amount of adsorbed HC, the load on the storage device is lighter than that in the second embodiment.

【０１０４】[0104]

【発明の効果】第１の発明では、ＮＯｘ浄化触媒により
リーン運転域で排気中のＨＣや自身に吸着しているＨＣ
を還元剤としたＮＯｘ還元反応によりＮＯｘを浄化して
しまうので、リーン運転が長引いても、途中でストイキ
運転に移行させる必要がなく、これによって運転性に影
響がないばかりか燃費を一段と改善できるとともに、三
元触媒に対する負担が軽くなる。また、第１の発明で
は、リーン運転からストイキ運転への移行時に空燃比を
一時的にストイキよりもリッチ化することにより、排気
中のＨＣを増加させて三元触媒に供給するので、ストイ
キ運転への移行直後に三元触媒へのＨＣの供給量が不足
することがない。また、第１の発明では、ＮＯｘ浄化触
媒のＨＣ吸着量を算出し、このＨＣ吸着量に応じて空燃
比のリッチ化の度合を決定するので、ストイキ運転に移
行する直前のＮＯｘ浄化触媒のＨＣ吸着量を精度よく求
めることができ、これによってストイキ運転に移行した
直後のＨＣ供給量を過不足なく与えることができる。ま
た、第１の発明では、空燃比をリッチするのを、空燃比
フィードバック制御の制御方向が反転するまでに限って
いるので、リッチ化を長引かせることがなく燃費の悪化
を防ぐことができる。 According to the first aspect of the present invention, the HC in the exhaust gas and the HC adsorbed to itself in the lean operating region by the NOx purification catalyst.
Since NOx is purified by the NOx reduction reaction using as a reducing agent, even if the lean operation is prolonged, it is not necessary to shift to the stoichiometric operation on the way, which not only affects the drivability but also improves the fuel efficiency further. At the same time, the burden on the three-way catalyst is reduced. In the first invention,
Changes the air-fuel ratio when shifting from lean operation to stoichiometric operation.
Exhaust by temporarily enriching the stoichiometry
Since HC in the inside is increased and supplied to the three-way catalyst,
Immediately after switching to operation, the amount of HC supplied to the three-way catalyst is insufficient
There is nothing to do. Further, in the first invention, the NOx purification catalyst is used.
The amount of HC adsorbed by the medium is calculated, and the
Since the degree of ratio enrichment is determined, move to stoichiometric operation.
Precisely determine the amount of HC adsorbed on the NOx purification catalyst immediately before the operation.
It was possible to shift to stoichiometric operation
It is possible to supply the HC supply amount immediately after that without excess or deficiency. Well
In the first aspect of the invention, the air-fuel ratio is made rich by changing the air-fuel ratio.
Only until the control direction of feedback control is reversed
Therefore, the fuel efficiency is not deteriorated without prolonging the enrichment.
Can be prevented.

【０１０５】第７の発明では、第２の無機物からなる触
媒層により、ストイキ運転域でＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを浄
化し、またリーン運転時には酸化触媒反応を起こしてＨ
Ｃ、ＣＯを浄化し、その際に生じる反応熱により第１の
無機物からなる触媒層と第２の無機物からなる触媒層の
全体の温度を上昇させ触媒の活性化を促進することがで
きる。In the seventh aspect of the invention, the second inorganic catalyst layer purifies NOx, HC, and CO in the stoichiometric operation range, and when the lean operation is performed, an oxidation catalytic reaction occurs to generate H.
C and CO can be purified, and the heat of reaction generated at that time can raise the overall temperature of the catalyst layer made of the first inorganic material and the catalyst layer made of the second inorganic material to accelerate the activation of the catalyst.

