JP3651382B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP3651382B2
JP3651382B2 JP2000306644A JP2000306644A JP3651382B2 JP 3651382 B2 JP3651382 B2 JP 3651382B2 JP 2000306644 A JP2000306644 A JP 2000306644A JP 2000306644 A JP2000306644 A JP 2000306644A JP 3651382 B2 JP3651382 B2 JP 3651382B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
catalyst
reducing agent
storage reduction
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000306644A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002115535A (en
Inventor
忍 石山
尚史 曲田
泰生 原田
正明 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2000306644A priority Critical patent/JP3651382B2/en
Publication of JP2002115535A publication Critical patent/JP2002115535A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3651382B2 publication Critical patent/JP3651382B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関の排気浄化装置に関し、特に、排気浄化触媒へ還元剤を供給することにより排気中に含まれる有害ガス成分を浄化する技術に関する。
【0001】
【従来の技術】
近年、自動車等に搭載される内燃機関、特に酸素過剰状態の混合気(所謂、リーン空燃比の混合気)を燃焼可能とするディーゼル機関や希薄燃焼式のガソリン機関では、該内燃機関の排気中に含まれる窒素酸化物(NOx)を効率的に浄化する技術が望まれている。
【0002】
このような要求に対し、内燃機関の排気系にリーンNOx触媒を配置する技術が提案されている。リーンNOx触媒の一つとして、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物(NOx)を吸収し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸収していた窒素酸化物(NOx)を放出しつつ窒素(N2)に還元する吸蔵還元型NOx触媒が知られている。
【0003】
吸蔵還元型NOx触媒が内燃機関の排気系に配置されると、内燃機関が希薄燃焼運転されて排気の空燃比が高くなるときは排気中の窒素酸化物(NOx)が吸蔵還元型NOx触媒に吸収され、吸蔵還元型NOx触媒に流入する排気の空燃比が低くなったときは吸蔵還元型NOx触媒に吸収されていた窒素酸化物(NOx)が放出されつつ窒素(N2)に還元される。
【0004】
ところで、吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸収能力には限りがあるため、内燃機関が長期にわたって希薄燃焼運転されると、吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸収能力が飽和し、排気中の窒素酸化物(NOx)が吸蔵還元型NOx触媒によって除去されることなく大気中に放出されることになる。
【0005】
従って、吸蔵還元型NOx触媒を希薄燃焼式内燃機関に適用する場合は、吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸収能力が飽和する前に該吸蔵還元型NOx触媒に流入する排気の空燃比を低下させる、所謂リッチスパイク制御を実行し、吸蔵還元型NOx触媒に吸収されている窒素酸化物(NOx)を放出及び還元させる必要がある。
【0006】
リッチスパイク制御の具体的な方法としては、特許第2845056号公報に記載されているように、吸蔵還元型NOx触媒より上流の排気通路へ還元剤を供給する還元剤供給装置を設け、吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸収能力が飽和する前の所定の時期に、還元剤供給装置から排気通路へ還元剤を供給し、吸蔵還元型NOx触媒に流入する排気の酸素濃度を低下させつつ還元剤の濃度を高める方法が提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸蔵還元型NOx触媒のような排気浄化触媒は、一様にして所定温度以上で活性して排気中の有害ガス成分を浄化可能となるため、内燃機関が冷間始動された場合のように排気浄化触媒の温度が所定温度未満となる場合は未活性状態となり、排気中の有害ガス成分を十分に浄化することができない。
【0008】
吸蔵還元型NOx触媒が未活性状態にあるときに、前述したようなリッチスパイク制御が実行されると、排気中の窒素酸化物(NOx)を還元及び浄化することができないばかりか、還元剤がそのまま大気中に放出され、或いは低温の吸蔵還元型NOx触媒内で還元剤が液化して吸蔵還元型NOx触媒に付着し、その還元剤が吸蔵還元型NOx触媒の活性後に燃焼して煤の発生や吸蔵還元型NOx触媒の過熱などを誘発する虞がある。
【0009】
これに対し、吸蔵還元型NOx触媒の床温を直接検出して吸蔵還元型NOx触媒が活性状態にあるか否かを判定する方法も考えられるが、吸蔵還元型NOx触媒に新たに専用の温度センサを取り付ける必要が生じる。
【0010】
本発明は、上記したような種々の事情に鑑みてなされたものであり、排気浄化触媒へ還元剤を供給することにより排気中の有害ガス成分を浄化する内燃機関の排気浄化装置において、排気浄化触媒の活性状態を判定することができる技術を提供し、排気エミッションの悪化や排気浄化触媒の過熱等を防止することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ排気中に含まれる所定成分を還元及び浄化する排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒へ還元剤を供給する還元剤供給手段と、前記排気浄化触媒から流出した排気の空燃比を検出する排気状態検出手段と、前記還元剤供給手段が前記排気浄化触媒へ還元剤を供給したときに前記排気状態検出手段により検出される排気の空燃比が変化すると、前記排気浄化触媒が活性していると判定する触媒活性状態判定手段と、を備えることを特徴としている。
【0012】
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、触媒活性状態判定手段は、還元剤供給手段により排気浄化触媒へ還元剤が供給されたときに、排気状態検出手段により検出された排気の空燃比に基づいて、排気浄化触媒が活性しているか否かを判別することになる。
【0013】
ここで、排気浄化触媒が未活性状態にあるときに還元剤供給手段から排気浄化触媒へ還元剤が供給されると、排気浄化触媒において還元剤と所定成分とが反応せず、更に還元剤が低温の排気浄化触媒内で液化して排気浄化触媒に付着するため、排気浄化触媒から流出した排気の空燃比は、還元剤の供給が行われる前後に比して殆ど変化しないことになる。一方、排気浄化触媒が活性状態にあるときに還元剤供給手段から排気浄化触媒へ還元剤が供給されると、排気浄化触媒内の雰囲気温度がある程度高温となっているため、排気浄化触媒において還元剤が液化して排気浄化触媒に付着することがなくなるとともに還元剤と所定成分とが反応することになるため、排気浄化触媒から流出した排気の空燃比は、還元剤の供給が行われる前後に比して変化することになる。
【0014】
従って、触媒活性状態判定手段は、還元剤供給手段により排気浄化触媒へ還元剤が供給されたときに排気状態検出手段が検出する排気の空燃比に基づいて、排気浄化触媒が活性しているか否かを判別することが可能となる。すなわち、触媒活性状態判定手段は、排気状態検出手段により検出される排気の空燃比が還元剤の供給によって変化すれば排気浄化触媒が活性しており、排気状態検出手段により検出される排気の空燃比が還元の供給によって変化しなければ排気浄化触媒が活性していないと判定することが可能となる。
【0015】
尚、排気浄化触媒が未活性状態にあるときに、排気浄化触媒の活性判定を目的とした排気浄化触媒に対する還元剤の供給が不用意に行われると、排気エミッションの悪化や排気浄化触媒の過熱等の不具合が誘発されることが予想されるため、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の運転状態に基づいて排気浄化触媒の温度を推定する触媒温度推定手段を更に備え、触媒活性判定手段は、触媒温度推定手段による推定値が所定温度以上であることを条件に、還元剤供給手段から排気浄化触媒へ還元剤供給させて排気浄化触媒の活性判定を行うようにしてもよい。
【0016】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置において、排気状態検出手段が検出するパラメータとしては、排気の空燃比の代わりに、排気中に含まれる所定成分の濃度、排気の温度等を用いても良い。
【0017】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置において、触媒活性判定手段による判定処理は、内燃機関の始動時から排気浄化触媒が活性するまでの期間にのみ実行されるようにしてもよく、あるいは排気浄化触媒が活性した後も内燃機関が運転状態にある限り所定の周期で実行されるようにしてもよい。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
【0019】
<実施の形態1>
先ず、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第1の実施の形態について図1〜図6に基づいて説明する。
【0020】
図1は、本発明に係る排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を有する水冷式の4ストローク・サイクル・ディーゼル機関である。
【0021】
内燃機関1は、各気筒2の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁3を備えている。各燃料噴射弁3は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室(コモンレール)4と接続されている。コモンレール4には、該コモンレール4内の燃料の圧力に対応した電気信号を出力するコモンレール圧センサ4aが取り付けられている。
【0022】
前記コモンレール4は、燃料供給管5を介して燃料ポンプ6と連通している。燃料ポンプ6は、内燃機関1の出力軸(クランクシャフト)の回転トルクを駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポンプ6の入力軸に取り付けられたポンププーリ6が内燃機関1の出力軸(クランクシャフト)に取り付けられたクランクプーリ1aとベルト7を介して連結されている。
【0023】
このように構成された燃料噴射系では、クランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ6の入力軸へ伝達されると、燃料ポンプ6は、クランクシャフトから該燃料ポンプ6の入力軸へ伝達された回転トルクに応じた圧力で燃料を吐出する。
前記燃料ポンプ6から吐出された燃料は、燃料供給管5を介してコモンレール4へ供給され、コモンレール4にて所定圧まで蓄圧されて各気筒2の燃料噴射弁3へ分配される。そして、燃料噴射弁3に駆動電流が印加されると、燃料噴射弁3が開弁し、その結果、燃料噴射弁3から各気筒2の燃焼室へ燃料が噴射される。
【0024】
次に、内燃機関1には、吸気枝管8が接続されており、吸気枝管8の各枝管は、各気筒2の燃焼室と図示しない吸気ポートを介して連通している。
【0025】
前記吸気枝管8は、吸気管9に接続され、この吸気管9は、エアクリーナボックス10に接続されている。前記エアクリーナボックス10より下流の吸気管9には、該吸気管9内を流れる吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ11と、該吸気管9内を流れる吸気の温度に対応した電気信号を出力する吸気温度センサ12とが取り付けられている。
【0026】
前記吸気管9における吸気枝管8の直上流に位置する部位には、該吸気管9内を流れる吸気の流量を調節する吸気絞り弁13が設けられている。吸気絞り弁13には、ステッパモータ等で構成されて該吸気絞り弁13を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ14が取り付けられている。
【0027】
前記エアフローメータ11と前記吸気絞り弁13との間に位置する吸気管9には、排気の熱エネルギを駆動源として作動する遠心過給機(ターボチャージャ)15のコンプレッサハウジング15aが設けられ、コンプレッサハウジング15aより下流の吸気管9には、前記コンプレッサハウジング15a内で圧縮されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ16が設けられている。
【0028】
このように構成された吸気系では、エアクリーナボックス10に流入した吸気は、該エアクリーナボックス10内の図示しないエアクリーナによって吸気中の塵や埃等が除去された後、吸気管9を介してコンプレッサハウジング15aに流入する。
コンプレッサハウジング15aに流入した吸気は、該コンプレッサハウジング15aに内装されたコンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記コンプレッサハウジング15a内で圧縮されて高温となった吸気は、インタークーラ16にて冷却された後、必要に応じて吸気絞り弁13によって流量を調節されて吸気枝管8に流入する。吸気枝管8に流入した吸気は、各枝管を介して各気筒2の燃焼室へ分配され、各気筒2の燃料噴射弁3から噴射された燃料を着火源として燃焼される。
【0029】
一方、内燃機関1には、排気枝管18が接続され、排気枝管18の各枝管が図示しない排気ポートを介して各気筒2の燃焼室と連通している。
【0030】
前記排気枝管18は、前記遠心過給機15のタービンハウジング15bと接続されている。前記タービンハウジング15bは、排気管19と接続され、この排気管19は、下流にて図示しないマフラーに接続されている。
【0031】
前記排気管19の途中には、排気中の有害ガス成分を浄化するための排気浄化触媒20が配置されている。排気浄化触媒20より下流の排気管19には、該排気管19内を流れる排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ23が取り付けられている。空燃比センサ23は、本発明に係る排気状態検出手段の一実施態様である。
【0032】
前記した空燃比センサ23より下流の排気管19には、該排気管19内を流れる排気の流量を調節する排気絞り弁21が設けられている。排気絞り弁21には、ステッパモータ等で構成されて該排気絞り弁21を開閉駆動する排気絞り用アクチュエータ22が取り付けられている。
【0033】
このように構成された排気系では、内燃機関1の各気筒2で燃焼された混合気(既燃ガス)が排気ポートを介して排気枝管18へ排出され、次いで排気枝管18から遠心過給機15のタービンハウジング15bへ流入する。タービンハウジング15bに流入した排気は、該排気が持つ熱エネルギを利用してタービンハウジング15b内に回転自在に支持されたタービンホイールを回転させる。その際、タービンホイールの回転トルクは、前述したコンプレッサハウジング15aのコンプレッサホイールへ伝達されることになる。
前記タービンハウジング15bから排出された排気は、排気管19を介して排気浄化触媒20へ流入し、排気中の有害ガス成分が除去又は浄化される。排気浄化触媒20にて有害ガス成分を除去又は浄化された排気は、必要に応じて排気絞り弁21によって流量を調節された後にマフラーを介して大気中に放出される。
【0034】
また、前記した排気枝管18と吸気枝管8とは、排気枝管18内を流れる排気の一部を吸気枝管8へ再循環させる排気再循環通路(EGR通路)25を介して連通されている。EGR通路25の途中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記EGR通路25内を流れる排気(以下、EGRガスと称する)の流量を変更する流量調整弁(EGR弁)26が設けられている。
【0035】
前記EGR通路25においてEGR弁26より上流の部位には、該EGR通路25内を流れるEGRガスを冷却するEGRクーラ27が設けられている。
【0036】
このように構成された排気再循環機構では、EGR弁26が開弁されると、EGR通路25が導通状態となり、排気枝管18内を流れる排気の一部が前記EGR通路25へ流入し、EGRクーラ27を経て吸気枝管8へ導かれる。
