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JP4635853B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP4635853B2 JP2005356207A JP2005356207A JP4635853B2 JP 4635853 B2 JP4635853 B2 JP 4635853B2 JP 2005356207 A JP2005356207 A JP 2005356207A JP 2005356207 A JP2005356207 A JP 2005356207A JP 4635853 B2 JP4635853 B2 JP 4635853B2
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Description

この発明は内燃機関の制御装置に関する。より具体的には、複数の気筒群を備える内燃機関の、各気筒群の排気通路が集合して接続するリーンNOx触媒に吸蔵した硫黄成分を除去する硫黄被毒回復制御を実行する内燃機関の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine. More specifically, in an internal combustion engine having a plurality of cylinder groups, an internal combustion engine that performs sulfur poisoning recovery control that removes sulfur components stored in a lean NOx catalyst in which exhaust passages of each cylinder group are connected together is connected. The present invention relates to a control device.

従来、特開2000−337137号には、複数のバンク(気筒群)と、複数のバンクからの排気通路の排気を集合させる排気通路に設置されたリーンNOx触媒(リア三元触媒)を有する内燃機関が開示されている。この内燃機関において、リーンNOx触媒は、内燃機関をリーン空燃比で運転した場合に排気ガス中のNOxを吸蔵する一方、ストイキまたはリッチ空燃比で運転した場合には吸蔵されたNOxを放出還元する作用を有している。しかし、リーンNOx触媒には、NOxが吸蔵されると共に、燃料中に含まれる硫黄成分が吸蔵されてしまう場合がある。リーンNOx触媒に吸蔵された硫黄成分が増加すると、リーンNOx触媒の浄化率が低下するという不具合が生じる場合がある。このため、リーンNOx触媒の浄化率が許容範囲を越えて低下する前に、リーンNOx触媒に吸蔵した硫黄成分を除去する硫黄被毒回復制御を行う必要がある。   Conventionally, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-337137 discloses an internal combustion engine having a plurality of banks (cylinder group) and a lean NOx catalyst (rear three-way catalyst) installed in an exhaust passage that collects exhaust gas from the plurality of banks. The agency is disclosed. In this internal combustion engine, the lean NOx catalyst stores NOx in the exhaust gas when the internal combustion engine is operated at a lean air-fuel ratio, and releases and reduces the stored NOx when it is operated at a stoichiometric or rich air-fuel ratio. Has an effect. However, the lean NOx catalyst may occlude NOx and occlude sulfur components contained in the fuel. When the sulfur component occluded in the lean NOx catalyst increases, there may be a problem that the purification rate of the lean NOx catalyst decreases. For this reason, it is necessary to perform sulfur poisoning recovery control for removing the sulfur component occluded in the lean NOx catalyst before the purification rate of the lean NOx catalyst falls below the allowable range.

リーンNOx触媒に吸蔵した硫黄成分は、リーンNOx触媒の温度を高温にし、空燃比をリッチあるいはストイキに制御することで除去される。上記従来技術においては、硫黄被毒回復制御の際、リーンNOx触媒の温度を硫黄成分除去可能な温度(以下「硫黄脱離温度」とする)に昇温するため、1のバンクの空燃比をリッチになるように制御し、他のバンクの空燃比をリーンになるように制御し、更に、リーンNOx触媒に流入する排気全体としては理論空燃比になるように制御する。これにより、リーンNOx触媒の上流のフロント三元触媒からは触媒反応に寄与しない余剰の未燃焼燃料成分と酸素とが流出し、これらがリーンNOx触媒に流入する。その結果、リーンNOx触媒では未燃焼燃料と酸素との反応が促進され触媒温度が上昇する。またこのとき、リーンNOx触媒に流入する排気全体としてはストイキ空燃比付近に制御されている。従って上記従来技術の硫黄被毒回復制御によれば、各バンクをリッチあるいはリーン空燃比に制御することにより、触媒温度を硫黄脱離温度に上昇させ、ストイキ空燃比下で硫黄成分を効率よく還元、放出することができるものとしている。   The sulfur component stored in the lean NOx catalyst is removed by increasing the temperature of the lean NOx catalyst and controlling the air-fuel ratio to rich or stoichiometric. In the above prior art, during the sulfur poisoning recovery control, the temperature of the lean NOx catalyst is raised to a temperature at which sulfur components can be removed (hereinafter referred to as “sulfur desorption temperature”). Control is performed so that the air-fuel ratio of the other banks becomes lean, and the exhaust gas flowing into the lean NOx catalyst is controlled so that it becomes the stoichiometric air-fuel ratio. As a result, surplus unburned fuel components and oxygen that do not contribute to the catalytic reaction flow out from the front three-way catalyst upstream of the lean NOx catalyst, and these flow into the lean NOx catalyst. As a result, in the lean NOx catalyst, the reaction between unburned fuel and oxygen is promoted, and the catalyst temperature rises. At this time, the entire exhaust gas flowing into the lean NOx catalyst is controlled in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, according to the above sulfur poisoning recovery control of the prior art, by controlling each bank to rich or lean air-fuel ratio, the catalyst temperature is raised to the sulfur desorption temperature, and the sulfur component is efficiently reduced under the stoichiometric air-fuel ratio. , That can be released.

特開2000−337137号公報JP 2000-337137 A 特開2003−120365号公報JP 2003-120365 A 特開平11−351048号公報JP 11-351048 A

しかし、特にリーン空燃比に制御されているバンクから排出される排気温は低く、更に、三元触媒による排気浄化のため三元触媒下流における排気温は低くなっている。従って、リーンNOx触媒へ流入する排気ガス温度は低い状態となる。このような状況下で、未燃焼燃料と酸素との反応によりリーンNOx触媒を硫黄脱離温度にまで昇温させるためには長時間を要することとなる。一方、上記従来技術における硫黄被毒回復制御中、各バンクからの排気ガスはリッチあるいはリーン空燃比に制御されているため、フロント三元触媒の浄化率は低下することとなる。従って、硫黄被毒回復制御中の排気ガスの浄化は、主にリーンNOx触媒による浄化に頼られることとなる。従って、硫黄被毒回復制御に長時間を要することは、浄化率向上やエミッション低減の観点からは好ましいものではない。   However, the exhaust temperature discharged from the bank controlled to a lean air-fuel ratio is particularly low, and the exhaust temperature downstream of the three-way catalyst is low due to exhaust purification by the three-way catalyst. Accordingly, the temperature of the exhaust gas flowing into the lean NOx catalyst becomes low. Under such circumstances, it takes a long time to raise the lean NOx catalyst to the sulfur desorption temperature by the reaction between unburned fuel and oxygen. On the other hand, during the sulfur poisoning recovery control in the above-described prior art, the exhaust gas from each bank is controlled to a rich or lean air-fuel ratio, so that the purification rate of the front three-way catalyst decreases. Therefore, purification of exhaust gas during sulfur poisoning recovery control depends mainly on purification by a lean NOx catalyst. Therefore, taking a long time for sulfur poisoning recovery control is not preferable from the viewpoint of improving the purification rate and reducing emissions.

従って、この発明においては、リーンNOx触媒の硫黄被毒回復制御時に、リーンNOx触媒の昇温時間を短縮するように改良した内燃機関の制御装置を提供するものである。   Accordingly, the present invention provides an internal combustion engine control device improved so as to shorten the temperature raising time of the lean NOx catalyst during the sulfur poisoning recovery control of the lean NOx catalyst.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、2以上の気筒群と、前記気筒群のそれぞれに接続する排気通路が集合して接続するリーンNOx触媒と、を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記リーンNOx触媒に吸蔵した硫黄成分を除去するように前記内燃機関を制御する硫黄成分除去制御手段と、
前記硫黄成分除去に先立って、前記リーンNOx触媒の温度を昇温させるように前記内燃機関を制御する触媒昇温制御手段と、を備え、
前記硫黄成分除去制御手段は、
前記リーンNOx触媒に吸蔵した硫黄成分の除去を行う際に、前記気筒群のうちいずれかの気筒群の空燃比の制御目標値を理論空燃比よりリッチになるように設定し、他の気筒群の空燃比の制御目標値を理論空燃比よりリーンになるように設定する、リッチ/リーン空燃比設定手段を備え、
前記触媒昇温制御手段は、前記気筒群の各気筒の点火時期を遅角する点火時期遅角手段を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an internal combustion engine that controls an internal combustion engine that includes two or more cylinder groups and a lean NOx catalyst in which exhaust passages connected to each of the cylinder groups are connected together. An engine control device,
Sulfur component removal control means for controlling the internal combustion engine to remove the sulfur component stored in the lean NOx catalyst;
Prior to the removal of the sulfur component, the catalyst temperature increase control means for controlling the internal combustion engine to increase the temperature of the lean NOx catalyst,
The sulfur component removal control means includes
When removing the sulfur component stored in the lean NOx catalyst, the control target value of the air-fuel ratio of any one of the cylinder groups is set to be richer than the theoretical air-fuel ratio, and the other cylinder groups A rich / lean air-fuel ratio setting means for setting the control target value of the air-fuel ratio to be leaner than the theoretical air-fuel ratio;
The catalyst temperature raising control means includes ignition timing retarding means for retarding the ignition timing of each cylinder of the cylinder group.

第2の発明は、第1の発明において、前記触媒昇温制御手段は、
前記硫黄成分除去制御手段により硫黄成分を除去する際の、スロットルバルブの開度を推定する開度推定手段と、
前記推定されたスロットルバルブの開度に応じて、前記スロットルバルブの開度を制御する開度制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In a second aspect based on the first aspect, the catalyst temperature increase control means comprises:
An opening degree estimating means for estimating the opening degree of the throttle valve when the sulfur component is removed by the sulfur component removal control means;
An opening degree control means for controlling the opening degree of the throttle valve according to the estimated opening degree of the throttle valve;
It is characterized by providing.

第3の発明は、第2の発明において、前記触媒昇温制御手段は、前記硫黄成分除去制御手段により硫黄成分を除去する際の、発生トルクを推定するトルク推定手段を備え、
前記点火時期遅角手段は、前記推定されたトルクに応じて、前記点火時期を遅角させることを特徴とする。
In a third aspect based on the second aspect, the catalyst temperature increase control means includes torque estimation means for estimating a generated torque when the sulfur component removal control means removes the sulfur component,
The ignition timing retarding means retards the ignition timing according to the estimated torque.

第4の発明は、第1から第3のいずれかの発明において、前記内燃機関は、前記気筒群の各気筒に配置され、それぞれ前記気筒内に燃料を噴射する筒内インジェクタを備え、
前記触媒昇温制御手段は、前記筒内インジェクタから、前記各気筒の圧縮行程において、燃料が前記気筒内に直接噴射されるように制御する燃料噴射時期制御手段を備えることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the internal combustion engine includes an in-cylinder injector disposed in each cylinder of the cylinder group and injecting fuel into the cylinder, respectively.
The catalyst temperature increase control means includes fuel injection timing control means for controlling the fuel to be directly injected into the cylinder during the compression stroke of each cylinder from the in-cylinder injector.

第5の発明は、第4の発明において、前記内燃機関は、
前記筒内インジェクタに供給する燃料を保持する燃料タンクと、
前記燃料タンクからの蒸発燃料を吸蔵するキャニスタと、
前記蒸発燃料を含むパージガスを、前記キャニスタから吸気通路に流入させるパージ機構と、を備え、
前記吸気通路に供給されるパージガス濃度を学習するパージガス濃度学習手段を備えることを特徴とする。
In a fifth aspect based on the fourth aspect, the internal combustion engine comprises:
A fuel tank for holding fuel to be supplied to the in-cylinder injector;
A canister for storing evaporated fuel from the fuel tank;
A purge mechanism for causing the purge gas containing the evaporated fuel to flow into the intake passage from the canister,
Purge gas concentration learning means for learning the purge gas concentration supplied to the intake passage is provided.

第6の発明は、第5の発明において、前記パージガス濃度が判定濃度以下か否かを判定するパージガス濃度判定手段を備え、
前記触媒昇温制御手段は、前記パージガス濃度が判定濃度以下であると認められた場合にのみ、前記リーンNOx触媒の昇温制御を実行することを特徴とする。
According to a sixth invention, in the fifth invention, there is provided purge gas concentration determination means for determining whether or not the purge gas concentration is equal to or lower than a determination concentration,
The catalyst temperature increase control means executes temperature increase control of the lean NOx catalyst only when it is recognized that the purge gas concentration is equal to or lower than a determination concentration.

第7の発明は、第6の発明において、前記パージガス濃度が判定濃度以下であると認められるまでの間、前記パージガスを吸気通路に流入させる際の目標パージ率を、運転条件に応じて設定される基本の目標パージ率よりも、高いパージ率に設定する高パージ率設定手段を備えることを特徴とする。   According to a seventh aspect, in the sixth aspect, a target purge rate when the purge gas is allowed to flow into the intake passage is set according to operating conditions until the purge gas concentration is recognized to be equal to or less than a determination concentration. And a high purge rate setting means for setting a purge rate higher than the basic target purge rate.

第8の発明は、第4から第7のいずれかの発明において、前記内燃機関は、
前記筒内インジェクタに供給する燃料を保持する燃料タンクと、
前記燃料タンクからの蒸発燃料を吸蔵するキャニスタと、
前記蒸発燃料を含むパージガスを、前記キャニスタから吸気通路に流入させるパージ機構と、を備え、
前記触媒昇温制御手段は、前記パージガスを吸気通路に流入させる際の目標パージ率を、運転条件に応じて設定される基本の目標パージ率よりも、低いパージ率に設定する低パージ率設定手段を備えることを特徴とする。
In an eighth aspect based on any one of the fourth to seventh aspects, the internal combustion engine comprises:
A fuel tank for holding fuel to be supplied to the in-cylinder injector;
A canister for storing evaporated fuel from the fuel tank;
A purge mechanism for causing the purge gas containing the evaporated fuel to flow into the intake passage from the canister,
The catalyst temperature raising control means is a low purge rate setting means for setting a target purge rate when the purge gas flows into the intake passage to a lower purge rate than a basic target purge rate set according to operating conditions. It is characterized by providing.

第9の発明は、第1から第8のいずれかの発明において、前記触媒昇温制御手段は、
前記気筒群のうちいずれかの気筒群の空燃比の制御目標値を、前記硫黄除去制御の際のリッチ率よりも小さい比率で、理論空燃比よりリッチに設定し、他の気筒群の空燃比の制御目標値を、前記硫黄除去制御の際のリーン率よりも小さい比率で、理論空燃比よりもリーンに設定する、弱リッチ/弱リーン空燃比設定手段を備えることを特徴とする。
According to a ninth invention, in any one of the first to eighth inventions, the catalyst temperature increase control means includes:
The control target value of the air-fuel ratio of any one of the cylinder groups is set to be richer than the theoretical air-fuel ratio at a ratio smaller than the rich ratio in the sulfur removal control, and the air-fuel ratio of the other cylinder groups Is provided with a weak rich / weak lean air-fuel ratio setting means for setting the control target value to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio at a ratio smaller than the lean ratio in the sulfur removal control.

第10の発明は、第1から第8のいずれかの発明において、前記触媒昇温制御手段は、前記全ての気筒群の空燃比の制御目標値を、理論空燃比付近に設定する理論空燃比設定手段を備えることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the catalyst temperature increase control means sets a control target value of the air-fuel ratio of all the cylinder groups in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. A setting means is provided.

第1の発明によれば、リーンNOx触媒に吸蔵した硫黄成分を除去する制御を行う前に、気筒群の各気筒の点火時期を遅角するように制御する。これにより、リーンNOx触媒に流入する排気ガスの温度を上昇させることができ、硫黄成分除去の制御に先立ってリーンNOx触媒の温度を上昇させることができる。従って、硫黄成分除去の時間を短時間とすることができ、排気浄化率の向上を図ることができる。   According to the first aspect of the invention, before performing the control to remove the sulfur component stored in the lean NOx catalyst, the ignition timing of each cylinder in the cylinder group is controlled to be retarded. As a result, the temperature of the exhaust gas flowing into the lean NOx catalyst can be raised, and the temperature of the lean NOx catalyst can be raised prior to the control of the sulfur component removal. Therefore, the sulfur component removal time can be shortened, and the exhaust purification rate can be improved.

第2の発明によれば、硫黄成分除去の制御に先立って、リーンNOx触媒の昇温制御を行う際のスロットルバルブの開度を、硫黄成分除去制御の際のスロットルバルブの開度に応じて設定する。従って、触媒の昇温制御から硫黄成分除去の制御に移行する際の空気量の変動を抑えることができ、移行時におけるショックの発生を抑えることができる。   According to the second aspect of the invention, prior to the sulfur component removal control, the opening degree of the throttle valve when performing the temperature increase control of the lean NOx catalyst is set according to the throttle valve opening degree during the sulfur component removal control. Set. Therefore, it is possible to suppress fluctuations in the air amount when shifting from the catalyst temperature increase control to the sulfur component removal control, and it is possible to suppress the occurrence of a shock during the transition.