【０１０６】第８の発明では、第３の無機物からなる触
媒層に、第２の無機物からなる触媒層で発生した酸化反
応による反応熱を第１の無機物からなる触媒層へ伝える
際に緩和する働きがあることから、エンジンからの排気
温度が高くなった場合に、第１の無機物からなる触媒層
が高温になることを抑制するとともに、第１の無機物か
らなる触媒層に含まれる活性成分である銅が高温の使用
条件下でゼオライトの活性サイトから移動し第２の無機
物からなる触媒層に達して第２の無機物からなる触媒層
の酸化反応を低下させ触媒性能を劣化させるという働き
を抑制することができる。In the eighth invention, the heat of reaction due to the oxidation reaction generated in the catalyst layer made of the second inorganic material is transferred to the catalyst layer made of the third inorganic material when being transferred to the catalyst layer made of the first inorganic material. Since it has a function, it suppresses the temperature of the catalyst layer made of the first inorganic material from becoming high when the exhaust gas temperature from the engine becomes high, and the active component contained in the catalyst layer made of the first inorganic material is suppressed. Suppresses the action that certain copper migrates from the active site of zeolite under high temperature use conditions and reaches the catalyst layer composed of the second inorganic substance, lowers the oxidation reaction of the catalyst layer composed of the second inorganic substance and deteriorates the catalytic performance. can do.

【０１０７】[0107]

【０１０８】[0108]

【０１０９】ベース空燃比がリーンのとき、空燃比のリ
ッチ化後に空燃比フィードバック制御の制御方向が反転
するまでの周期が短くなり、また、ベース空燃比がリッ
チのとき、その周期が長くなることから、第２の発明で
は、前記周期を計測し、この周期が判定値よりも短いと
きには空燃比のリッチ化度合が大きくなる側に、また周
期が判定値よりも長いときには空燃比のリッチ化度合が
小さくなる側に学習領域毎の学習値を更新するので、製
作時のバラツキや経時劣化によりベース空燃比がリーン
側やリッチ側へとずれている場合にも、ストイキ運転へ
の移行直後に三元触媒に過不足なくＨＣ供給量を与える
ことができる。When the base air-fuel ratio is lean, the period until the control direction of the air-fuel ratio feedback control is reversed after the air-fuel ratio is made rich, and when the base air-fuel ratio is rich, the period becomes long. Therefore, in the second invention, the period is measured, and when the period is shorter than the determination value, the degree of enrichment of the air-fuel ratio is increased, and when the period is longer than the determination value, the degree of enrichment of the air-fuel ratio is increased. Since the learning value for each learning area is updated to the smaller side, even if the base air-fuel ratio deviates to the lean side or the rich side due to variations during production or deterioration over time, the three It is possible to supply the HC supply amount to the original catalyst without excess or deficiency.

【０１１０】空燃比の学習制御により定常時の誤差をほ
ぼ解消できるとすれば、ベース空燃比がリーン側あるい
はリッチ側へとずれるのは、過渡時（加速時と減速時）
が主であるので、第３の発明で学習値を加速時と減速時
に対する２値としても、空燃比学習制御と併用するので
あれば、過渡時にベース空燃比がリーン側あるいはリッ
チ側へとずれる場合にも、ストイキ運転への移行時にＨ
Ｃ供給量を過不足なく与えることができ、このように学
習値を加速時と減速時に対する２値とすることで、学習
値のマップが不要となり、記憶装置の負担が軽くなる。Assuming that the error in the steady state can be almost eliminated by the learning control of the air-fuel ratio, the base air-fuel ratio shifts to the lean side or the rich side during the transition (during acceleration and deceleration).
Therefore, even if the learning value is set to a binary value for acceleration and deceleration in the third invention, the base air-fuel ratio shifts to the lean side or the rich side at the time of transition if used together with the air-fuel ratio learning control. Also, in case of transition to stoichiometric operation, H
The C supply amount can be given without excess or deficiency, and by setting the learning value to be a binary value for acceleration and deceleration in this way, the map of the learning value becomes unnecessary and the load on the storage device is lightened.