その際、EGRクーラ27では、EGR通路25内を流れるEGRガスと所定の冷媒との間で熱交換が行われ、EGRガスが冷却されることになる。
EGR通路25を介して排気枝管18から吸気枝管8へ還流されたEGRガスは、吸気枝管8の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒2の燃焼室へ導かれ、燃料噴射弁3から噴射される燃料を着火源として燃焼される。
【0037】
ここで、EGRガスには、水(H2O)や二酸化炭素(CO2)などのように、自らが燃焼することがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含まれているため、EGRガスが混合気中に含有されると、混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物(NOx)の発生量が抑制される。
更に、EGRクーラ27においてEGRガスが冷却されると、EGRガス自体の温度が低下するとともにEGRガスの体積が縮小されるため、EGRガスが燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に供給される新気の量(新気の体積)が不要に減少することもない。
【0038】
次に、本実施の形態に係る排気浄化触媒20について具体的に説明する。
排気浄化触媒20は、還元剤の存在下で排気中の窒素酸化物(NOx)を浄化するNOx触媒である。このようなNOx触媒としては、選択還元型NOx触媒や吸蔵還元型NOx触媒等を例示することができるが、ここでは吸蔵還元型NOx触媒を例に挙げて説明する。以下、排気浄化触媒20を吸蔵還元型NOx触媒20と称するものとする。
【0039】
吸蔵還元型NOx触媒20は、例えば、アルミナを担体とし、その担体上に、カリウム(K)、ナトリウム(Na)、リチウム(Li)、もしくはセシウム(Cs)等のアルカリ金属と、バリウム(Ba)もしくはカルシウム(Ca)等のアルカリ土類と、ランタン(La)もしくはイットリウム(Y)等の希土類とから選択された少なくとも1つと、白金(Pt)等の貴金属とを担持して構成されている。尚、本実施の形態では、アルミナからなる担体上にバリウム(Ba)と白金(Pt)とを担持して構成される吸蔵還元型NOx触媒を例に挙げて説明する。
【0040】
このように構成された吸蔵還元型NOx触媒20は、該吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物(NOx)を吸収する。
一方、吸蔵還元型NOx触媒20は、該吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の酸素濃度が低下したときは吸収していた窒素酸化物(NOx)を放出する。その際、排気中に炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)等の還元成分が存在していれば、吸蔵還元型NOx触媒20は、該吸蔵還元型NOx触媒20から放出された窒素酸化物(NOx)を窒素(N2)に還元せしめることができる。
【0041】
尚、吸蔵還元型NOx触媒20のNOx吸放出作用については明らかにされていない部分もあるが、おおよそ以下のようなメカニズムによって行われていると考えられる。
【0042】
先ず、吸蔵還元型NOx触媒20では、該吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の空燃比がリーン空燃比となって排気中の酸素濃度が高まると、図2(A)に示されるように、排気中の酸素(O2)がO2 -またはO2-の形で白金(Pt)の表面上に付着する。排気中の一酸化窒素(NO)は、白金(Pt)の表面上でO2 -またはO2-と反応して二酸化窒素(NO2)を形成する(2NO+O2→2NO2)。二酸化窒素(NO2)は、白金(Pt)の表面上で更に酸化され、硝酸イオン(NO3 -)の形で吸蔵還元型NOx触媒20に吸収される。尚、吸蔵還元型NOx触媒20に吸収された硝酸イオン(NO3 -)は、酸化バリウム(BaO)と結合して硝酸バリウム(Ba(NO32)を形成する。
このように吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときは、排気中の窒素酸化物(NOx)が硝酸イオン(NO3 -)として吸蔵還元型NOx触媒20に吸収される。
上記したようなNOx吸収作用は、流入排気の空燃比がリーン空燃比であり、且つ吸蔵還元型NOx触媒20のNOx吸収能力が飽和しない限り継続される。従って、吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときは、吸蔵還元型NOx触媒20のNOx吸収能力が飽和しない限り、排気中の窒素酸化物(NOx)が吸蔵還元型NOx触媒20に吸収され、排気中から窒素酸化物(NOx)が除去されることになる。
【0043】
これに対して、吸蔵還元型NOx触媒20では、該吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の酸素濃度が低下すると、白金(Pt)の表面上において二酸化窒素(NO2)の生成量が減少するため、酸化バリウム(BaO)と結合していた硝酸イオン(NO3 -)が逆に二酸化窒素(NO2)や一酸化窒素(NO)となって吸蔵還元型NOx触媒20から離脱する。
その際、排気中に炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)等の還元成分が存在していれば、それらの還元成分が白金(Pt)上の酸素(O2 -またはO2-)と部分的に反応して活性種を形成する。この活性種は、吸蔵還元型NOx触媒20から放出された二酸化窒素(NO2)や一酸化窒素(NO)を窒素(N2)に還元せしめることになる。
従って、吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の空燃比が理論空燃比又はリッチ空燃比となって排気中の酸素濃度が低下するとともに還元剤の濃度が高まると、吸蔵還元型NOx触媒20に吸収されていた窒素酸化物(NOx)が放出及び還元され、以て吸蔵還元型NOx触媒20のNOx吸収能力が再生されることになる。
【0044】
ところで、内燃機関1が希薄燃焼運転されている場合は、内燃機関1から排出される排気の空燃比がリーン雰囲気となり排気の酸素濃度が高くなるため、排気中に含まれる窒素酸化物(NOx)が吸蔵還元型NOx触媒20に吸収されることになるが、内燃機関1の希薄燃焼運転が長期間継続されると、吸蔵還元型NOx触媒20のNOx吸収能力が飽和し、排気中の窒素酸化物(NOx)が吸蔵還元型NOx触媒20にて除去されずに大気中へ放出されてしまう。
特に、内燃機関1のようなディーゼル機関では、大部分の運転領域においてリーン空燃比の混合気が燃焼され、それに応じて大部分の運転領域において排気の空燃比がリーン空燃比となるため、吸蔵還元型NOx触媒20のNOx吸収能力が飽和し易い。
従って、内燃機関1が希薄燃焼運転されている場合は、吸蔵還元型NOx触媒20のNOx吸収能力が飽和する前に吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高め、吸蔵還元型NOx触媒20に吸収された窒素酸化物(NOx)を放出及び還元させる必要がある。
【0045】
これに対し、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置は、吸蔵還元型NOx触媒20より上流の排気通路を流れる排気中に還元剤たる燃料(軽油)を添加する還元剤供給機構を備え、この還元剤供給機構から排気中へ燃料を添加することにより、吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高めるようにした。
【0046】
還元剤供給機構は、図1に示されるように、その噴孔が排気枝管18内に臨むよう内燃機関1のシリンダヘッドに取り付けられ、所定の開弁圧以上の燃料が印加されたときに開弁して燃料を噴射する還元剤噴射弁28と、前述した燃料ポンプ6から吐出された燃料を前記還元剤噴射弁28へ導く還元剤供給路29と、この還元剤供給路29の途中に設けられ該還元剤供給通路29内を流れる燃料の流量を調整する流量調整弁30と、この流量調整弁30より上流の還元剤供給路29に設けられて該還元剤供給路29内の燃料の流れを遮断する遮断弁31と、前記流量調整弁30より上流の還元剤供給路29に取り付けられ該還元剤供給路29内の圧力に対応した電気信号を出力する還元剤圧力センサ32と、を備えている。
【0047】
尚、還元剤噴射弁28は、該還元剤噴射弁28の噴孔が排気枝管18におけるEGR通路25との接続部位より下流であって、排気枝管18における4つの枝管の集合部に最も近い気筒2の排気ポートに突出するとともに、排気枝管18の集合部へ向くようシリンダヘッドに取り付けられることが好ましい。
これは、還元剤噴射弁28から噴射された還元剤(未燃の燃料成分)がEGR通路25へ流入するのを防止するとともに、還元剤が排気枝管18内に滞ることなく遠心過給機のタービンハウジング15bへ到達するようにするためである。
【0048】
尚、図1に示す例では、内燃機関1の4つの気筒2のうち1番(#1)気筒2が排気枝管18の集合部と最も近い位置にあるため、1番(#1)気筒2の排気ポートに還元剤噴射弁28が取り付けられているが、1番(#1)気筒2以外の気筒2が排気枝管18の集合部と最も近い位置にあるときは、その気筒2の排気ポートに還元剤噴射弁28が取り付けられるようにする。
【0049】
また、前記還元剤噴射弁28は、シリンダヘッドに形成された図示しないウォータージャケットを貫通、あるいはウォータージャケットに近接して取り付けられるようにし、前記ウォータージャケットを流れる冷却水によって還元剤噴射弁28が冷却されるようにしてもよい。
【0050】
このような還元剤供給機構では、流量調整弁30が開弁されると、燃料ポンプ6から吐出された高圧の燃料が還元剤供給路29を介して還元剤噴射弁28へ印加される。そして、還元剤噴射弁28に印加される燃料の圧力が開弁圧以上に達すると、該還元剤噴射弁28が開弁して排気枝管18内へ還元剤としての燃料が噴射される。
還元剤噴射弁28から排気枝管18内へ噴射された還元剤は、排気枝管18の上流から流れてきた排気ととともにタービンハウジング15bへ流入する。タービンハウジング15b内に流入した排気と還元剤とは、タービンホイールの回転によって撹拌されて均質に混合され、リッチ空燃比の排気を形成する。
このようにして形成されたリッチ空燃比の排気は、タービンハウジング15bから排気管19を介して吸蔵還元型NOx触媒20に流入し、吸蔵還元型NOx触媒20に吸収されていた窒素酸化物(NOx)を放出させつつ窒素(N2)に還元せしめることになる。
【0051】
その後、流量調整弁30が閉弁されて燃料ポンプ6から還元剤噴射弁28への還元剤の供給が遮断されると、還元剤噴射弁28に印加される燃料の圧力が前記開弁圧未満となり、その結果、還元剤噴射弁28が閉弁し、排気枝管18内への還元剤の添加が停止される。
【0052】
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)35が併設されている。ECU35は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。
【0053】
ECU35には、コモンレール圧センサ4a、エアフローメータ11、吸気温度センサ12、吸気管圧力センサ17、空燃比センサ23、還元剤圧力センサ32、クランクポジションセンサ33、水温センサ34、アクセル開度センサ36等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がECU35に入力されるようになっている。
一方、ECU35には、燃料噴射弁3、吸気絞り用アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエータ22、EGR弁26、流量調整弁30、遮断弁31等が電気配線を介して接続され、ECU35が上記した各部を制御することが可能となっている。
【0054】
ここで、ECU35は、図3に示すように、双方向性バス350によって相互に接続された、CPU351と、ROM352と、RAM353と、バックアップRAM354と、入力ポート356と、出力ポート357とを備えるとともに、前記入力ポート356に接続されたA/Dコンバータ(A/D)355を備えている。
【0055】
前記入力ポート356は、クランクポジションセンサ33のようにデジタル信号形式の信号を出力するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をCPU351やRAM353へ送信する。
前記入力ポート356は、コモンレール圧センサ4a、エアフローメータ11、吸気温度センサ12、吸気管圧力センサ17、空燃比センサ23、還元剤圧力センサ32、水温センサ34、アクセル開度センサ36、等のように、アナログ信号形式の信号を出力するセンサの出力信号をA/D355を介して入力し、それらの出力信号をCPU351やRAM353へ送信する。
【0056】
前記出力ポート357は、燃料噴射弁3、吸気絞り用アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエータ22、EGR弁26、流量調整弁30、遮断弁31等と電気配線を介して接続され、CPU351から出力される制御信号を、前記した燃料噴射弁3、吸気絞り用アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエータ22、EGR弁26、流量調整弁30、あるいは遮断弁31へ送信する。
【0057】
前記ROM352は、燃料噴射弁3を制御するための燃料噴射制御ルーチン、吸気絞り弁13を制御するための吸気絞り制御ルーチン、排気絞り弁21を制御するための排気絞り制御ルーチン、EGR弁26を制御するためのEGR制御ルーチン、吸蔵還元型NOx触媒20に吸収された窒素酸化物(NOx)を浄化するためのNOx浄化制御ルーチン等のアプリケーションプログラムに加え、吸蔵還元型NOx触媒20の活性状態を判定するための触媒活性判定制御ルーチンを記憶している。
前記ROM352は、上記したアプリケーションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。前記制御マップは、例えば、内燃機関1の運転状態と基本燃料噴射量(基本燃料噴射時間)との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関1の運転状態と基本燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関1の運転状態と吸気絞り弁13の目標開度との関係を示す吸気絞り弁開度制御マップ、内燃機関1の運転状態と排気絞り弁21の目標開度との関係を示す排気絞り弁開度制御マップ、内燃機関1の運転状態とEGR弁26の目標開度との関係を示すEGR弁開度制御マップ、内燃機関1の運転状態と還元剤の目標添加量(もしくは、排気の目標空燃比)との関係を示す還元剤添加量制御マップ、還元剤の目標添加量と流量調整弁30の開弁時間との関係を示す流量調整弁制御マップ等である。
【0058】
前記RAM353は、各センサからの出力信号やCPU351の演算結果等を格納する。前記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ33がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回転数である。これらのデータは、クランクポジションセンサ33がパルス信号を出力する都度、最新のデータに書き換えられる。
【0059】
前記バックアップRAM354は、内燃機関1の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリである。
【0060】
前記CPU351は、前記ROM352に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作して、燃料噴射弁制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、EGR制御、NOx浄化制御、触媒判定制御を実行する。
【0061】
例えば、燃料噴射弁制御では、CPU351は、先ず、燃料噴射弁3から噴射される燃料量を決定し、次いで燃料噴射弁3から燃料を噴射する時期を決定する。
【0062】
燃料噴射量を決定する場合は、CPU351は、RAM353に記憶されている機関回転数とアクセル開度センサ36の出力信号(アクセル開度)とを読み出す。CPU351は、燃料噴射量制御マップへアクセスし、前記機関回転数及び前記アクセル開度に対応した基本燃料噴射量(基本燃料噴射時間)を算出する。CPU351は、エアフローメータ11、吸気温度センサ12、水温センサ34等の出力信号値等に基づいて前記基本燃料噴射時間を補正し、最終的な燃料噴射時間を決定する。
【0063】
燃料噴射時期を決定する場合は、CPU351は、燃料噴射時期制御マップへアクセスし、前記機関回転数及び前記アクセル開度に対応した基本燃料噴射時期を算出する。CPU351は、エアフローメータ11、吸気温度センサ12、水温センサ34等の出力信号値をパラメータとして前記基本燃料噴射時期を補正し、最終的な燃料噴射時期を決定する。