第3の発明によれば、硫黄成分除去の制御に先立って、リーンNOx触媒の昇温制御を行う際の点火時期遅角量を、硫黄成分除去の制御の際に発生すると推定されるトルクに応じて決定する。従って、触媒の昇温制御から硫黄成分除去の制御に移行する際のトルクの変動を抑えることができ、移行時におけるショックの発生を抑えることができる。   According to the third aspect of the present invention, the ignition timing retardation amount when performing the temperature increase control of the lean NOx catalyst is set to the torque estimated to be generated during the sulfur component removal control prior to the sulfur component removal control. Decide accordingly. Therefore, it is possible to suppress torque fluctuations when shifting from the catalyst temperature increase control to the sulfur component removal control, and it is possible to suppress the occurrence of shock during the transition.

第4の発明によれば、触媒の昇温制御の際には、筒内インジェクタから、気筒の圧縮行程において、燃料が気筒内に直接噴射されるように制御される。従って、触媒の昇温制御において点火時期を大幅に遅角した場合にも、燃焼を安定させることができる。   According to the fourth aspect of the invention, during the temperature rise control of the catalyst, control is performed so that the fuel is directly injected into the cylinder from the in-cylinder injector during the compression stroke of the cylinder. Therefore, combustion can be stabilized even when the ignition timing is significantly retarded in the catalyst temperature rise control.

第5の発明によれば、吸気通路に供給されるパージガス濃度を学習することができる。従って、触媒の昇温制御の際に、筒内の空燃比を予測することができ、予測される空燃比に応じて、燃焼を安定させるように運転条件を選択することができる。   According to the fifth aspect, it is possible to learn the purge gas concentration supplied to the intake passage. Accordingly, the air-fuel ratio in the cylinder can be predicted during the temperature rise control of the catalyst, and the operating conditions can be selected so as to stabilize the combustion according to the predicted air-fuel ratio.

第6の発明によれば、吸気通路に供給されるパージガス濃度が判定濃度以下になるまで、リーンNOx触媒の昇温制御が禁止される。従って、触媒の昇温制御時の、点火プラグ近傍のオーバーリッチ状態による燃焼不良発生を抑えることができる。   According to the sixth aspect of the invention, the temperature increase control of the lean NOx catalyst is prohibited until the purge gas concentration supplied to the intake passage becomes equal to or lower than the determination concentration. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of defective combustion due to the overrich state near the spark plug during the temperature rise control of the catalyst.

第7の発明によれば、パージガス濃度が判定濃度以下であると認められるまでの間、目標パージ率を、高いパージ率に設定する。従って、より早い段階でパージガス濃度を低くすることができ、硫黄被毒回復制御にかかる時間を短縮化することができる。   According to the seventh aspect of the invention, the target purge rate is set to a high purge rate until it is recognized that the purge gas concentration is equal to or lower than the determination concentration. Therefore, the purge gas concentration can be lowered at an earlier stage, and the time required for sulfur poisoning recovery control can be shortened.

第8の発明によれば、触媒の昇温制御中、目標パージ率を低いパージ率に設定する。従って、気筒内の空燃比がオーバーリッチ状態となることを防ぐことができ、燃焼不良の発生を抑えることができる。   According to the eighth aspect of the invention, the target purge rate is set to a low purge rate during the temperature rise control of the catalyst. Therefore, it is possible to prevent the air-fuel ratio in the cylinder from being over-rich, and to suppress the occurrence of poor combustion.

第9の発明によれば、触媒の昇温制御中、気筒群のうちいずれかの気筒群の空燃比の制御目標値を、硫黄除去制御の際のリッチ率よりも小さい比率で、理論空燃比よりリッチに設定し、他の気筒群の空燃比の制御目標値を、硫黄除去制御の際のリーン率よりも小さい比率で、理論空燃比よりもリーンに設定する。従って、触媒昇温制御において、点火時期の遅角によるリーンNOx触媒の昇温効果と共に、リーンNOx触媒における未燃焼成分と酸素との反応により昇温させることができ、より早い段階でリーンNOx触媒を昇温させることができる。   According to the ninth aspect of the invention, during the catalyst temperature increase control, the control target value of the air-fuel ratio of any one of the cylinder groups is set to the stoichiometric air-fuel ratio at a ratio smaller than the rich ratio in the sulfur removal control. The air-fuel ratio control target value of the other cylinder group is set to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio at a ratio smaller than the lean ratio in the sulfur removal control. Accordingly, in the catalyst temperature increase control, the temperature increase effect of the lean NOx catalyst due to the retard of the ignition timing can be raised by the reaction of the unburned components and oxygen in the lean NOx catalyst, and the lean NOx catalyst can be obtained at an earlier stage. Can be heated.

第10の発明によれば、触媒の昇温制御中、全ての気筒群の空燃比の制御目標値を、理論空燃比付近に設定する。従って、リーンNOx触媒を所定の温度に昇温させるまでの間、排気浄化率を上昇させることができ、エミッションの低減を図ることができる。   According to the tenth aspect, during the catalyst temperature increase control, the control target value of the air-fuel ratio of all the cylinder groups is set in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. Therefore, the exhaust purification rate can be increased until the temperature of the lean NOx catalyst is raised to a predetermined temperature, and emission can be reduced.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、この発明の実施の形態1の制御システムを説明するための模式図である。図1に示すシステムは内燃機関2を備えている。内燃機関2は、第1バンク、第2バンクの2つのバンクを備え、2つのバンクのそれぞれは、気筒4a、4bを有する。なお、図1においては、第1、第2バンクのそれぞれに属する気筒4a、4bの断面のみを表しているが、第1、第2バンクはそれぞれ複数の気筒を備えている。各気筒4a、4bのそれぞれにはピストン6が配置されている。ピストン6はその表面に窪みを有する。ピストン6は、コンロッド8を介してクランクシャフト(図示せず)に接続されている。クランクシャフトの近傍には、内燃機関2の機関回転数に応じた出力を発する回転数センサ10が配置されている。
Embodiment 1 FIG.
[System configuration of the first embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a control system according to Embodiment 1 of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an internal combustion engine 2. The internal combustion engine 2 includes two banks, a first bank and a second bank, and each of the two banks has cylinders 4a and 4b. In FIG. 1, only the cross sections of the cylinders 4a and 4b belonging to the first and second banks are shown, but the first and second banks each have a plurality of cylinders. A piston 6 is disposed in each of the cylinders 4a and 4b. The piston 6 has a depression on its surface. The piston 6 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 8. In the vicinity of the crankshaft, a rotational speed sensor 10 that emits an output corresponding to the engine rotational speed of the internal combustion engine 2 is disposed.

気筒4a、4b内のピストン6上部には燃焼室12が設けられている。燃焼室12の天井部(シリンダヘッド)中央には、点火プラグ14が、その先端のギャップを燃焼室12内に突出させるようにして組み付けられている。燃焼室12の側部には、筒内インジェクタ16が燃焼室12内に突出するように組み付けられている。各気筒4a、4bの燃焼室12の天井部には、吸気ポート18a、18b及び排気ポート20a、20bがそれぞれ連通している。吸気ポート18a、18bにはそれぞれ、吸気ポート18a、18bを開閉する吸気バルブ22が備えられている。排気ポート20a、20bには、それぞれ排気ポート20a、20bを開閉する排気バルブ24が備えられている。   A combustion chamber 12 is provided above the piston 6 in the cylinders 4a and 4b. A spark plug 14 is assembled at the center of the ceiling (cylinder head) of the combustion chamber 12 so that the gap at the tip thereof protrudes into the combustion chamber 12. An in-cylinder injector 16 is assembled to the side of the combustion chamber 12 so as to protrude into the combustion chamber 12. Intake ports 18a and 18b and exhaust ports 20a and 20b communicate with the ceiling of the combustion chamber 12 of each cylinder 4a and 4b. The intake ports 18a and 18b are each provided with an intake valve 22 for opening and closing the intake ports 18a and 18b. The exhaust ports 20a and 20b are provided with exhaust valves 24 that open and close the exhaust ports 20a and 20b, respectively.

上記のように内燃機関2の第1バンクに属する各気筒4aの吸気ポート18aは、共通の吸気マニホルド26aに接続されている。また第2バンクに属する各気筒4bの吸気ポート18bは、共通の吸気マニホルド26bに接続されている。吸気マニホルド26a、26bは、共通の吸気通路28に接続されている。吸気通路28には電子制御式のスロットルバルブ30が設けられている。スロットルバルブ30はその開度を変更することにより、吸気通路28内に流入する空気量を調整する。スロットルバルブ30の開度は、アクチュエータを介して、アクセル操作などによる加減速要求等に基づいて電気的に制御される。すなわち、アクセル開度と独立してスロットル開度を制御することができる。スロットルバルブ30の上流において吸気通路28には、エアフロメータ32が配置されている。エアフロメータ32は、吸気通路28内に流入する空気流量に応じた出力を発する。   As described above, the intake port 18a of each cylinder 4a belonging to the first bank of the internal combustion engine 2 is connected to a common intake manifold 26a. The intake port 18b of each cylinder 4b belonging to the second bank is connected to a common intake manifold 26b. The intake manifolds 26 a and 26 b are connected to a common intake passage 28. An electronically controlled throttle valve 30 is provided in the intake passage 28. The throttle valve 30 adjusts the amount of air flowing into the intake passage 28 by changing its opening. The opening degree of the throttle valve 30 is electrically controlled based on an acceleration / deceleration request by an accelerator operation or the like via an actuator. That is, the throttle opening can be controlled independently of the accelerator opening. An air flow meter 32 is disposed in the intake passage 28 upstream of the throttle valve 30. The air flow meter 32 generates an output corresponding to the flow rate of air flowing into the intake passage 28.

内燃機関2は、筒内インジェクタ16に接続する高圧燃料ポンプ34を備える。高圧燃料ポンプ34は、燃料タンク36に接続されている。燃料タンク36は、ベーパ通路38を介して、キャニスタ40に接続されている。キャニスタ40には、パージ通路42が接続されている。パージ通路42の途中にはVSV(パージ制御弁)44が設けられている。パージ通路42の一端は、吸気通路28に接続されている。このシステムにおいて、燃料タンク36内で発生した蒸発燃料(ベーパ)の一部は、ベーパ通路38を介してキャニスタ40に導入される。キャニスタ40は蒸発燃料を吸着保持する。キャニスタ40内に吸着された蒸発燃料は、内燃機関2の運転中にパージ通路42を介して吸気通路28に供給される。   The internal combustion engine 2 includes a high-pressure fuel pump 34 connected to the in-cylinder injector 16. The high pressure fuel pump 34 is connected to the fuel tank 36. The fuel tank 36 is connected to a canister 40 via a vapor passage 38. A purge passage 42 is connected to the canister 40. A VSV (purge control valve) 44 is provided in the purge passage 42. One end of the purge passage 42 is connected to the intake passage 28. In this system, part of the evaporated fuel (vapor) generated in the fuel tank 36 is introduced into the canister 40 through the vapor passage 38. The canister 40 adsorbs and holds the evaporated fuel. The evaporated fuel adsorbed in the canister 40 is supplied to the intake passage 28 via the purge passage 42 during operation of the internal combustion engine 2.

第1バンクに属する各気筒4aの排気ポート20aは、共通の排気マニホルド50aに接続されている。第2バンクに属する排気ポート20bは、共通の排気マニホルド50bに接続されている。各排気マニホルド50a、50bのそれぞれには、空燃比センサ52a、52bが取り付けられている。空燃比センサ52a、52bは、排気空燃比に応じた出力を発する。排気マニホルド50a、50bは、それぞれ、三元触媒54a、54bに接続されている。三元触媒54a、54bの下流側にはそれぞれ、排気通路56a、56bの一端が接続されている。排気通路56a、56bのそれぞれには、空燃比センサ58a、58bが取り付けられている。空燃比センサ58a、58bは、排気空燃比に応じた出力を発する。排気通路56a、56bの下流側の端部は集合して、共通のリーンNOx触媒60に接続されている。リーンNOx触媒60の下流側には排気通路62の一端が接続されている。排気通路62には空燃比センサ64が取り付けられている。   The exhaust port 20a of each cylinder 4a belonging to the first bank is connected to a common exhaust manifold 50a. The exhaust ports 20b belonging to the second bank are connected to a common exhaust manifold 50b. Air-fuel ratio sensors 52a and 52b are attached to the exhaust manifolds 50a and 50b, respectively. The air-fuel ratio sensors 52a and 52b emit an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio. The exhaust manifolds 50a and 50b are connected to the three-way catalysts 54a and 54b, respectively. One ends of exhaust passages 56a and 56b are connected to the downstream sides of the three-way catalysts 54a and 54b, respectively. Air-fuel ratio sensors 58a and 58b are attached to the exhaust passages 56a and 56b, respectively. The air / fuel ratio sensors 58a and 58b emit an output corresponding to the exhaust air / fuel ratio. The downstream ends of the exhaust passages 56a and 56b are gathered and connected to a common lean NOx catalyst 60. One end of an exhaust passage 62 is connected to the downstream side of the lean NOx catalyst 60. An air-fuel ratio sensor 64 is attached to the exhaust passage 62.

内燃機関2は、ECU(Electronic Control Unit)70を備えている。ECU70は、回転数センサ10、スロットルバルブ30、エアフロメータ32、空燃比センサ52a、52b、58a、58b、64、アクセルポジションセンサ等から、内燃機関2の制御に必要な情報を取得する。また、取得した情報に基づいて、クランクシャフト、VVT機構、点火プラグ14の点火時期、筒内インジェクタ16からの燃料噴射量と噴射のタイミング、スロットルバルブ30の開度及びVSV44の開度等を制御する。   The internal combustion engine 2 includes an ECU (Electronic Control Unit) 70. The ECU 70 acquires information necessary for controlling the internal combustion engine 2 from the rotation speed sensor 10, the throttle valve 30, the air flow meter 32, the air-fuel ratio sensors 52a, 52b, 58a, 58b, 64, the accelerator position sensor, and the like. Further, based on the acquired information, the crankshaft, the VVT mechanism, the ignition timing of the spark plug 14, the fuel injection amount and injection timing from the in-cylinder injector 16, the opening degree of the throttle valve 30, the opening degree of the VSV 44, and the like are controlled. To do.

以上のように構成された内燃機関2において、三元触媒54a、54bはストイキ空燃比時に最大の転換効率で排気中のNOxを還元し、かつHC、COを酸化する。一方、リーンNOx触媒60は、ストイキ空燃比時に最大の転換効率で、NOxの還元とHC、COの酸化を行うと共に、リーン空燃比時に、排気中に含まれるNOxをその内部に吸蔵し、ストイキあるいはリッチ空燃比時などの排気中の酸素濃度が低下したときに、NOxを脱離して、かつ排気中に含まれるHC、COにより、脱離したNOxを還元する。   In the internal combustion engine 2 configured as described above, the three-way catalysts 54a and 54b reduce NOx in the exhaust gas and oxidize HC and CO with the maximum conversion efficiency at the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, the lean NOx catalyst 60 reduces NOx and oxidizes HC and CO at the maximum conversion efficiency at the stoichiometric air-fuel ratio, and stores NOx contained in the exhaust inside the stoichiometric air-fuel ratio at the lean air-fuel ratio. Alternatively, when the oxygen concentration in the exhaust gas decreases, such as at the time of a rich air-fuel ratio, NOx is desorbed and the desorbed NOx is reduced by HC and CO contained in the exhaust gas.

[実施の形態1における基本的な硫黄被毒回復制御について]
ところが、リーンNOx触媒60は、燃料中に含まれるSOx等の硫黄成分(以下、「S成分」とする)を、NOxの代わりに硫酸塩として内部に吸蔵する。リーンNOx触媒60がS成分を吸蔵すると、排気中のNOxが吸蔵されにくくなり、触媒の浄化率が低下する場合がある。従って、リーンNOx触媒60の浄化性能を維持するため、S成分の吸蔵量が許容範囲を越える前に、S成分を除去する制御(硫黄被毒回復制御)を実行する。
[Basic sulfur poisoning recovery control in Embodiment 1]
However, the lean NOx catalyst 60 occludes sulfur components such as SOx (hereinafter referred to as “S component”) contained in the fuel as sulfates instead of NOx. If the lean NOx catalyst 60 occludes the S component, NOx in the exhaust gas becomes difficult to occlude, and the purification rate of the catalyst may decrease. Therefore, in order to maintain the purification performance of the lean NOx catalyst 60, the control to remove the S component (sulfur poisoning recovery control) is executed before the storage amount of the S component exceeds the allowable range.