【０１１１】第４の発明では、ＮＯｘ浄化触媒のＨＣ吸
着量が一定である場合に、空燃比学習制御と併用するこ
とで、過渡時にベース空燃比がリーン側あるいはリッチ
側へとずれる場合にも、ストイキ運転への移行時にＨＣ
供給量を過不足なく与えることができるとともに、学習
値のマップとＨＣ吸着量を求めるためのテーブルを必要
としないので、記憶装置の負担が軽くなる。In the fourth aspect of the invention, when the amount of HC adsorbed on the NOx purification catalyst is constant, it is also used in combination with the air-fuel ratio learning control, so that the base air-fuel ratio shifts to the lean side or the rich side during a transition. HC at the time of transition to stoichiometric operation
The supply amount can be given without excess or deficiency, and the map of the learning value and the table for obtaining the HC adsorption amount are not required, which reduces the load on the storage device.

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

【図１】一実施例の制御システム図である。FIG. 1 is a control system diagram of an embodiment.

【図２】ＮＯｘ浄化触媒の基本的性質を説明するための
図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the basic properties of a NOx purification catalyst.

【図３】リーン条件の判定を説明するためのフローチャ
ートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining determination of lean conditions.

【図４】リーン運転域を冷却水温との関係に基づいて示
す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a lean operation range based on a relationship with a cooling water temperature.

【図５】リーン運転域を回転数と負荷との関係に基づい
て示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a lean operation range based on a relationship between a rotation speed and a load.

【図６】リーン運転域を車速との関係に基づいて示す説
明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a lean operation range based on a relationship with a vehicle speed.

【図７】燃空比補正係数ＤＭＬの算出を説明するための
フローチャートである。FIG. 7 is a flowchart for explaining calculation of a fuel-air ratio correction coefficient DML.

【図８】燃空比補正係数ＤＭＬの変化の様子を示す説明
図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing how the fuel-air ratio correction coefficient DML changes.

【図９】ＨＣ吸着量ＡＢＳＴＣの算出を説明するための
フローチャートである。FIG. 9 is a flowchart for explaining calculation of an HC adsorption amount ABSTC.

【図１０】ストイキ運転域への移行時のリッチ化処理を
説明するためのフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart for explaining the enrichment process when shifting to the stoichiometric operation range.

【図１１】リッチ化度合の学習値の更新を説明するため
のフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for explaining the update of the learning value of the enrichment degree.

【図１２】ストイキ運転域への移行時のリッチ化処理を
説明するための波形図である。FIG. 12 is a waveform diagram for explaining the enrichment processing when shifting to the stoichiometric operation range.

【図１３】ストイキ運転域への移行時のリッチ化処理を
説明するための波形図である。FIG. 13 is a waveform diagram for explaining the enrichment processing when shifting to the stoichiometric operation range.

【図１４】第２実施形態のストイキ運転域への移行時の
リッチ化処理を説明するためのフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart for explaining the enrichment process when shifting to the stoichiometric operation range of the second embodiment.

【図１５】第２実施形態のリッチ化度合の学習値の更新
を説明するためのフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart for explaining updating of a learning value of a degree of enrichment according to the second embodiment.

【図１６】第３実施形態のストイキ運転域への移行時の
リッチ化処理を説明するためのフローチャートである。FIG. 16 is a flow chart for explaining the enrichment processing when shifting to the stoichiometric operation range of the third embodiment.

【図１７】第３実施形態のストイキ運転域への移行時の
リッチ化処理を説明するための波形図である。FIG. 17 is a waveform diagram for explaining the enrichment process when shifting to the stoichiometric operation range according to the third embodiment.