【0064】
燃料噴射時間と燃料噴射時期とが決定されると、CPU351は、前記燃料噴射時期とクランクポジションセンサ33の出力信号とを比較し、前記クランクポジションセンサ33の出力信号が前記燃料噴射時期と一致した時点で燃料噴射弁3に対する駆動電力の印加を開始する。CPU351は、燃料噴射弁3に対する駆動電力の印加を開始した時点からの経過時間が前記燃料噴射時間に達した時点で燃料噴射弁3に対する駆動電力の印加を停止する。
【0065】
また、吸気絞り制御では、CPU351は、例えば、RAM353に記憶されている機関回転数とアクセル開度とを読み出す。CPU351は、吸気絞り弁開度制御マップへアクセスし、機関回転数及びアクセル開度に対応した目標吸気絞り弁開度を算出する。CPU351は、前記目標吸気絞り弁開度に対応した駆動電力を吸気絞り用アクチュエータ14に印加する。その際、CPU351は、吸気絞り弁13の実際の開度を検出して、実際の吸気絞り弁13の開度と目標吸気絞り弁開度との差分に基づいて前記吸気絞り用アクチュエータ14をフィードバック制御するようにしてもよい。
【0066】
また、排気絞り制御では、CPU351は、例えば、内燃機関1が冷間始動後の暖機運転状態にある場合や、車室内用ヒータが作動状態にある場合などに排気絞り弁21を閉弁方向へ駆動すべく排気絞り用アクチュエータ22を制御する。この場合、内燃機関1の負荷が増大し、それに対応して燃料噴射量が増量されることなる。その結果、内燃機関1の発熱量が増加し、内燃機関1の暖機が促進されるとともに、車室内用ヒータの熱源が確保される。
【0067】
また、EGR制御では、CPU351は、RAM353に記憶されている機関回転数、水温センサ34の出力信号(冷却水温度)、アクセル開度センサ36の出力信号(アクセル開度)等を読み出し、EGR制御の実行条件が成立しているか否かを判別する。
上記したEGR制御実行条件としては、冷却水温度が所定温度以上である、内燃機関1が始動時から所定時間以上連続して運転されている、アクセル開度の変化量が正値である等の条件を例示することができる。
上記したようなEGR制御実行条件が成立していると判定した場合は、CPU351は、機関回転数とアクセル開度とをパラメータとしてEGR弁開度制御マップへアクセスし、前記機関回転数及び前記アクセル開度に対応した目標EGR弁開度を算出する。CPU351は、前記目標EGR弁開度に対応した駆動電力をEGR弁26に印加する。一方、上記したようなEGR制御実行条件が成立していないと判定した場合は、CPU351は、EGR弁26を全閉状態に保持すべく制御する。
【0068】
更に、EGR制御では、CPU351は、内燃機関1の吸入空気量をパラメータとしてEGR弁26の開度をフィードバック制御する、いわゆるEGR弁フィードバック制御を行うようにしてもよい。
【0069】
EGR弁フィードバック制御では、例えば、CPU351は、アクセル開度や機関回転数等をパラメータとして内燃機関1の目標吸入空気量を決定する。その際、アクセル開度と機関回転数と目標吸入空気量との関係を予めマップ化しておき、そのマップとアクセル開度と機関回転数とから目標吸入空気量が算出されるようにしてもよい。
上記した手順により目標吸入空気量が決定されると、CPU351は、RAM353に記憶されたエアフローメータ11の出力信号値(実際の吸入空気量)を読み出し、実際の吸入空気量と目標吸入空気量とを比較する。
前記した実際の吸入空気量が前記目標吸入空気量より少ない場合には、CPU351は、EGR弁26を所定量閉弁させる。この場合、EGR通路25から吸気枝管8へ流入するEGRガス量が減少し、それに応じて内燃機関1の気筒2内に吸入されるEGRガス量が減少することになる。その結果、内燃機関1の気筒2内に吸入される新気の量は、EGRガスが減少した分だけ増加する。
一方、実際の吸入空気量が目標吸入空気量より多い場合には、CPU351は、EGR弁26を所定量開弁させる。この場合、EGR通路25から吸気枝管8へ流入するEGRガス量が増加し、それに応じて内燃機関1の気筒2内に吸入されるEGRガス量が増加する。この結果、内燃機関1の気筒2内に吸入される新気の量は、EGRガスが増加した分だけ減少することになる。
【0070】
次に、NOx浄化制御では、CPU351は、吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の空燃比を比較的に短い周期でスパイク的(短時間)にリッチ空燃比とする、所謂リッチスパイク制御を実行する。
【0071】
リッチスパイク制御では、CPU351は、所定の周期毎にリッチスパイク制御実行条件が成立しているか否かを判別する。このリッチスパイク制御実行条件としては、例えば、吸蔵還元型NOx触媒20が活性状態にある、被毒解消制御が実行されていない、等の条件を例示することができる。
上記したようなリッチスパイク制御実行条件が成立していると判定された場合は、CPU351は、還元剤噴射弁28からスパイク的に還元剤たる燃料を噴射させるべく流量調整弁30を制御することにより、吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の空燃比を一時的に所定の目標リッチ空燃比とする。
【0072】
具体的には、CPU351は、RAM353に記憶されている機関回転数、アクセル開度センサ36の出力信号(アクセル開度)、エアフローメータ11の出力信号値(吸入空気量)、燃料噴射量等を読み出す。CPU351は、前記した機関回転数とアクセル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとしてROM352の還元剤添加量制御マップへアクセスし、排気の空燃比を予め設定された目標リッチ空燃比とする上で必要となる還元剤の添加量(目標添加量)を算出する。
続いて、CPU351は、前記目標添加量をパラメータとしてROM352の流量調整弁制御マップへアクセスし、還元剤噴射弁28から目標添加量の還元剤を噴射させる上で必要となる流量調整弁30の開弁時間(目標開弁時間)を算出する。
流量調整弁30の目標開弁時間が算出されると、CPU351は、流量調整弁30を開弁させる。この場合、燃料ポンプ6から吐出された高圧の燃料が還元剤供給路29を介して還元剤噴射弁28へ供給されるため、還元剤噴射弁28に印加される燃料の圧力が開弁圧以上に達し、還元剤噴射弁28が開弁する。
CPU351は、流量調整弁30を開弁させた時点から前記目標開弁時間が経過すると、流量調整弁30を閉弁させる。この場合、燃料ポンプ6から還元剤噴射弁28に対する還元剤の供給が遮断されるため、還元剤噴射弁28に印加される燃料の圧力が開弁圧未満となり、還元剤噴射弁28が閉弁する。
【0073】
このように流量調整弁30が目標開弁時間だけ開弁されると、目標添加量の燃料が還元剤噴射弁28から排気枝管18内へ噴射されることになる。そして、還元剤噴射弁28から噴射された還元剤は、排気枝管18の上流から流れてきた排気と混ざり合って目標リッチ空燃比の混合気を形成して吸蔵還元型NOx触媒20に流入する。
この結果、吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の空燃比は、比較的に短い周期で「リーン」と「スパイク的な目標リッチ空燃比」とを交互に繰り返すことになり、以て、吸蔵還元型NOx触媒20が窒素酸化物(NOx)の吸収と放出・還元とを交互に短周期的に繰り返すことになる。
【0074】
次に、触媒活性判定制御では、CPU351は、内燃機関1の始動完了後の所定の時期に、吸蔵還元型NOx触媒20に流入する排気の空燃比を一時的に低下させるべく流量調整弁30を制御し、その際の空燃比センサ23の出力信号を監視する。
【0075】
ここで、吸蔵還元型NOx触媒20の床温が活性温度未満であるときは、吸蔵還元型NOx触媒20の酸化・還元作用が働かずそれに応じて排気中の酸素が消費されない上、排気中の還元剤が低温の吸蔵還元型NOx触媒20内で液化して吸蔵還元型NOx触媒20内に付着するため、吸蔵還元型NOx触媒20へ還元剤が供給されたときの空燃比センサ23の出力信号は、図4に示されるように、吸蔵還元型NOx触媒20へ還元剤が供給される前後に比して殆ど変化しない。
これに対し、吸蔵還元型NOx触媒20の床温が活性温度以上であるときは、吸蔵還元型NOx触媒20の酸化・還元作用が働きそれに応じて排気中の酸素が消費される上、排気中の還元剤が吸蔵還元型NOx触媒20内で液化して付着することがないため、吸蔵還元型NOx触媒20へ還元剤が供給されたときの空燃比センサ23の出力信号は、図5に示されるように、吸蔵還元型NOx触媒20へ還元剤が供給される前後に比して低下することになる。
従って、CPU351は、還元剤噴射弁28から吸蔵還元型NOx触媒20へ還元剤が供給されたときに、空燃比センサ23の出力信号が還元剤の供給に対応して変化すれば吸蔵還元型NOx触媒20が活性していると判定し、空燃比センサ23の出力信号が変化しなければ吸蔵還元型NOx触媒20が未活性状態にあると判定することができる。
【0076】
尚、吸蔵還元型NOx触媒20の活性判定を目的とした吸蔵還元型NOx触媒20に対する還元剤の供給が不用意に繰り返されると、吸蔵還元型NOx触媒20に付着する還元剤の量が増加し、以下のような不具合が生じる虞がある。
【0077】
吸蔵還元型NOx触媒20に付着した還元剤は、吸蔵還元型NOx触媒20の昇温に伴って気化することが想定されるため、吸蔵還元型NOx触媒20に付着する還元剤の量が増加すると、吸蔵還元型NOx触媒20の昇温過程において比較的多量の熱が還元剤の気化によって奪われ、吸蔵還元型NOx触媒20の床温低下が誘発される場合がある。
また、吸蔵還元型NOx触媒20に付着した還元剤の一部は、吸蔵還元型NOx触媒20の活性後に燃焼することも想定されるため、吸蔵還元型NOx触媒20に付着する還元剤の量が増加すると、吸蔵還元型NOx触媒20の活性後に比較的多量の還元剤が一斉に燃焼し、吸蔵還元型NOx触媒20の過熱が誘発される場合がある。
更に、吸蔵還元型NOx触媒20に付着した還元剤の一部は、吸蔵還元型NOx触媒20の昇温過程において吸蔵還元型NOx触媒20から離脱して大気中に放出されることも想定されるため、吸蔵還元型NOx触媒20に付着する還元剤の量が増加すると、吸蔵還元型NOx触媒20の昇温過程において比較的多量の還元剤が大気中に放出され、排気エミッションが悪化する場合がある。
【0078】
そこで、本実施の形態に係る触媒活性判定制御では、CPU351は、内燃機関1の運転状態をパラメータとして吸蔵還元型NOx触媒20のおおよその床温を推定し、その推定値が活性温度以上であることを条件に、吸蔵還元型NOx触媒20へ還元剤を供給して吸蔵還元型NOx触媒20が実際に活性状態にあるか否かを判別するようにした。
【0079】
以下、本実施の形態に係る触媒活性判定制御について図6のフローチャートに沿って具体的に説明する。
【0080】
図6に示すフローチャートは、触媒活性判定制御ルーチンを示すフローチャートである。触媒活性判定ルーチンは、ROM352に予め記憶されているルーチンであり、所定時間毎(例えば、クランクポジションセンサ33がパルス信号を出力する度)にCPU351によって実行されるルーチンである。
【0081】
触媒活性判定制御ルーチンでは、CPU351は、先ずS601においてRAM353に予め設定されている触媒活性フラグ記憶領域へアクセスし、その触媒活性フラグ記憶領域に“1”が記憶されていないか否かを判別する。
前記触媒活性フラグ記憶領域は、吸蔵還元型NOx触媒20が活性状態にあると判定されたときに“1”がセットされ、内燃機関1の運転停止時又は始動時に“0”がリセットされる領域である。尚、別途のリッチスパイク制御では、前記した触媒活性フラグ記憶領域に記憶されている値に基づいてリッチスパイク制御実行条件の成立/不成立が判別されることになる。つまり、触媒活性フラグ記憶領域に“1”が記憶されているときはリッチスパイク制御の実行が許可され、触媒活性フラグ記憶領域に“0”が記憶されているときはリッチスパイク制御の実行が禁止されることになる。
【0082】
前記S601において触媒活性フラグ記憶領域に“1”が記憶されていると判定された場合は、CPU351は、吸蔵還元型NOx触媒20の活性状態が既に判定済みであるとみなし、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0083】
一方、前記S601において触媒活性フラグ記憶領域に“1”が記憶されていないと判定された場合、言い換えれば触媒活性フラグ記憶領域に“0”が記憶されていると判定された場合は、CPU351は、吸蔵還元型NOx触媒20の活性状態が未だ判定されていないとみなし、S602へ進む。
S602では、CPU351は、RAM353から機関回転数、エアフローメータ11の出力信号値(吸入空気量)、アクセル開度センサ36の出力信号値(アクセル開度)、燃料噴射時間等を読み出す。
【0084】
S603では、CPU351は、前記S602で読み出された機関回転数、吸入空気量、アクセル開度、燃料噴射時間をパラメータとして、吸蔵還元型NOx触媒20の床温:TCを推定する。その際、機関回転数と吸入空気量とアクセル開度と燃料噴射時間と吸蔵還元型NOx触媒20の床温との関係を予め実験的に求め、それらの関係をマップ化してROM352に記憶しておくようにするとよい。
【0085】
S604では、CPU351は、バックアップRAM354から吸蔵還元型NOx触媒20の活性温度:Tを読み出し、前記S603で推定された吸蔵還元型NOx触媒20の床温:TCが活性温度:T以上であるか否かを判別する。
【0086】
前記S604において前記床温:TCが活性温度:T未満であると判定された場合は、CPU351は、S609へ進み、RAM353の触媒活性フラグ記憶領域の値を“0”に維持し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0087】
一方、前記S604において前記床温:TCが活性温度:T以上であると判定された場合は、CPU351は、S605へ進み、還元剤噴射弁28から排気枝管18内へ還元剤を噴射させるべく流量調整弁30を制御する。
【0088】
S606では、CPU351は、空燃比センサ23の出力信号値(吸蔵還元型NOx触媒20から流出した排気の空燃比)を所定期間入力する。前記所定期間は、還元剤噴射弁28から排気枝管18内へ噴射された還元剤が空燃比センサ23の位置に到達するまでに要する時間、いわゆる応答遅れ時間を考慮して決定された期間である。
【0089】
S607では、CPU351は、前記S606で入力された排気空燃比が還元剤の添加に対応してリッチ側へ変化しているか否かを判別する。
【0090】
前記S607において前記排気空燃比が変化していないと判定された場合は、CPU351は、吸蔵還元型NOx触媒20が未だ活性していないとみなし、S610へ進む。
S610では、CPU351は、バックアップRAM354に記憶されている吸蔵還元型NOx触媒20の活性温度:Tに所定温度:αを加算し、それにより得られた値を活性温度:TとしてバックアップRAM354に記憶する。
【0091】
S611では、CPU351は、前記S610で更新された新たな活性温度:Tが所定の上限値:TMAXより高いか否かを判別する。
【0092】
前記S611において前記活性温度:Tが前記上限値:TMAX以下であると判定された場合は、CPU351は、S609へ進み、RAM353の触媒活性フラグ記憶領域の値を“0”に維持して本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0093】
前記S611において前記活性温度:Tが前記上限値:TMAXより高いと判定された場合は、CPU351は、S612へ進み、吸蔵還元型NOx触媒20が劣化していると判定し、本ルーチンの実行を終了する。この場合、CPU351は、リッチスパイク制御の実行を禁止するようにしてもよく、あるいは車室内に設けられた警告灯を点灯させて、吸蔵還元型NOx触媒20の劣化を運転者に通知するようにしてもよい。
【0094】
また、前記S607において前記排気空燃比が還元剤の添加に対応してリッチ側へ変化していると判定された場合は、CPU351は、吸蔵還元型NOx触媒20が活性しているとみなしてS608へ進み、RAM353の触媒活性フラグ記憶領域の値を“0”から“1”へ書き換え、本ルーチンの実行を終了する。
【0095】
このようにCPU351が触媒活性判定制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る触媒温度推定手段と触媒活性状態判定手段とが実現されることになる。
【0096】
従って、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、還元剤噴射弁28から吸蔵還元型NOx触媒20へ還元剤が供給されたときの空燃比センサ23の出力信号に基づいて吸蔵還元型NOx触媒20の活性/未活性を判定することが可能となる。この結果、吸蔵還元型NOx触媒20が未活性状態にあるときに不用意にリッチスパイク制御が実行されることがなくなり、吸蔵還元型NOx触媒20の昇温が妨げられることがなくなるとともに、排気エミッションの悪化や吸蔵還元型NOx触媒20の過熱等が防止される。
【0097】