リーンNOx触媒60に吸蔵したS成分は、リーンNOx触媒60が高温であり、かつ導入される排気ガスがストイキ空燃比又はリッチ空燃比の場合に、還元、放出される。従って、リーンNOx触媒60の硫黄被毒回復制御を行う際には、リーンNOx触媒60の温度をS成分の還元可能な温度(以下「硫黄脱離温度」とする)にまで昇温すると共に、リーンNOx触媒60に流入するガス(以下「入ガス」とする)の空燃比をストイキ空燃比あるいはリッチ空燃比となるように制御する。具体的に、実施の形態1では、第1又は第2バンクのいずれか一方のバンクからの排気ガスの空燃比がリッチになるように制御し、他方のバンクからの排気ガスの空燃比がリーンとなるように制御し、更に、両方の排気ガス合流後の空燃比がストイキ空燃比近傍になるように制御する(以下「バンク制御」とする)。その結果、それぞれ第1、第2バンクに接続する三元触媒54a、54bからは、触媒反応に寄与しないHC、COを含む余剰の未燃料、あるいは酸素が流出し、これらがリーンNOx触媒60に流れ込む。リーンNOx触媒60では未燃焼燃料と酸素との反応が促進され、これによりリーンNOx触媒60の温度が上昇する。また、このとき、リーンNOx触媒60において合流した排気ガスは、ストイキ空燃比近傍に制御されている。従って、以上のバンク制御により、リーンNOx触媒60に吸蔵したS成分を除去することができる。   The S component occluded in the lean NOx catalyst 60 is reduced and released when the lean NOx catalyst 60 is at a high temperature and the introduced exhaust gas has a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio. Therefore, when performing sulfur poisoning recovery control of the lean NOx catalyst 60, the temperature of the lean NOx catalyst 60 is raised to a temperature at which the S component can be reduced (hereinafter referred to as "sulfur desorption temperature"), The air-fuel ratio of the gas flowing into the lean NOx catalyst 60 (hereinafter referred to as “input gas”) is controlled to become the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio. Specifically, in the first embodiment, control is performed so that the air-fuel ratio of the exhaust gas from one of the first and second banks becomes rich, and the air-fuel ratio of the exhaust gas from the other bank is made lean. In addition, the air-fuel ratio after both exhaust gas merges is controlled to be close to the stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter referred to as “bank control”). As a result, surplus unfueled fuel including oxygen and HC that do not contribute to the catalytic reaction or oxygen flows out from the three-way catalysts 54a and 54b connected to the first and second banks, respectively, and these flow into the lean NOx catalyst 60. Flows in. In the lean NOx catalyst 60, the reaction between the unburned fuel and oxygen is promoted, whereby the temperature of the lean NOx catalyst 60 rises. At this time, the exhaust gas merged in the lean NOx catalyst 60 is controlled in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, the S component occluded in the lean NOx catalyst 60 can be removed by the above bank control.

しかしながら、バンク制御中、特にリーン空燃比で運転されているバンク(以下「リーンバンク」とする。また、リッチ空燃比で運転されているバンクを「リッチバンク」とする)では排気温が低く、また三元触媒54a、54bによる排気浄化のため、リーンNOx触媒60への入ガス温度は低い状態にある。このような状況下で、未燃焼燃料と酸素との反応によりリーンNOx触媒60を硫黄離脱温度である650〜700℃程度にまで上昇させるためには、長時間を要すると考えられる。また、硫黄脱離温度に達するまでの間はS成分を脱離させることができない。従って、上記のようなバンク制御のみでS成分の除去を行うとすると、S成分の除去完了までには長時間を要することとなる。   However, during the bank control, the exhaust temperature is low particularly in a bank operated at a lean air-fuel ratio (hereinafter referred to as “lean bank”. Also, a bank operated at a rich air-fuel ratio is referred to as “rich bank”). In addition, the temperature of the gas entering the lean NOx catalyst 60 is low due to exhaust purification by the three-way catalysts 54a and 54b. Under such circumstances, it is considered that it takes a long time to raise the lean NOx catalyst 60 to about 650 to 700 ° C. which is the sulfur desorption temperature by the reaction between unburned fuel and oxygen. Further, the S component cannot be desorbed until the sulfur desorption temperature is reached. Accordingly, if the S component is removed only by bank control as described above, it takes a long time to complete the removal of the S component.

上記したように三元触媒54a、54bは、ストイキ空燃比時に最大の転換効率で排気ガスを浄化する。しかし、バンク制御を行う場合、バンクごとの排気マニホルド50a、50bの下流に接続する各三元触媒54a、54bのそれぞれに流入する排気ガスは、リッチ空燃比あるいはリーン空燃比に偏っている。従って、バンク制御中、三元触媒54a、54bによる排気ガスの浄化率は低いものとなり、排気ガスの浄化は、主にリーンNOx触媒60に頼られることとなる。このため、三元触媒54a、54bとリーンNOx触媒60とが共に効率よく機能する通常のストイキ制御中に比べて、排気ガスの浄化率が低下し、エミッション特性が低下することとなる。更に、バンク制御中は、リッチガスとリーンガスがリーンNOx触媒60直前でミキシングされるため、空燃比制御性においても不利な状態となる。以上より、バンク制御は短時間であることが好ましく、このため、硫黄被毒回復制御の要求があった場合には、できるだけ短時間で硫黄脱離温度にまでリーンNOx触媒60を昇温させることが好ましい。   As described above, the three-way catalysts 54a and 54b purify the exhaust gas with the maximum conversion efficiency at the stoichiometric air-fuel ratio. However, when bank control is performed, the exhaust gas flowing into each of the three-way catalysts 54a and 54b connected downstream of the exhaust manifolds 50a and 50b for each bank is biased to a rich air-fuel ratio or a lean air-fuel ratio. Therefore, during the bank control, the exhaust gas purification rate by the three-way catalyst 54a, 54b becomes low, and the purification of the exhaust gas mainly depends on the lean NOx catalyst 60. Therefore, the exhaust gas purification rate is reduced and the emission characteristics are reduced as compared with the normal stoichiometric control in which the three-way catalysts 54a and 54b and the lean NOx catalyst 60 both function efficiently. Further, during the bank control, the rich gas and the lean gas are mixed immediately before the lean NOx catalyst 60, so that the air-fuel ratio controllability is also disadvantageous. From the above, it is preferable that the bank control be performed in a short time. For this reason, when there is a request for sulfur poisoning recovery control, the temperature of the lean NOx catalyst 60 is raised to the sulfur desorption temperature as quickly as possible. Is preferred.

[実施の形態1のシステムの特徴的な制御]
以上より、実施の形態1のシステムにおいて硫黄被毒回復制御を行う場合、上記のバンク制御に先立って、触媒温度を予めある程度上昇させるように、触媒昇温制御を実行する。すなわち具体的には、バンク制御前、第1、第2バンクのそれぞれを通常ストイキ運転している際に、点火時期を通常の場合よりも大幅に遅角させる。このように点火時期を遅角することにより、各気筒4a、4bでの燃焼効率が低下し排気ポート20a、20bに排出される排気ガス温が高くなる。また、燃焼が遅れるため未燃焼成分が多く排気ポート20a、20bに排出されるため、排気ポート20a、20bあるいはその下流でこの未燃焼成分が燃焼することとなる。その結果、リーンNOx触媒60への入ガス温度を上昇させることができ、これによりリーンNOx触媒60の温度を早い段階で上昇させることができる。
[Characteristic control of the system of the first embodiment]
As described above, when the sulfur poisoning recovery control is performed in the system of the first embodiment, the catalyst temperature increase control is executed so that the catalyst temperature is raised to some extent in advance prior to the bank control. Specifically, before the bank control, and during the normal stoichiometric operation of each of the first and second banks, the ignition timing is retarded significantly from the normal case. By retarding the ignition timing in this manner, the combustion efficiency in each of the cylinders 4a and 4b is lowered, and the exhaust gas temperature discharged to the exhaust ports 20a and 20b is increased. Further, since combustion is delayed, a large amount of unburned components are discharged to the exhaust ports 20a and 20b, and the unburned components are burned at the exhaust ports 20a and 20b or downstream thereof. As a result, the inlet gas temperature to the lean NOx catalyst 60 can be raised, and thereby the temperature of the lean NOx catalyst 60 can be raised at an early stage.

また、このように点火時期を大幅遅角する触媒昇温制御中は、燃料は圧縮行程のタイミングで、筒内インジェクタ16から気筒4a、4b内に直接噴射される。このように噴射された燃料は、ピストン6上面に形成された窪みに沿って点火プラグ14近傍に導かれる。その結果、点火プラグ14周辺には、周囲の雰囲気に比べて燃料密度が高い領域(成層)が形成される。これにより、点火プラグ14による着火性が高められた状態で着火することができ、いわゆる成層燃焼が実現される。このように成層燃焼とすることにより、点火時期を大幅遅角させた場合にも燃焼を安定させることができる。触媒昇温制御中における圧縮行程中の燃料噴射のタイミングは、機関回転数や機関負荷率に基づいて決定される。また、触媒昇温制御中はバンクごとにストイキ空燃比となるように制御し、成層ストイキ運転を行う。   Further, during the catalyst temperature increase control that greatly retards the ignition timing in this way, the fuel is directly injected from the in-cylinder injector 16 into the cylinders 4a and 4b at the timing of the compression stroke. The fuel thus injected is guided to the vicinity of the spark plug 14 along a recess formed in the upper surface of the piston 6. As a result, a region (stratification) where the fuel density is higher than the surrounding atmosphere is formed around the spark plug 14. Thereby, it can ignite in the state which the ignitability by the ignition plug 14 was improved, and what is called stratified combustion is implement | achieved. By using stratified combustion in this way, combustion can be stabilized even when the ignition timing is greatly retarded. The timing of fuel injection during the compression stroke during catalyst temperature rise control is determined based on the engine speed and the engine load factor. Further, during the catalyst temperature increase control, the control is performed so that the stoichiometric air-fuel ratio is set for each bank and the stratified stoichiometric operation is performed.

圧縮行程、成層ストイキ運転時の基本の点火時期は、機関回転数と機関負荷率とに応じて設定される。また、この基本の点火時期に対して、触媒昇温のための点火時期遅角量が機関回転数、機関負荷率に応じて求められる。触媒昇温制御中の点火時期は、圧縮行程、成層ストイキ運転時の基本の点火時期を、機関回転数、機関負荷率に応じて求められる点火時期遅角量に従って補正することにより求められる。ECU70は、機関回転数と機関負荷率をパラメータとする、圧縮行程、成層ストイキ運転時の基本点火時期のマップと、触媒昇温制御時の点火時期遅角量のマップとを予め記憶している。触媒昇温制御における点火時期は、これらのマップに従って、機関回転数、機関負荷率に応じて設定される。   The basic ignition timing during the compression stroke and stratified stoichiometric operation is set according to the engine speed and the engine load factor. Further, with respect to this basic ignition timing, an ignition timing retardation amount for raising the catalyst temperature is obtained in accordance with the engine speed and the engine load factor. The ignition timing during the catalyst temperature increase control is obtained by correcting the basic ignition timing during the compression stroke and stratified stoichiometric operation according to the ignition timing retard amount obtained in accordance with the engine speed and the engine load factor. The ECU 70 stores in advance a map of the basic ignition timing during the compression stroke and the stratified stoichiometric operation and a map of the ignition timing retard amount during the catalyst temperature increase control using the engine speed and the engine load factor as parameters. . The ignition timing in the catalyst temperature increase control is set according to the engine speed and the engine load factor according to these maps.

また、触媒昇温制御中、単に点火時期を遅角すると、通常ストイキ運転時から触媒昇温制御に移行する際に大きなトルク変動が発生する。このトルクの変動を抑えるため、触媒昇温制御への移行前後において発生トルクがほぼ同一となるようにスロットルバルブ30の開度を補正する。すなわち、スロットルバルブ30の開度(スロットル開度)は、基本のスロットルバルブの開度(基本スロットル開度)を点火時期遅角量に応じた開度補正値により補正することにより決定される。   Further, if the ignition timing is simply retarded during the catalyst temperature increase control, a large torque fluctuation occurs when shifting from the normal stoichiometric operation to the catalyst temperature increase control. In order to suppress this variation in torque, the opening of the throttle valve 30 is corrected so that the generated torque is substantially the same before and after the shift to the catalyst temperature increase control. That is, the opening degree of the throttle valve 30 (throttle opening degree) is determined by correcting the basic throttle valve opening degree (basic throttle opening degree) by the opening degree correction value corresponding to the ignition timing retardation amount.

図2は、点火時期遅角量と開度補正値との関係を表すグラフである。図2において横軸は点火時期遅角量を表し、縦軸は開度補正値を表している。基本スロットル開度は、通常運転時に、アクセル開度等に応じた要求トルクと機関回転数に応じて決定される開度である。この基本スロットル開度に対する開度補正値は、触媒昇温制御時の点火時期遅角によるトルク低下分を吸気量で補うように設定されている。すなわち、図2に示すように、点火時期遅角量が大きくなると開度補正値も大きくなるように設定されている。スロットル開度を求める際には、基本スロットル開度に開度補正値が加えられる。   FIG. 2 is a graph showing the relationship between the ignition timing retardation amount and the opening correction value. In FIG. 2, the horizontal axis represents the ignition timing retard amount, and the vertical axis represents the opening correction value. The basic throttle opening is an opening determined according to the required torque according to the accelerator opening and the engine speed during normal operation. The opening correction value for the basic throttle opening is set so as to compensate for the torque decrease due to the ignition timing retardation during the catalyst temperature increase control with the intake air amount. That is, as shown in FIG. 2, the opening correction value is set to increase as the ignition timing retardation amount increases. When determining the throttle opening, an opening correction value is added to the basic throttle opening.

このように基本スロットル開度を補正することにより、点火時期大幅遅角によるトルクの下分を補い、触媒昇温制御への移行前後におけるトルク変動を抑えることができる。また、スロットル開度が大きく調整されるため、吸入空気量が増大する。その結果、排気温をより高温にすることができる。従って、点火時期遅角による排気ガスの昇温効果と相俟って、排気温を増大させることができ、リーンNOx触媒60への入ガス温度をより上昇させることができ、短時間でリーンNOx触媒60の温度を昇温させることができる。   By correcting the basic throttle opening in this way, it is possible to compensate for the lower portion of the torque due to the ignition timing significant retard, and to suppress the torque fluctuation before and after the shift to the catalyst temperature increase control. In addition, since the throttle opening is largely adjusted, the intake air amount increases. As a result, the exhaust temperature can be made higher. Accordingly, in combination with the temperature rise effect of the exhaust gas due to the ignition timing retardation, the exhaust temperature can be increased, the temperature of the gas entering the lean NOx catalyst 60 can be further increased, and the lean NOx can be increased in a short time. The temperature of the catalyst 60 can be raised.

なお、ECU70は、要求トルクと機関回転数とをパラメータとする基本スロットル開度のマップと共に、図2に示すような関係に基づく点火時期遅角量をパラメータとする開度補正値のマップを記憶している。触媒昇温制御中のスロットル開度は、点火時期遅角量に応じて求められた開度補正値により基本スロットル開度を補正することにより決定される。   The ECU 70 stores a map of an opening correction value using the ignition timing retard amount based on the relationship shown in FIG. 2 as a parameter together with a basic throttle opening map using the required torque and the engine speed as parameters. is doing. The throttle opening during the catalyst temperature increase control is determined by correcting the basic throttle opening by the opening correction value obtained according to the ignition timing retard amount.

[実施の形態1の具体的な制御のルーチン]
図3、図4は、この発明の実施の形態1のシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図3のルーチンにおいて、まず、ステップS102において、要求トルクが求められる。要求トルクはエアフロメータ32の出力やアクセル開度等の情報に応じて算出される。次に、機関回転数が求められる(ステップS104)。機関回転数は、回転数センサ10の発する出力に基づいて求められる。次に、機関負荷率が求められる(ステップS106)。機関負荷率は、エアフロメータ32からの吸入空気量等の情報に応じて算出される。
[Specific Control Routine of Embodiment 1]
3 and 4 are flowcharts for illustrating a control routine executed by the system according to the first embodiment of the present invention. In the routine of FIG. 3, first, in step S102, the required torque is obtained. The required torque is calculated according to information such as the output of the air flow meter 32 and the accelerator opening. Next, the engine speed is obtained (step S104). The engine speed is obtained based on an output generated by the speed sensor 10. Next, the engine load factor is obtained (step S106). The engine load factor is calculated according to information such as the intake air amount from the air flow meter 32.

次に、硫黄被毒回復要求がされているか否か判定される(ステップS108)。硫黄被毒回復要求の有無は、例えば、推定された硫黄被毒量が判定量以上に達したか否かに基づいて判定される。ここで硫黄被毒量は、例えば機関回転、機関負荷、触媒温度、前回の硫黄被毒回復制御からの経過時間等の情報に基づいて推定される。また、判定量は、それ以上硫黄被毒量が増加した場合、リーンNOx触媒60によるNOx浄化率が許容範囲以下に低下すると考えられる限界量として、予めECU70に記憶されている。ステップS108において硫黄被毒量≧判定量の成立が認められない場合には、硫黄被毒回復要求がないものとして、一端この処理を終了して通常の制御を行う。   Next, it is determined whether or not a sulfur poisoning recovery request has been made (step S108). The presence or absence of a sulfur poisoning recovery request is determined based on, for example, whether or not the estimated sulfur poisoning amount has reached a determination amount or more. Here, the sulfur poisoning amount is estimated based on, for example, information such as engine rotation, engine load, catalyst temperature, and elapsed time since the previous sulfur poisoning recovery control. Further, the determination amount is stored in advance in the ECU 70 as a limit amount that the NOx purification rate by the lean NOx catalyst 60 is considered to fall below the allowable range when the sulfur poisoning amount further increases. If it is not confirmed in step S108 that the sulfur poisoning amount ≧ the determination amount is satisfied, it is assumed that there is no sulfur poisoning recovery request, and this process is once ended and normal control is performed.

ステップS108において硫黄被毒量≧判定量の成立が認められた場合には、燃料噴射時期が、成層ストイキ運転を行う際の圧縮行程噴射のタイミングに設定される(ステップS110)。燃料噴射時期は、機関負荷率と機関回転数とをパラメータとするマップに従って、ステップS104、S106で求められた機関負荷率と機関回転数に応じて設定される。これにより、筒内インジェクタ16からの燃料噴射タイミングが成層ストイキ運転時のタイミングに設定され、成層ストイキ運転が実行される。   If it is determined in step S108 that the sulfur poisoning amount ≧ the determination amount is established, the fuel injection timing is set to the compression stroke injection timing when the stratified stoichiometric operation is performed (step S110). The fuel injection timing is set according to the engine load factor and the engine speed obtained in steps S104 and S106 according to a map using the engine load factor and the engine speed as parameters. Thereby, the fuel injection timing from the in-cylinder injector 16 is set to the timing at the time of the stratified stoichiometric operation, and the stratified stoichiometric operation is executed.

次に、点火時期遅角量が求められる(ステップS112)。点火時期遅角量は、機関回転数と機関負荷率とをパラメータとするマップに従って、機関回転数、危感負荷率に応じて求められる。次に、点火時期が設定される(ステップS114)。点火時期は、成層ストイキ、圧縮行程噴射を行う場合の基本の点火時期を、ステップS112において求められた点火時期遅角量に従って補正したタイミングに設定される。   Next, an ignition timing retardation amount is obtained (step S112). The ignition timing retardation amount is obtained according to the engine speed and the dangerous load factor according to a map using the engine speed and the engine load factor as parameters. Next, the ignition timing is set (step S114). The ignition timing is set to a timing obtained by correcting the basic ignition timing in the case of performing stratified stoichiometry and compression stroke injection according to the ignition timing retardation amount obtained in step S112.

次に、ステップS112において求められた点火時期遅角量に応じて、スロットル開度補正値が求められる(ステップS116)。スロットル開度補正値は点火時期遅角量をパラメータとするマップに従って、点火時期遅角量に応じた値として求められる。次に、スロットル開度が設定される(ステップS118)。スロットル開度は、機関回転数と要求トルクに応じて求められる基本スロットル開度に、ステップS116において求められたスロットル開度補正値を加えることにより算出される。この算出されたスロットル開度に応じた信号がECU70からスロットルバルブ30に発せられ、スロットル開度が設定される。ステップS110〜S118の設定により、内燃機関2が圧縮行程噴射の成層ストイキ運転、点火時期遅角、スロットル開度増大の条件下で運転される。その結果、排気ガス温度の上昇し、これにより、リーンNOx触媒60の温度を上昇させることができる。   Next, a throttle opening correction value is obtained in accordance with the ignition timing retardation amount obtained in step S112 (step S116). The throttle opening correction value is obtained as a value corresponding to the ignition timing retardation amount according to a map using the ignition timing retardation amount as a parameter. Next, the throttle opening is set (step S118). The throttle opening is calculated by adding the throttle opening correction value obtained in step S116 to the basic throttle opening obtained according to the engine speed and the required torque. A signal corresponding to the calculated throttle opening is issued from the ECU 70 to the throttle valve 30 to set the throttle opening. By the settings in steps S110 to S118, the internal combustion engine 2 is operated under the conditions of stratified stoichiometric operation of compression stroke injection, ignition timing retardation, and throttle opening increase. As a result, the exhaust gas temperature rises, whereby the temperature of the lean NOx catalyst 60 can be raised.

次に、リーンNOx触媒60の温度が求められる(ステップS120)。リーンNOx触媒60の温度は例えば機関回転数と機関負荷等の運転条件から推定される。次に、推定されたリーンNOx触媒の温度が、判定温度以上であるか否かが判定される(ステップS122)。判定温度は、バンク制御開始後、硫黄成分を十分に除去できるだけの温度に短期間で達するように、予めECU70に記憶された温度であり、例えば550℃〜600℃程度である。ステップS122において、リーンNOx触媒60の温度≧判定温度の成立が認められない場合、リーンNOx触媒温度≧判定温度の成立が認められるまで、圧縮行程噴射による成層ストイキ燃焼かつ点火時期遅角の運転条件で、触媒昇温制御が継続される。この間、空燃比センサ52a、52bからの出力により空燃比が検出され(ステップS124)、空燃比フィードバック補正値が求められ、これにより空燃比フィードバック制御が実行される(ステップS126)。   Next, the temperature of the lean NOx catalyst 60 is obtained (step S120). The temperature of the lean NOx catalyst 60 is estimated from operating conditions such as the engine speed and the engine load. Next, it is determined whether or not the estimated temperature of the lean NOx catalyst is equal to or higher than a determination temperature (step S122). The determination temperature is a temperature stored in the ECU 70 in advance so as to reach a temperature that can sufficiently remove sulfur components in a short period of time after the start of bank control, and is, for example, about 550 ° C. to 600 ° C. In step S122, if it is not recognized that the lean NOx catalyst 60 is equal to or higher than the determination temperature, the operating conditions of the stratified stoichiometric combustion and the ignition timing retarded by the compression stroke injection until the lean NOx catalyst temperature is equal to or higher than the determination temperature Thus, the catalyst temperature increase control is continued. During this time, the air-fuel ratio is detected from the outputs from the air-fuel ratio sensors 52a and 52b (step S124), the air-fuel ratio feedback correction value is obtained, and thereby the air-fuel ratio feedback control is executed (step S126).

一方ステップS122において、リーンNOx触媒温度≧判定温度の成立が認められた場合、バンク制御が実行される(ステップS130)。バンク制御は図4に示すバンク制御実行ルーチンに従って実行される。図4に示すルーチンにおいては、まず、バンク制御時のスロットルバルブの開度にバルブ開度が設定される(ステップS132)。スロットルバルブの開度は、予めECU70に記憶された、要求トルクと機関回転数をパラメータとする、バンク制御時のスロットルバルブ開度のマップに従って決定される。   On the other hand, if it is determined in step S122 that lean NOx catalyst temperature ≧ determination temperature is established, bank control is executed (step S130). Bank control is executed according to the bank control execution routine shown in FIG. In the routine shown in FIG. 4, first, the valve opening is set to the opening of the throttle valve during bank control (step S132). The opening degree of the throttle valve is determined in accordance with a throttle valve opening degree map at the time of bank control using the required torque and the engine speed as parameters stored in the ECU 70 in advance.

次に、S成分パージ時間の測定が開始される(ステップS134)。S成分パージ時間は、バンク制御開始時からの経過時間として測定される。次に、バンク制御におけるリッチ/リーン空燃比の設定モードフラグが読み出される(ステップS136)。このフラグは、フラグ=0の場合に第1バンクの目標空燃比を予め定められたリッチ空燃比とし、第2バンクの目標空燃比を予め定められたリーン空燃比とするモードを指定し、フラグ=1の場合に第1バンクの目標空燃比を予め定められたリーン空燃比とし、第2バンクの目標空燃比を予め定められたリッチ空燃比とするモードを指定するフラグである。初期設定の段階ではフラグ=0とされている。   Next, measurement of the S component purge time is started (step S134). The S component purge time is measured as an elapsed time from the start of bank control. Next, the rich / lean air-fuel ratio setting mode flag in the bank control is read (step S136). This flag designates a mode in which when the flag = 0, the target air-fuel ratio of the first bank is set to a predetermined rich air-fuel ratio and the target air-fuel ratio of the second bank is set to a predetermined lean air-fuel ratio. A flag for designating a mode in which the target air-fuel ratio of the first bank is set to a predetermined lean air-fuel ratio and the target air-fuel ratio of the second bank is set to a predetermined rich air-fuel ratio when = 1. At the initial setting stage, flag = 0 is set.

次に、各バンクの目標空燃比が設定される(ステップS138)。目標空燃比はステップS134において読み出されたフラグに従って設定される。具体的に現段階ではフラグ=0であるから、目標空燃比は第1バンクがリッチ空燃比に、第2バンクがリーン空燃比に設定される。次に、バンクごとの点火時期が設定される(ステップS140)。点火時期は、リッチバンクとリーンバンクの出力トルクが同程度となるように予め定められたタイミングであり、リッチバンクの点火時期が遅角されるように設定されている。つまり、ここでは、第1バンクの各気筒4aの点火時期が、第2バンクの点火時期に比べて遅角したタイミングに設定される。次に、モード経過時間の計測が開始される(ステップS142)。モード経過時間は各バンクの目標空燃比、点火時期、スロットルバルブ開度等がモード設定フラグに対応する運転条件とされてからの経過時間である。   Next, the target air-fuel ratio of each bank is set (step S138). The target air-fuel ratio is set according to the flag read in step S134. Specifically, since flag = 0 at the present stage, the target air-fuel ratio is set to the rich air-fuel ratio in the first bank and the lean air-fuel ratio in the second bank. Next, the ignition timing for each bank is set (step S140). The ignition timing is a predetermined timing such that the output torques of the rich bank and the lean bank are approximately the same, and is set so that the ignition timing of the rich bank is retarded. That is, here, the ignition timing of each cylinder 4a of the first bank is set to a timing delayed from the ignition timing of the second bank. Next, measurement of the mode elapsed time is started (step S142). The mode elapsed time is an elapsed time after the target air-fuel ratio, ignition timing, throttle valve opening, etc. of each bank are set as operating conditions corresponding to the mode setting flag.

次に、S成分の除去が完了したか否かが判定される(ステップS144)。S成分の除去完了は、例えば、バンク制御を開始してから所定時間経過したか否か、すなわち、S成分パージ時間≧所定時間が成立するか否かに基づいて判定される。S成分除去の完了が認められない場合には、次に、モード経過時間が判定時間以上であるか否かが判定される(ステップS146)。ここで判定時間は、そのモードでの運転を継続する時間として予めECU70に記憶されている。ステップS146においてモード経過時間≧判定時間の成立が認められない場合には、S成分除去完了(ステップS144)あるいはモード経過時間≧判定時間の成立(ステップS146)のいずれかが認められるまで、このモードでの運転を継続する。   Next, it is determined whether or not the removal of the S component has been completed (step S144). Completion of removal of the S component is determined based on, for example, whether or not a predetermined time has elapsed since the start of bank control, that is, whether or not S component purge time ≧ predetermined time is satisfied. If the completion of the S component removal is not recognized, it is next determined whether or not the mode elapsed time is equal to or longer than the determination time (step S146). Here, the determination time is stored in advance in the ECU 70 as a time during which the operation in the mode is continued. If the establishment of the mode elapsed time ≧ the determination time is not recognized in step S146, this mode is maintained until either the S component removal completion (step S144) or the mode elapsed time ≧ the determination time is established (step S146). Continue driving at.

一方、ステップS146においてモード経過時間≧判定時間の成立が認められた場合には、次に、モードフラグの変更を行う(ステップS148)。すなわち、現在のフラグ=0である場合には、フラグ=1に変更され、現在のフラグ=1である場合には、フラグ=0に変更される。次に、モード経過時間=0に設定される(ステップS150)。この状態で再びステップS136において、再びモード設定フラグの読み出しが行われ、各バンクの目標空燃比が、今までは逆のリーン/リッチ空燃比に設定され(ステップS138)、それぞれの点火時期に設定される(ステップS140)。再び、S成分除去完了か否かが判定され(ステップS144)、完了が認められない場合には、上記同様にバンク制御を継続する。一方、S成分除去完了が認められた場合には、この処理を終了する。なお、以上のバンク制御中、空燃比センサ58a、58bをメイン空燃比センサとし、空燃比センサ64をサブ空燃比センサとして、これらのセンサからの出力に基づいて、空燃比フィードバック補正値が算出され、空燃比フィードバック制御が実行されている。   On the other hand, if it is recognized in step S146 that the mode elapsed time ≧ the determination time is satisfied, the mode flag is changed (step S148). That is, when the current flag = 0, the flag is changed to 1, and when the current flag = 1, the flag is changed to 0. Next, the mode elapsed time = 0 is set (step S150). In this state, the mode setting flag is read again in step S136, and the target air-fuel ratio of each bank is set to the reverse lean / rich air-fuel ratio so far (step S138), and set to the respective ignition timings. (Step S140). It is again determined whether or not the S component removal is completed (step S144). If the completion is not recognized, the bank control is continued in the same manner as described above. On the other hand, when the S component removal completion is recognized, this process is terminated. During the above bank control, the air-fuel ratio sensors 58a and 58b are the main air-fuel ratio sensors and the air-fuel ratio sensor 64 is the sub air-fuel ratio sensor, and the air-fuel ratio feedback correction value is calculated based on the outputs from these sensors. Air-fuel ratio feedback control is being executed.

以上説明したように、実施の形態1においては硫黄被毒回復制御の際、バンク制御に先立って点火時期を大幅遅角することにより触媒昇温制御を行う。このように点火時期の大幅遅角を行うことにより排気温度が上昇し、リーンNOx触媒60に流入する際の入りガス温度を上昇させることができる。従って、バンク制御に先立ってリーンNOx触媒60の温度を、硫黄脱離温度又はそれに近い温度にまで上昇させることができる。従って、バンク制御の時間を短時間に抑えることができ、硫黄被毒制御の効率を向上すると共に、エミッション低減を図ることができる。   As described above, in the first embodiment, in the sulfur poisoning recovery control, the catalyst temperature increase control is performed by significantly retarding the ignition timing prior to the bank control. Thus, the exhaust gas temperature rises by performing a significant retardation of the ignition timing, and the incoming gas temperature when flowing into the lean NOx catalyst 60 can be raised. Therefore, prior to bank control, the temperature of the lean NOx catalyst 60 can be raised to the sulfur desorption temperature or a temperature close thereto. Therefore, the bank control time can be reduced to a short time, the efficiency of sulfur poisoning control can be improved, and the emission can be reduced.

なお、この発明において、硫黄被毒回復制御要求の判定(ステップS108)、触媒温度の検出(ステップS120)やバンク制御完了の判定(ステップS144)等の手段は実施の形態1に説明したものに限るものではない。また、バンク制御の実行ルーチンも、実施の形態1において説明したものに限るものではなく、各バンクをリッチ空燃比、リーン空燃比に制御することによりS成分を除去するものであれば、他のルーチンに従って実行するものであってもよい。   In the present invention, means such as determination of sulfur poisoning recovery control request (step S108), detection of catalyst temperature (step S120) and determination of completion of bank control (step S144) are the same as those described in the first embodiment. It is not limited. Also, the bank control execution routine is not limited to that described in the first embodiment, and any other control routine can be used as long as it removes the S component by controlling each bank to a rich air-fuel ratio and a lean air-fuel ratio. It may be executed according to a routine.

なお、例えば、実施の形態1において、ステップS102〜S126を実行することにより、この発明の「触媒昇温制御手段」が実現し、ステップS130のバンク制御実行ルーチンを実行することにより、この発明の「硫黄成分除去制御手段」が実現する。また、ステップS138を実行することにより、この発明の「リッチ/リーン空燃比設定手段」が実現し、ステップS112及びS114を実行することにより、この発明の「点火時期遅角手段」が実現し、ステップS110を実行することにより、「燃料噴射時期制御手段」が実現する。   For example, in the first embodiment, by executing steps S102 to S126, the “catalyst temperature increase control means” of the present invention is realized, and by executing the bank control execution routine of step S130, the present invention "Sulfur component removal control means" is realized. Also, by executing step S138, the “rich / lean air-fuel ratio setting means” of the present invention is realized, and by executing steps S112 and S114, the “ignition timing retarding means” of the present invention is realized, By executing step S110, the “fuel injection timing control means” is realized.

実施の形態2.
[実施の形態2のシステムが実行する制御について]
実施の形態2のシステムは、実施の形態1のシステムと同様の構成を有する。また、実施の形態2のシステムは、触媒昇温制御時とバンク制御時のスロットル開度を同一にして、そのスロットル開度に応じて点火時期遅角量を設定する点を除き、実施の形態1のシステムと同様の制御を行う。
Embodiment 2. FIG.
[Control executed by the system of the second embodiment]
The system according to the second embodiment has the same configuration as the system according to the first embodiment. The system of the second embodiment is the same as that of the second embodiment except that the throttle opening at the time of catalyst temperature increase control and the bank control is made the same, and the ignition timing retardation amount is set according to the throttle opening. The same control as the system 1 is performed.

上記したように、バンク制御においては、各バンクをリーン空燃比あるいはリッチ空燃比に制御して運転を行う。このとき、リーンバンクとリッチバンクとを同じように制御すると、各バンクの間で発生するトルクに変動が生じる。バンク制御においては、このトルクのばらつきを補うため、リッチバンクの点火時期を遅角させ、リッチバンクにおいて発生するトルクをリーンバンクの発生トルクと一致させるように制御する。リッチバンクの点火遅角量は機関回転数と機関負荷とに基づいて、リッチバンクにおいて発生するトルクがリーンバンクの発生トルクと一致するように決定される。ECU70には、機関負荷と機関回転数とをパラメータとするリッチバンクの点火遅角量のマップが予め記憶されており、バンク制御時には、このマップに従って機関回転数と機関負荷とに応じて、リッチバンクの点火時期の遅角量が決定される。   As described above, in bank control, each bank is controlled to a lean air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio. At this time, if the lean bank and the rich bank are controlled in the same manner, the torque generated between the banks varies. In the bank control, in order to compensate for this torque variation, the ignition timing of the rich bank is retarded, and the torque generated in the rich bank is controlled to coincide with the generated torque of the lean bank. The ignition retard amount of the rich bank is determined based on the engine speed and the engine load so that the torque generated in the rich bank matches the generated torque of the lean bank. The ECU 70 stores in advance a rich bank ignition delay amount map using the engine load and the engine speed as parameters, and during bank control, the rich control is performed according to the engine speed and the engine load according to this map. The retard amount of the bank ignition timing is determined.

一方、単に点火遅角によりリッチバンクの発生トルクとリーンバンクの発生トルクとを一致させるように制御すると、内燃機関2全体の発生トルクが低下することとなる。従ってバンク制御中のトルク低減を補うため、スロットルバルブ30の開度が補正される。すなわち、スロットルバルブ30の開度は発生トルクの低下分を補うため、通常ストイキ運転中よりもその開度が開くように調整される。このようなスロットルバルブの開度の補正値は、要求トルクと機関回転数とをパラメータとするマップに従って求められる。   On the other hand, if the control is performed so that the generated torque of the rich bank and the generated torque of the lean bank coincide with each other simply by the ignition retard, the generated torque of the entire internal combustion engine 2 is reduced. Therefore, the opening degree of the throttle valve 30 is corrected in order to compensate for torque reduction during bank control. That is, the opening degree of the throttle valve 30 is adjusted so that the opening degree is larger than that during the normal stoichiometric operation in order to compensate for the decrease in the generated torque. Such a correction value for the opening of the throttle valve is obtained according to a map using the required torque and the engine speed as parameters.

上記のようにバンク制御時には、バンクごとの発生トルクのばらつきと内燃機関2全体の発生トルクの低下とを抑えるため、点火時期の遅角を行うと共にスロットルバルブ30の開度を調整する。しかし、触媒昇温制御からバンク制御に移行する際にスロットルバルブ30の開度を変化させると、移行時に空気量及びトルクが変化することとなる。このため触媒昇温制御時からバンク制御時への移行の際に、空気量変動及びトルク変動によるショックが発生することが考えられる。   As described above, at the time of bank control, the ignition timing is retarded and the opening of the throttle valve 30 is adjusted in order to suppress the variation in the generated torque for each bank and the decrease in the generated torque of the entire internal combustion engine 2. However, if the opening degree of the throttle valve 30 is changed during the transition from the catalyst temperature raising control to the bank control, the air amount and the torque change during the transition. For this reason, it is conceivable that shocks due to air amount fluctuations and torque fluctuations occur during the transition from the catalyst temperature raising control time to the bank control time.

[実施の形態2の特徴的な制御]
このため、実施の形態2においては、触媒昇温制御を行う際に、続くバンク制御時におけるスロットル開度を予め推定して、触媒昇温制御時のスロットル開度を推定されたスロットル開度に設定することとする。すなわち、触媒昇温制御時のスロットル開度は、要求トルクと機関回転数とから決定される補正値により補正されたバンク制御時のスロットル開度と同一の開度となるように設定される。
[Characteristic control of the second embodiment]
For this reason, in the second embodiment, when performing the catalyst temperature increase control, the throttle opening during the subsequent bank control is estimated in advance, and the throttle opening during the catalyst temperature increase control is set to the estimated throttle opening. It will be set. That is, the throttle opening during the catalyst temperature increase control is set to be the same as the throttle opening during the bank control corrected by the correction value determined from the required torque and the engine speed.

また、触媒昇温制御中は圧縮行程噴射による成層ストイキ燃焼を実現する。このため、単に触媒昇温制御時のスロットル開度をバンク制御における開度と同一に調整すると、触媒昇温制御中には、バンク制御時よりも大きなトルクが発生することとなる。その結果、触媒昇温制御時とバンク制御時とでトルクが変動し、バンク制御に切り替える際にショックが発生することとなる。従って、触媒昇温制御からバンク制御に移行する際のトルク変動を抑えるため、触媒昇温制御時の点火時期遅角量が、バンク制御時の発生トルクと同一のトルクが発生するタイミングとなるように設定する。その結果、触媒昇温制御からバンク制御に切り替えた際のトルク変動によるショックの発生を抑えることができる。またこの制御においても点火時期が遅角されることとなるため、実施の形態1と同様に点火時期遅角によるリーンNOx触媒60の昇温効果を得ることができる。   In addition, stratified stoichiometric combustion by compression stroke injection is realized during catalyst temperature rise control. For this reason, if the throttle opening during the catalyst temperature increase control is simply adjusted to be the same as the opening during the bank control, a larger torque is generated during the catalyst temperature increase control than during the bank control. As a result, the torque varies between the catalyst temperature increase control and the bank control, and a shock is generated when switching to the bank control. Therefore, in order to suppress the torque fluctuation at the time of transition from the catalyst temperature increase control to the bank control, the ignition timing retardation amount at the catalyst temperature increase control is set to the same timing as the torque generated at the bank control. Set to. As a result, it is possible to suppress the occurrence of shock due to torque fluctuation when switching from the catalyst temperature raising control to the bank control. Further, since the ignition timing is retarded also in this control, the effect of raising the temperature of the lean NOx catalyst 60 by the ignition timing retardation can be obtained as in the first embodiment.

具体的に、触媒昇温制御時の点火時期遅角量は、開度補正値が大きくなるにつれて大きくなるように設定される。これにより、燃焼効率を下げて触媒昇温制御時のトルクを低減させて、バンク制御時の発生トルクに一致させることができる。なお、このような関係に基づく、スロットルバルブの開度補正値をパラメータとする点火時期遅角量のマップは、予めECU70に記憶されている。触媒昇温制御においては、このマップに従って、スロットルバルブ30の開度補正値に応じた点火時期遅角量が算出され、この点火時期遅角量に応じて基本の点火時期を遅角することにより点火時期が求められる。このように点火時期を設定することにより、触媒昇温制御からバンク制御に切り替える際のトルク変動を抑えることができ、同時に、リーンNOx触媒60への入りガス温を上昇させて、リーンNOx触媒60を効率よく昇温させることができる。   Specifically, the ignition timing retardation amount during the catalyst temperature increase control is set so as to increase as the opening correction value increases. As a result, the combustion efficiency can be lowered to reduce the torque during the catalyst temperature increase control, and can be made to coincide with the generated torque during the bank control. A map of the ignition timing retardation amount based on such a relationship and using the throttle valve opening correction value as a parameter is stored in the ECU 70 in advance. In the catalyst temperature increase control, the ignition timing retard amount corresponding to the opening correction value of the throttle valve 30 is calculated according to this map, and the basic ignition timing is retarded according to the ignition timing retard amount. Ignition timing is required. By setting the ignition timing in this way, it is possible to suppress torque fluctuations when switching from the catalyst temperature increase control to the bank control, and at the same time, the temperature of the gas entering the lean NOx catalyst 60 is increased, and the lean NOx catalyst 60 is increased. Can be efficiently heated.

[実施の形態2の具体的な制御のルーチン]
図5、図6は、この発明の実施の形態2のシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図5のルーチンは、ステップS112〜S118に代えて、ステップS202〜S208を実行する点を除き、図3のルーチンと同じものである。図6のルーチンは、ステップS132を実行しない点を除き、図4のルーチンと同じものである。
[Specific Control Routine of Embodiment 2]
5 and 6 are flowcharts for illustrating a control routine executed by the system according to the second embodiment of the present invention. The routine of FIG. 5 is the same as the routine of FIG. 3 except that steps S202 to S208 are executed instead of steps S112 to S118. The routine of FIG. 6 is the same as the routine of FIG. 4 except that step S132 is not executed.

具体的に、図5のルーチンにおいて、要求トルク、機関回転数、機関負荷率が求められた後(ステップS102〜S106)、ステップS108において硫黄被毒回復要求が認められると、まず、燃料噴射時期が設定され(ステップS114)、次に、バンク制御を行う際のスロットル開度補正値が求められる(ステップS202)。スロットル開度補正値は要求トルクと機関回転数とをパラメータとするマップに従って、要求トルクと機関回転数に応じて求められる。次に、スロットル開度が設定される(ステップS204)。スロットル開度は、機関回転数と要求トルクに応じて定められる基本スロットル開度に、ステップS202において求められたバンク制御時のスロットル開度補正値を加えた値に設定される。このスロットル開度は、続くバンク制御時におけるスロットル開度と同一の開度となる。   Specifically, after the required torque, engine speed, and engine load factor are obtained in the routine of FIG. 5 (steps S102 to S106), if a sulfur poisoning recovery request is recognized in step S108, first, the fuel injection timing Is set (step S114), and then a throttle opening correction value for performing bank control is obtained (step S202). The throttle opening correction value is obtained according to the required torque and the engine speed according to a map using the required torque and the engine speed as parameters. Next, the throttle opening is set (step S204). The throttle opening is set to a value obtained by adding the throttle opening correction value at the time of bank control obtained in step S202 to the basic throttle opening determined according to the engine speed and the required torque. This throttle opening is the same as the throttle opening during the subsequent bank control.

次に、点火時期遅角量が設定される(ステップS206)。ここでは、予めECU70に記憶されたスロットル開度補正値をパラメータとする点火時期遅角量のマップに従って、ステップS202において求められたスロットル開度補正値Δfaに応じた点火時期遅角量が求められる。次に、点火時期が設定される(ステップS208)。点火時期は、成層ストイキ、圧縮行程噴射を行う場合の基本の点火時期を、ステップS206において求められた点火時期遅角量に従って補正(遅角)したタイミングに設定される。ステップS204、S208において設定されたスロットル開度と点火時期により、触媒昇温制御とバンク制御とにおける出力トルクをほぼ同一にさせることができ、触媒昇温制御からバンク制御に移行した場合にショックが発生するのを抑えることができる。また、点火時期は大きく遅角されるため、排気ガスの温度を上昇させてリーンNOx触媒への入りガス温を上昇させることができる。   Next, the ignition timing retard amount is set (step S206). Here, the ignition timing retard amount corresponding to the throttle opening correction value Δfa obtained in step S202 is obtained according to the ignition timing retard amount map using the throttle opening correction value stored in the ECU 70 as a parameter in advance. . Next, the ignition timing is set (step S208). The ignition timing is set to a timing obtained by correcting (retarding) the basic ignition timing in the case of performing stratified stoichiometry and compression stroke injection according to the ignition timing retardation amount obtained in step S206. Depending on the throttle opening and ignition timing set in steps S204 and S208, the output torque in the catalyst temperature increase control and the bank control can be made substantially the same, and when the catalyst temperature increase control shifts to the bank control, a shock is generated. Occurrence can be suppressed. Further, since the ignition timing is greatly retarded, the temperature of the exhaust gas can be raised to raise the temperature of the gas entering the lean NOx catalyst.

次に、リーンNOx触媒60の温度が求められ、推定されたリーンNOx触媒60の温度が、判定温度以上であるか否かが判定される(ステップS120、S122)。ステップS122において、リーンNOx触媒温度≧判定温度の成立が認められた場合、バンク制御が実行される。図6のバンク制御のルーチンにおいては、バンク制御移行のためのスロットルバルブの開度変更(図4のステップS132)を行わず、直ちにステップS134においてパージ時間の測定を開始し、モード設定フラグの読み出し(ステップS136)を行い、S成分除去の完了が認められるまで、バンク制御が実行される。   Next, the temperature of the lean NOx catalyst 60 is obtained, and it is determined whether or not the estimated temperature of the lean NOx catalyst 60 is equal to or higher than a determination temperature (steps S120 and S122). In step S122, when it is recognized that lean NOx catalyst temperature ≧ determination temperature is established, bank control is executed. In the bank control routine of FIG. 6, the opening of the throttle valve for changing to bank control is not changed (step S132 of FIG. 4), and the purge time measurement is immediately started in step S134 and the mode setting flag is read. (Step S136) is performed, and bank control is executed until completion of removal of the S component is recognized.

以上説明したように、実施の形態2においては、硫黄被毒回復制御の際、バンク制御時のスロットル開度と触媒昇温制御時のスロットル開度を同一にした状態で、かつ、バンク制御時の発生トルクと触媒昇温制御時の発生トルクが同一となるように点火時期を遅角する。従って、触媒昇温制御からバンク制御に移行する際、空気量変化によるショックやトルク変動による振動等の発生を防止することができ、触媒昇温制御からバンク制御への移行を円滑に行うことができる。   As described above, in the second embodiment, in the sulfur poisoning recovery control, the throttle opening during the bank control and the throttle opening during the catalyst temperature increase control are made the same, and the bank control is performed. The ignition timing is retarded so that the generated torque becomes equal to the generated torque during the catalyst temperature increase control. Therefore, when shifting from catalyst temperature increase control to bank control, it is possible to prevent the occurrence of shocks due to air amount changes, vibration due to torque fluctuation, etc., and smooth transition from catalyst temperature increase control to bank control. it can.

また、触媒昇温制御時には点火時期が遅角されることにより燃焼効率が低下するため、排気通路に排出される排気ガスの温度が上昇する。また、点火時期遅角により、未燃焼成分が排気ポート20a、20bに排出された後で燃焼されることにより排気ガスの温度が上昇する。このため、通常のストイキ運転あるいはリーン運転中に比べて、リーンNOx触媒60に流入する排気ガスの温度を上昇させることができる。従って、バンク制御に先立って効率よくリーンNOx触媒60を、硫黄脱離温度又はそれに近い温度にまで昇温させることができる。従って、バンク制御時の時間を短時間に抑えることができ、硫黄被毒制御の効率を向上すると共に、エミッションの向上を図ることができる。   Further, since the combustion efficiency is lowered by retarding the ignition timing during the catalyst temperature increase control, the temperature of the exhaust gas discharged to the exhaust passage rises. Further, due to the ignition timing retardation, the unburned components are burned after being discharged to the exhaust ports 20a and 20b, thereby increasing the temperature of the exhaust gas. For this reason, the temperature of the exhaust gas flowing into the lean NOx catalyst 60 can be increased as compared with the normal stoichiometric operation or lean operation. Therefore, prior to bank control, the lean NOx catalyst 60 can be efficiently raised to the sulfur desorption temperature or a temperature close thereto. Therefore, the time for bank control can be reduced to a short time, and the efficiency of sulfur poisoning control can be improved and the emission can be improved.

なお、例えば、実施の形態2において、ステップS202を実行することにより、この発明の「開度推定手段」が実現し、ステップS204を実行することにより、「開度制御手段」が実現し、ステップS206を実行することにより「トルク推定手段」及び「点火時期遅角手段」が実現する。   For example, in the second embodiment, by executing step S202, the “opening degree estimation means” of the present invention is realized, and by executing step S204, the “opening degree control means” is realized, By executing S206, "torque estimation means" and "ignition timing retarding means" are realized.

実施の形態3.
実施の形態3のシステムは、実施の形態1のシステムと同様の構成を有する。実施の形態3のシステムは、触媒昇温制御中にエバポパージが行われる場合に、そのパージガスの濃度を考慮した制御を行う点を除き、実施の形態1のシステムと同様の制御を行う。つまり、実施の形態3においても、実施の形態1と同様にバンク制御前の触媒昇温制御において、筒内インジェクタ16からの直接噴射のみの燃料供給により成層ストイキ燃焼を行い、更に点火時期を大幅遅角することによりリーンNOx触媒60を昇温させる。
Embodiment 3 FIG.
The system of the third embodiment has the same configuration as the system of the first embodiment. The system according to the third embodiment performs the same control as the system according to the first embodiment except that when the evaporation purge is performed during the catalyst temperature increase control, the control is performed in consideration of the concentration of the purge gas. That is, in the third embodiment, similarly to the first embodiment, in the catalyst temperature increase control before the bank control, the stratified stoichiometric combustion is performed only by the direct fuel injection from the in-cylinder injector 16, and the ignition timing is further increased. The lean NOx catalyst 60 is raised in temperature by being retarded.

図1において説明したように、このシステムは、内燃機関2の運転中、その状態に応じてキャニスタ40内に吸着された蒸発燃料が吸気通路28に放出される(エバポパージ)。その結果、蒸発燃料は吸気通路28において大気と混合され、気筒4a、4b内に供給されることとなる。一方、触媒昇温制御中は、吸気ポート18a、18b内へのポートインジェクタ(図示せず)からの燃料噴射は行わない。すなわち、触媒昇温制御中は筒内インジェクタ16から直接筒内に燃料を噴射することによってのみ燃料供給を行い、これにより点火プラグ14周辺に燃料を集中させて成層領域を形成し、成層ストイキ運転を行っている。このような成層燃焼中に、エバポパージが実行されて蒸発燃料の混合した大気が吸気ポート18a、18bから供給されると、点火プラグ14周辺に形成される成層領域がオーバーリッチの状態となり、燃焼不良を起こすことが考えられる。   As described with reference to FIG. 1, in this system, during operation of the internal combustion engine 2, the evaporated fuel adsorbed in the canister 40 is discharged into the intake passage 28 according to the state (evaporation purge). As a result, the evaporated fuel is mixed with the atmosphere in the intake passage 28 and supplied into the cylinders 4a and 4b. On the other hand, fuel injection from a port injector (not shown) into the intake ports 18a and 18b is not performed during the catalyst temperature increase control. That is, during catalyst temperature increase control, fuel is supplied only by injecting fuel directly from the in-cylinder injector 16 into the cylinder, thereby concentrating the fuel around the spark plug 14 to form a stratified region, and stratified stoichiometric operation. It is carried out. During the stratified combustion, if the evaporation purge is executed and the atmosphere in which the evaporated fuel is mixed is supplied from the intake ports 18a and 18b, the stratified region formed around the spark plug 14 becomes over-rich, resulting in poor combustion. Can be caused.

従って燃焼不良を防止するため、実施の形態3においては、エバポパージにおけるパージガスの濃度(以下「エバポ濃度」とする)学習を、エバポ濃度が確定するまで実行する。そして、エバポ濃度が判定濃度より濃い間は触媒昇温制御を禁止し、エバポ濃度が判定濃度以下になるまで通常のストイキ制御を実行する。なお、実施の形態3におけるエバポ濃度は、例えば、空燃比をストイキに制御する際のフィードバック補正値の変化量に基づいて求められる。また、判定濃度は、成層ストイキ燃焼時に燃焼不良が起きないと考えられる範囲での上限値に設定されている。   Therefore, in order to prevent combustion failure, in the third embodiment, learning of the purge gas concentration (hereinafter referred to as “evaporation concentration”) in the evaporation purge is executed until the evaporation concentration is determined. The catalyst temperature increase control is prohibited while the evaporation concentration is higher than the determination concentration, and normal stoichiometric control is executed until the evaporation concentration becomes equal to or less than the determination concentration. Note that the evaporation concentration in the third embodiment is obtained based on the amount of change in the feedback correction value when the air-fuel ratio is stoichiometrically controlled, for example. Further, the determination concentration is set to an upper limit value in a range where it is considered that no combustion failure occurs during stratified stoichiometric combustion.

図7は、この発明の実施の形態3における具体的な制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。図7に示すルーチンは、図3のステップS108の後に、ステップS302〜S306を実行する点を除き、図3のルーチンと同じものである。具体的には、ステップS108において硫黄被毒回復制御の要求有りと認められた場合に、ステップS302において、エバポパージ中であるか否かが判定される。ステップS302においてエバポパージ中であると認められない場合、ステップS110において燃料噴射時期の決定を行い、その後点火時期、スロットルバルブ開度を設定し(ステップS112〜S118)、触媒昇温制御を行う。   FIG. 7 is a flowchart for illustrating a specific control routine according to the third embodiment of the present invention. The routine shown in FIG. 7 is the same as the routine of FIG. 3 except that steps S302 to S306 are executed after step S108 of FIG. Specifically, if it is determined in step S108 that there is a request for sulfur poisoning recovery control, it is determined in step S302 whether the evaporation purge is being performed. If it is not recognized in step S302 that the evaporation purge is being performed, the fuel injection timing is determined in step S110, the ignition timing and the throttle valve opening are then set (steps S112 to S118), and the catalyst temperature increase control is performed.

一方、ステップS302においてエバポパージ中であることが認められた場合、エバポ濃度学習が実行される(ステップS304)。具体的には、空燃比学習を停止し、その段階からの空燃比フィードバック補正値の変化量を求める。この補正値の変化量に応じた値としてエバポ濃度が求められる。   On the other hand, if it is determined in step S302 that the evaporation purge is being performed, evaporation concentration learning is executed (step S304). Specifically, the air-fuel ratio learning is stopped, and the change amount of the air-fuel ratio feedback correction value from that stage is obtained. The evaporation density is obtained as a value corresponding to the change amount of the correction value.

次に、エバポ濃度が判定濃度以下であるか否かが判定される(ステップS306)。判定濃度は、その濃度であれば圧縮行程噴射、成層ストイキ燃焼を開始しても燃焼不良を起こさない範囲の上限に設定され、予めECU70に記憶された値である。すなわち、エバポ濃度≦判定濃度であることが認められれば、触媒昇温制御を開始しても燃焼不良を起こさないものと判断できる。ステップS306において、エバポ濃度≦判定濃度の成立が認められない場合には、ステップS304に戻りエバポ濃度の学習とステップS306の判定を、エバポ濃度≦判定値の成立が認められるまで繰り返す。一方、ステップS306において、エバポ濃度≦判定濃度の成立が認められた場合には、ステップS110に進み、実施の形態1と同様の触媒温度昇温制御を行い、その後、図4のルーチンに従ってバンク制御を行う。   Next, it is determined whether or not the evaporation concentration is less than or equal to the determination concentration (step S306). The determination concentration is a value stored in the ECU 70 in advance, which is set to the upper limit of a range in which no combustion failure occurs even if the compression stroke injection and stratified stoichiometric combustion are started. That is, if it is recognized that the evaporation concentration ≦ the determination concentration, it can be determined that no combustion failure occurs even if the catalyst temperature increase control is started. If it is determined in step S306 that the evaporation concentration ≦ the determination concentration is not satisfied, the process returns to step S304, and the learning of the evaporation concentration and the determination in step S306 are repeated until the evaporation concentration ≦ the determination value is recognized. On the other hand, if it is determined in step S306 that the evaporation concentration ≦ the determination concentration, the process proceeds to step S110, where the catalyst temperature raising control is performed in the same manner as in the first embodiment, and then the bank control is performed according to the routine of FIG. I do.

以上説明したように実施の形態3においては、エバポ濃度が判定濃度以下になるまで触媒昇温制御を禁止する。これにより、触媒昇温制御において成層ストイキ燃焼が実行された場合にも、点火プラグ14近傍がオーバーリッチ状態となるのを抑え、燃焼不良を防止することができる。   As described above, in the third embodiment, the catalyst temperature increase control is prohibited until the evaporation concentration is equal to or lower than the determination concentration. As a result, even when stratified stoichiometric combustion is performed in the catalyst temperature increase control, it is possible to prevent the vicinity of the spark plug 14 from becoming an overrich state and prevent combustion failure.

なお、実施の形態3においては、ステップS304において空燃比フィードバック制御補正値の変化量によりエバポ濃度の学習を行う場合について説明した。しかし、この発明においてエバポ濃度の学習はこの手法に限るものではなく、他の手法によりエバポ濃度を検出するものであってもよい。   In the third embodiment, the case where the evaporation concentration is learned by the change amount of the air-fuel ratio feedback control correction value in step S304 has been described. However, learning of the evaporation concentration in the present invention is not limited to this method, and the evaporation concentration may be detected by another method.

また、実施の形態3においては、エバポ濃度が判定濃度に低下するまで触媒昇温制御を禁止する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではない。例えば、エバポ濃度学習後、そのエバポ濃度に応じて筒内インジェクタ16からの燃料噴射量を制御して触媒昇温制御を行うなどの手法により、燃焼不良を防止するものであってもよい。   In the third embodiment, the case where the catalyst temperature increase control is prohibited until the evaporation concentration is reduced to the determination concentration has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, after evaporative concentration learning, combustion failure may be prevented by a technique such as controlling the temperature of the fuel injection from the in-cylinder injector 16 according to the evaporated concentration and performing catalyst temperature rise control.

また、実施の形態3においては、エバポ濃度が判定濃度以下に低下した場合に、実施の形態1と同様に、点火時期の大幅遅角による触媒昇温制御を行う場合について説明した。しかし、この発明においてはこれに限るものではなく、エバポ濃度が判定値以下に低下したことが認められた場合に、実施の形態2に説明した触媒昇温制御を行うものであってもよい。具体的なルーチンとしては、図5のステップS108の後に、ステップS302〜S306を実行し、ステップS306においてエバポ濃度≦判定濃度の成立が認められた場合に、図5のステップS110に進み、スロットルバルブ開度の補正値を求めるようにすればよい。   Further, in the third embodiment, the case where the catalyst temperature increase control is performed by the significant delay of the ignition timing is described as in the first embodiment when the evaporation concentration falls below the determination concentration. However, the present invention is not limited to this, and the catalyst temperature increase control described in the second embodiment may be performed when it is recognized that the evaporation concentration has decreased below the determination value. As a specific routine, steps S302 to S306 are executed after step S108 in FIG. 5. When it is determined that the evaporation concentration ≦ the determination concentration is established in step S306, the process proceeds to step S110 in FIG. What is necessary is just to obtain | require the correction value of an opening degree.

なお、例えば実施の形態3においてステップS304を実行することにより、「パージガス濃度学習手段」が実現し、ステップS306を実行することにより「パージガス濃度判定手段」が実現する。   For example, in the third embodiment, “purge gas concentration learning means” is realized by executing step S304, and “purge gas concentration determining means” is realized by executing step S306.

実施の形態4.
実施の形態4のシステムは、実施の形態1のシステムと同様の構成を有する。実施の形態4においては、エバポパージ中に目標パージ率を大きな値に切り替えて、早い段階でエバポ濃度が低濃度になるように制御する点を除き、実施の形態3のシステムと同様の制御を行う。すなわち、実施の形態3のシステムがエバポパージ中にその濃度学習値が判定濃度にまで低下するのを待って触媒昇温制御を行うのに対して、実施の形態4のシステムは、触媒昇温制御前にエバポパージ率を高い高パージ率に設定して、エバポ濃度が早い段階で判定濃度にまで低下するように制御する。
Embodiment 4 FIG.
The system of the fourth embodiment has the same configuration as the system of the first embodiment. In the fourth embodiment, the same control as that of the system of the third embodiment is performed except that the target purge rate is switched to a large value during the evaporation purge, and the evaporation concentration is controlled to be low at an early stage. . That is, while the system of the third embodiment waits for the concentration learning value to fall to the determination concentration during the evaporative purge and performs the catalyst temperature increase control, the system of the fourth embodiment has the catalyst temperature increase control. Before, the evaporation purge rate is set to a high high purge rate, and the evaporation concentration is controlled to decrease to the determination concentration at an early stage.

ここで、パージ率は、パージ流量/吸入空気量として求められる値である。また、パージ流量はVSV44の開弁時間とその開度、吸気通路28内の負圧等によって求められる。実施の形態4においては、触媒昇温制御前にエバポパージ中に目標パージ率が高パージ率に設定され、設定された高パージ率に応じてVSV44の開度と開弁時間とが調整される。その結果、パージ通路42から吸気通路28内に流入する蒸発燃料の量が増大し、より早い段階でキャニスタ40内の蒸発燃料を吸気通路28内に放出することができる。従って、硫黄被毒回復制御の要求があった場合、早急にエバポ濃度を低濃度に下げることができ、短時間で触媒昇温制御を開始することができる。   Here, the purge rate is a value obtained as purge flow rate / intake air amount. Further, the purge flow rate is obtained from the valve opening time and the opening degree of the VSV 44, the negative pressure in the intake passage 28, and the like. In the fourth embodiment, the target purge rate is set to a high purge rate during the evaporation purge before the catalyst temperature increase control, and the opening degree and the valve opening time of the VSV 44 are adjusted according to the set high purge rate. As a result, the amount of evaporated fuel flowing from the purge passage 42 into the intake passage 28 increases, and the evaporated fuel in the canister 40 can be discharged into the intake passage 28 at an earlier stage. Therefore, when there is a request for sulfur poisoning recovery control, the evaporation concentration can be quickly lowered to a low concentration, and the catalyst temperature increase control can be started in a short time.

図8は、この発明の実施の形態4においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図8に示すルーチンは、ステップS302の後、ステップS402を実行し、ステップS306の後にステップS404を実行する点を除き、図7に示すルーチンと同じものである。具体的に、ステップS108において硫黄被毒回復制御の要求が認められ、ステップS302においてエバポパージ中であることが認められた場合、エバポパージの目標パージ率が、高パージ率に切り替えられる(ステップS402)。高パージ率は、予めECU70に記憶されたマップに従って、機関回転数と負荷率に応じて決定される。   FIG. 8 is a flowchart for illustrating a control routine executed by the system in the fourth embodiment of the present invention. The routine shown in FIG. 8 is the same as the routine shown in FIG. 7 except that step S402 is executed after step S302, and step S404 is executed after step S306. Specifically, when the request for sulfur poisoning recovery control is recognized in step S108 and it is recognized that the evaporation purge is being performed in step S302, the target purge rate of the evaporation purge is switched to a high purge rate (step S402). The high purge rate is determined according to the engine speed and the load factor according to a map stored in the ECU 70 in advance.

その後、エバポ濃度学習が実行され(ステップS304)、ステップS306においてエバポ濃度≦判定濃度の成立が認められると、目標パージ率は、通常運転中のパージ率に戻される(ステップS404)。その後、ステップS110〜S122に従って触媒昇温制御が実行される。   Thereafter, the evaporation concentration learning is executed (step S304), and if the evaporation concentration ≦ the determination concentration is confirmed in step S306, the target purge rate is returned to the purge rate during normal operation (step S404). Thereafter, the catalyst temperature increase control is executed in accordance with steps S110 to S122.

以上説明したように、実施の形態4によれば、硫黄被毒回復制御要求があった場合には、触媒昇温制御前にエバポパージの目標パージ率を通常ストイキ制御時の目標パージ率よりも大きな高パージ率に設定し、高パージ率でエバポパージが行われるようにする。従って、短時間でエバポ濃度を低くすることができ、硫黄被毒回復制御要求があった後、早い段階で触媒昇温制御を開始することができる。   As described above, according to the fourth embodiment, when there is a sulfur poisoning recovery control request, the target purge rate for the evaporative purge is larger than the target purge rate for the normal stoichiometric control before the catalyst temperature increase control. A high purge rate is set so that evaporation purge is performed at a high purge rate. Therefore, the evaporation concentration can be lowered in a short time, and the catalyst temperature increase control can be started at an early stage after the sulfur poisoning recovery control request is made.

なお、実施の形態4においても実施の形態3のように、エバポ濃度が判定濃度まで低下した場合に、実施の形態1と同様の触媒昇温制御を行う場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、実施の形態2のように、バンク制御時と触媒昇温制御時のスロットルバルブの開度を同一に設定し、更に、そのスロットル開度に応じた点火時期遅角量を設定して触媒昇温制御を行うものであっても良い。   In the fourth embodiment, as in the third embodiment, the case where the catalyst temperature increase control similar to that in the first embodiment is performed when the evaporation concentration is reduced to the determination concentration has been described. However, the present invention is not limited to this, and as in the second embodiment, the throttle valve opening at the time of bank control and at the time of catalyst temperature rise control is set to be the same, and further according to the throttle opening. The catalyst temperature increase control may be performed by setting the ignition timing retardation amount.

なお、実施の形態4において、ステップS402を実行することにより、この発明の「高パージ率設定手段」が実現する。   In the fourth embodiment, the “high purge rate setting means” of the present invention is realized by executing step S402.

実施の形態5.
実施の形態5のシステムは、実施の形態1のシステムと同様の構成を有する。実施の形態5のシステムは、触媒昇温制御中に、エバポパージの目標パージ率を通常より小さく設定してエバポパージが行われるようにする点を除き、実施の形態1のシステムと同様の制御を行う。上記したように、エバポパージ中に触媒昇温制御を実施する場合、大気と共に供給される蒸発燃料の濃度が高すぎると、点火プラグ14近傍がオーバーリッチの状態となり、燃焼不良を起こすことが考えられる。このため、実施の形態5においては、エバポパージの目標パージ率を、通常ストイキ制御時のパージ率より小さい低パージ率に設定して、エバポ濃度が低い状態に保たれるようにする。
Embodiment 5. FIG.
The system of the fifth embodiment has the same configuration as the system of the first embodiment. The system of the fifth embodiment performs the same control as the system of the first embodiment except that the evaporation purge is performed by setting the target purge rate of the evaporation purge to be smaller than normal during the catalyst temperature increase control. . As described above, when the catalyst temperature raising control is performed during the evaporation purge, if the concentration of the evaporated fuel supplied together with the atmosphere is too high, the vicinity of the spark plug 14 may be overrich and cause combustion failure. . For this reason, in the fifth embodiment, the target purge rate of the evaporation purge is set to a low purge rate smaller than the purge rate at the time of normal stoichiometric control so that the evaporation concentration is kept low.

具体的なパージ率は機関回転数や機関負荷率とを考慮して決定されるが、パージ率は2%前後の低いパージ率に保たれるようにする。これによって、触媒昇温制御における成層ストイキ燃焼中にエバポパージが行われた場合にも、点火プラグ14近傍に形成される成層領域がオーバーリッチとなるのを防ぐことができ、燃焼不良を防止することができる。   The specific purge rate is determined in consideration of the engine speed and the engine load factor, but the purge rate is kept at a low purge rate of around 2%. As a result, even when the evaporative purge is performed during the stratified stoichiometric combustion in the catalyst temperature rise control, it is possible to prevent the stratified region formed in the vicinity of the spark plug 14 from becoming over-rich and to prevent combustion failure. Can do.

図9は、この発明の実施の形態5のシステムが実行する制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。図9に示すルーチンは、図3のルーチンのステップS108の後に、ステップS502、S504を実行する点を除き、図3のルーチンと同じものである。具体的に、ステップS108において硫黄被毒回復要求が認められた後、ステップS502においてエバポパージ中であるか否かが判定される。エバポパージ中であることが認められない場合、ステップS110に進み、実施の形態1と同様に触媒昇温制御が行われる。   FIG. 9 is a flowchart for illustrating a control routine executed by the system according to the fifth embodiment of the present invention. The routine shown in FIG. 9 is the same as the routine of FIG. 3 except that steps S502 and S504 are executed after step S108 of the routine of FIG. Specifically, after the sulfur poisoning recovery request is accepted in step S108, it is determined in step S502 whether the evaporation purge is being performed. When it is not recognized that the evaporation purge is being performed, the process proceeds to step S110, and the catalyst temperature increase control is performed as in the first embodiment.

一方、ステップS502において、エバポパージ中であることが認められた場合、ステップS504において、エバポパージの目標パージ率が低パージ率に設定される。低パージ率はECU70に予め記憶された、触媒昇温制御時の低パージ率のマップに従って設定される。設定される低パージ率は、エバポ濃度がある程度低く保たれ、成層ストイキ運転を行った場合にも点火プラグ14周りの成層領域がオーバーリッチとなるのを抑えることができると考えられる範囲の値であり、かつ機関回転数、機関負荷率に応じた値である。その後、ステップS110〜S118に従って触媒昇温制御を行い、リーンNOx触媒が判定温度以上であることが認められると(ステップS122)、ステップS130に従ってバンク制御が実行される(図4参照)。   On the other hand, if it is determined in step S502 that the evaporation purge is being performed, the target purge rate of the evaporation purge is set to a low purge rate in step S504. The low purge rate is set in accordance with a low purge rate map stored in the ECU 70 in advance during catalyst temperature increase control. The low purge rate to be set is a value within a range where it is considered that the evaporation concentration is kept low to some extent and the stratified region around the spark plug 14 can be suppressed from being overrich even when the stratified stoichiometric operation is performed. Yes, and a value corresponding to the engine speed and engine load factor. Thereafter, the catalyst temperature increase control is performed according to steps S110 to S118. When it is recognized that the lean NOx catalyst is equal to or higher than the determination temperature (step S122), the bank control is performed according to step S130 (see FIG. 4).

以上のように、実施の形態5によれば、触媒昇温制御時にエバポパージの目標パージ率が低パージ率に設定される。従って、触媒昇温制御の成層ストイキ運転時に点火プラグ14近傍がオーバーリッチとなって燃焼不良が発生するのを抑えることができる。   As described above, according to the fifth embodiment, the target purge rate of evaporation purge is set to a low purge rate during catalyst temperature increase control. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of combustion failure due to over-riching in the vicinity of the spark plug 14 during the stratified stoichiometric operation of the catalyst temperature increase control.

なお、実施の形態5においては、実施の形態1の制御を行う場合に、エバポパージの目標パージ率を低パージ率とする場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、実施の形態2の制御を行う場合にも、エバポパージ率を低パージ率に設定するようにしたものであってもよい。具体的には、図5のルーチンのステップS202の前に、ステップS502、S504を行いエバポパージ率を低パージ率に設定した後、触媒昇温制御を行えばよい。   In the fifth embodiment, the case where the target purge rate of the evaporation purge is set to the low purge rate when the control of the first embodiment is performed has been described. However, the present invention is not limited to this, and the evaporation purge rate may be set to a low purge rate even when the control of the second embodiment is performed. Specifically, before step S202 of the routine of FIG. 5, steps S502 and S504 are performed to set the evaporation purge rate to a low purge rate, and then the catalyst temperature increase control may be performed.

また、実施の形態5においては、ステップS504において、目標パージ率を低パージ率に設定した状態のまま、バンク制御を行う場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、例えば、触媒昇温制御中は低パージ率に設定し、ステップS122においてリーンNOx触媒の温度が判定温度以上になったと認められた後、目標パージ率を通常運転時の基本のパージ率に再設定して、バンク制御を行うものであってもよい。   In the fifth embodiment, the case where the bank control is performed in step S504 while the target purge rate is set to the low purge rate has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, a low purge rate is set during the catalyst temperature increase control, and after it is recognized in step S122 that the temperature of the lean NOx catalyst is equal to or higher than the determination temperature, the target purge rate is set. May be reset to the basic purge rate during normal operation and bank control may be performed.

なお、例えば、実施の形態5においてステップS504を実行することにより、この発明の「低パージ率設定手段」が実現する。   For example, by executing step S504 in the fifth embodiment, the “low purge rate setting means” of the present invention is realized.

実施の形態6.
実施の形態6のシステムは、実施の形態1のシステムと同様の構成を有する。また、実施の形態6のシステムは、触媒昇温制御時に、各バンクの空燃比を弱リッチ/弱リーンに制御する点を除き、実施の形態1のシステムと同様の制御を行う。すなわち、実施の形態5において触媒昇温制御時には、バンクごとの目標空燃比をバンク制御時のストイキからのリッチ率、リーン率よりも小さい比率の、弱リッチ/弱リーンにした状態で、圧縮行程噴射の成層燃焼、点火遅角を実行する。また、このとき弱リッチ/弱リーンはリーンNOx触媒60に流入する合流した排気ガスの空燃比はストイキとなるように設定する。
Embodiment 6 FIG.
The system of the sixth embodiment has the same configuration as the system of the first embodiment. The system of the sixth embodiment performs the same control as the system of the first embodiment except that the air-fuel ratio of each bank is controlled to be weak rich / weak lean at the time of catalyst temperature increase control. That is, in the catalyst temperature increase control in the fifth embodiment, the compression stroke is performed in a state where the target air-fuel ratio for each bank is set to a weak rich / weak lean ratio that is smaller than the stoichiometric rich ratio and lean ratio during the bank control. Performs stratified charge combustion and ignition delay. At this time, the weak rich / weak lean is set so that the air-fuel ratio of the combined exhaust gas flowing into the lean NOx catalyst 60 becomes stoichiometric.

具体的に弱リッチの比率は、機関回転数とスロットル開度に応じて、定められたマップに従って決定される。弱リーンの比率は弱リッチの比率に従って、内燃機関2全体でストイキ空燃比となるように、弱リーン比率=14.6/(2-弱リッチ比率)により求められる。ここで、弱リッチ/弱リーン率は、空燃比変化によるトルク変化が小さい範囲で設定される。具体的には、弱リッチ空燃比としてはA/Fが14.2からストイキ空燃比程度であり、弱リーン空燃比は、15.0からストイキ空燃比程度の値に設定される。   Specifically, the weak rich ratio is determined according to a predetermined map according to the engine speed and the throttle opening. The weak lean ratio is determined by weak lean ratio = 14.6 / (2-weak rich ratio) so that the internal combustion engine 2 has a stoichiometric air-fuel ratio in accordance with the weak rich ratio. Here, the weak rich / weak lean ratio is set in a range where the torque change due to the air-fuel ratio change is small. Specifically, as the weak rich air-fuel ratio, A / F is from 14.2 to about the stoichiometric air-fuel ratio, and the weak lean air-fuel ratio is set to a value from about 15.0 to the stoichiometric air-fuel ratio.

このように、触媒昇温制御の段階で、目標空燃比が弱リッチ/弱リーンに設定されることにより、バンク制御時と同様にリーンNOx触媒60において触媒反応を起こすことができる。その結果、触媒昇温制御時においても、リーンNOx触媒60における触媒反応による温度上昇を図ることができる。すなわち、実施の形態6の制御によれば、圧縮行程噴射の成層ストイキ燃焼と点火時期遅角により、リーンNOx触媒60への入ガス温度を上昇させて触媒昇温を図ると同時に、目標空燃比の弱リッチ/弱リーン制御によりリーンNOx触媒60での触媒反応による触媒昇温を図ることができる。従って、より短時間でリーンNOx触媒60を判定温度にまで昇温させることができる。   In this way, by setting the target air-fuel ratio to weak rich / weak lean at the stage of catalyst temperature rise control, a catalytic reaction can be caused in the lean NOx catalyst 60 as in the bank control. As a result, even during the catalyst temperature increase control, the temperature increase due to the catalytic reaction in the lean NOx catalyst 60 can be achieved. That is, according to the control of the sixth embodiment, the target air-fuel ratio is increased at the same time that the temperature of the gas entering the lean NOx catalyst 60 is raised by the stratified stoichiometric combustion of the compression stroke injection and the ignition timing retarded to raise the catalyst temperature. With this weak rich / weak lean control, the temperature of the catalyst can be raised by the catalytic reaction in the lean NOx catalyst 60. Therefore, the lean NOx catalyst 60 can be raised to the determination temperature in a shorter time.

図10は、この発明の実施の形態6においてシステムが実行する制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。図10に示すルーチンは、ステップS108の後に、ステップS602〜S608が実行され、ステップS122において、触媒温度≧判定温度の成立が認められなかった場合に、ステップS610〜S616が実行される点を除き、図3のルーチンと同じものである。すなわち、ステップS108において、硫黄被毒回復要求が認められた後、モード設定フラグが読み出される(ステップS602)。このフラグは、バンク制御におけるモード設定フラグと同様に、フラグ=0の場合に第1バンクの目標空燃比を弱リッチ空燃比とし、第2バンクの目標空燃比を弱リーン空燃比とするモードを指定し、フラグ=1の場合に第1バンクの目標空燃比を弱リーン空燃比とし、第2バンクの目標空燃比を弱リッチ空燃比とするモードを指定するフラグである。初期設定の段階ではフラグ=0とされている。   FIG. 10 is a flowchart for illustrating a control routine executed by the system in the sixth embodiment of the present invention. The routine shown in FIG. 10 is executed except that steps S602 to S608 are executed after step S108, and steps S610 to S616 are executed when the catalyst temperature ≧ the determination temperature is not established in step S122. This is the same as the routine of FIG. That is, after the sulfur poisoning recovery request is recognized in step S108, the mode setting flag is read (step S602). Similar to the mode setting flag in the bank control, this flag is a mode in which when the flag = 0, the target air-fuel ratio of the first bank is set to a weak rich air-fuel ratio and the target air-fuel ratio of the second bank is set to a weak lean air-fuel ratio. This flag specifies a mode in which the target air-fuel ratio of the first bank is set to a weak lean air-fuel ratio and the target air-fuel ratio of the second bank is set to a weak rich air-fuel ratio when the flag = 1. At the initial setting stage, flag = 0 is set.

次に、モード設定フラグに従って、リッチバンクの弱リッチ比率が設定される(ステップS604)。弱リッチ比率は、例えば機関回転数と要求トルクをパラメータとするマップに従って算出されて設定される。次に、リーンバンクの弱リーン比率が設定される(ステップS606)。リーンバンクの弱リーン比率は、ステップS604において求められた弱リッチ比率から算出式(14.6/(2-リッチ比率))に従って算出され設定される。次に、弱リッチ/弱リーンモード経過時間の計測が開始される(ステップS608)。弱リッチ/弱リーンモード経過時間は各バンクの目標空燃比がモード設定フラグに対応する運転条件とされてからの経過時間である。   Next, the rich rich ratio of the rich bank is set according to the mode setting flag (step S604). The weak rich ratio is calculated and set, for example, according to a map using engine speed and required torque as parameters. Next, the weak lean ratio of the lean bank is set (step S606). The weak lean ratio of the lean bank is calculated and set according to the calculation formula (14.6 / (2-rich ratio)) from the weak rich ratio obtained in step S604. Next, the measurement of the weak rich / weak lean mode elapsed time is started (step S608). The weak rich / weak lean mode elapsed time is an elapsed time after the target air-fuel ratio of each bank is set as the operating condition corresponding to the mode setting flag.

その後、スロットルバルブ開度、燃料噴射時期、点火時期遅角量が設定され(ステップS110〜S118)、上記のように設定された弱リッチ/弱リーンの状態で内燃機関2の運転が開始される。次に、ステップs120において、リーンNOx触媒60の温度が判定温度に昇温したか否が判定される。ステップS122において、リーンNOx触媒温度≧判定温度の成立が認められない場合、弱リッチ/弱リーンモード経過時間が所定の判定時間以上であるか否かが判定される(ステップS610)。弱リッチ/弱リーンモード経過時間≧判定時間の成立が認められない場合には、メインの空燃比センサ58a、58b、サブの空燃比センサ64の出力に従って、空燃比フィードバック制御を行い(ステップS612)、ステップS120に戻り、リーンNOx触媒温度の検出を行う。   Thereafter, the throttle valve opening, the fuel injection timing, and the ignition timing retard amount are set (steps S110 to S118), and the operation of the internal combustion engine 2 is started in the weak rich / weak lean state set as described above. . Next, in step s120, it is determined whether or not the temperature of the lean NOx catalyst 60 has risen to the determination temperature. In step S122, if it is not recognized that the lean NOx catalyst temperature ≧ the determination temperature is satisfied, it is determined whether or not the weak rich / weak lean mode elapsed time is equal to or longer than a predetermined determination time (step S610). If it is not recognized that the weak rich / weak lean mode elapsed time ≧ determination time is satisfied, air-fuel ratio feedback control is performed according to the outputs of the main air-fuel ratio sensors 58a and 58b and the sub air-fuel ratio sensor 64 (step S612). Returning to step S120, the lean NOx catalyst temperature is detected.

一方、ステップS610において、弱リッチ/弱リーンモード経過時間≧判定時間の成立が認められた場合、フラグの変更を行う(ステップS614)。すなわち、現在のモード設定フラグ=0である場合にはフラグ=1とし、フラグ=1である場合にはフラグ=0とする。次に、弱リッチ/弱リーンモード時間=0として(ステップS616)、再びステップS602に戻りフラグの読み出しを行う。上記のような行程を繰り返して、ステップS122においてリーンNOx触媒が判定温度に達したことが認められると、その後バンク制御(ステップS130)が行われる。   On the other hand, if it is determined in step S610 that the weak rich / weak lean mode elapsed time ≧ determination time is satisfied, the flag is changed (step S614). That is, when the current mode setting flag = 0, the flag = 1, and when the flag = 1, the flag = 0. Next, the weak rich / weak lean mode time = 0 is set (step S616), and the process returns to step S602 to read the flag. By repeating the above-described steps, when it is recognized in step S122 that the lean NOx catalyst has reached the determination temperature, bank control (step S130) is performed thereafter.

以上のように、実施の形態6のシステムによれば、リーンNOx触媒60の触媒昇温制御中、圧縮行程噴射の成層ストイキ燃焼と点火時期遅角の制御による昇温に加えて、弱リッチ/弱リーン制御による触媒温度上昇の制御を行う。従って、より早い段階で硫黄被毒回復を完了することができ、エミッションの向上を図ることができる。   As described above, according to the system of the sixth embodiment, during the catalyst temperature increase control of the lean NOx catalyst 60, in addition to the temperature increase due to the stratified stoichiometric combustion of the compression stroke injection and the ignition timing delay control, the weak rich / The catalyst temperature rise is controlled by weak lean control. Therefore, the sulfur poisoning recovery can be completed at an earlier stage, and the emission can be improved.

なお、実施の形態6においては、実施の形態1のように点火時期の大幅遅角とスロットルバルブ30の開度の補正により、昇温制御を行う場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、実施の形態2の制御に実施の形態6の弱リッチ/弱リーン制御を組み合わせるものであってもよい。この場合、具体的に、図5のルーチンのステップS108に、ステップS602〜608のように目標空燃比を弱リッチ/弱リーンに設定し、ステップS122の後にステップS610〜S616を行うことにより、実施の形態2において説明した触媒昇温制御を行えばよい。   In the sixth embodiment, the case where the temperature increase control is performed by correcting the ignition timing greatly retarded and the opening of the throttle valve 30 as in the first embodiment has been described. However, the present invention is not limited to this, and the control of the second embodiment may be combined with the weak rich / weak lean control of the sixth embodiment. In this case, specifically, in step S108 of the routine of FIG. 5, the target air-fuel ratio is set to weak rich / weak lean as in steps S602 to 608, and steps S610 to S616 are performed after step S122. The catalyst temperature increase control described in the second embodiment may be performed.

また、実施の形態6においては、モード設定フラグを読み出し、このフラグに従って、弱リッチ/弱リーンを設定し、定期的に弱リッチのバンクと弱リーンのバンクが逆転する場合について説明した。これにより、三元触媒54a、54bの劣化等を防止することができる。しかし、この発明においては、このようにリッチバンクとリーンバンクとを逆転させる場合に限るものではなく、リッチバンクとリーンバンクとを固定して弱リッチ/弱リーンの制御を行うものであってもよい。   In the sixth embodiment, the mode setting flag is read, weak rich / weak lean is set according to the flag, and the weak rich bank and the weak lean bank are periodically reversed. Thereby, degradation of the three-way catalysts 54a and 54b can be prevented. However, in the present invention, the present invention is not limited to the case where the rich bank and the lean bank are reversed as described above, and even if the rich bank and the lean bank are fixed and weak rich / weak lean control is performed. Good.

なお、実施の形態6において、ステップS604及びS606を実行することにより、この発明の「弱リッチ/弱リーン空燃比設定手段」が実現する。   In the sixth embodiment, the “weak rich / weak lean air-fuel ratio setting means” of the present invention is realized by executing steps S604 and S606.

以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に限定されるものではない。また、実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。   In the above embodiment, when referring to the number of each element, quantity, quantity, range, etc., unless otherwise specified or clearly specified in principle, the number referred to It is not limited. Further, the structures described in the embodiments, steps in the method, and the like are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.

この発明の実施の形態1におけるシステムの構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the system in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における点火時期遅角量とスロットルバルブの開度補正値との関係を説明するためのグラフである。6 is a graph for explaining a relationship between an ignition timing retardation amount and a throttle valve opening correction value in Embodiment 1 of the present invention; この発明の実施の形態1のシステムが実行する硫黄被毒回復制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the routine of sulfur poisoning recovery | restoration control which the system of Embodiment 1 of this invention performs. この発明の実施の形態1のシステムが実行するバンク制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the routine of the bank control which the system of Embodiment 1 of this invention performs. この発明の実施の形態2のシステムが実行する硫黄被毒回復制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the routine of sulfur poisoning recovery | restoration control which the system of Embodiment 2 of this invention performs. この発明の実施の形態2のシステムが実行するバンク制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the routine of the bank control which the system of Embodiment 2 of this invention performs. この発明の実施の形態3のシステムが実行する硫黄被毒回復制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the routine of sulfur poisoning recovery | restoration control which the system of Embodiment 3 of this invention performs. この発明の実施の形態4のシステムが実行する硫黄被毒回復制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the routine of sulfur poisoning recovery | restoration control which the system of Embodiment 4 of this invention performs. この発明の実施の形態5のシステムが実行する硫黄被毒回復制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the routine of sulfur poisoning recovery control which the system of Embodiment 5 of this invention performs. この発明の実施の形態6のシステムが実行する硫黄被毒回復制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the routine of sulfur poisoning recovery control which the system of Embodiment 6 of this invention performs.

符号の説明Explanation of symbols

2 内燃機関
4a、4b 気筒
14 点火プラグ
16 筒内インジェクタ
18a、18b 吸気ポート
20a、20b 排気ポート
26a、26b 吸気マニホルド
28 吸気通路
30 スロットルバルブ
32 エアフロメータ
34 高圧燃料ポンプ
36 燃料タンク
38 ベーパ通路
40 キャニスタ
42 パージ通路
44 VSV
50a、50b 排気マニホルド
54a、54b 三元触媒
56a、56b 排気通路
60 リーンNOx触媒
2 Internal combustion engine 4a, 4b Cylinder 14 Spark plug 16 In-cylinder injector 18a, 18b Intake port 20a, 20b Exhaust port 26a, 26b Intake manifold 28 Intake passage 30 Throttle valve 32 Air flow meter 34 High pressure fuel pump 36 Fuel tank 38 Vapor passage 40 Canister 42 Purge passage 44 VSV
50a, 50b Exhaust manifold 54a, 54b Three way catalyst 56a, 56b Exhaust passage 60 Lean NOx catalyst

Claims (9)

2以上の気筒群と、前記気筒群のそれぞれに接続する排気通路が集合して接続するリーンNOx触媒と、を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記リーンNOx触媒に吸蔵した硫黄成分を除去する硫黄成分除去制御を行なう硫黄成分除去制御手段と、
前記硫黄成分除去制御に先立って、前記リーンNOx触媒の温度を昇温させる触媒昇温制御を行なう触媒昇温制御手段と、を備え、
前記硫黄成分除去制御手段は、
前記硫黄成分除去制御において、前記気筒群のうちいずれかの気筒群の空燃比の制御目標値を理論空燃比よりリッチになるように設定し、他の気筒群の空燃比の制御目標値を理論空燃比よりリーンになるように設定する、リッチ/リーン空燃比設定手段を備え、
前記触媒昇温制御手段は、
前記硫黄成分除去制御が実行される際の、スロットルバルブの開度を推定する開度推定手段と、
前記触媒昇温制御において、スロットルバルブの開度を、前記推定されたスロットルバルブの開度と同一の開度に制御する開度制御手段と、
前記触媒昇温制御において発生するトルクが、前記硫黄成分除去制御時に発生するトルクと同一になるように、前記気筒群の各気筒の点火時期を遅角する点火時期遅角手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
An internal combustion engine control device for controlling an internal combustion engine comprising two or more cylinder groups and a lean NOx catalyst in which exhaust passages connected to each of the cylinder groups are connected together,
Sulfur component removal control means for performing sulfur component removal control for removing sulfur components stored in the lean NOx catalyst;
Prior to the sulfur component removal control , a catalyst temperature increase control means for performing a catalyst temperature increase control for increasing the temperature of the lean NOx catalyst, and
The sulfur component removal control means includes
In the sulfur component removal control, the control target value of the air-fuel ratio of one of the cylinder groups is set to be richer than the theoretical air-fuel ratio, and the control target value of the air-fuel ratio of the other cylinder group is theoretically set. Rich / lean air-fuel ratio setting means for setting to be leaner than the air-fuel ratio,
The catalyst temperature rise control means includes
An opening degree estimating means for estimating the opening degree of the throttle valve when the sulfur component removal control is executed;
In the catalyst temperature increase control, an opening control means for controlling the opening of the throttle valve to the same opening as the estimated opening of the throttle valve;
Ignition timing retarding means for retarding the ignition timing of each cylinder of the cylinder group , so that the torque generated in the catalyst temperature increase control is the same as the torque generated in the sulfur component removal control ;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記内燃機関は、前記気筒群の各気筒に配置され、それぞれ前記気筒内に燃料を噴射する筒内インジェクタを、備え、
前記触媒昇温制御手段は、前記触媒昇温制御の際、前記各気筒の圧縮行程において、燃料が、前記筒内インジェクタから前記気筒内に直接噴射されるように制御する燃料噴射時期制御手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine includes an in-cylinder injector that is disposed in each cylinder of the cylinder group and injects fuel into the cylinder.
The catalyst temperature increase control means includes a fuel injection timing control means for controlling the fuel to be directly injected from the in- cylinder injector into the cylinder during the compression stroke of each cylinder during the catalyst temperature increase control. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising:
前記内燃機関は、
前記筒内インジェクタに供給する燃料を保持する燃料タンクと、
前記燃料タンクからの蒸発燃料を吸蔵するキャニスタと、
前記蒸発燃料を含むパージガスを、前記キャニスタから吸気通路に流入させるパージ機構と、を備え、
前記吸気通路に供給されるパージガス濃度を学習するパージガス濃度学習手段を、備えることを特徴とする請求項に記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine
A fuel tank for holding fuel to be supplied to the in-cylinder injector;
A canister for storing evaporated fuel from the fuel tank;
A purge mechanism for causing the purge gas containing the evaporated fuel to flow into the intake passage from the canister,
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 , further comprising purge gas concentration learning means for learning a purge gas concentration supplied to the intake passage.
前記パージガス濃度が判定濃度以下か否かを判定するパージガス濃度判定手段を、備え、
前記触媒昇温制御手段は、前記パージガス濃度が判定濃度以下であると認められた場合にのみ、前記触媒昇温制御を実行することを特徴とする請求項に記載の内燃機関の制御装置。
Purge gas concentration determination means for determining whether or not the purge gas concentration is equal to or lower than a determination concentration;
4. The control device for an internal combustion engine according to claim 3 , wherein the catalyst temperature increase control means executes the catalyst temperature increase control only when the purge gas concentration is recognized to be equal to or lower than a determination concentration.
2以上の気筒群と、
前記気筒群の各気筒に配置され、それぞれ前記気筒内に燃料を噴射する筒内インジェクタと、
前記筒内インジェクタに供給する燃料を保持する燃料タンクと、
前記燃料タンクからの蒸発燃料を吸蔵するキャニスタと、
前記蒸発燃料を含むパージガスを、前記キャニスタから吸気通路に流入させるパージ機構と、
前記気筒群のそれぞれに接続する排気通路が集合して接続するリーンNOx触媒と、
を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記リーンNOx触媒に吸蔵した硫黄成分を除去する硫黄成分除去制御を行なう硫黄成分除去制御手段と、
前記硫黄成分除去制御に先立って、前記リーンNOx触媒の温度を昇温させる触媒昇温制御を行なう触媒昇温制御手段と、
前記吸気通路に供給されるパージガス濃度を学習するパージガス濃度学習手段と、
前記パージガス濃度が判定濃度以下か否かを判定するパージガス濃度判定手段と
を備え、
前記硫黄成分除去制御手段は、
前記硫黄成分除去制御において、前記気筒群のうちいずれかの気筒群の空燃比の制御目標値を理論空燃比よりリッチになるように設定し、他の気筒群の空燃比の制御目標値を理論空燃比よりリーンになるように設定する、リッチ/リーン空燃比設定手段を備え、
前記触媒昇温制御手段は、
前記パージガス濃度が判定濃度以下であると認められた場合にのみ、前記触媒昇温制御を実行するものであり、かつ、
前記触媒昇温制御において、前記気筒群の各気筒の点火時期を遅角する点火時期遅角手段と、
前記触媒昇温制御の際、前記各気筒の圧縮行程において、燃料が、前記筒内インジェクタから前記気筒内に直接噴射されるように制御する燃料噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
Two or more cylinder groups,
An in-cylinder injector that is disposed in each cylinder of the cylinder group and injects fuel into the cylinder;
A fuel tank for holding fuel to be supplied to the in-cylinder injector;
A canister for storing evaporated fuel from the fuel tank;
A purge mechanism for causing the purge gas containing the evaporated fuel to flow into the intake passage from the canister;
A lean NOx catalyst in which exhaust passages connected to each of the cylinder groups are connected together;
An internal combustion engine control device for controlling an internal combustion engine comprising:
Sulfur component removal control means for performing sulfur component removal control for removing sulfur components stored in the lean NOx catalyst;
Prior to the sulfur component removal control, catalyst temperature increase control means for performing catalyst temperature increase control for increasing the temperature of the lean NOx catalyst;
Purge gas concentration learning means for learning the concentration of purge gas supplied to the intake passage;
Purge gas concentration determination means for determining whether the purge gas concentration is equal to or lower than a determination concentration ;
With
The sulfur component removal control means includes
In the sulfur component removal control, the control target value of the air-fuel ratio of one of the cylinder groups is set to be richer than the theoretical air-fuel ratio, and the control target value of the air-fuel ratio of the other cylinder group is theoretically set. Rich / lean air-fuel ratio setting means for setting to be leaner than the air-fuel ratio,
The catalyst temperature rise control means includes
The catalyst temperature increase control is executed only when the purge gas concentration is found to be equal to or lower than the determination concentration , and
In the catalyst temperature increase control, ignition timing retarding means for retarding the ignition timing of each cylinder of the cylinder group;
Fuel injection control means for controlling so that fuel is directly injected into the cylinder from the in-cylinder injector in the compression stroke of each cylinder during the catalyst temperature increase control;
Control device for the internal combustion engine you comprising: a.
前記パージガス濃度が判定濃度以下であると認められるまでの間、前記パージガスを吸気通路に流入させる際の目標パージ率を、運転条件に応じて設定される基本の目標パージ率よりも、高いパージ率に設定する高パージ率設定手段を、備えることを特徴とする請求項4又は5に記載の内燃機関の制御装置。 Until the purge gas concentration is found to be equal to or lower than the determination concentration, the target purge rate when the purge gas flows into the intake passage is higher than the basic target purge rate set according to the operating conditions. 6. The control device for an internal combustion engine according to claim 4 , further comprising high purge rate setting means for setting to 前記内燃機関は、
前記筒内インジェクタに供給する燃料を保持する燃料タンクと、
前記燃料タンクからの蒸発燃料を吸蔵するキャニスタと、
前記蒸発燃料を含むパージガスを、前記キャニスタから吸気通路に流入させるパージ機構と、を備え、
前記触媒昇温制御手段は、前記触媒昇温制御において、前記パージガスを吸気通路に流入させる際の目標パージ率を、運転条件に応じて設定される基本の目標パージ率よりも、低いパージ率に設定する低パージ率設定手段を、備えることを特徴とする請求項からのいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine
A fuel tank for holding fuel to be supplied to the in-cylinder injector;
A canister for storing evaporated fuel from the fuel tank;
A purge mechanism for causing the purge gas containing the evaporated fuel to flow into the intake passage from the canister,
The catalyst temperature rise control means sets a target purge rate when the purge gas is allowed to flow into the intake passage in the catalyst temperature rise control to a purge rate lower than a basic target purge rate set according to operating conditions. control apparatus for an internal combustion engine according to any one of the low purge rate setting means for setting, claim 2, characterized in that it comprises 6.
前記触媒昇温制御手段は、前記触媒昇温制御において、前記気筒群のうちいずれかの気筒群の空燃比の制御目標値を、前記硫黄除去制御の際のリッチ率よりも小さい比率で、理論空燃比よりリッチに設定し、他の気筒群の空燃比の制御目標値を、前記硫黄除去制御の際のリーン率よりも小さい比率で、理論空燃比よりもリーンに設定する、弱リッチ/弱リーン空燃比設定手段を備えることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 In the catalyst temperature increase control, the catalyst temperature increase control means theoretically sets a control target value of the air-fuel ratio of any one of the cylinder groups at a ratio smaller than a rich rate in the sulfur removal control. Set to richer than the air-fuel ratio, and set the control target value of the air-fuel ratio of the other cylinder group to a leaner than the stoichiometric air-fuel ratio at a ratio smaller than the lean ratio at the time of the sulfur removal control. control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 7, characterized in that it comprises a lean air-fuel ratio setting means. 前記触媒昇温制御手段は、前記触媒昇温制御において、前記全ての気筒群の空燃比の制御目標値を、理論空燃比付近に設定する理論空燃比設定手段を備えることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 The catalyst temperature increase control means includes theoretical air / fuel ratio setting means for setting a control target value of the air / fuel ratio of all the cylinder groups in the vicinity of the theoretical air / fuel ratio in the catalyst temperature increase control. the control device according to any one of 1 to 7.
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