【符号の説明】 １ エンジン本体 ６ 燃料インジェクタ ７Ｂ 三元触媒 ７Ａ ＮＯｘ浄化触媒 １０ コントロールユニット ２１ エアフローメータ ２３ 回転数センサ ２４ Ｏ₂センサ[Explanation of Codes] 1 Engine body 6 Fuel injector 7B Three-way catalyst 7A NOx purification catalyst 10 Control unit 21 Air flow meter 23 Rotation speed sensor 24 O ₂ sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２４ ＺＡＢ ＺＡＢ (56)参考文献 特開 平７−229433（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−119447（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−256113（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−93846（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−91283（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/36 F02D 41/14 F02D 45/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI F02D 45/00 324 F02D 45/00 324 ZAB ZAB (56) Reference JP-A-7-229433 (JP, A) JP-A-7-229433 -119447 (JP, A) JP 7-256113 (JP, A) JP 6-93846 (JP, A) JP 7-91283 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl) . ⁷ , DB name) F01N 3/08-3/36 F02D 41/14 F02D 45/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】リーン運転域で空燃比目標値をストイキよ
りもリーン側の値に、またリーン運転域以外の運転域で
主にストイキを空燃比目標値として設定し、この空燃比
目標値となるように空燃比を制御する手段を備えるエン
ジンの空燃比制御装置において、前記リーン運転域でＨ
Ｃを還元剤としたＮＯｘ還元反応を行うとともに前記ス
トイキ運転域ではＨＣを吸着する機能を有するＮＯｘ浄
化触媒と、このＮＯｘ浄化触媒の下流にあってストイキ
運転域でＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化する三元触媒とを排
気通路に配置し、 前記リーン運転域にあるあいだＨＣ吸着速度を単位時間
ごとに加算し、また前記リーン運転域以外にあるあいだ
前記ＨＣ減少速度を単位時間ごとに減算することにより
前記ＮＯｘ浄化触媒のＨＣ吸着量を算出し、 前記ストイキ運転域では前記ＮＯｘ浄化触媒の上流側に
設けた空燃比センサに基づいて空燃比フィードバック制
御を行うと共に、 前記リーン運転域から前記ストイキ運転域への移行時
に、前記算出したＨＣ吸着量に基づいてこのＨＣ吸着量
が少ないほど大きくなる空燃比のリッチ化度合を繰り返
して算出し、この算出した空燃比リッチ化度合を用いて
空燃比フィードバック制御定数を更新しつつ空燃比フィ
ードバック制御の制御方向が反転するまでに限って空燃
比を一時的にリッチ化する ことを特徴とするエンジンの
空燃比制御装置。1. An air-fuel ratio target value is set to a value leaner than stoichiometry in a lean operation range, and stoichiometry is mainly set as an air-fuel ratio target value in an operation range other than the lean operation range. In the air-fuel ratio control device for an engine, which is provided with a means for controlling the air-fuel ratio so that
A NOx purification catalyst that performs a NOx reduction reaction using C as a reducing agent and has a function of adsorbing HC in the stoichiometric operation region, and purifies HC, CO, and NOx in the stoichiometric operation region downstream of the NOx purification catalyst. A three-way catalyst is placed in the exhaust passage, and the HC adsorption speed is set to the unit time during the lean operation range.
Each time, and while outside the lean operating range
By subtracting the HC reduction rate every unit time
The amount of HC adsorbed by the NOx purification catalyst is calculated, and the amount of HC adsorbed on the upstream side of the NOx purification catalyst in the stoichiometric operation range is calculated.
Air-fuel ratio feedback control based on the installed air-fuel ratio sensor
Control, and when shifting from the lean operating range to the stoichiometric operating range
Based on the calculated HC adsorption amount,
Repeatedly increasing the air-fuel ratio enrichment level
Calculated using the calculated air-fuel ratio enrichment degree
While updating the air-fuel ratio feedback control constant,
Air-fuel only until the control direction of the feedback control is reversed
An air-fuel ratio control device for an engine, which is characterized by temporarily enriching the ratio. 【請求項２】学習領域毎の学習値で前記空燃比のリッチ