更に、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関1の運転状態をパラメータとして吸蔵還元型NOx触媒20のおおよその床温を推定し、その推定値が活性温度以上であることを条件に、吸蔵還元型NOx触媒20へ還元剤を供給して吸蔵還元型NOx触媒20が実際に活性状態にあるか否かを判別するため、吸蔵還元型NOx触媒20の活性判定制御に係る還元剤の添加が不用意に実行されることもない。
【0098】
<実施の形態2>
次に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第2の実施の形態について図7に基づいて説明する。ここでは、前述の第1の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略するものとする。
【0099】
前述の第1の実施の形態では、内燃機関1が始動されてから吸蔵還元型NOx触媒20が活性するまでの期間にのみ活性判定制御が実行され、吸蔵還元型NOx触媒20が一旦活性した後は活性判定制御が実行されない例について述べたが、本実施の形態では、吸蔵還元型NOx触媒20が活性した後もリッチスパイク制御が実行される度に活性判定制御が実行される例について述べる。
これは、吸蔵還元型NOx触媒20の活性後に内燃機関1の減速運転状態が長期間継続され、或いはアイドル運転が長期間継続されると、低温の排気によって吸蔵還元型NOx触媒20が冷却され、吸蔵還元型NOx触媒20の床温が活性温度未満まで低下する可能性があるからである。
【0100】
本実施の形態に係る触媒活性判定制御では、CPU351は、図7に示すような触媒活性判定制御ルーチンを実行することになる。図7に示す触媒活性判定制御ルーチンは、予めROM352に記憶されているルーチンであり、CPU351によって所定時間毎に繰り返し実行されるルーチンである。
【0101】
触媒活性判定制御ルーチンでは、CPU351は、先ずS701において、リッチスパイク制御の実行時期か否かを判別する。リッチスパイク制御の実行時期を判定する方法としては、前回のリッチスパイク制御実行時期からの経過時間がリッチスパイク制御の実行周期に達したか否かを判別する方法を例示することができる。
【0102】
前記S701においてリッチスパイク制御の実行時期ではないと判定された場合は、CPU351は、S711へ進み、リッチスパイク制御の実行を禁止して本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0103】
一方、前記S701においてリッチスパイク制御の実行時期であると判定された場合は、CPU351は、S702へ進み、RAM353から機関回転数、エアフローメータ11の出力信号値(吸入空気量)、アクセル開度センサ36の出力信号値(アクセル開度)、燃料噴射時間等を読み出す。
【0104】
S703では、CPU351は、前記S702で読み出された機関回転数、吸入空気量、アクセル開度、燃料噴射時間をパラメータとして、吸蔵還元型NOx触媒20の床温:TCを推定する。
【0105】
S704では、CPU351は、バックアップRAM354から吸蔵還元型NOx触媒20の活性温度:Tを読み出し、前記S703で推定された吸蔵還元型NOx触媒20の床温:TCが活性温度:T以上であるか否かを判別する。
【0106】
前記S704において前記床温:TCが活性温度:T未満であると判定された場合は、CPU351は、S711へ進み、リッチスパイク制御の実行を禁止して本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0107】
一方、前記S704において前記床温:TCが活性温度:T以上であると判定された場合は、CPU351は、S705へ進み、リッチスパイク制御の実行を許可する。この場合、CPU351は、別途のNOx浄化制御ルーチンに従ってリッチスパイク制御を実行することになる。
【0108】
S706では、CPU351は、空燃比センサ23の出力信号値(吸蔵還元型NOx触媒20から流出した排気の空燃比)を所定期間入力する。
【0109】
S707では、CPU351は、前記S706で入力された排気空燃比が還元剤の添加に対応してリッチ側へ変化しているか否かを判別する。
【0110】
前記S707において前記排気空燃比が変化していないと判定された場合は、CPU351は、吸蔵還元型NOx触媒20が未だ活性していないとみなし、S708へ進む。
【0111】
S708では、CPU351は、バックアップRAM354に記憶されている吸蔵還元型NOx触媒20の活性温度:Tに所定温度:αを加算し、それにより得られた値を活性温度:TとしてバックアップRAM354に記憶する。
【0112】
S709では、CPU351は、前記S708で更新された新たな活性温度:Tが所定の上限値:TMAXより高いか否かを判別する。
【0113】
CPU351は、前記S709において前記活性温度:Tが前記上限値:TMAX以下であると判定した場合は、S711においてリッチスパイク制御の実行を禁止して本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0114】
一方、前記S709において前記活性温度:Tが前記上限値:TMAXより高いと判定された場合は、CPU351は、S710へ進み、吸蔵還元型NOx触媒20が劣化していると判定し、次いでS711においてリッチスパイク制御の実行を禁止して本ルーチンの実行を終了する。その際、CPU351は、車室内に設けられた警告灯を点灯させて、吸蔵還元型NOx触媒20の劣化を運転者に通知するようにしてもよい。
【0115】
また、前記S707において前記排気空燃比が還元剤の添加に対応してリッチ側へ変化していると判定された場合は、CPU351は、吸蔵還元型NOx触媒20が活性しているとみなして本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0116】
このような触媒活性判定制御ルーチンによれば、リッチスパイク制御が実行される度に吸蔵還元型NOx触媒20の活性/未活性が判別されることになるため、吸蔵還元型NOx触媒20が一旦活性した後に未活性状態となった場合には、不要なリッチスパイク制御が実行されないことになる。
【0117】
尚、前述した第1及び第2の実施の形態では、本発明に係る排気状態検出手段として空燃比センサ23を例に挙げたが、これに限られるものではなく、空燃比センサ23の代わりにNOxセンサを用いてもよい。
【0118】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置において、排気浄化触媒、還元剤供給手段、排気状態検出手段、及び触媒活性状態判定手段が備えられている場合は、排気浄化触媒へ還元剤が供給されたときに排気浄化触媒から流出する排気の状態に基づいて、排気浄化触媒が活性しているか否かを判別することが可能となり、排気浄化触媒に専用の温度センサを設ける必要がない。
【0119】
また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置において、排気浄化触媒、還元剤供給手段、排気状態検出手段、及び触媒活性状態判定手段に加え、内燃機関の運転状態より排気浄化触媒の温度を推定する触媒温度推定手段が備えられている場合は、触媒温度推定手段による推定値が所定温度以上であることを条件に排気浄化触媒の活性判定が行われるため、排気浄化触媒が未活性状態にあるときに該排気浄化触媒に対して不用意に還元剤が供給されることがなく、還元剤の供給に起因した排気エミッションの悪化や排気浄化触媒の過熱等の不具合の発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図
【図2】 (A)吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸収メカニズムを説明する図
(B)吸蔵還元型NOx触媒のNOx放出メカニズムを説明する図
【図3】 ECUの内部構成を示すブロック図
【図4】 吸蔵還元型NOx触媒が未活性状態にあるときの排気空燃比の態様を示す図
【図5】 吸蔵還元型NOx触媒が活性状態にあるときの排気空燃比の態様を示す図
【図6】 実施の形態1に係る触媒活性判定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図7】 実施の形態2に係る触媒活性判定制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
1・・・・内燃機関
2・・・・気筒
3・・・・燃料噴射弁
4・・・・コモンレール
5・・・・燃料供給管
6・・・・燃料ポンプ
18・・・排気枝管
19・・・排気管
20・・・吸蔵還元型NOx触媒
21・・・排気絞り弁
23・・・空燃比センサ
25・・・EGR通路
26・・・EGR弁
27・・・EGRクーラ
28・・・還元剤噴射弁
29・・・還元剤供給路
30・・・流量調整弁
31・・・遮断弁
32・・・還元剤圧力センサ
33・・・クランクポジションセンサ
34・・・水温センサ
35・・・ECU
351・・CPU
352・・ROM
353・・RAM
354・・バックアップRAM
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, and more particularly to a technique for purifying harmful gas components contained in exhaust gas by supplying a reducing agent to an exhaust gas purification catalyst.
[0001]
[Prior art]
In recent years, an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, particularly a diesel engine or a lean-burn gasoline engine that can burn an oxygen-rich mixture (so-called lean air-fuel mixture), A technique for efficiently purifying nitrogen oxides (NOx) contained in the gas is desired.
[0002]
In response to such demands, a technique for arranging a lean NOx catalyst in the exhaust system of an internal combustion engine has been proposed. As one of the lean NOx catalysts, it absorbs nitrogen oxides (NOx) in the exhaust when the oxygen concentration in the inflowing exhaust is high, and absorbs when the oxygen concentration in the inflowing exhaust is low and a reducing agent is present. While releasing nitrogen oxide (NOx), nitrogen (N2The NOx storage reduction catalyst is known to reduce to (3).
[0003]
When the NOx storage reduction catalyst is arranged in the exhaust system of the internal combustion engine, when the internal combustion engine is operated in lean combustion and the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes high, nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas becomes the NOx storage reduction catalyst. When the air-fuel ratio of the exhaust gas that has been absorbed and flows into the NOx storage reduction catalyst becomes low, nitrogen oxide (NOx) that has been absorbed by the NOx storage reduction catalyst is released while nitrogen (N2).
[0004]
By the way, since the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst is limited, when the internal combustion engine is operated for lean combustion over a long period of time, the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst is saturated, and the nitrogen oxide ( NOx) is released into the atmosphere without being removed by the NOx storage reduction catalyst.
[0005]
Therefore, when the NOx storage reduction catalyst is applied to a lean combustion internal combustion engine, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst is reduced before the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst is saturated. It is necessary to execute so-called rich spike control to release and reduce nitrogen oxide (NOx) absorbed in the NOx storage reduction catalyst.
[0006]
As a specific method of the rich spike control, as described in Japanese Patent No. 2845056, a reducing agent supply device that supplies a reducing agent to the exhaust passage upstream of the NOx storage reduction catalyst is provided, and the storage reduction type Reducing agent concentration while reducing the oxygen concentration of exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst by supplying the reducing agent from the reducing agent supply device to the exhaust passage at a predetermined time before the NOx absorption capacity of the NOx catalyst is saturated. A method has been proposed for enhancing the above.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, an exhaust purification catalyst such as a NOx storage reduction catalyst is uniformly activated at a predetermined temperature or more to be able to purify harmful gas components in the exhaust, so that the internal combustion engine is cold-started. In addition, when the temperature of the exhaust purification catalyst is lower than the predetermined temperature, it becomes inactive, and the harmful gas component in the exhaust cannot be sufficiently purified.
[0008]
When the rich spike control as described above is executed when the NOx storage reduction catalyst is in an inactive state, not only the nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas can be reduced and purified, but also the reducing agent It is released into the atmosphere as it is, or the reducing agent liquefies in the low-temperature storage-reduction NOx catalyst and adheres to the storage-reduction NOx catalyst, and the reducing agent burns after the activation of the storage-reduction NOx catalyst to generate soot And overheating of the NOx storage reduction catalyst may occur.
[0009]
On the other hand, a method of directly detecting the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst and determining whether the NOx storage reduction catalyst is in an active state is also conceivable. However, a new dedicated temperature is added to the NOx storage reduction catalyst. A sensor needs to be installed.
[0010]
The present invention has been made in view of the various circumstances as described above, and is an exhaust purification device for an internal combustion engine that purifies harmful gas components in exhaust gas by supplying a reducing agent to an exhaust purification catalyst. An object of the present invention is to provide a technique capable of determining the active state of a catalyst, and to prevent deterioration of exhaust emission, overheating of an exhaust purification catalyst, and the like.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention employs the following means in order to solve the above-described problems. That is, an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes an exhaust gas purification catalyst that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine to reduce and purify a predetermined component contained in exhaust gas, and a reduction agent that supplies a reducing agent to the exhaust gas purification catalyst. Agent supply means and exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalystCheck the air-fuel ratio ofWhen the exhaust state detection means to be discharged and the reducing agent supply means supply the reducing agent to the exhaust purification catalystWhen the air-fuel ratio of the exhaust gas detected by the exhaust gas state detecting means changes, the catalyst for determining that the exhaust gas purification catalyst is active.Medium active state determination means.
[0012]
  In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine configured as described above, the catalyst activation state determining means includes the exhaust gas detected by the exhaust gas state detecting means when the reducing agent is supplied to the exhaust gas purification catalyst by the reducing agent supply means.Air / fuel ratioBased on this, it is determined whether or not the exhaust purification catalyst is active.
[0013]
  Here, when the reducing agent is supplied from the reducing agent supply means to the exhaust purification catalyst when the exhaust purification catalyst is in the inactive state, the reducing agent does not react with the predetermined component in the exhaust purification catalyst, and the reducing agent further Exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst because it liquefies in the low temperature exhaust purification catalyst and adheres to the exhaust purification catalystThe air-fuel ratio ofAs compared with before and after the supply of the reducing agent, it hardly changes. On the other hand, if the reducing agent is supplied from the reducing agent supply means to the exhaust purification catalyst when the exhaust purification catalyst is in the active state, the atmosphere temperature in the exhaust purification catalyst becomes somewhat high, so that the reduction is performed in the exhaust purification catalyst. Since the agent no longer liquefies and adheres to the exhaust purification catalyst, the reducing agent and the predetermined component react with each other.The air-fuel ratio ofIt will change compared to before and after the supply of the reducing agent.
[0014]
  Therefore, the catalyst activation state determination means detects the exhaust state detection means when the reducing agent is supplied to the exhaust purification catalyst by the reducing agent supply means.The air-fuel ratio of the exhaustBased on this, it becomes possible to determine whether or not the exhaust purification catalyst is active.. In other words, the catalyst activation state determination means indicates that the exhaust purification catalyst is active when the exhaust air-fuel ratio detected by the exhaust state detection means changes due to the supply of the reducing agent, and the exhaust air condition detected by the exhaust state detection means. If the fuel ratio does not change due to the supply of reduction, it can be determined that the exhaust purification catalyst is not active.
[0015]
In addition, when the exhaust purification catalyst is in an inactive state, if the reducing agent is inadvertently supplied to the exhaust purification catalyst for the purpose of determining the activity of the exhaust purification catalyst, deterioration of exhaust emission or overheating of the exhaust purification catalyst will occur. Therefore, the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention further comprises catalyst temperature estimation means for estimating the temperature of the exhaust gas purification catalyst based on the operating state of the internal combustion engine, The catalyst activity determining means may determine the activity of the exhaust purification catalyst by supplying the reducing agent from the reducing agent supply means to the exhaust purification catalyst on the condition that the estimated value by the catalyst temperature estimating means is equal to or higher than a predetermined temperature. Good.
[0016]
In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the parameter detected by the exhaust state detection means.As an example, instead of the air-fuel ratio of the exhaust,Concentration of predetermined components contained in exhaust, exhaust temperature, etc.May be used.
[0017]
In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the determination process by the catalyst activity determination means may be executed only during a period from the start of the internal combustion engine to the activation of the exhaust gas purification catalyst, or the exhaust gas purification device. As long as the internal combustion engine is in an operating state even after the catalyst is activated, it may be executed at a predetermined cycle.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
<Embodiment 1>
First, a first embodiment of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0020]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas purification apparatus according to the present invention is applied and its intake and exhaust system. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-stroke cycle diesel engine having four cylinders 2.
[0021]
The internal combustion engine 1 includes a fuel injection valve 3 that injects fuel directly into the combustion chamber of each cylinder 2. Each fuel injection valve 3 is connected to a pressure accumulation chamber (common rail) 4 that accumulates fuel to a predetermined pressure. A common rail pressure sensor 4 a that outputs an electrical signal corresponding to the fuel pressure in the common rail 4 is attached to the common rail 4.
[0022]
The common rail 4 communicates with a fuel pump 6 through a fuel supply pipe 5. The fuel pump 6 is a pump that operates using the rotational torque of the output shaft (crankshaft) of the internal combustion engine 1 as a drive source. A pump pulley 6 attached to the input shaft of the fuel pump 6 is connected to the output shaft (crank) of the internal combustion engine 1. It is connected to a crank pulley 1a attached to a shaft) via a belt 7.
[0023]
In the fuel injection system configured as described above, when the rotational torque of the crankshaft is transmitted to the input shaft of the fuel pump 6, the fuel pump 6 transmits the rotational torque transmitted from the crankshaft to the input shaft of the fuel pump 6. The fuel is discharged at a pressure according to the pressure.
The fuel discharged from the fuel pump 6 is supplied to the common rail 4 via the fuel supply pipe 5, accumulated in the common rail 4 up to a predetermined pressure, and distributed to the fuel injection valves 3 of each cylinder 2. When a drive current is applied to the fuel injection valve 3, the fuel injection valve 3 opens, and as a result, fuel is injected from the fuel injection valve 3 into the combustion chamber of each cylinder 2.
[0024]
Next, an intake branch pipe 8 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the intake branch pipe 8 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 via an intake port (not shown).
[0025]
The intake branch pipe 8 is connected to an intake pipe 9, and the intake pipe 9 is connected to an air cleaner box 10. An air flow meter 11 that outputs an electric signal corresponding to the mass of the intake air flowing in the intake pipe 9 and an electric current corresponding to the temperature of the intake air flowing in the intake pipe 9 are provided in the intake pipe 9 downstream of the air cleaner box 10. An intake air temperature sensor 12 that outputs a signal is attached.
[0026]
An intake throttle valve 13 for adjusting the flow rate of the intake air flowing through the intake pipe 9 is provided in a portion of the intake pipe 9 located immediately upstream of the intake branch pipe 8. The intake throttle valve 13 is provided with an intake throttle actuator 14 that is configured by a stepper motor or the like and that drives the intake throttle valve 13 to open and close.
[0027]
The intake pipe 9 positioned between the air flow meter 11 and the intake throttle valve 13 is provided with a compressor housing 15a of a centrifugal supercharger (turbocharger) 15 that operates using the thermal energy of exhaust as a drive source. The intake pipe 9 downstream of the housing 15a is provided with an intercooler 16 for cooling the intake air that has been compressed in the compressor housing 15a and has reached a high temperature.
[0028]
In the intake system configured as described above, the intake air that has flowed into the air cleaner box 10 is removed from dust, dust, and the like in the intake air by an air cleaner (not shown) in the air cleaner box 10, and then is connected to the compressor housing via the intake pipe 9. Flows into 15a.
The intake air flowing into the compressor housing 15a is compressed by the rotation of the compressor wheel built in the compressor housing 15a. The intake air that has been compressed in the compressor housing 15 a and has reached a high temperature is cooled by the intercooler 16, and then the flow rate is adjusted by the intake throttle valve 13 as necessary to flow into the intake branch pipe 8. The intake air that has flowed into the intake branch pipe 8 is distributed to the combustion chambers of the respective cylinders 2 through the respective branch pipes, and is burned using the fuel injected from the fuel injection valves 3 of the respective cylinders 2 as an ignition source.
[0029]
On the other hand, an exhaust branch pipe 18 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the exhaust branch pipe 18 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 via an exhaust port (not shown).
[0030]
The exhaust branch pipe 18 is connected to the turbine housing 15 b of the centrifugal supercharger 15. The turbine housing 15b is connected to an exhaust pipe 19, and this exhaust pipe 19 is connected downstream to a muffler (not shown).
[0031]
An exhaust gas purification catalyst 20 for purifying harmful gas components in the exhaust gas is disposed in the middle of the exhaust pipe 19. An air-fuel ratio sensor 23 that outputs an electric signal corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 19 is attached to the exhaust pipe 19 downstream of the exhaust purification catalyst 20. The air-fuel ratio sensor 23 is an embodiment of the exhaust state detection means according to the present invention.
[0032]
The exhaust pipe 19 downstream of the air-fuel ratio sensor 23 is provided with an exhaust throttle valve 21 for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 19. The exhaust throttle valve 21 is provided with an exhaust throttle actuator 22 that is configured by a stepper motor or the like and that drives the exhaust throttle valve 21 to open and close.
[0033]
In the exhaust system configured as described above, the air-fuel mixture (burned gas) combusted in each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is discharged to the exhaust branch pipe 18 through the exhaust port, and then is centrifuged from the exhaust branch pipe 18. It flows into the turbine housing 15b of the feeder 15. The exhaust gas flowing into the turbine housing 15b rotates a turbine wheel that is rotatably supported in the turbine housing 15b using the thermal energy of the exhaust gas. At that time, the rotational torque of the turbine wheel is transmitted to the compressor wheel of the compressor housing 15a described above.
The exhaust discharged from the turbine housing 15b flows into the exhaust purification catalyst 20 through the exhaust pipe 19, and harmful gas components in the exhaust are removed or purified. The exhaust gas from which harmful gas components have been removed or purified by the exhaust purification catalyst 20 is discharged into the atmosphere through the muffler after the flow rate is adjusted by the exhaust throttle valve 21 as necessary.
[0034]
The exhaust branch pipe 18 and the intake branch pipe 8 are communicated with each other via an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 25 that recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust branch pipe 18 to the intake branch pipe 8. ing. In the middle of the EGR passage 25, a flow rate adjusting valve (EGR valve) that is constituted by an electromagnetic valve or the like and changes the flow rate of exhaust gas (hereinafter referred to as EGR gas) flowing in the EGR passage 25 in accordance with the magnitude of applied power. ) 26 is provided.
[0035]
An EGR cooler 27 that cools the EGR gas flowing in the EGR passage 25 is provided at a position upstream of the EGR valve 26 in the EGR passage 25.
[0036]
In the exhaust gas recirculation mechanism configured as described above, when the EGR valve 26 is opened, the EGR passage 25 becomes conductive, and a part of the exhaust gas flowing in the exhaust branch pipe 18 flows into the EGR passage 25, It is guided to the intake branch pipe 8 through the EGR cooler 27.
At that time, in the EGR cooler 27, heat exchange is performed between the EGR gas flowing in the EGR passage 25 and a predetermined refrigerant, thereby cooling the EGR gas.
The EGR gas recirculated from the exhaust branch pipe 18 to the intake branch pipe 8 through the EGR passage 25 is guided to the combustion chamber of each cylinder 2 while being mixed with fresh air flowing from the upstream side of the intake branch pipe 8. The fuel injected from the injection valve 3 is burned using an ignition source.
[0037]
Here, the EGR gas contains water (H2O) and carbon dioxide (CO2) And the like, and an inert gas component having endothermic properties is contained in the mixture, so if EGR gas is contained in the mixture, the combustion temperature of the mixture is lowered. Therefore, the amount of nitrogen oxide (NOx) generated is suppressed.
Further, when the EGR gas is cooled in the EGR cooler 27, the temperature of the EGR gas itself is reduced and the volume of the EGR gas is reduced. Therefore, when the EGR gas is supplied into the combustion chamber, the atmospheric temperature in the combustion chamber is reduced. Is not increased unnecessarily, and the amount of fresh air (volume of fresh air) supplied into the combustion chamber is not unnecessarily reduced.
[0038]
Next, the exhaust purification catalyst 20 according to the present embodiment will be specifically described.
The exhaust purification catalyst 20 is a NOx catalyst that purifies nitrogen oxides (NOx) in the exhaust in the presence of a reducing agent. Examples of such a NOx catalyst include a selective reduction type NOx catalyst, a storage reduction type NOx catalyst, and the like. Here, the storage reduction type NOx catalyst will be described as an example. Hereinafter, the exhaust purification catalyst 20 is referred to as a storage reduction type NOx catalyst 20.
[0039]
The NOx storage reduction catalyst 20 uses, for example, alumina as a carrier, and an alkali metal such as potassium (K), sodium (Na), lithium (Li), or cesium (Cs) on the carrier, and barium (Ba). Or at least 1 selected from alkaline earths, such as calcium (Ca), rare earths, such as lanthanum (La) or yttrium (Y), and noble metals, such as platinum (Pt), are comprised. In the present embodiment, an occlusion reduction type NOx catalyst configured by supporting barium (Ba) and platinum (Pt) on a support made of alumina will be described as an example.