化度合を修正するとともに、前記空燃比のリッチ化後に
前記空燃比フィードバック制御の制御方向が反転するま
での周期を計測し、この周期が判定値よりも短いときに
は前記空燃比のリッチ化度合が大きくなる側に、また前
記周期が判定値よりも長いときには前記空燃比のリッチ
化度合が小さくなる側に前記学習値を更新することを特
徴とする請求項１に記載のエンジンの空燃比制御装置。2. A with correcting the enrichment degree of the air-fuel ratio learning value for each science習領zone, the period until the control direction of the air-fuel ratio feedback control after enrichment of the air-fuel ratio is inverted are measured, When the cycle is shorter than the judgment value, the learning value is updated to the side where the enrichment degree of the air-fuel ratio becomes large, and when the cycle is longer than the judgment value, to the side where the enrichment degree of the air-fuel ratio becomes smaller. The air-fuel ratio control device for an engine according to claim 1 , wherein: 【請求項３】加速時と減速時に対する２値の学習値で前
記空燃比のリッチ化度合を修正するとともに、前記空燃
比のリッチ化後に前記空燃比フィードバック制御の制御
方向が反転するまでの周期を計測し、この周期が判定値
よりも短いときには前記空燃比のリッチ化度合が大きく
なる側に、また前記周期が判定値よりも長いときには前
記空燃比のリッチ化度合が小さくなる側に前記学習値を
更新することを特徴とする請求項１または２に記載のエ
ンジンの空燃比制御装置。3. A while correcting the enrichment degree of the air-fuel ratio learning value of 2 values for the time during acceleration and deceleration, until the air-fuel ratio control direction of the feedback control after enrichment of the air-fuel ratio is reversed The cycle is measured, and when this cycle is shorter than the judgment value, the degree of enrichment of the air-fuel ratio becomes large, and when the cycle is longer than the judgment value, the degree of enrichment of the air-fuel ratio becomes smaller. air-fuel ratio control system for an engine according to claim 1 or 2, characterized in that updating the learning value. 【請求項４】加速時と減速時にそれぞれ専用の値で前記
空燃比のリッチ化度合を修正することを特徴とする請求
項１または２に記載のエンジンの空燃比制御装置。Wherein the air-fuel ratio control apparatus for an engine according to claim 1 or 2, characterized in the value of each dedicated to acceleration and deceleration to correct the enrichment degree of the air-fuel ratio. 【請求項５】前記ＮＯｘ浄化触媒は、銅をイオン交換し
たゼオライト粉末を主成分とする第１の無機物を担体に
層状に形成したものであることを特徴とする請求項１に
記載のエンジンの空燃比制御装置。5. The engine according to claim 1, wherein the NOx purification catalyst is formed by layering a first inorganic material containing a zeolite powder, which is ion-exchanged for copper, as a main component on a carrier. Air-fuel ratio control device. 【請求項６】前記ゼオライト粉末はＭＦＩ型ゼオライト
であることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの空
燃比制御装置。6. The air-fuel ratio controller for an engine according to claim 5 , wherein the zeolite powder is MFI type zeolite. 【請求項７】前記第１の無機物の層の内側に活性アルミ
ナまたはゼオライトに白金、ロジウム、パラジウムのう
ち少なくとも一種以上を担持したものを主成分とする第
２の無機物を層状に形成したことを特徴とする請求項５
または６に記載のエンジンの空燃比制御装置。7. A layered second inorganic material comprising, as a main component, activated alumina or zeolite loaded with at least one of platinum, rhodium and palladium inside the first inorganic material layer. Claim 5 characterized by the above-mentioned.
Alternatively, the engine air-fuel ratio control device according to the sixth aspect . 【請求項８】前記第１の無機物の層と前記第２の無機物
の層の間に貴金属を含まない活性アルミナを主成分とす
る第３の無機物による層を形成したことを特徴とする請
求項７に記載のエンジンの空燃比制御装置。8. A layer of a third inorganic material containing activated alumina containing no noble metal as a main component is formed between the layer of the first inorganic material and the layer of the second inorganic material. 7. The air-fuel ratio control device for the engine according to 7 .