[0040]
The NOx storage reduction catalyst 20 thus configured absorbs nitrogen oxide (NOx) in the exhaust when the oxygen concentration of the exhaust flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 is high.
On the other hand, the NOx storage reduction catalyst 20 releases the absorbed nitrogen oxides (NOx) when the oxygen concentration in the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 decreases. At that time, if a reducing component such as hydrocarbon (HC) or carbon monoxide (CO) is present in the exhaust, the NOx storage reduction catalyst 20 oxidizes the nitrogen released from the NOx storage reduction catalyst 20. Things (NOx) to nitrogen (N2).
[0041]
In addition, although there is a part which is not clarified about the NOx absorption / release action of the NOx storage reduction catalyst 20, it is considered that it is performed by the following mechanism.
[0042]
First, in the NOx storage reduction catalyst 20, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 becomes a lean air-fuel ratio and the oxygen concentration in the exhaust gas increases, as shown in FIG. , Oxygen in the exhaust (O2) Is O2 -Or O2-It adheres on the surface of platinum (Pt) in the form of Nitric oxide (NO) in the exhaust is O on the surface of platinum (Pt).2 -Or O2-Reacts with nitrogen dioxide (NO2) (2NO + O)2→ 2NO2). Nitrogen dioxide (NO2) Is further oxidized on the surface of platinum (Pt), and nitrate ions (NO)Three -) Is absorbed by the NOx storage reduction catalyst 20. The nitrate ions (NO) absorbed in the NOx storage reduction catalyst 20Three -) Combines with barium oxide (BaO) to form barium nitrate (Ba (NOThree)2).
As described above, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 is a lean air-fuel ratio, nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas are nitrate ions (NOThree -) Is absorbed by the NOx storage reduction catalyst 20.
The above-described NOx absorption action is continued as long as the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is a lean air-fuel ratio and the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst 20 is saturated. Therefore, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 is a lean air-fuel ratio, nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas is stored unless the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst 20 is saturated. It is absorbed by the reduced NOx catalyst 20 and nitrogen oxide (NOx) is removed from the exhaust.
[0043]
On the other hand, in the NOx storage reduction catalyst 20, when the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 decreases, nitrogen dioxide (NO) on the surface of platinum (Pt).2Nitrate ions (NO) bound to barium oxide (BaO).Three -) On the contrary, nitrogen dioxide (NO2) And nitrogen monoxide (NO), and desorbs from the NOx storage reduction catalyst 20.
At that time, if reducing components such as hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) are present in the exhaust, these reducing components are converted into oxygen (O) on platinum (Pt).2 -Or O2-) To form an active species. This active species is nitrogen dioxide (NO) released from the NOx storage reduction catalyst 20.2) Or nitric oxide (NO) to nitrogen (N2).
Therefore, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich air-fuel ratio, the oxygen concentration in the exhaust gas decreases and the concentration of the reducing agent increases, the NOx storage reduction catalyst 20 The absorbed nitrogen oxide (NOx) is released and reduced, so that the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst 20 is regenerated.
[0044]
By the way, when the internal combustion engine 1 is in a lean combustion operation, the air-fuel ratio of the exhaust discharged from the internal combustion engine 1 becomes a lean atmosphere, and the oxygen concentration of the exhaust becomes high. Therefore, nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust Is absorbed by the NOx storage reduction catalyst 20. However, if the lean combustion operation of the internal combustion engine 1 is continued for a long period of time, the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst 20 is saturated, and nitrogen oxidation in the exhaust gas is performed. Substances (NOx) are not removed by the NOx storage reduction catalyst 20 but are released into the atmosphere.
In particular, in a diesel engine such as the internal combustion engine 1, the lean air-fuel ratio mixture is combusted in most of the operating region, and the exhaust air-fuel ratio becomes the lean air-fuel ratio in most of the operating region accordingly. The NOx absorption capacity of the reduced NOx catalyst 20 is easily saturated.
Therefore, when the internal combustion engine 1 is operated in lean combustion, before the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst 20 is saturated, the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 is reduced and the reducing agent is used. It is necessary to increase the concentration and release and reduce nitrogen oxide (NOx) absorbed by the NOx storage reduction catalyst 20.
[0045]
In contrast, the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment includes a reducing agent supply mechanism that adds fuel (light oil) as a reducing agent to the exhaust gas flowing through the exhaust passage upstream of the NOx storage reduction catalyst 20. By adding fuel from the reducing agent supply mechanism into the exhaust gas, the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 is reduced and the concentration of the reducing agent is increased.
[0046]
As shown in FIG. 1, the reducing agent supply mechanism is attached to the cylinder head of the internal combustion engine 1 so that its nozzle hole faces the exhaust branch pipe 18, and when a fuel having a predetermined valve opening pressure or higher is applied. A reducing agent injection valve 28 that opens and injects fuel, a reducing agent supply passage 29 that guides the fuel discharged from the fuel pump 6 to the reducing agent injection valve 28, and in the middle of the reducing agent supply passage 29. A flow rate adjusting valve 30 that adjusts the flow rate of the fuel that is provided and flows through the reducing agent supply passage 29, and a reducing agent supply passage 29 that is provided upstream of the flow amount adjusting valve 30 and that is provided in the reducing agent supply passage 29. A shutoff valve 31 for shutting off the flow, and a reducing agent pressure sensor 32 that is attached to the reducing agent supply passage 29 upstream of the flow rate adjusting valve 30 and outputs an electrical signal corresponding to the pressure in the reducing agent supply passage 29. I have.
[0047]
The reducing agent injection valve 28 has an injection hole downstream of the connection portion of the exhaust branch pipe 18 with the EGR passage 25 and is formed at a collection portion of the four branch pipes in the exhaust branch pipe 18. The cylinder head is preferably attached to the cylinder head so as to project to the exhaust port of the nearest cylinder 2 and to face the collecting portion of the exhaust branch pipe 18.
This prevents the reducing agent (unburned fuel component) injected from the reducing agent injection valve 28 from flowing into the EGR passage 25, and the centrifugal supercharger without the reducing agent remaining in the exhaust branch pipe 18. This is to reach the turbine housing 15b.
[0048]
In the example shown in FIG. 1, the first (# 1) cylinder 2 of the four cylinders 2 of the internal combustion engine 1 is located closest to the collecting portion of the exhaust branch pipe 18, so that the first (# 1) cylinder Although the reducing agent injection valve 28 is attached to the exhaust port of No. 2, when the cylinders 2 other than the first (# 1) cylinder 2 are located closest to the aggregate portion of the exhaust branch pipe 18, the cylinder 2 The reducing agent injection valve 28 is attached to the exhaust port.
[0049]
The reducing agent injection valve 28 is attached to a water jacket (not shown) formed in the cylinder head so as to penetrate or close to the water jacket, and the reducing agent injection valve 28 is cooled by the cooling water flowing through the water jacket. You may be made to do.
[0050]
In such a reducing agent supply mechanism, when the flow rate adjustment valve 30 is opened, high-pressure fuel discharged from the fuel pump 6 is applied to the reducing agent injection valve 28 via the reducing agent supply path 29. When the pressure of the fuel applied to the reducing agent injection valve 28 reaches a valve opening pressure or higher, the reducing agent injection valve 28 opens and fuel as a reducing agent is injected into the exhaust branch pipe 18.
The reducing agent injected from the reducing agent injection valve 28 into the exhaust branch pipe 18 flows into the turbine housing 15 b together with the exhaust flowing from the upstream side of the exhaust branch pipe 18. The exhaust gas flowing into the turbine housing 15b and the reducing agent are agitated and uniformly mixed by the rotation of the turbine wheel to form a rich air-fuel ratio exhaust gas.
The rich air-fuel ratio exhaust gas thus formed flows into the NOx storage reduction catalyst 20 from the turbine housing 15b through the exhaust pipe 19, and is absorbed by the NOx storage reduction catalyst 20 (NOx). ) While releasing nitrogen (N2).
[0051]
Thereafter, when the flow rate adjustment valve 30 is closed and the supply of the reducing agent from the fuel pump 6 to the reducing agent injection valve 28 is shut off, the pressure of the fuel applied to the reducing agent injection valve 28 is less than the valve opening pressure. As a result, the reducing agent injection valve 28 is closed, and the addition of the reducing agent into the exhaust branch pipe 18 is stopped.
[0052]
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 35 for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 35 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver.
[0053]
The ECU 35 includes a common rail pressure sensor 4a, an air flow meter 11, an intake air temperature sensor 12, an intake pipe pressure sensor 17, an air-fuel ratio sensor 23, a reducing agent pressure sensor 32, a crank position sensor 33, a water temperature sensor 34, an accelerator opening sensor 36, and the like. These various sensors are connected via electrical wiring, and the output signals of the various sensors described above are input to the ECU 35.
On the other hand, the fuel injection valve 3, the intake throttle actuator 14, the exhaust throttle actuator 22, the EGR valve 26, the flow rate adjustment valve 30, the shutoff valve 31 and the like are connected to the ECU 35 via electric wiring. Can be controlled.
[0054]
Here, as shown in FIG. 3, the ECU 35 includes a CPU 351, a ROM 352, a RAM 353, a backup RAM 354, an input port 356, and an output port 357, which are connected to each other by a bidirectional bus 350. , An A / D converter (A / D) 355 connected to the input port 356 is provided.
[0055]
The input port 356 receives an output signal from a sensor that outputs a digital signal format signal, such as the crank position sensor 33, and transmits the output signal to the CPU 351 and the RAM 353.
The input port 356 includes a common rail pressure sensor 4a, an air flow meter 11, an intake air temperature sensor 12, an intake pipe pressure sensor 17, an air-fuel ratio sensor 23, a reducing agent pressure sensor 32, a water temperature sensor 34, an accelerator opening sensor 36, and the like. In addition, an output signal of a sensor that outputs a signal in an analog signal format is input via the A / D 355, and the output signal is transmitted to the CPU 351 and the RAM 353.
[0056]
The output port 357 is connected to the fuel injection valve 3, the intake throttle actuator 14, the exhaust throttle actuator 22, the EGR valve 26, the flow rate adjustment valve 30, the shutoff valve 31, etc. via electrical wiring, and is output from the CPU 351. The control signal is transmitted to the fuel injection valve 3, the intake throttle actuator 14, the exhaust throttle actuator 22, the EGR valve 26, the flow rate adjustment valve 30, or the cutoff valve 31.
[0057]
The ROM 352 includes a fuel injection control routine for controlling the fuel injection valve 3, an intake throttle control routine for controlling the intake throttle valve 13, an exhaust throttle control routine for controlling the exhaust throttle valve 21, and an EGR valve 26. In addition to application programs such as an EGR control routine for control and a NOx purification control routine for purifying nitrogen oxides (NOx) absorbed by the NOx storage reduction catalyst 20, the active state of the NOx storage reduction catalyst 20 is determined. A catalyst activity determination control routine for determination is stored.
The ROM 352 stores various control maps in addition to the application programs described above. The control map is, for example, a fuel injection amount control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the basic fuel injection amount (basic fuel injection time), and the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the basic fuel injection timing. The fuel injection timing control map shown, the intake throttle valve opening control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the target opening of the intake throttle valve 13, the operating state of the internal combustion engine 1 and the target opening of the exhaust throttle valve 21 Exhaust throttle valve opening control map showing the relationship between the EGR valve opening control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the target opening of the EGR valve 26, the operating state of the internal combustion engine 1 and the reducing agent target A reducing agent addition amount control map showing the relationship with the addition amount (or the target air-fuel ratio of the exhaust gas), a flow rate adjustment valve control map showing the relationship between the target addition amount of the reducing agent and the valve opening time of the flow rate adjustment valve 30, etc. is there.
[0058]
The RAM 353 stores output signals from the sensors, calculation results of the CPU 351, and the like. The calculation result is, for example, the engine speed calculated based on the time interval at which the crank position sensor 33 outputs a pulse signal. These data are rewritten to the latest data every time the crank position sensor 33 outputs a pulse signal.
[0059]
The backup RAM 354 is a nonvolatile memory capable of storing data even after the internal combustion engine 1 is stopped.
[0060]
The CPU 351 operates in accordance with an application program stored in the ROM 352 and executes fuel injection valve control, intake throttle control, exhaust throttle control, EGR control, NOx purification control, and catalyst determination control.
[0061]
For example, in the fuel injection valve control, the CPU 351 first determines the amount of fuel injected from the fuel injection valve 3 and then determines the timing for injecting fuel from the fuel injection valve 3.
[0062]
When determining the fuel injection amount, the CPU 351 reads the engine speed and the output signal (accelerator opening) of the accelerator opening sensor 36 stored in the RAM 353. The CPU 351 accesses the fuel injection amount control map and calculates a basic fuel injection amount (basic fuel injection time) corresponding to the engine speed and the accelerator opening. The CPU 351 corrects the basic fuel injection time based on output signal values from the air flow meter 11, the intake air temperature sensor 12, the water temperature sensor 34, etc., and determines the final fuel injection time.
[0063]
When determining the fuel injection timing, the CPU 351 accesses the fuel injection timing control map and calculates the basic fuel injection timing corresponding to the engine speed and the accelerator opening. The CPU 351 corrects the basic fuel injection timing using output signal values of the air flow meter 11, the intake air temperature sensor 12, the water temperature sensor 34, etc. as parameters, and determines the final fuel injection timing.
[0064]
When the fuel injection time and the fuel injection timing are determined, the CPU 351 compares the fuel injection timing with the output signal of the crank position sensor 33, and the output signal of the crank position sensor 33 matches the fuel injection timing. At the time, application of drive power to the fuel injection valve 3 is started. The CPU 351 stops applying the driving power to the fuel injection valve 3 when the elapsed time from the time when the application of the driving power to the fuel injection valve 3 is started reaches the fuel injection time.
[0065]
In the intake throttle control, for example, the CPU 351 reads out the engine speed and the accelerator opening stored in the RAM 353. The CPU 351 accesses the intake throttle valve opening control map and calculates a target intake throttle valve opening corresponding to the engine speed and the accelerator opening. The CPU 351 applies drive power corresponding to the target intake throttle valve opening to the intake throttle actuator 14. At that time, the CPU 351 detects the actual opening of the intake throttle valve 13 and feeds back the intake throttle actuator 14 based on the difference between the actual opening of the intake throttle valve 13 and the target intake throttle valve opening. You may make it control.
[0066]
In the exhaust throttle control, the CPU 351 closes the exhaust throttle valve 21 in the valve closing direction, for example, when the internal combustion engine 1 is in a warm-up operation state after a cold start or when the vehicle interior heater is in an operating state. The exhaust throttle actuator 22 is controlled so as to be driven to the position. In this case, the load on the internal combustion engine 1 increases, and the fuel injection amount is increased correspondingly. As a result, the amount of heat generated by the internal combustion engine 1 increases, warming up of the internal combustion engine 1 is promoted, and a heat source for the vehicle interior heater is secured.
[0067]
In the EGR control, the CPU 351 reads out the engine speed, the output signal from the water temperature sensor 34 (cooling water temperature), the output signal from the accelerator opening sensor 36 (accelerator opening), etc. stored in the RAM 353, and the EGR control. It is determined whether or not the execution condition is satisfied.
As the EGR control execution condition described above, the coolant temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the internal combustion engine 1 is continuously operated for a predetermined time or longer from the start, the amount of change in the accelerator opening is a positive value, etc. Conditions can be exemplified.
When it is determined that the EGR control execution condition as described above is satisfied, the CPU 351 accesses the EGR valve opening control map using the engine speed and the accelerator opening as parameters, and the engine speed and the accelerator. A target EGR valve opening corresponding to the opening is calculated. The CPU 351 applies drive power corresponding to the target EGR valve opening to the EGR valve 26. On the other hand, when it is determined that the EGR control execution condition as described above is not satisfied, the CPU 351 controls to keep the EGR valve 26 in a fully closed state.
[0068]
Further, in the EGR control, the CPU 351 may perform so-called EGR valve feedback control in which the opening degree of the EGR valve 26 is feedback-controlled using the intake air amount of the internal combustion engine 1 as a parameter.
[0069]
In the EGR valve feedback control, for example, the CPU 351 determines the target intake air amount of the internal combustion engine 1 using the accelerator opening, the engine speed, and the like as parameters. At that time, the relationship between the accelerator opening, the engine speed, and the target intake air amount may be mapped in advance, and the target intake air amount may be calculated from the map, the accelerator opening, and the engine speed. .
When the target intake air amount is determined by the above-described procedure, the CPU 351 reads the output signal value (actual intake air amount) of the air flow meter 11 stored in the RAM 353, and determines the actual intake air amount and the target intake air amount. Compare
When the actual intake air amount is smaller than the target intake air amount, the CPU 351 closes the EGR valve 26 by a predetermined amount. In this case, the amount of EGR gas flowing into the intake branch pipe 8 from the EGR passage 25 decreases, and the amount of EGR gas sucked into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 decreases accordingly. As a result, the amount of fresh air sucked into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 increases by the amount that the EGR gas has decreased.
On the other hand, when the actual intake air amount is larger than the target intake air amount, the CPU 351 opens the EGR valve 26 by a predetermined amount. In this case, the amount of EGR gas flowing into the intake branch pipe 8 from the EGR passage 25 increases, and the amount of EGR gas sucked into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 increases accordingly. As a result, the amount of fresh air drawn into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 decreases by the amount of EGR gas that has increased.
[0070]
Next, in the NOx purification control, the CPU 351 executes so-called rich spike control in which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 is changed to a rich air-fuel ratio in a spike manner (short time) in a relatively short cycle. To do.
[0071]
In the rich spike control, the CPU 351 determines whether or not the rich spike control execution condition is satisfied every predetermined cycle. Examples of the rich spike control execution condition include a condition that the NOx storage reduction catalyst 20 is in an active state and that poisoning elimination control is not executed.
When it is determined that the rich spike control execution condition as described above is satisfied, the CPU 351 controls the flow rate adjustment valve 30 to inject fuel as a reducing agent from the reducing agent injection valve 28 in a spike manner. The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 is temporarily set to a predetermined target rich air-fuel ratio.
[0072]
Specifically, the CPU 351 determines the engine speed, the output signal of the accelerator opening sensor 36 (accelerator opening), the output signal value of the air flow meter 11 (intake air amount), the fuel injection amount, and the like stored in the RAM 353. read out. The CPU 351 accesses the reducing agent addition amount control map in the ROM 352 using the engine speed, accelerator opening, intake air amount, and fuel injection amount as parameters, and sets the exhaust air / fuel ratio to a preset target rich air / fuel ratio. The amount of addition of the reducing agent (target addition amount) necessary for the calculation is calculated.
Subsequently, the CPU 351 accesses the flow rate adjustment valve control map of the ROM 352 using the target addition amount as a parameter, and opens the flow rate adjustment valve 30 required for injecting the target addition amount of reducing agent from the reducing agent injection valve 28. Calculate the valve time (target valve opening time).
When the target valve opening time of the flow rate adjustment valve 30 is calculated, the CPU 351 opens the flow rate adjustment valve 30. In this case, since the high-pressure fuel discharged from the fuel pump 6 is supplied to the reducing agent injection valve 28 via the reducing agent supply path 29, the pressure of the fuel applied to the reducing agent injection valve 28 is equal to or higher than the valve opening pressure. And the reducing agent injection valve 28 is opened.
The CPU 351 closes the flow rate adjusting valve 30 when the target valve opening time has elapsed since the flow rate adjusting valve 30 was opened. In this case, since the supply of the reducing agent from the fuel pump 6 to the reducing agent injection valve 28 is interrupted, the pressure of the fuel applied to the reducing agent injection valve 28 becomes less than the valve opening pressure, and the reducing agent injection valve 28 is closed. To do.
[0073]
Thus, when the flow rate adjusting valve 30 is opened for the target valve opening time, the target addition amount of fuel is injected into the exhaust branch pipe 18 from the reducing agent injection valve 28. The reducing agent injected from the reducing agent injection valve 28 mixes with the exhaust gas flowing from the upstream side of the exhaust branch pipe 18 to form a target rich air-fuel ratio mixture and flows into the NOx storage reduction catalyst 20. .
As a result, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 repeats “lean” and “spike target rich air-fuel ratio” alternately in a relatively short cycle, thereby The reduced NOx catalyst 20 repeats absorption and release / reduction of nitrogen oxides (NOx) alternately in a short cycle.
[0074]
Next, in the catalyst activity determination control, the CPU 351 controls the flow rate adjustment valve 30 to temporarily reduce the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 20 at a predetermined time after the start of the internal combustion engine 1 is completed. The output signal of the air-fuel ratio sensor 23 at that time is monitored.
[0075]
Here, when the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 20 is lower than the activation temperature, the oxidation / reduction action of the NOx storage reduction catalyst 20 does not work, and oxygen in the exhaust is not consumed accordingly, and in the exhaust. Since the reducing agent liquefies in the low-temperature storage-reduction NOx catalyst 20 and adheres to the storage-reduction NOx catalyst 20, the output signal of the air-fuel ratio sensor 23 when the reducing agent is supplied to the storage-reduction NOx catalyst 20 As shown in FIG. 4, there is almost no change compared to before and after the reducing agent is supplied to the NOx storage reduction catalyst 20.
On the other hand, when the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 20 is equal to or higher than the activation temperature, the oxidation / reduction action of the NOx storage reduction catalyst 20 works and oxygen in the exhaust is consumed accordingly, and in the exhaust. Therefore, the output signal of the air-fuel ratio sensor 23 when the reducing agent is supplied to the NOx storage reduction catalyst 20 is shown in FIG. As shown in the figure, it is lower than before and after the reducing agent is supplied to the NOx storage reduction catalyst 20.
Therefore, when the reducing agent is supplied from the reducing agent injection valve 28 to the NOx storage reduction catalyst 20, the CPU 351 stores the NOx storage reduction if the output signal of the air-fuel ratio sensor 23 changes corresponding to the supply of the reducing agent. If it is determined that the catalyst 20 is active and the output signal of the air-fuel ratio sensor 23 does not change, it can be determined that the NOx storage reduction catalyst 20 is in an inactive state.
[0076]
If the supply of the reducing agent to the NOx storage reduction catalyst 20 for the purpose of determining the activity of the NOx storage reduction catalyst 20 is inadvertently repeated, the amount of the reducing agent adhering to the NOx storage reduction catalyst 20 increases. The following problems may occur.
[0077]
Since the reducing agent attached to the NOx storage reduction catalyst 20 is assumed to vaporize as the storage reduction NOx catalyst 20 rises in temperature, the amount of reducing agent attached to the NOx storage reduction catalyst 20 increases. In the temperature increasing process of the NOx storage reduction catalyst 20, a relatively large amount of heat may be lost due to vaporization of the reducing agent, and a decrease in the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 20 may be induced.
In addition, since a part of the reducing agent attached to the NOx storage reduction catalyst 20 is assumed to burn after the activation of the NOx storage reduction catalyst 20, the amount of the reducing agent attached to the NOx storage reduction catalyst 20 is small. If increased, a relatively large amount of reducing agent burns simultaneously after the activation of the NOx storage reduction catalyst 20, and overheating of the NOx storage reduction catalyst 20 may be induced.
Further, it is assumed that a part of the reducing agent adhering to the NOx storage reduction catalyst 20 is separated from the NOx storage reduction catalyst 20 and released into the atmosphere during the temperature increase process of the NOx storage reduction catalyst 20. Therefore, when the amount of the reducing agent adhering to the NOx storage reduction catalyst 20 increases, a relatively large amount of the reducing agent is released into the atmosphere during the temperature rising process of the NOx storage reduction catalyst 20, and the exhaust emission may deteriorate. is there.
[0078]
Therefore, in the catalyst activity determination control according to the present embodiment, the CPU 351 estimates the approximate bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 20 using the operation state of the internal combustion engine 1 as a parameter, and the estimated value is equal to or higher than the activation temperature. Under these conditions, a reducing agent is supplied to the NOx storage reduction catalyst 20 to determine whether the NOx storage reduction catalyst 20 is actually in an active state.
[0079]
Hereinafter, the catalyst activity determination control according to the present embodiment will be specifically described along the flowchart of FIG.
[0080]
The flowchart shown in FIG. 6 is a flowchart showing a catalyst activity determination control routine. The catalyst activity determination routine is a routine stored in advance in the ROM 352, and is a routine executed by the CPU 351 every predetermined time (for example, every time the crank position sensor 33 outputs a pulse signal).
[0081]
In the catalyst activation determination control routine, the CPU 351 first accesses the catalyst activation flag storage area preset in the RAM 353 in S601 and determines whether or not “1” is stored in the catalyst activation flag storage area. .
The catalyst activation flag storage area is set to “1” when it is determined that the NOx storage reduction catalyst 20 is in an active state, and is reset to “0” when the internal combustion engine 1 is stopped or started. It is. In the separate rich spike control, whether the rich spike control execution condition is satisfied or not is determined based on the value stored in the catalyst activation flag storage area. That is, execution of rich spike control is permitted when “1” is stored in the catalyst activation flag storage area, and execution of rich spike control is prohibited when “0” is stored in the catalyst activation flag storage area. Will be.
[0082]
If it is determined in S601 that “1” is stored in the catalyst activation flag storage area, the CPU 351 regards that the active state of the NOx storage reduction catalyst 20 has already been determined, and executes this routine. Exit once.
[0083]
On the other hand, if it is determined in S601 that "1" is not stored in the catalyst activation flag storage area, in other words, if it is determined that "0" is stored in the catalyst activation flag storage area, the CPU 351 Therefore, it is considered that the active state of the NOx storage reduction catalyst 20 has not yet been determined, and the process proceeds to S602.
In S602, the CPU 351 reads the engine speed, the output signal value of the air flow meter 11 (intake air amount), the output signal value of the accelerator opening sensor 36 (accelerator opening), the fuel injection time, and the like from the RAM 353.
[0084]
In S603, the CPU 351 estimates the bed temperature: TC of the NOx storage reduction catalyst 20 using the engine speed, intake air amount, accelerator opening, and fuel injection time read in S602 as parameters. At that time, the relationship between the engine speed, the intake air amount, the accelerator opening, the fuel injection time, and the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 20 is experimentally obtained in advance, and these relationships are mapped and stored in the ROM 352. It is good to leave.
[0085]
In S604, the CPU 351 reads the activation temperature: T of the NOx storage reduction catalyst 20 from the backup RAM 354, and whether the bed temperature: TC of the NOx storage reduction catalyst 20 estimated in S603 is equal to or higher than the activation temperature: T. Is determined.
[0086]
If it is determined in S604 that the bed temperature: TC is lower than the activation temperature: T, the CPU 351 proceeds to S609, maintains the value of the catalyst activation flag storage area of the RAM 353 at “0”, and executes this routine. End execution once.
[0087]
On the other hand, if it is determined in S604 that the bed temperature: TC is equal to or higher than the activation temperature: T, the CPU 351 proceeds to S605 to inject the reducing agent from the reducing agent injection valve 28 into the exhaust branch pipe 18. The flow regulating valve 30 is controlled.
[0088]
In S606, the CPU 351 inputs the output signal value of the air-fuel ratio sensor 23 (the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the NOx storage reduction catalyst 20) for a predetermined period. The predetermined period is a period determined in consideration of the time required for the reducing agent injected from the reducing agent injection valve 28 into the exhaust branch pipe 18 to reach the position of the air-fuel ratio sensor 23, so-called response delay time. is there.
[0089]
In S607, the CPU 351 determines whether or not the exhaust air-fuel ratio input in S606 has changed to the rich side in response to the addition of the reducing agent.
[0090]
If it is determined in S607 that the exhaust air-fuel ratio has not changed, the CPU 351 considers that the NOx storage reduction catalyst 20 has not yet been activated, and proceeds to S610.
In S610, the CPU 351 adds a predetermined temperature: α to the activation temperature: T of the NOx storage reduction catalyst 20 stored in the backup RAM 354, and stores the obtained value as the activation temperature: T in the backup RAM 354. .
[0091]
In S611, the CPU 351 determines whether or not the new activation temperature T updated in S610 is higher than a predetermined upper limit value TMAX.
[0092]
If it is determined in S611 that the activation temperature T is equal to or lower than the upper limit value TMAX, the CPU 351 proceeds to S609 and maintains the value of the catalyst activation flag storage area of the RAM 353 at “0”. The execution of is temporarily terminated.
[0093]
If it is determined in S611 that the activation temperature: T is higher than the upper limit value: TMAX, the CPU 351 proceeds to S612, determines that the NOx storage reduction catalyst 20 has deteriorated, and executes this routine. finish. In this case, the CPU 351 may prohibit the execution of the rich spike control, or turn on a warning lamp provided in the passenger compartment to notify the driver of the deterioration of the NOx storage reduction catalyst 20. May be.
[0094]
On the other hand, if it is determined in S607 that the exhaust air-fuel ratio has changed to the rich side in response to the addition of the reducing agent, the CPU 351 regards the NOx storage reduction catalyst 20 as active, and S608. , The value of the catalyst activation flag storage area of the RAM 353 is rewritten from “0” to “1”, and the execution of this routine is terminated.
[0095]
Thus, when the CPU 351 executes the catalyst activity determination control routine, the catalyst temperature estimation means and the catalyst activation state determination means according to the present invention are realized.
[0096]
Therefore, according to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the occlusion is performed based on the output signal of the air-fuel ratio sensor 23 when the reducing agent is supplied from the reducing agent injection valve 28 to the NOx storage reduction catalyst 20. It becomes possible to determine the activity / inactivity of the reduced NOx catalyst 20. As a result, the rich spike control is not executed carelessly when the NOx storage reduction catalyst 20 is in an inactive state, the temperature rise of the NOx storage reduction catalyst 20 is not hindered, and exhaust emission is prevented. Deterioration and overheating of the NOx storage reduction catalyst 20 are prevented.
[0097]
Furthermore, the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment estimates the approximate bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 20 using the operating state of the internal combustion engine 1 as a parameter, and the estimated value is equal to or higher than the activation temperature. In order to determine whether the NOx storage reduction catalyst 20 is actually in an active state by supplying a reducing agent to the NOx storage reduction catalyst 20 on the condition of The addition of the reducing agent is not performed inadvertently.
[0098]
<Embodiment 2>
Next, a second embodiment of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
[0099]
In the first embodiment described above, the activation determination control is executed only during the period from when the internal combustion engine 1 is started until the storage reduction type NOx catalyst 20 is activated, and after the storage reduction type NOx catalyst 20 is once activated. In the present embodiment, an example in which the activity determination control is executed every time the rich spike control is executed even after the NOx storage reduction catalyst 20 is activated will be described.
This is because if the internal combustion engine 1 is decelerated for a long time after the activation of the NOx storage reduction catalyst 20 or if the idle operation is continued for a long time, the NOx storage reduction catalyst 20 is cooled by the low-temperature exhaust gas, This is because the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst 20 may drop to below the activation temperature.
[0100]
In the catalyst activity determination control according to the present embodiment, the CPU 351 executes a catalyst activity determination control routine as shown in FIG. The catalyst activity determination control routine shown in FIG. 7 is a routine stored in advance in the ROM 352, and is a routine that is repeatedly executed by the CPU 351 every predetermined time.
[0101]
In the catalyst activity determination control routine, the CPU 351 first determines in S701 whether or not it is time to execute rich spike control. As a method of determining the execution time of the rich spike control, a method of determining whether or not the elapsed time from the previous rich spike control execution time has reached the execution cycle of the rich spike control can be exemplified.
[0102]
If it is determined in S701 that it is not time to execute the rich spike control, the CPU 351 proceeds to S711, prohibits the execution of the rich spike control, and temporarily ends the execution of this routine.
[0103]
On the other hand, if it is determined in S701 that it is time to execute the rich spike control, the CPU 351 proceeds to S702, and from the RAM 353, the engine speed, the output signal value (intake air amount) of the air flow meter 11, the accelerator opening sensor. 36 output signal value (accelerator opening), fuel injection time, etc. are read out.
[0104]
In S703, the CPU 351 estimates the bed temperature: TC of the NOx storage reduction catalyst 20 using the engine speed, intake air amount, accelerator opening, and fuel injection time read in S702 as parameters.
[0105]
In S704, the CPU 351 reads the activation temperature: T of the NOx storage reduction catalyst 20 from the backup RAM 354, and determines whether the bed temperature: TC of the NOx storage reduction catalyst 20 estimated in S703 is equal to or higher than the activation temperature: T. Is determined.
[0106]
If it is determined in S704 that the bed temperature: TC is lower than the activation temperature: T, the CPU 351 proceeds to S711, prohibits execution of rich spike control, and temporarily ends execution of this routine.
[0107]
On the other hand, if it is determined in S704 that the bed temperature: TC is equal to or higher than the activation temperature: T, the CPU 351 proceeds to S705 and permits execution of rich spike control. In this case, the CPU 351 executes rich spike control according to a separate NOx purification control routine.
[0108]
In S706, the CPU 351 inputs the output signal value of the air-fuel ratio sensor 23 (the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the NOx storage reduction catalyst 20) for a predetermined period.
[0109]
In S707, the CPU 351 determines whether or not the exhaust air-fuel ratio input in S706 has changed to the rich side in response to the addition of the reducing agent.
[0110]
If it is determined in S707 that the exhaust air-fuel ratio has not changed, the CPU 351 considers that the NOx storage reduction catalyst 20 has not yet been activated, and proceeds to S708.
[0111]
In S708, the CPU 351 adds a predetermined temperature: α to the activation temperature: T of the NOx storage reduction catalyst 20 stored in the backup RAM 354, and stores the obtained value as the activation temperature: T in the backup RAM 354. .
[0112]
In S709, the CPU 351 determines whether or not the new activation temperature T updated in S708 is higher than a predetermined upper limit value TMAX.
[0113]
If the CPU 351 determines in S709 that the activation temperature T is equal to or lower than the upper limit value TMAX, the CPU 351 prohibits the execution of the rich spike control in S711 and temporarily terminates the execution of this routine.
[0114]
On the other hand, if it is determined in S709 that the activation temperature: T is higher than the upper limit value: TMAX, the CPU 351 proceeds to S710, determines that the NOx storage reduction catalyst 20 has deteriorated, and then in S711. The execution of the rich spike control is prohibited and the execution of this routine is terminated. At that time, the CPU 351 may turn on a warning lamp provided in the passenger compartment to notify the driver of the deterioration of the NOx storage reduction catalyst 20.
[0115]
On the other hand, if it is determined in S707 that the exhaust air-fuel ratio has changed to the rich side in response to the addition of the reducing agent, the CPU 351 regards the NOx storage reduction catalyst 20 as active. Routine execution is temporarily terminated.
[0116]
According to such a catalyst activity determination control routine, the active / inactive state of the NOx storage reduction catalyst 20 is determined every time the rich spike control is executed. Therefore, the NOx storage reduction catalyst 20 is once activated. If the inactive state is established after this, unnecessary rich spike control is not executed.
[0117]
In the first and second embodiments described above, the air-fuel ratio sensor 23 has been described as an example of the exhaust state detection means according to the present invention. However, the present invention is not limited to this, and instead of the air-fuel ratio sensor 23. A NOx sensor may be used.
[0118]
【The invention's effect】
In the exhaust purification device for an internal combustion engine according to the present invention, when the exhaust purification catalyst, the reducing agent supply means, the exhaust state detection means, and the catalyst activation state determination means are provided, the reducing agent is supplied to the exhaust purification catalyst. Sometimes it is possible to determine whether or not the exhaust purification catalyst is active based on the state of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst, and it is not necessary to provide a dedicated temperature sensor for the exhaust purification catalyst.
[0119]
In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the temperature of the exhaust gas purification catalyst is estimated from the operating state of the internal combustion engine in addition to the exhaust gas purification catalyst, the reducing agent supply means, the exhaust gas state detection means, and the catalyst activation state determination means. When the catalyst temperature estimating means is provided, the activity determination of the exhaust purification catalyst is performed on the condition that the estimated value by the catalyst temperature estimating means is equal to or higher than a predetermined temperature, so the exhaust purification catalyst is in an inactive state. Sometimes the reducing agent is not inadvertently supplied to the exhaust purification catalyst, and the occurrence of problems such as deterioration of exhaust emission and overheating of the exhaust purification catalyst due to the supply of the reducing agent is prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied and its intake and exhaust system
FIG. 2A is a view for explaining the NOx absorption mechanism of the NOx storage reduction catalyst.
(B) A diagram illustrating the NOx release mechanism of the NOx storage reduction catalyst
FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the ECU
FIG. 4 is a diagram showing an aspect of the exhaust air-fuel ratio when the NOx storage reduction catalyst is in an inactive state.
FIG. 5 is a diagram showing an aspect of the exhaust air / fuel ratio when the NOx storage reduction catalyst is in an active state.
FIG. 6 is a flowchart showing a catalyst activity determination control routine according to the first embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a catalyst activity determination control routine according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... Internal combustion engine
2. Cylinder
3. Fuel injection valve
4 ... Common rail
5. Fuel supply pipe
6. Fuel pump
18 ... Exhaust branch pipe
19 ... Exhaust pipe
20 ... NOx storage reduction catalyst
21 ... Exhaust throttle valve
23 ... Air-fuel ratio sensor
25 ... EGR passage
26 ... EGR valve
27 ... EGR cooler
28 ... Reducing agent injection valve
29 ... Reducing agent supply path
30 ... Flow control valve
31 ... Shut-off valve
32 ... Reducing agent pressure sensor
33 ... Crank position sensor
34 ... Water temperature sensor
35 ... ECU
351 ... CPU
352 ... ROM
353 ... RAM
354 ... Backup RAM

Claims (2)

内燃機関の排気通路に設けられ排気中に含まれる所定成分を還元及び浄化する排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒へ還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記排気浄化触媒から流出した排気の空燃比を検出する排気状態検出手段と、
前記還元剤供給手段が前記排気浄化触媒へ還元剤を供給したときに前記排気状態検出手段により検出される排気の空燃比が変化すると、前記排気浄化触媒が活性していると判定する触媒活性状態判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
An exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for reducing and purifying a predetermined component contained in the exhaust;
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent to the exhaust purification catalyst;
An exhaust condition detecting means for detect the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst,
Wherein the reducing agent when the supply means the air-fuel ratio of the exhaust gas detected by the exhaust state detecting means when supplying reducing agent to the exhaust gas purifying catalyst changes, the touch exhaust purification catalyst is determined to be active medium activity State determination means;
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising:
前記内燃機関の運転状態より前記排気浄化触媒の温度を推定する触媒温度推定手段を更に備え、
前記触媒活性判定手段は、前記触媒温度推定手段による推定値が所定温度以上であるときに、前記還元剤供給手段から前記排気浄化触媒へ還元剤供給させ、その際に前記排気状態検出手段が検出した排気の状態に基づいて前記排気浄化触媒が活性しているか否かを判別することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【0001】
A catalyst temperature estimating means for estimating the temperature of the exhaust purification catalyst from the operating state of the internal combustion engine;
The catalyst activity determination means causes the reducing agent supply means to supply the reducing agent to the exhaust purification catalyst when the estimated value by the catalyst temperature estimation means is equal to or higher than a predetermined temperature, and at that time, the exhaust state detection means detects 2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein it is determined whether or not the exhaust gas purification catalyst is active based on the state of the exhaust gas.
[0001]
JP2000306644A 2000-10-05 2000-10-05 Exhaust gas purification device for internal combustion engine Expired - Fee Related JP3651382B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000306644A JP3651382B2 (en) 2000-10-05 2000-10-05 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000306644A JP3651382B2 (en) 2000-10-05 2000-10-05 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002115535A JP2002115535A (en) 2002-04-19
JP3651382B2 true JP3651382B2 (en) 2005-05-25

Family

ID=18787298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000306644A Expired - Fee Related JP3651382B2 (en) 2000-10-05 2000-10-05 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3651382B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6758185B2 (en) * 2002-06-04 2004-07-06 Ford Global Technologies, Llc Method to improve fuel economy in lean burn engines with variable-displacement-like characteristics
JP5169547B2 (en) * 2008-07-03 2013-03-27 日産自動車株式会社 Exhaust control device for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002115535A (en) 2002-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3473583B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3617450B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3929296B2 (en) Internal combustion engine
JP4288942B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
EP1176290B1 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3514230B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
EP1211396B1 (en) Exhaust gas purifying device for internal combustion engine
JP3685033B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3680727B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3912001B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3558019B2 (en) Abnormality detection device for reducing agent supply device
JP3674511B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2002129996A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP3897621B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3798623B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3674507B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3747778B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3651382B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3791312B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2002161733A (en) Exhaust gas cleaning device for internal combustion engine
JP3788314B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3800065B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3620446B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2004019624A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP3624810B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041109

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041228

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090304

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110304

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110304

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120304

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120304

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130304

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130304

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140304

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees