[go: up one dir, main page]

JP3832288B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents

Exhaust gas purification device Download PDF

Info

Publication number
JP3832288B2
JP3832288B2 JP2001243884A JP2001243884A JP3832288B2 JP 3832288 B2 JP3832288 B2 JP 3832288B2 JP 2001243884 A JP2001243884 A JP 2001243884A JP 2001243884 A JP2001243884 A JP 2001243884A JP 3832288 B2 JP3832288 B2 JP 3832288B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
catalyst
operation mode
combustion
lean
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2001243884A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002097980A (en
Inventor
勝典 金子
一雄 古賀
淳良 小島
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.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors 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 Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP2001243884A priority Critical patent/JP3832288B2/en
Publication of JP2002097980A publication Critical patent/JP2002097980A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3832288B2 publication Critical patent/JP3832288B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関において排ガス浄化を行なう排ガス浄化装置に関し、特に、超リーン燃焼時における排ガス浄化に用いて好適の、排ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、燃焼室内に燃料を直接噴射する火花点火式筒内噴射型内燃機関が開発されている。この筒内噴射型内燃機関は、従来の希薄燃焼内燃機関(リーンバーンエンジン)に比べ空燃比の極めて大きい超希薄領域での運転(超リーン燃焼運転時)が可能であるため、運転領域の多くを希薄領域として設定することができ、より一層の燃費向上を図ることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような筒内噴射型内燃機関では、圧縮行程に燃料を噴射し、層状燃焼を成立させることで超希薄な混合気(酸素過剰雰囲気)下での燃焼(空燃比30以上での燃焼)を行なうため、この燃焼下では、同一燃料量で比較した場合、従来の希薄燃焼内燃機関(空燃比22程度での希薄領域で燃焼)よりも筒内での空気量が多く発熱量が少ないため、運転状態によっては排気温度が低くなる場合があり(約150度程度)、排気通路内に設けられた触媒の温度が低下してしまい、排ガス浄化効率が悪化するという課題がある。
【0004】
ところで、触媒を昇温する技術としては、触媒の温度を検出し、この検出温度が触媒活性温度よりも低い場合には、空燃比を強制的に理論空燃比に設定することで、触媒温度を迅速に活性温度まで上昇させる技術が提案されている(特開平3−948号公報)。
しかし、この従来技術は、従来型の希薄燃焼内燃機関を対象としており、冷態始動時における早期触媒活性化を図ることを目的としたものであるため、筒内噴射型内燃機関における通常運転中における排気温度の低下という特有の課題を何ら解決しうるものではない。
【0005】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、超希薄燃焼を行なう筒内噴射型内燃機関において、排ガスを浄化する触媒の温度低下を抑制し、排ガス浄化効率の悪化を防止することができるようにした、排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1記載の本発明の排ガス浄化装置は、燃焼室内に直接燃料を噴射し、理論空燃比よりも空燃比の大きい層状超リーン燃焼を運転状態に応じて行なう筒内噴射型内燃機関に設けられ、上記機関の排気通路内に配設され排ガスを浄化する触媒と、上記触媒の温度を検出して上記触媒の温度低下を検出もしくは予測することにより、または温度低下を生じる特定運転状態を検出して上記触媒の温度低下を推定することにより、上記触媒の温度が触媒活性温度に達して活性化した後の上記触媒の温度低下を検出する温度低下検出手段と、上記温度低下検出手段により上記触媒の温度低下が検出された場合に上記触媒の温度低下を抑制するように作動する温度低下抑制手段とを備え、上記筒内噴射型内燃機関は、上記層状超リーン燃焼と、該層状超リーン燃焼よりも燃焼空燃比の小さい予混合燃焼とを運転状態に応じて切り換えて行なうものであり、上記予混合燃焼を行なうために理論空燃比近傍で運転するストイキオ運転モード又は理論空燃比よりも大きな空燃比で運転するリーン運転モードを有し、上記温度低下抑制手段は、上記温度低下検出手段からの出力に応じて上記触媒の温度が第1設定値よりも低くなるか又は低くなることが予測される場合に上記機関の運転を上記予混合燃焼のリーン運転モードに切り換え、さらに上記温度低下検出手段からの出力に応じて上記触媒の温度が上記第1設定値よりも低い温度として設定された第2設定値よりも低くなるか又は低くなることが予測される場合に上記機関の運転を上記予混合燃焼のストイキオ運転モードに切り換えることを特徴としている。
【0007】
この温度低下抑制手段は、機関の燃焼状態(層状超リーン燃焼と予混合燃焼)を切り換える切換手段(運転モードを切り換える温度低下抑制用モード切換手段)又は機関の排気行程中に追加燃料を噴射する追加燃料噴射制御手段であることが好ましい。
この温度低下検出手段が触媒の温度を直接的に検出する手段である場合には、温度低下検出手段により触媒温度が予め設定された設定温度よりも低くなったことが検出されたときに、温度低下抑制手段により燃焼状態を所定時間、予混合燃焼とすることが好ましい。この場合、排ガス浄化効率の悪化を未然に防ぐことが可能となる。
【0008】
また、温度低下検出手段により触媒の温度低下及び温度低下度合を検出して、この温度低下度合に応じて温度低下抑制手段により予混合燃焼とする時間を可変としてもよい。温度低下度合が小さい場合、排ガス浄化効率の悪化を防止しながら、しかも予混合燃焼となる時間を短縮でき、燃料消費の悪化を最小限に抑えることができる。
【0009】
また、運転モードの切換後(温度低下抑制手段による制御後)には、触媒温度の実際の検出により通常の運転モードに戻すことが考えられる。この場合、触媒の昇温勾配が急なときには通常モードに戻すための設定温度を下げ、触媒が過昇温となることを未燃に防止するようにするのが好ましい。
さらに、温度低下検出手段が触媒の温度を推定する手段である場合には、例えば、排ガス温度の低下が生じる層状超リーン燃焼の継続時間により触媒の温度又は温度低下を推定し、温度低下抑制手段は層状超リーン燃焼にセットされてから所定時間経過後、一定時間、予混合燃焼としてもよい。この場合、非常に簡素な制御仕様とすることができる。
【0010】
この機関がストイキオ運転モードを有する場合はストイキオ運転モードに、リーン運転モードを有する場合はリーン運転モードにそれぞれ切り換えることが好ましい。
請求項2記載の本発明の排ガス浄化装置は、燃焼室内に直接燃料を噴射し、理論空燃比よりも空燃比の大きい層状超リーン燃焼を運転状態に応じて行なう筒内噴射型内燃機関に設けられ、上記機関の排気通路内に配設され排ガスを浄化する触媒と、上記触媒の温度を検出して上記触媒の温度低下を検出もしくは予測することにより、または温度低下を生じる特定運転状態を検出して上記触媒の温度低下を推定することにより、上記触媒の温度が触媒活性温度に達して活性化した後の上記触媒の温度低下を検出する温度低下検出手段と、上記温度低下検出手段により上記触媒の温度低下が検出された場合に上記触媒の温度低下を抑制するように作動する温度低下抑制手段とを備え、上記筒内噴射型内燃機関は、上記層状超リーン燃焼と、該層状超リーン燃焼よりも燃焼空燃比の小さい予混合燃焼とを運転状態に応じて切り換えて行なうものであり、上記予混合燃焼が、理論空燃比で運転するストイキオ運転モードと上記理論空燃比よりも大きな空燃比で運転するリーン運転モードとの2つの運転モードを有し、上記温度低下検出手段は、上記触媒の温度を検出して上記触媒の温度低下を検出又は予測するように構成され、上記温度低下抑制手段は、該温度低下検出手段により上記触媒の温度が予め設定された第1設定値よりも低くなる場合又は低くなることが予測された場合には上記運転モードを上記リーン運転モードとし、さらに上記温度低下検出手段により上記触媒の温度が上記第1設定値よりも低い温度に設定された第2設定値よりも低くなる場合又は低くなることが予測された場合には上記運転モードを上記ストイキオ運転モードとすることを特徴としている。
【0011】
好ましくは、これらの第1設定値及び第2設定値は、温度低下検出手段による出力に応じて可変とする。例えば、温度低下勾配が急な場合には第2設定値を上げ、温度低下抑制手段を早めに作動させて、触媒浄化効率が悪化してしまうのを未然に防止するようにするのが好ましい。
請求項3記載の本発明の排ガス浄化装置は、燃焼室内に直接燃料を噴射し、理論空燃比よりも空燃比の大きい層状超リーン燃焼を運転状態に応じて行なう筒内噴射型内燃機関に設けられ、上記機関の排気通路内に配設され排ガスを浄化する触媒と、上記触媒の温度を検出して上記触媒の温度低下を検出もしくは予測することにより、または温度低下を生じる特定運転状態を検出して上記触媒の温度低下を推定することにより、上記触媒の温度が触媒活性温度に達して活性化した後の上記触媒の温度低下を検出する温度低下検出手段と、上記温度低下検出手段により上記触媒の温度低下が検出された場合に上記触媒の温度低下を抑制するように作動する温度低下抑制手段とを備え、上記筒内噴射型内燃機関は、上記層状超リーン燃焼と該層状超リーン燃焼よりも燃焼空燃比の小さい予混合燃焼とを運転状態に応じて切り換えて行なうものであり、上記温度低下抑制手段は、上記層状超リーン燃焼と上記予混合燃焼とを切り換える第1手段と、上記機関の少なくとも排気行程中に追加燃料を噴射する第2手段とを有し、上記温度低下抑制手段が、上記機関の定常運転状態のときに上記第1手段を選択して上記層状超リーン燃焼から上記予混合燃焼へ切り換える一方、上記機関の低負荷運転状態のときに上記第2手段を選択することを特徴としている。
【0012】
この温度低下抑制手段は、定常走行運転状態の場合には、機関の燃焼状態を予混合燃焼に切り換え(第1手段実行)、減速燃料カットを含む低負荷運転状態(アイドル運転状態を含むことが好ましい)の場合には機関の排気行程中に追加燃料を噴射する(第2手段実行)ことが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施形態について説明する。
まず、図1〜図5を参照して本発明の第1実施形態としての排ガス浄化装置について説明する。
本排ガス浄化装置を備える筒内噴射型内燃機関の構成は、図3に示すようになっており、吸気,圧縮,膨張,排気の各行程を一作動サイクル中にそなえる内燃機関、即ち4サイクルエンジンであって、火花点火式で、且つ、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射エンジン(筒内噴射型内燃機関)として構成されている。
【0014】
燃焼室1には、吸気通路2および排気通路3が連通しうるように接続されており、吸気通路2と燃焼室1とは吸気弁4によって連通制御されるとともに、排気通路3と燃焼室1とは排気弁5によって連通制御されるようになっている。
また、吸気通路2には、上流側から順にエアクリーナ6およびスロットル弁7が設けられており、排気通路3には、その上流側から順に排出ガス浄化用触媒としての排出ガス浄化用触媒コンバータ9および図示しないマフラ (消音器)が設けられている。なお、吸気通路2には、サージタンク2aが設けられている。
【0015】
また、排出ガス再循環装置(以下、EGR装置という)10が配設されている。つまり、吸気通路2のサージタンク2a部分と排気通路3の上流側とを接続するように排気還流通路10bが設けられており、この排気還流通路10bにはEGRバルブ10aが取り付けられている。
そして、このEGRバルブ10aによって、排気通路3から吸気通路2への排出ガス(排気又は排気ガス又は排ガスともいう)の流量を制御できるようになっている。なお、EGRバルブ10aの制御はエンジンの運転状態に応じて行なわれるようになっている。
【0016】
また、スロットル弁7は図示しないアクセルペダルの踏込み量に応じて開度が変わり、これにより燃焼室1内に導入される空気量が調整されるようになっている。更に、16は、アイドルスピードコントロールバルブ(ISCバルブ)であり、吸気通路2のスロットル弁設置部分をバイパスするバイパス路16Aに設けられ、図示しないステッパモータによって開閉駆動され、主にスロットル弁7全閉又は略全閉時におけるアイドル回転数を微調整している。
【0017】
50はエアバイパスバルブ(ABV)であり、吸気通路2のスロットル弁7設置部分をバイパスするようにスロットル弁7の上流側の吸気通路2とサージタンク2aとを連通するバイパス路50Aに設けられ、スロットル弁7とは別個に吸気量を調整して空燃比を調整しうるものである。
インジェクタ(燃料噴射弁)8は気筒内の燃焼室1へ向けて燃料を直接噴射すべく、その開口を燃焼室1に臨ませるように、配置されている。また、当然ながら、このインジェクタ8は各気筒毎に設けられており、例えば本実施形態のエンジンが直列4気筒エンジンであるとすると、インジェクタ8は4個設けられていることになる。
【0018】
このような構成により、スロットル弁7の開度に応じエアクリーナ6を通じて吸入された空気が吸気弁4の開放により燃焼室1内に吸入され、この燃焼室1内で、吸入された空気とインジェクタ8から直接噴射された燃料とが混合され、燃焼室1内で点火プラグ35を適宜のタイミングで点火させることにより、燃焼せしめられて、エンジントルクを発生させたのち、燃焼室1内から排出ガスとして排気通路3へ排出され、触媒コンバータ(以下、単に触媒ともいう)9で排出ガス中のCO,HC,NOx の3つの有害成分を浄化されてから、マフラで消音されて大気側へ放出されるようになっている。
【0019】
特に、本エンジンは、空燃比をリーンにしながら節約運転を行なえるエンジンであり、リーン運転時には、通常の三元触媒だけでは排出ガス中のNOx を十分に浄化できないため、触媒9は、リーンNOx 触媒9Aと三元触媒9Bとを組み合わせたものになっている。つまり、リーンNOx 触媒9Aの下流に、理論空燃比下で排出ガス中のCO,HC及びNOx を浄化可能な三元機能を有する三元触媒9Bを備えるようにしている。
【0020】
これは、三元触媒9BをリーンNOx 触媒9Aの下流に配置してリーンNOx触媒9AでのNOx 浄化を妨げることのないようにしながら、リーンNOx 触媒で十分に浄化できなかったCOやHCを確実に浄化することができるようにするためである。なお、リーンNOx 触媒が三元機能を有する場合にはリーンNOx触媒を1つだけ配置してもよい。
【0021】
ところで、本エンジンについてさらに説明すると、このエンジンは、吸気通路2から燃焼室1内に流入した吸気流が縦渦(逆タンブル流)を形成するように構成され、燃焼室1内で、吸気流がこのような縦渦流を形成するので、この縦渦流を利用しながら例えば燃焼室1の頂部中央に配設された点火プラグ35の近傍のみに少量の燃料を集めて、点火プラグ35から離隔した部分では極めてリーンな空燃比状態とすることができ、点火プラグ35の近傍のみを理論空燃比又はリッチな空燃比とすることで、安定した層状燃焼(層状超リーン燃焼)を実現しながら、燃料消費を抑制することができる。この場合の最適な燃料噴射のタイミングとしては、空気流動の弱い圧縮行程後期である。
【0022】
また、このエンジンから高出力を得る場合には、インジェクタ8からの燃料が燃焼室1全体に均質化され、全燃焼室1内を理論空燃比やリーン空燃比の混合気状態にさせて予混合燃焼を行なえばよく、もちろん、理論空燃比による方がリーン空燃比によるよりも高出力が得られるが、これらの際にも、燃料の霧化及び気化が十分に行なわれるようなタイミングで燃料噴射を行なうことで、効率よく高出力を得ることができる。このような場合の最適な燃料噴射のタイミングとしては、吸気流を利用して燃料の霧化及び気化を促進できるように、吸気行程の初期又は前期には燃料噴射を終えるように設定する。
【0023】
ところで、このエンジンを制御するために、種々のセンサが設けられている。まず吸気通路2側には、そのエアクリーナ配設部分に、吸入空気量をカルマン渦情報から検出するエアフローセンサ11,吸入空気温度を検出する吸気温センサ12および大気圧を検出する大気圧センサ13が設けられており、そのスロットル弁配設部分に、スロットル弁7の開度を検出するポテンショメータ式のスロットルセンサ14,アイドリング状態を検出するアイドルスイッチ15等が設けられている。
【0024】
また、排気通路3側には、触媒9の上流側部分に、排ガス中の酸素濃度(O2濃度)を検出する酸素濃度センサ17(以下、単にO2 センサ17という)が設けられるとともに、触媒9の下流側部分には、触媒若しくはその近傍の温度θC.C (以下、触媒温度θC.C という)を検出する触媒温度検出手段としての触媒温度センサ(高温センサ)26が設けられている。
【0025】
さらに、その他のセンサとして、エンジン冷却水温を検出する水温センサ19や、図2に示すごとく、クランク角度を検出するクランク角センサ21(このクランク角センサ21はエンジン回転数を検出する回転数センサも兼ねている)および第1気筒(基準気筒)の上死点を検出するTDCセンサ(気筒判別センサ)22がそれぞれカム近傍に設けられている。
【0026】
そして、これらのセンサからの検出信号は、電子制御ユニット(ECU)23へ入力されるようになっている。
なお、ECU23へは、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルポジションセンサ24やバッテリの電圧を検出するバッテリセンサ25からの電圧信号や始動時を検出するクランキングスイッチ〔あるいはイグニッションスイッチ(キースイッチ)〕20からの信号も入力されるようになっている。
【0027】
ところで、ECU23のハードウエア構成は図2のようになるが、このECU23はその主要部としてCPU27をそなえており、このCPU27へは、吸気温センサ12,大気圧センサ13,スロットルセンサ14,O2 センサ17,水温センサ19,アクセルポジションセンサ24,触媒温度センサ26およびバッテリセンサ25からの検出信号が入力インタフェイス28およびアナログ/デジタルコンバータ30を介して入力されるとともに、エアフローセンサ11,クランク角センサ21,TDCセンサ22,アイドルスイッチ15,クランキングスイッチ20,イグニッションスイッチ等からの検出信号が入力インタフェイス29を介して入力されようになっている。
【0028】
さらに、CPU27は、バスラインを介して、プログラムデータや固定値データを記憶するROM31,更新して順次書き替えられるRAM32,フリーランニングカウンタ48およびバッテリが接続されている間はその記憶内容が保持されることによってバックアップされたバッテリバックアップRAM(図示せず)との間でデータの授受を行なうようになっている。
【0029】
なお、RAM32内データはイグニッションスイッチをオフすると消えてリセットされるようになっている。
また、CPU27で演算結果に基づく燃料噴射制御信号は、各気筒毎の(ここでは、4つの)噴射ドライバ(燃料噴射弁駆動手段)34を介して、インジェクタ8のソレノイド(インジェクタソレノイド)8aへ出力されるようになっている。
【0030】
今、燃料噴射制御(空燃比制御)に着目すると、CPU27で演算された燃料噴射用制御信号がドライバ34を介して出力され、例えば4つのインジェクタ8を順次駆動させるようになっている。
そして、上述のような筒内噴射エンジンの特徴から、このエンジンでは、燃料噴射の態様として、層状超リーン燃焼によるリーン運転を実現し燃費を向上させるために圧縮行程中(特に、圧縮行程後半)で燃料噴射を行なう後期噴射モード(後期リーン運転モード)と、予混合燃焼によるリーン運転を実現し、緩加速による出力を得るために吸気行程中(特に吸気行程前半)に燃料噴射を行なう前期噴射モード(前期リーン運転モード)と、予混合燃焼によるストイキオ運転(理論空燃比運転)を実現し、前期噴射モードより出力を向上させるために吸気行程中に燃料噴射を行なうストイキオモード(ストイキオ運転モード)とが設けられており、エンジンの運転状態に応じて切り換えられるようになっている。
【0031】
なお、後期リーン運転モードでは、特に、排ガス温度の低下を生じるため、これを特定運転状態という。また、上述の運転モードの切換は、機関の燃焼状態の切換(層状超リーン燃焼と予混合燃焼とを切り換える)を意味する。
このような燃料噴射制御(インジェクタ駆動制御)のために、ECU23には、図1のブロック図に示すように、噴射モード(運転モード)の選択を行なう運転モード設定手段106や燃料噴射量の設定を行なう燃料噴射制御手段101が設けられている。
【0032】
そして、運転モード設定手段106には、図1に示すように、通常運転時の噴射モードの選択を行なう機能(通常運転モード設定手段)107と触媒9の温度低下を抑制するために噴射モードを切り換える機能(温度低下抑制用モード切換手段)108とが備えられる。
このうち、通常運転モード設定手段107では、噴射モードを、エンジン回転数センサ21,各種センサ類104等から検出されたエンジン回転数(回転速度)Neやアクセルペダル踏込量θACC に基づいてエンジンの目標出力トルクTを設定して、エンジン回転数Neやこの目標出力トルクTに応じて、前期噴射モードと後期噴射モードとのいずれかのモードを選択的に設定する。例えばエンジン回転数Neが低くて目標トルクTも低い領域では後期噴射モードとし、エンジン回転数Ne及び目標トルクTのいずれかが低くなければ前期噴射モード又はストイキオモードとするようになっている。
【0033】
また、温度低下抑制用モード切換手段108は、排ガス浄化にかかる本筒内噴射型内燃機関の特徴的な構成要素であり、後述する温度低下判定手段105により触媒9の温度低下が判定された場合に、通常運転モード設定手段107により設定される通常運転モードを温度低下抑制用運転モードに切り換え、触媒9の温度低下を抑制する機能を有するものである。このため、温度低下抑制用モード切換手段108は、触媒9の温度低下を抑制するように作動する温度低下抑制手段110を構成する。
【0034】
この温度低下抑制用モード切換手段108では、図1に示すように、通常運転モード設定手段107、後述する温度低下判定手段105及びスロットルセンサ14からの情報に基づき、通常運転モードとしての後期リーン運転モードを温度低下抑制用運転モードとしての前期リーン運転モードに切り換えるようになっている。なお、運転モードの切換は、機関の燃焼状態の切換に相当するため、後期リーン運転モードを前期リーン運転モードに切り換えることは、層状超リーン燃焼を予混合燃焼に切り換えることを意味する。
【0035】
これは、排ガス温度は、通常運転モード設定手段107によって選択される運転モード(即ち、運転時の空燃比)による影響が大きく、ストイキオ運転モード(理論空燃比)に近くなるほど吸入空気の単位重量当たりの燃料量が増加(従って、発熱量が増加)し、排ガス温度が高くなるという特性があるため、この特性を利用し、運転モードを切り換えることにより、より高い温度の排ガスが触媒9の近傍へ排出されるようにして、排ガスから触媒9に伝わる熱量を増やし、触媒9の温度低下を抑制し、触媒9の浄化効率の悪化を防止しようとするものである。
【0036】
ここでは、通常運転モードとして排ガス温度の低い後期リーン運転モードが選択されている場合に、後期リーン運転モードよりも排ガス温度が高い前期リーン運転モードに切り換えるようにしているが、これは、希薄な混合気により燃焼させる後期リーン運転モードの場合に排ガス温度が最も低くなるため、触媒9の温度低下が著しいからである。
【0037】
また、温度低下抑制用モード切換手段108は、スロットルセンサ14からの情報をも取り入れるようにしている。これは、温度低下抑制用モード切換手段108による制御を、一定負荷の状態(定常運転状態)で行なうように設定することが好ましいからである。
この理由は、定常運転状態でない加速時には、通常運転モードが切り換えられるため、特に、温度低下抑制用モード切換手段108によって運転モードを切り換えることにより温度低下抑制制御を行なう必要がないからである。また、定常運転状態でない減速時には、減速燃料カットのような運転状態があり、この燃料カット時には、運転モードを切り換えたところで排気温度を上げるために必要な燃料がカットされていることから、排気温度を上げることができないからである。また、減速中にもモード切換制御を実行し、その中で減速燃料カット時のみ、運転モードの切換制御を禁止するように設定しようとすると、制御が複雑になるからである。なお、このような減速燃料カットを含む低負荷運転状態については、後述する第4実施形態に示すような温度低下抑制制御を行なうことが好ましい。
【0038】
このため、温度低下抑制用モード切換手段108は、一定時間におけるスロットル開度の変化量ΔTPSがスロットル開度の変化量の基準値TP1以下であるか否かを判定し(ΔTPS≦TP1)、これによって定常運転状態にあるか否かを判定するようになっている。なお、変化量ΔTPSは、例えば、前回の検出周期におけるスロットル開度の値と今回の検出周期におけるスロットル開度の値との差により求められる。また、基準値TP1は、0に近い値として設定される。
【0039】
また、温度低下抑制用モード切換手段108は、触媒温度θC.C に基づいて運転モードの切換を行なうため、ECU23には、触媒9の温度低下を判定する温度低下判定手段105が設けられている。なお、この温度低下判定手段105と上述の触媒温度センサ26とから温度低下検出手段111が構成される。
この温度低下判定手段105は、一旦、触媒温度θC.C が触媒9を活性化させるのに必要な温度(触媒活性温度)に達して活性化した後に、触媒温度θC.C を検出する触媒温度センサ26からの検出情報に基づいて、触媒9の温度低下を判定するようになっている。
【0040】
このため、温度低下判定手段105は、触媒温度θC.C が予め設定された設定温度θ1 以下であるか否かを判定することによって(θC.C ≦θ1 )、触媒9の温度低下を判定するようになっている。
ここで、設定温度θ1 は触媒活性温度よりも高い値として設定され、例えば、触媒活性下限温度にある所定温度(例えば、50℃)を加えた値として設定される。この触媒活性下限温度は本実施形態にかかるリーンNOX 触媒では、400度程度である。なお、この所定温度の値は、触媒温度センサ26の応答遅れ、応答精度により決まる値であり、システムによっても変わるものである。また、触媒の触媒活性下限温度は、触媒成分等により変わるものである。
【0041】
なお、この温度低下判定手段105は、温度低下抑制手段110としての温度低下抑制用モード切換手段108による制御によって、触媒温度θC.C が十分に上昇したか否かを判定すべく、触媒9の温度を検出する触媒温度センサ26からの検出情報に基づいて、触媒9の温度上昇を判定するようになっている。
このため、温度低下判定手段105は、触媒温度θC.C が予め設定された設定温度θ2 以上になったか否かを判定することによって(θC.C ≧θ2 )、触媒温度θC.C が上昇したか否かを判定するようになっている。
【0042】
ここで、設定温度θ2 は、温度低下抑制制御の終了条件であり、触媒温度θC.C が十分に上昇したか否かを判定するためのものであるため、図9(a)に示すように、設定温度θ1 よりも大きい値(高い温度)として設定される。なお、設定温度θ2 は設定温度θ1 と同じ値として設定してもよい。
このような設定温度θ1 ,θ2 は、例えば、図9(a)に示すように設定される。図9(a)中、曲線Aは触媒温度θC.C の変化を示している。また、図中、噴射期間とは温度低下抑制用前期リーン運転モードに基づく噴射期間を示している。
【0043】
図9(a)に示すように、触媒温度θC.C が低下し、設定温度θ1 以下になった場合に、温度抑制制御用モード切換手段108により前期リーン運転モードに切り換えることによって温度低下抑制制御を行ない(図中、噴射期間としている)、これによって触媒温度θC.C が上昇し、設定温度θ2 以上になった場合は温度低下抑制制御を終了し、運転モードを通常運転モードに戻す(ここでは、後期リーン運転モードに戻す)ようにしている。そして、再び、触媒温度θC.C が低下し、設定温度θ1 以下になった場合には、同様の制御を繰り返すようにしている。
【0044】
ところで、図1に示すように、ECU23には、燃料噴射制御手段101が備えられている。この燃料噴射制御手段101における燃料噴射制御を説明すると、この燃料噴射制御手段101では、燃料噴射量は、燃料噴射時間(インジェクタの駆動時間であって、実際の制御の上ではインジェクタ駆動パルス幅という)tAUとして設定されるが、ストイキオモード,前期噴射モードの場合も後期噴射モードの場合も、機関負荷(1ストローク当たりの吸入空気量)Q/Neと目標とする空燃比(A/F、以下AFとする)等に基づいて、まず、次式によって基本駆動時間tp が算出される。
【0045】
p =(Q/Ne)×(1/AF)×(αAIR /αFUEL)×(1/GINJ
なお、機関負荷Q/Neは1ストローク当たりの吸入空気量であり、エアフローセンサ11で検出された吸入空気量Qをエンジン回転数センサ(クランク角センサ)21で検出されたエンジン回転数Neで除算することで求められる。
また、αAIR は空気密度、αFUELは燃料密度、GINJ はインジェクタゲインである。
【0046】
そして、燃料噴射時間tAUは、次式で算出される。
AU=tp ×f+tD
なお、fは各種の燃料補正係数であり、この燃料補正係数fは、水温センサ19で検出されたエンジン冷却水温,吸気温センサ12で検出された吸気温,大気圧センサ13で検出された大気圧等に応じて設定される。また、tD はインジェクタ無駄時間(デッドタイム)である。
【0047】
本発明の第1実施形態としての排ガス浄化装置は、上述のように構成されているので、例えば、図4に示すように、通常運転モード設定手段107によって設定された運転モードに基づき燃料噴射制御が行なわれる。
この制御は一定のクランク角毎に実行され、まず、ステップA10〜A30の処理を行なう。つまり、ステップA10で、エアフローセンサ11,回転数センサ21で検出された吸入空気量Q,エンジン回転数Neから、機関負荷Q/Ne(即ち、1ストローク当たりの吸入空気量)を計算する。次に、ステップA20で、上式に示すように、この機関負荷Q/Neに基づいて、基本駆動時間tp を計算する。さらに、ステップA30で、基本駆動時間tp に各種の燃料補正係数Kの乗算等を行なって燃料噴射時間tAUを算出する。
【0048】
そして、これに基づいて、燃料噴射(ステップA40)が行なわれる。
次に、本排ガス浄化装置による温度低下抑制制御、即ち、温度低下抑制用モード切換手段108による温度低下抑制用運転モードへの切換制御について、図5のフローチャートを参照しながら説明する。なお、この制御は一定の周期毎に実行される。
【0049】
まず、ステップB10では、通常運転モード設定手段107によって選択されている運転モードが後期リーン運転モードか否かを判定し、この判定の結果、後期リーン運転モードが選択されている場合はステップB20に進み、後期リーン運転モードが選択されていない場合はステップB60に進む。
そして、ステップB20では、触媒温度θC.C が設定温度θ1 以下であるか否かを判定し、この判定の結果、触媒温度θC.C が設定温度θ1 以下である場合はステップB30に進み、定常運転状態であるか否かを判定すべく、スロットル開度の変化量ΔTPSがスロットル開度の変化量の基準値TP1以下であるか否かを判定する。
【0050】
この判定の結果、変化量ΔTPSが基準値TP1以下である場合はステップB40に進み、変化量ΔTPSが基準値TP1以下でない場合は、定常運転状態でないため温度低下抑制制御を行なわずリターンする。
一方、ステップB20での判定の結果、触媒温度θC.C が設定温度θ1 以下でない場合は、温度低下抑制制御は必要ないためリターンする。
【0051】
ステップB40では、温度低下抑制制御を行なうべく、温度低下抑制用モード切換手段108によって、通常運転モードとしての後期リーン運転モードを温度低下抑制用前期リーン運転モードに切り換え、ステップB50で、フラグFを1にセットする。ここで、フラグFは温度低下抑制制御中である場合に1となり、温度低下抑制制御中でない場合に0となり、また、初期設定時には0にセットされる。
【0052】
ところで、ステップB10で後期リーン運転モードが選択されていない場合はステップB60に進み、ステップB60では、フラグFが1であるか否かを判定し、この判定の結果、フラグFが1である場合(F=1)は、ステップB70に進み、フラグFが1でない場合はリターンする。
ステップB70では、定常運転状態であるか否かを判定すべく、スロットル開度の変化量ΔTPSがスロットル開度の変化量の基準値TP1以下であるか否かを判定する。この判定の結果、変化量ΔTPSが基準値TP1以下である場合はステップB80に進み、触媒温度θC.C が設定温度θ2 以上になったか否かを判定し、この判定の結果、触媒温度θC.C が設定温度θ2 以下になっていると判定された場合は、さらにステップB90に進み、温度低下抑制制御を終了し、ステップB100でフラグFを0にリセットする。
【0053】
そして、ステップB80で、触媒温度θC.C が設定温度θ2 以下になっていないと判定された場合はリターンし、引続き温度低下抑制制御を続行する。
一方、ステップB70で、変化量ΔTPSが基準値TP1以下でないと判定された場合はステップB90に進み、温度低下抑制制御を終了し、ステップB100でフラグFを0にリセットする。
【0054】
なお、温度低下抑制制御の終了後は、通常運転モード設定手段107によって設定される運転モード(ここでは、元の運転モードである後期リーン運転モード)に戻る。
このようにして、本実施形態の排ガス浄化装置では、温度低下検出手段111としての温度低下判定手段105により触媒9の温度低下が検出された場合に、温度低下抑制手段110としての温度低下抑制用モード切換手段108を作動させることで、筒内噴射型内燃機関に特有の排ガス温度の低下に伴う触媒浄化効率の悪化を防止することができるという利点がある。
【0055】
つまり、通常運転モード設定手段107及び温度低下検出手段111としての温度低下判定手段105等からの出力に応じて、温度低下抑制手段110としての温度低下抑制用モード切換手段108により機関の運転モードを切り換えることによって、層状超リーン燃焼による排ガス温度の低下を抑制することができ、これによって、排ガス温度の低下に伴う触媒浄化効率が悪化するのを防止することができるという利点がある。
【0056】
次に、第1実施形態の変形例について説明する。
上述の第1実施形態の排ガス浄化装置では、触媒9の温度低下を判定するための設定温度を1つ設けているが、この変形例では、触媒温度θC.C に応じて温度低下抑制制御を行なうべく、第1設定値及びこれよりも低い温度として設定される第2設定値の2つの設定値を設け、触媒温度θC.C が第1設定値よりも低くなる場合又は低くなることが予測された場合に、温度低下抑制用運転モードとしての前期リーン運転モードに切り換え、この運転モードで十分に触媒9の温度低下を抑制することができない場合、即ち、触媒温度θC.C が第2設定値よりも低くなる場合又は低くなることが予測された場合に、温度低下抑制用運転モードとしてのストイキオ運転モードに切り換えるようにする。
【0057】
本変形例の排ガス浄化装置によれば、触媒温度θC.C が設定温度よりも若干低くなった場合には、運転モードを燃料消費の悪化を考慮して前期リーン運転モードとし、触媒9の排ガス浄化効率を維持することができるとともに、触媒温度θC.C が設定温度よりもかなり低下した場合には、触媒9の排ガス浄化効率が極めて悪化してしまうので運転モードをストイキオ運転モードとし、積極的に触媒温度θC.C を昇温させて、触媒9の浄化効率の悪化を防止することができるという利点がある。
【0058】
次に、第2実施形態について説明すると、この実施形態の排ガス浄化装置は、図6に示すように、上述の第1実施形態ものと、温度低下検出手段111としての温度低下判定手段105が異なる。
つまり、この実施形態では、温度低下判定手段105は、触媒温度センサ26からの検出情報に基づいて触媒9の温度低下度合(温度低下勾配)を検出して、触媒9の温度低下を予測し、検出された温度低下度合に応じて設定温度θ1を変更し、触媒温度θC.C がこの設定温度θ1以下であるか否かを判定することによって、一旦、触媒温度θC.C が触媒活性温度に達して活性化した後に、触媒温度θC.C が低下したか否かを判定するようになっている。
【0059】
このため、温度低下判定手段105は、図6に示すように、触媒温度θC.C の時間変化量Δθを算出する機能を有するΔθ算出部105Aを備え、このΔθ算出部105Aによって、触媒温度センサ26からの検出情報を一定時間毎に読み込み、今回の読込周期における触媒温度θC.C と前回の読込周期における触媒温度θC.C との差Δθ(触媒温度θC.C の時間変化量Δθ)を演算することにより、温度低下度合を検出するようになっている。
【0060】
そして、このΔθ算出部105Aからの情報に基づいて、触媒9の温度低下を予測して設定温度θ1を変更し、この設定温度θ1により触媒温度θC.C が低下したか否かを判定すべく、温度低下判定手段105には、さらに、θ1,θ2読込部105B,判定部105Cが備えられる。
このθ1読込部105Bは、Δθ算出部105Aによって算出される触媒温度θC.C の時間変化量Δθに基づいて、設定温度θ1をマップ〔θ1=G(Δθ)〕により読み込む機能を有するものであり、また、判定部105Cは、触媒温度θC.C がθ1,θ2読込部105Bによって読み込まれた設定温度θ1以下であるか否かを判定することによって(θC.C ≦θ1)、触媒温度θC.C が低下したか否かの判定を行なう機能を有するものである。
【0061】
なお、この温度低下判定手段105は、温度低下抑制手段110としての温度低下抑制用モード切換手段108による制御によって、触媒温度θC.C が十分に上昇したか否かを判定すべく、触媒温度θC.C を検出する触媒温度センサ26からの検出情報に基づいて触媒9の温度上昇度合(温度上昇勾配)を検出することによって触媒9の温度上昇を予測し、触媒温度θC.C が上昇したか否かも判定するようになっている。つまり、温度低下度合に応じて設定温度θ2を変更し、触媒温度θC.C がこの設定温度θ2以上であるか否かを判定することによって、触媒温度θC.C が上昇したか否かを判定するようになっている。
【0062】
このため、温度低下判定手段105が備えるΔθ算出部105Aによって、触媒温度センサ26からの検出情報を一定時間毎に読み込み、今回の検出周期における触媒温度θC.C と前回の検出周期における触媒温度θC.C との差(触媒温度θC.C の時間変化量Δθ)を演算することにより、温度上昇度合を検出するようになっている。
【0063】
そして、温度低下判定手段105が備えるθ1,θ2読込部105B,判定部105Cは、Δθ算出部105Aからの情報に基づいて、触媒9の温度上昇を予測して、設定温度θ2を変更し、この設定温度θ2により触媒温度θC.C が上昇したか否かを判定する機能をも有するようになっている。
つまり、θ1読込部105Bは、Δθ算出部105Aによって算出される触媒温度θC.C の時間変化量Δθに基づいて、設定温度θ2をマップ〔θ2=G(Δθ)〕により読み込む機能をも有し、また、判定部105Cは、触媒温度θC.Cがθ1,θ2読込部105Bによって読み込まれた設定温度θ2以上であるか否かを判定することによって(θC.C ≧θ2)、触媒温度θC.C が上昇したか否かの判定を行なう機能をも有するようになっている。
【0064】
ここで、設定温度θ2は、温度低下抑制制御の終了条件であり、触媒温度θC.C が十分に上昇したか否かを判定して、触媒温度の過昇温の防止のためのものであるため、第1実施形態の設定温度θ2よりも大きい値(高い温度)として設定されている。つまり、触媒の耐熱温度が800°C程度であれば、所定温度を200°C程度として設定温度θ2は600°C程度とすることが好ましい。もちろん、触媒によって耐熱温度が変わるので、設定温度θ2は触媒に応じて適宜設定することが好ましい。
【0065】
これらの設定温度θ1,θ2は、例えば、図9(b)に示すように設定される。図9(b)中、曲線A,Bは触媒温度θC.C の変化を示しており、曲線Aは触媒温度θC.C の変化が緩やかな場合を示しており、曲線Bは触媒温度θC.C の変化が急な場合を示している。
この曲線Aで示すように触媒温度θC.C の変化が緩やかな場合は、図9(a)を参照しながら、第1実施形態において説明した設定温度θ1 ,θ2 と同様に設定温度θ1,θ2が設定されるようになっている。一方、曲線Bで示すように触媒温度θC.C の変化が急な場合は、設定温度θ1はマップ〔θ1=G(Δθ)〕により大きくなるように(温度が高くなるように)設定され、設定温度θ2はマップ〔θ2=G(Δθ)〕により小さくなるように(温度が低くなるように)設定されるようになっている。
【0066】
これは、触媒温度θC.C の低下が急な場合には、設定温度θ1を高い温度に設定することによって、温度低下抑制制御を早めに開始し、触媒温度θC.C が過剰に低下し触媒9の浄化効率が悪化するのを未然に防止するとともに、触媒温度θC.C の上昇が急な場合には、設定温度θ2を低い温度に設定することによって温度低下抑制制御を早めに終了し、通常運転モードに戻った場合に、触媒温度θC.C が過剰に上昇するのを未然に防止するためである。
【0067】
さらに説明すると、このように設定温度θ1を可変とすることは、温度低下抑制用前期リーン運転モードを継続する時間を可変とすることを意味し、上述のように、設定温度θ1を高い温度に設定し、設定温度θ2を低い温度に設定した場合には、温度低下抑制用前期リーン運転モードを継続する時間を短縮することができ、燃料消費の悪化を抑制することができるのである。
【0068】
また、設定温度θ2を高く設定することで触媒を十分に昇温させることができ、温度低下抑制制御が煩雑に行なわれないようにすることができる。
なお、本実施形態における排ガス浄化装置におけるその他の構成については、上述の第1実施形態のものと同様であるため、ここではその説明を省略する。本発明の第2実施形態としての排ガス浄化装置は、上述のように構成されており、通常運転モード設定手段107によって設定された運転モードに基づく燃料噴射制御は、上述の第1実施形態と同様に行なわれるため、その説明は省略する。
【0069】
また、本実施形態の排ガス浄化装置による温度低下抑制制御、即ち、温度低下抑制用モード切換手段108による温度低下抑制用運転モードへの切換制御について、図7のフローチャートを参照しながら説明する。なお、この制御は一定の周期毎に実行される。
まず、ステップD10では、通常運転モード設定手段107によって選択されている運転モードが後期リーン運転モードか否かを判定し、この判定の結果、後期リーン運転モードが選択されている場合はステップD20に進み、後期リーン運転モードが選択されていない場合はステップD80に進む。
【0070】
ステップD20では、Δθ算出部105Aにより触媒温度検出モード(図8参照)を実行し、触媒温度θC.C の一定時間における変化量Δθを算出する。つまり、図8に示すように、ステップE10で一定時間毎に触媒温度θC.C を読み込み、これに基づいて、ステップE20で触媒温度θC.C の一定時間の変化量Δθを算出する。
【0071】
そして、ステップD30では、θ1,θ2読込部105Bによって、ステップD20で算出された変化量Δθに基づいて設定温度θ1をマップから読み込み、ステップD40に進む。ステップD40では、判定部105Cによって、触媒温度θC.C が設定温度θ1以下であるか否かを判定し、この判定の結果、触媒温度θC.C が設定温度θ1以下である場合はステップD50に進む。
【0072】
なお、ステップD50以降の処理、即ち、ステップD50〜ステップD70までの処理は、上述の第1実施形態における温度抑制制御を示すフローチャート(図5参照)のステップB30〜ステップB50と同様であるため、ここではその説明を省略する。
一方、ステップD40での判定の結果、触媒温度θC.C が設定温度θ1以下でない場合は、温度低下抑制制御は必要ないためリターンする。
【0073】
ところで、ステップD10で後期リーン運転モードが選択されていない場合はステップD80に進み、ステップD80では、フラグFが1であるか否かを判定し、この判定の結果、フラグFが1である場合(F=1)は、ステップD90に進み、フラグFが1でない場合はリターンする。
ステップD90では、定常運転状態であるか否かを判定すべく、スロットル開度の変化量ΔTPSがスロットル開度の変化量の基準値TP1以下であるか否かを判定する。この判定の結果、変化量ΔTPSが基準値TP1以下である場合はステップD100に進み、Δθ算出部105Aにより触媒温度検出モード(図8参照)を実行し、触媒温度θC.C の一定時間における変化量Δθを算出する。つまり、図8に示すように、ステップE10で一定時間毎に触媒温度θC.C を読み込み、これに基づいて、ステップE20で触媒温度θC.C の一定時間の変化量Δθを算出する。
【0074】
そして、ステップD110では、θ1,θ2読込部105Bによって、ステップD100で算出された変化量Δθに基づいて設定温度θ2をマップから読み込み、ステップD120に進む。
ステップD120では、判定部105Cによって、触媒温度θC.C が設定温度θ2以上であるか否かを判定し、この判定の結果、触媒温度θC.C が設定温度θ2以上になっていると判定された場合は、さらにステップD130に進み、温度低下抑制制御を終了し、ステップD140でフラグFを0にリセットする。
【0075】
また、ステップD120で触媒温度θC.C が設定温度θ2以上になっていないと判定された場合はリターンし、引続き、温度低下抑制制御を続行する。
一方、ステップD90で、変化量ΔTPSが基準値TP1以下でないと判定された場合はステップD130に進み、温度低下抑制制御を終了し、ステップD140でフラグFを0にリセットする。
【0076】
なお、温度低下抑制制御の終了後は、通常運転モード設定手段107により設定される運転モード(ここでは、後期リーン運転モード)に戻る。
このようにして、本実施形態の排ガス浄化装置では、温度低下検出手段111としての温度低下判定手段105により触媒9の温度低下が判定された場合に、温度低下抑制手段110としての温度低下抑制用モード切換手段108を作動させることで、筒内噴射型内燃機関に特有の排ガス温度の低下に伴う触媒浄化効率の悪化を防止することができるという利点がある。
【0077】
つまり、通常運転モード設定手段107及び温度低下検出手段111としての温度低下判定手段105等からの出力に応じて、温度低下抑制手段110としての温度低下抑制用モード切換手段108により機関の運転モードを切り換えることによって、層状超リーン燃焼による排ガス温度の低下を抑制することができ、これによって、排ガス温度の低下に伴う触媒浄化効率が悪化するのを防止することができるという利点がある。
【0078】
次に、第3実施形態について説明すると、この実施形態の排ガス浄化装置は、図10に示すように、上述の第1実施形態ものと、温度低下検出手段111としての温度低下判定手段105が異なる。
つまり、この実施形態では、温度低下判定手段105が、通常運転モード設定手段107によって設定された後期リーン運転モードによるリーン運転が開始されてからの継続時間に基づいて、触媒9の温度低下を推定するように構成されている。この触媒9の温度低下の推定は、後期リーン運転モードによるリーン運転が開始されてからの継続時間t1が設定時間T0 以上であるか否かを判定することによって行なうようになっている。
【0079】
このように、本実施形態では、排ガス温度の低下が生じる後期リーン運転モード(層状超リーン燃焼)の継続時間により触媒温度θC.C 又は触媒9の温度低下を推定し、この推定に基づいて、温度低下抑制制御を行なうようにしている。
このため、温度低下判定手段105は、通常運転モード設定手段107によって後期リーン運転モードが設定された場合には、その継続時間を計測すべくタイマ109Aをスタートさせるようになっている。そして、タイマ109Aによるカウント値t1が設定時間T0 以上になった場合に、触媒温度θC.C が低下したと判定し、その信号を温度低下抑制用モード切換手段108に送るようになっている。
【0080】
なお、継続時間t1は、図10に示すように、タイマ109Aにより計測するため、継続時間t1はタイマ109Aのカウント値を示している。また、設定時間T0 は、例えば、30秒程度に設定する。
また、この温度低下判定手段105は、後期リーン運転モードによるリーン運転が開始されてからの継続時間t1が設定時間T0 以上になった場合には、後述するタイマ109Aをリセットする機能をも有する。
【0081】
また、温度低下判定手段105は、温度低下抑制用モード切換手段108によって設定された前期リーン運転モードによるリーン運転が開始されてからの継続時間に基づいて、温度低下抑制制御によって触媒9の温度低下が抑制され、温度低下抑制制御を終了できるか否か、即ち、触媒温度θC.C が十分に上昇したか否かを判定する機能をも有する。
【0082】
この温度低下抑制制御を終了できるか否かの判定は、前期リーン運転モードによるリーン運転が開始されてからの継続時間t2が設定時間T1 以上であるか否かを判定することによって行なうようになっている。
これは、上述の後期リーン運転モード(層状超リーン燃焼)の継続時間t1による触媒温度θC.C 又は触媒9の温度低下の推定と同様に、前期リーン運転モードによるリーン運転が開始されてからの継続時間t2により触媒温度θC.C 又は触媒9の温度上昇を推定するものである。
【0083】
このため、温度低下判定手段105は、温度低下抑制用モード切換手段108によって前期リーン運転モードに切り換えられた場合には、その継続時間を計測すべくタイマ109Bをスタートさせるようになっている。そして、タイマ109Bによるカウント値(即ち、継続時間)t2が設定時間T1 以上になった場合に、触媒温度θC.C が上昇したと判定し、その信号を温度低下抑制用モード切換手段108に送るようになっている。
【0084】
なお、継続時間t2は、図10に示すように、タイマ109Bにより計測するため、継続時間t2はタイマ109Bのカウント値に相当する。また、設定時間T1 は、例えば、90秒程度に設定する。
また、この温度低下判定手段105は、前期リーン運転モードによるリーン運転が開始されてからの継続時間t2が設定時間T1 以上になった場合には、後述するタイマ109Bをリセットする機能をも有する。
【0085】
なお、本実施形態における排ガス浄化装置におけるその他の構成については、上述の第1実施形態のものと同様であるため、ここではその説明を省略する。
本発明の第3実施形態としての排ガス浄化装置は、上述のように構成されており、通常運転モード設定手段107によって設定された運転モードに基づく燃料噴射制御は、上述の第1実施形態と同様に行なわれるため、その説明は省略する。
【0086】
また、本実施形態の排ガス浄化装置による温度低下抑制制御、即ち、温度低下抑制用モード切換手段108による温度低下抑制用運転モードへの切換制御について、図11のフローチャートを参照しながら説明する。なお、この制御は一定の周期毎に実行される。
まず、ステップC10では、通常運転モード設定手段107によって選択されている運転モードが後期リーン運転モードか否かを判定し、この判定の結果、後期リーン運転モードが選択されている場合はステップC20に進み、後期リーン運転モードが選択されていない場合はステップC70に進む。
【0087】
そして、ステップC20では、通常運転モード設定手段107によって選択されている後期リーン運転モードによるリーン運転が開始されてからの継続時間(タイマ109Aのカウント値)t1が設定時間T0 以上になっているか否かを判定し、この判定の結果、継続時間t1が設定時間T0 以上になっている場合はステップC30に進んでタイマ109Aのカウント値t1をリセットし、さらに、ステップC40に進む。
【0088】
なお、ステップC40以降の処理、即ち、ステップC40〜ステップC60までの処理は、上述の第1実施形態における温度抑制制御を示すフローチャート(図5参照)のステップB30〜ステップB50と同様であるため、ここではその説明を省略する。
一方、ステップC20での判定の結果、継続時間t1が設定時間T0 以上になっていない場合は温度低下抑制制御は必要ないためリターンする。
【0089】
ところで、ステップC10で後期リーン運転モードが選択されていない場合はステップC70に進み、ステップC70では、フラグFが1であるか否かを判定し、この判定の結果、フラグFが1である場合(F=1)は、ステップC80に進み、フラグFが1でない場合はリターンする。
ステップB80では、定常運転状態であるか否かを判定すべく、スロットル開度の変化量ΔTPSがスロットル開度の変化量の基準値TP1以下であるか否かを判定する。
【0090】
この判定の結果、変化量ΔTPSが基準値TP1以下である場合はステップC90に進み、温度低下抑制用モード切換手段108によって選択されている前期リーン運転モードによるリーン運転が開始されてからの継続時間(タイマ109Bのカウント値)t2が設定時間T1 以上になっているか否かを判定し、この判定の結果、継続時間t2が設定時間T1 以上になっている場合はステップC100に進んでタイマ109Bのカウント値t2をリセットし、さらに、ステップC110に進み、温度低下抑制制御を終了し、ステップC120でフラグFを0にリセットする。
【0091】
また、ステップC90で継続時間t2が設定時間T1 以上になっていないと判定された場合はリターンし、引続き、温度低下抑制制御を続行する。
一方、ステップC80で変化量ΔTPSが基準値TP1以下でない場合はステップC110に進み、温度低下抑制制御を終了し、ステップB100でフラグFを0にリセットする。
【0092】
なお、温度低下抑制制御の終了後は、通常運転モード設定手段107により設定される運転モード(ここでは、後期リーン運転モード)に戻る。
このようにして、本実施形態の排ガス浄化装置は、温度低下検出手段111としての温度低下判定手段105により触媒9の温度低下が推定された場合に、温度低下抑制手段110としての温度低下抑制用モード切換手段108を作動させることで、筒内噴射型内燃機関に特有の排ガス温度の低下に伴う触媒浄化効率の悪化を防止することができるという利点がある。
【0093】
つまり、通常運転モード設定手段107及び温度低下検出手段111としての温度低下判定手段105からの出力に応じて、温度低下抑制手段110としての温度低下抑制用モード切換手段108により機関の運転モードを切り換えることによって、層状超リーン燃焼による排ガス温度の低下を抑制することができ、これによって、排ガス温度の低下に伴う触媒浄化効率が悪化するのを防止することができるという利点がある。
【0094】
次に、第4実施形態について説明すると、この実施形態の排ガス浄化装置は、図12に示すように、上述の第1実施形態と、温度低下抑制手段110が異なるため、運転モード設定手段106及び燃料噴射制御手段101の構成が異なるものとなっている。
つまり、この実施形態では、温度低下抑制手段110は、温度低下抑制用運転モードへの切換制御を行なう機能(温度低下抑制用モード切換手段)108を有するものとして構成するのに代えて、図12に示すように、各気筒の膨張行程以降、即ち、排気行程内(具体的には、膨張行程末期から排気行程の間)の排気弁5の開放中に追加燃料噴射制御を行なう機能(追加燃料噴射制御手段)102を有するものとして構成するようにしている。
【0095】
つまり、通常の燃焼室内での燃焼のための燃料噴射の他に、触媒9を活性化するために、追加燃料を噴射するようになっている。この追加燃料噴射は、未燃の燃料成分を含んだ混合気を触媒9に供給することにより、混合気中の未燃燃料成分を触媒9により燃焼せしめて、触媒9を昇温させ、触媒9の温度低下を抑制するようにしているのである。
【0096】
このため、運転モード設定手段106は、第1実施形態の通常運転モード設定手段107と同様の機能のみ有するものとして構成される。したがって、ここでは、運転モード設定手段106の説明は省略する。
また、燃料噴射制御手段101は、図12に示すように、第1実施形態の燃料噴射制御手段101と同様の機能を有する通常燃料噴射制御手段103と触媒9の温度低下を抑制するために追加燃料噴射制御を行なう機能(追加燃料噴射制御手段)102とを備えて構成される。
【0097】
この追加燃料噴射制御手段102が、本実施形態の排ガス浄化装置において特徴的な構成要素であり、追加燃料噴射制御手段102では、触媒9が、一旦、触媒活性温度に達し活性化した後に、温度低下判定手段105によって触媒9の温度低下が判定された場合に、各気筒の排気行程内に追加燃料噴射を行なうように制御することによって、触媒9の温度低下を抑制するようになっている。このため、この追加燃料噴射制御手段102は、触媒9の温度低下を抑制するように作動する温度低下抑制手段110として機能するものである。
【0098】
この追加燃料噴射制御手段102では、図12に示すように、温度低下判定手段105及び運転モード設定手段106からの情報に基づき、触媒9の温度低下を抑制すべく追加燃料噴射制御を行なうようになっているため、ECU23には、触媒9の温度低下を判定する温度低下判定手段105が設けられている。
この温度低下判定手段105は、第1実施形態のものと同様の機能を有するものであるが、本実施形態では、さらに、触媒温度θC.C が可燃温度θ0 以上であるか否かも判定する機能をも有するように構成されている。
【0099】
ここで、可燃温度θ0 とは、触媒9が反応し、燃焼するために最低必要な温度である。触媒温度θC.C が可燃温度θ0 以上であるか否かも判定することとしているのは、可燃温度θ0 以下では追加燃料噴射により供給された未燃の燃料が触媒9上で燃焼しないためである。
なお、温度低下判定手段105と触媒温度センサ26とから温度低下検出手段111が構成される。
【0100】
また、追加燃料噴射制御手段102は、運転モード設定手段106によってリーン運転モードが設定されている場合(特定運転状態)に、各気筒の排気行程内に追加燃料噴射を行なうように制御するため、運転モード設定手段106からのリーン運転モードに設定されている旨の情報を取り込むようになっている。ここで、リーン運転モードに設定されている特定運転状態とは、減速燃料カットを含む低負荷運転状態を意味し、この低負荷運転状態にはアイドル運転状態も含まれる。
【0101】
これは、リーン運転モードに設定されている場合に、特に、排ガス温度が低下し、触媒温度θC.C が低下しやすいためである。一方、リーン運転モードに設定されている場合には、通常運転における主燃焼に使われる酸素量が少なく、余剰酸素量が多いという特徴があり、この余剰酸素を触媒9の温度低下抑制制御としての追加燃料噴射による燃焼に利用しようとするものでもある。
【0102】
なお、追加燃料噴射制御手段102では、運転モード設定手段106によってリーン運転モードが設定され、かつ、温度低下判定手段105によって触媒9の温度低下が判定された時を、排気行程における追加燃料噴射の噴射開始時期TINJ として決定するようになっている。ここで、噴射開始時期TINJ を決定するのは、後述するインジェクタ駆動時間tPLUSの設定の際に、基本駆動時間tB を補正するのに必要になるからである。
【0103】
このときの追加燃料の噴射時間(1作動サイクル内での全噴射時間)texは、主燃焼後に残存する余剰酸素に応じた燃料量Mfuelが噴射されるようにインジェクタ駆動時間tPLUSを設定するようになっている。これは、追加燃料を触媒9により燃焼させる際に、主燃焼後に残存する余剰酸素を追加燃料により完全燃焼させ、触媒9を効率的に昇温させることができるようにするためである。
【0104】
このインジェクタ駆動時間tPLUSの設定は、以下のようにして行なわれる。つまり、インジェクタ駆動時間tPLUSの設定は、排気行程における追加の燃料噴射において基本となる基本駆動時間tB を、噴射開始時期TINJ ,触媒温度θC.C によって補正することにより行なわれる。
ここで、基本駆動時間tB は、主燃焼後の余剰酸素に対して噴射可能な燃料量Mfuelに基づいて算出される。つまり、通常燃料噴射制御手段103によって求められる1気筒1サイクル当たりの吸入空気量Qと目標とする空燃比(目標A/F)とから主燃焼後に残存する酸素量が求められ、この酸素量に基づいて燃料量Mfuelが算出される。
【0105】
なお、燃料量Mfuelは、次式により求められる。
fuel=Q×(1/理論空燃比−1/目標空燃比)
また、排気行程における噴射開始時期TINJ による補正は、噴射開始時期TINJ と補正係数K2 とから予め設定されているマップから補正係数K2 が求められ、この補正係数K2 を基本駆動時間tB に掛ける(tB ×K2 )ことによって行なわれる。
【0106】
また、触媒温度θC.C による補正は、触媒温度θC.C と補正係数K3 とから予め設定されているマップから補正係数K3 が求められ、この補正係数K3 を基本駆動時間tB に掛ける(tB ×K3 )ことによって行なわれる。
このようにして、排気行程におけるインジェクタ駆動時間tPLUSは、次式により求められる。
【0107】
PLUS=tB ×K2 ×K3
このようにして設定された噴射開始時期TINJ 及びインジェクタ駆動時間tPLUSに応じて、追加燃料噴射は、通常の燃料噴射とは別個に排気行程において行なわれる。
なお、本実施形態における排ガス浄化装置におけるその他の構成については、上述の第1実施形態のものと同様であるため、ここではその説明を省略する。
【0108】
本発明の第4実施形態としての排ガス浄化装置は、上述のように構成されており、運転モード設定手段106によって設定された運転モードに基づく燃料噴射制御は、上述の第1実施形態の通常運転モード設定手段107によって設定された運転モードに基づく燃料噴射制御と同様に行なわれるため、その説明は省略する。
【0109】
また、本実施形態の排ガス浄化装置による温度低下抑制制御、即ち、追加燃料噴射制御手段102による追加燃料噴射制御について、図13のフローチャートを参照しながら説明する。なお、この制御は一定の周期毎に実行される。
まず、ステップF1で、フラグFが0か否かを判定し、フラグFが0である場合はステップF10に進み、フラグFが0でない場合はステップF80に進む。ここで、フラグFは温度低下抑制制御中である場合に1となり、温度低下抑制制御中でない場合に0となり、また、初期設定時には0にセットされる。
【0110】
ステップF10では、触媒温度θC.C が可燃温度θ0 以上設定温度θ1 以下であるか否かを判定する(θ0 ≦θC.C ≦θ1 )。この結果、触媒温度θC.C が可燃温度θ0 以上設定温度θ1 以下である場合は、ステップF15に進んでフラグFを1にセットしてステップF20に進み、触媒温度θC.C が可燃温度θ0 以上設定温度θ1 以下でない場合は、温度低下抑制制御を行なわずリターンする。
【0111】
そして、ステップF20で、運転モード設定手段106により設定された運転モードがリーン運転モードであるか否かを判定し、この判定の結果、リーン運転モードである場合はステップF30に進み、温度低下抑制制御としての排気行程噴射制御を行なうべく、ステップF30〜F70までの処理を行ない、リーン運転モードでない場合は温度低下抑制制御としての排気行程噴射制御を行なわず、ステップF90に進んでフラグFを0にリセットして、リターンする。
【0112】
ところで、ステップF80では、温度低下抑制制御によって触媒温度θC.C が上昇し、触媒温度θC.C が設定温度θ2 以上になったか否かを判定する。この結果、触媒温度θC.C が設定温度θ2 以上でない場合は、温度低下抑制制御としての排気行程噴射制御を継続すべくステップF20に進み、触媒温度θC.C が設定温度θ2 以上である場合は、温度低下抑制制御としての排気行程噴射制御を終了するため、ステップF90に進んで、フラグFを0にリセットし、リターンする。
【0113】
排気行程噴射制御としては、ステップF30〜F70までの処理を行なうが、ステップF30では、排気行程における追加燃料噴射の噴射開始時期TINJ を決定する。そして、ステップF40で1気筒1サイクルあたりの吸入空気量Q、目標A/Fを読み込む。
次に、ステップF50で1気筒1サイクル当たりの吸入空気量Qと目標A/Fとから主燃焼後に残存する酸素量を求め、この酸素量に基づいて燃料量Mfuelを算出する。そして、ステップF60で排気行程における追加燃料噴射の基本駆動時間tB を噴射開始時期TINJ ,触媒温度θC.C によって補正して、排気行程におけるインジェクタ駆動時間tPLUSを設定する。
【0114】
そして、この設定に基づいて排気行程での追加の燃料噴射が行なわれる(ステップF70)。また、制御を簡易化するために、噴射開始時期を固定してもよい(固定時期は、例えば120°ATDCが考えられる)。
このようにして、本実施形態の排ガス浄化装置では、温度低下検出手段111を構成する温度低下判定手段105により触媒9の温度低下が検出されるとともに、運転モード設定手段106からの出力により触媒9の温度低下が予測されるリーン運転モード〔特定運転状態(減速燃料カットを含む低負荷運転状態)〕が検出された場合に、温度低下抑制手段110としての追加燃料噴射制御手段102により少なくとも機関の排気行程中に追加燃料を噴射することで、確実に触媒9の昇温が図ることができ、触媒9の浄化効率の悪化を未然に防止することができるという利点がある。
【0115】
次に、第5実施形態について説明すると、この実施形態の排ガス浄化装置は、図14に示すように、上述の第4実施形態ものと、温度低下検出手段111としての温度低下判定手段105が異なる。
つまり、この実施形態では、温度低下判定手段105が、触媒温度センサ26からの検出情報に基づいて触媒9の温度低下度合(温度低下勾配)を検出し、この温度低下度合に応じて設定温度θ1を変更し、この設定温度θ1によって、一旦、触媒温度θC.C が触媒活性温度に達して活性化した後に、触媒温度θC.C が低下したか否かを判定するようになっている。
【0116】
このため、温度低下判定手段105は、図14に示すように、上述の第2実施形態の温度低下判定手段105と同様の構成を有するが、さらに、触媒温度θC.C が可燃温度θ0 以上であるか否かも判定する機能をも有するように構成されている。ここでは、第2実施形態の温度低下判定手段105と同様の構成についてはその説明は省略する。
【0117】
なお、本実施形態における排ガス浄化装置におけるその他の構成については、上述の第4実施形態のものと同様であるため、ここではその説明を省略する。
本発明の第5実施形態としての排ガス浄化装置は、上述のように構成されており、通常運転モード設定手段107によって設定された運転モードに基づく燃料噴射制御は、上述の第1実施形態と同様に行なわれるため、その説明は省略する。
【0118】
また、本実施形態の排ガス浄化装置による温度低下抑制制御、即ち、追加燃料噴射制御手段102による追加燃料噴射制御について、図15のフローチャートを参照しながら説明する。なお、この制御は一定の周期毎に実行される。
まず、ステップG10で、Δθ算出部105Aにより触媒温度検出モード(図8参照)を実行し、触媒温度θC.C の一定時間における変化量Δθを算出する。つまり、図8に示すように、ステップE10で一定時間毎に触媒温度θC.C を読み込み、これに基づいて、ステップE20で触媒温度θC.C の一定時間の変化量Δθを算出する。
【0119】
次に、ステップG15で、フラグFが0か否かを判定し、フラグFが0である場合はステップG20に進み、フラグFが0でない場合はステップG90に進む。ここで、フラグFは温度低下抑制制御中である場合に1となり、温度低下抑制制御中でない場合に0となり、また、初期設定時には0にセットされる。
そして、ステップG20で、θ1,θ2読込部105Bによって、ステップD20で算出された変化量Δθに基づいて設定温度θ1をマップから読み込み、ステップG30に進む。ここで、設定温度θ1を可変とするマップは、基本的に触媒温度θC.C の変化量Δθが温度低下側に大きく変化した場合(即ち、温度低下度合が大の場合)、設定温度θ1を高くするように設定されている。
【0120】
ステップG30では、判定部105Cによって、触媒温度θC.C が可燃温度θ0 以上設定温度θ1以下であるか否かを判定し、この判定の結果、触媒温度θC.C が可燃温度θ0 以上設定温度θ1以下である場合はステップG35に進んでフラグFを1にセットしてステップG40に進み、触媒温度θC.C が可燃温度θ0以上設定温度θ1以下でない場合は、温度低下抑制制御と行なわず、リターンする。
【0121】
そして、ステップG40で、運転モード設定手段106により設定された運転モードがリーン運転モードであるか否かを判定し、この判定の結果、リーン運転モードである場合は、温度低下抑制制御としての排気行程噴射制御を行なうべく、ステップG45〜G80までの処理を行ない、リーン運転モードでない場合は温度低下抑制制御としての排気行程噴射制御を行なわず、ステップG110に進んでフラグFを0にリセットして、リターンする。
【0122】
ところで、ステップG90では、θ1,θ2読込部105Bによって、ステップG10で算出された変化量Δθに基づいて設定温度θ2をマップから読み込み、ステップG100に進む。ここで、設定温度θ2を可変とするマップは、基本的に触媒温度θC.C の変化量Δθが温度上昇側に大きく変化した場合(即ち、温度上昇度合が大の場合)、設定温度θ2を低くするように設定されている。
【0123】
そして、ステップG100で、温度低下抑制制御によって触媒温度θC.C が上昇し、触媒温度θC.C が設定温度θ2以上になったか否かを判定する。この結果、触媒温度θC.C が設定温度θ2以上でない場合は、温度低下抑制制御としての排気行程噴射制御を継続すべくステップG40に進み、触媒温度θC.C が設定温度θ2以上である場合は、温度低下抑制制御としての排気行程噴射制御を行なわず、ステップG110に進みフラグFを0にリセットして、リターンする。
【0124】
排気行程噴射制御としては、ステップG45〜G80までの処理を行なうが、これは、第4実施形態において、図13を参照しながら説明した排気行程噴射制御のステップF30〜ステップF70に相当するものであるため、ここでは、その説明を省略する。
このようにして、本実施形態の排ガス浄化装置では、第4実施形態と同様な効果が得られるとともに、設定温度θ1を可変とすることで、触媒温度低下度合が大きい場合には早い時期から少なくとも機関の排気行程中に追加燃料を噴射することで、確実に触媒9の昇温が図ることができ、触媒9の浄化効率の悪化を未然に防止することができるという利点がある。また、設定温度θ2を可変とすることで、触媒温度低下抑制制御によって触媒温度が急に上昇した場合でも、早い時期に触媒温度低下抑制制御を停止させ、触媒の過昇温を防止することができる利点もある。
【0125】
次に、第6実施形態について説明すると、この実施形態の排ガス浄化装置は、図16に示すように、上述の第1実施形態のものと第4実施形態のものとを組み合わせたものである。これは、触媒の温度低下が予測される定常走行運転時に、減速燃料カットを含む低負荷運転時(アイドル運転時も含む)に効率よく確実に触媒の温度低下を防止するために構成されている。
【0126】
そして、この実施形態では、燃料噴射制御手段101が、第4実施形態のものと同様に構成されており、その他の構成については、第1実施形態のものと同様な構成にされている。そして、温度低下抑制用モード切換手段(第1手段)108と追加燃料噴射制御手段(第2手段)102とから温度低下抑制手段110が構成され、これらの温度低下抑制用モード切換手段108又は追加燃料噴射制御手段102による温度低下抑制制御を運転状態によって切り換えるようにしている。
【0127】
さらに説明すると、触媒温度センサ26により触媒温度が所定温度よりも低くなり、その後、スロットルセンサ14等の出力から機関の運転状態を判定し、その時の運転状態が定常走行運転状態の場合には、温度低下抑制手段110としての温度低下抑制用モード切換手段108によって温度低下抑制制御を行ない、減速燃料カットを含む低負荷運転状態(アイドル運転状態を含む)の場合には、温度低下抑制手段110としての追加燃料噴射制御手段102によって温度低下抑制制御を行なうようになっている。
【0128】
本実施形態の排ガス浄化装置は、上述のように構成されているため、温度低下抑制用モード切換手段108によって運転モード(燃焼状態)を切り換えることによる温度低下抑制制御と追加燃料噴射制御手段102によって追加燃料を噴射することによる温度低下抑制制御とを機関の運転状態に応じて選択的に行なうようにすることで、燃料消費の悪化を最小限に抑制しながら、確実に触媒9の温度低下(触媒の浄化効率の低下)を防止することができるという利点がある。
【0129】
なお、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、例えば第1実施形態では、触媒の温度に応じて温度低下抑制制御の作動及び停止を行なっているが、温度低下抑制制御の作動を触媒の温度に応じて開始させ、その後、温度低下抑制制御の継続時間、つまり、運転モードが切り換わってからの時間に応じて、温度低下抑制制御を終了させるように設定してもよい。
【0130】
また、第1,2,3,6実施形態の排ガス浄化装置では、温度低下抑制用運転モードとして選択される運転モードを前期リーン運転モードとしているが、これに限られるものではなく、触媒の温度上昇に応じて段階的に運転モードを前期リーン運転モードからストイキオ運転モードに切り換えてもよく、また、触媒温度θC.C を急激に上昇させる必要がある状況では、後期リーン運転モードから直接ストイキオ運転モードが選択されるようにしてもよい。これは、三元触媒9Bに比べ触媒活性温度が高く活性温度域の狭いリーンNOX 触媒9Aの温度低下を抑制するのに、特に有効である。
【0131】
また、第1,2,3,6実施形態の排ガス浄化装置では、触媒温度θC.C が非常に低くなっている場合に、効率よく触媒温度θC.C を上昇させるには、まず、温度低下抑制用運転モードとしてのストイキオ運転モードに切り換えるようにしてもよい。この場合、触媒9の過昇温を防止すべく、触媒温度がある程度上昇したことが検出又は推定された場合に、さらに、温度低下抑制用運転モードとしての前期リーン運転モードに切り換えるようにするとよい。
【0132】
さらに、第1,2,3,6実施形態の排ガス浄化装置では、通常運転モードとして後期リーン運転モードが選択されている場合としているが、前期リーン運転モードにおいて運転状態によって排ガス温度が低下する場合には、温度低下抑制用運転モードとしてのストイキオ運転モードに切り換えるようにしてもよい。また、第1,2,3,6実施形態の排ガス浄化装置では、通常運転モードとして後期リーン運転モード,前期リーン運転モード及びストイキオ運転モードを切り換える機関に備えられるものとして説明しているが、機関が後期リーン運転モードと前期リーン運転モードとを切り換えるものとして構成されている場合には、温度低下抑制用運転モードとして前期リーン運転モードが設定されるようにすればよく、また、機関が後期リーン運転モードとストイキオ運転モードとを切り換えるものとして構成されている場合には、温度低下抑制用運転モードとしてストイキオ運転モードが設定されるようにすればよい。
【0133】
また、第1,2,3,6実施形態の排ガス浄化装置では、スロットルセンサ14からの検出情報をも取り入れることによって、定常運転状態において温度低下抑制用モード切換手段108による温度低下抑制制御を行なうようにしているが、このような判定を行なわず、触媒温度θC.C のみに基づいて制御を行なうか否かを判定するようにしてもよい。
【0134】
さらに、温度低下抑制手段として、本エンジンの一部の気筒については圧縮行程中に燃料噴射を行なう層状超リーン燃焼とし、他の気筒については吸気行程中に燃料噴射を行ないストイキオ又は燃料リッチな空燃比による予混合燃焼として、ストイキオ又は燃料リッチの気筒から排出される未燃成分(CO,HC,H2等)と燃料リーンの気筒から排出されるO2 とによる酸化反応によって、触媒を昇温させるように構成してもよく、さらに、上述した各運転状態と組み合わせて、各運転状態毎に効率よく触媒の昇温を図るようにしてもよい。
【0135】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1記載の本発明の排ガス浄化装置によれば、温度低下検出手段により触媒の温度低下が判定された場合に温度低下抑制手段を作動させることで、筒内噴射型内燃機関に特有の排ガス温度の低下に伴う触媒浄化効率の悪化を防止することができるという利点がある。
【0136】
また、付加デバイス無しの安価なシステムで、層状超リーン燃焼による排ガス温度の低下を抑制することができ、これによって、排ガス温度の低下に伴う触媒浄化効率が悪化するのを防止することができるという利点がある。
請求項2記載の本発明の排ガス浄化装置によれば、触媒温度が設定温度よりも若干低くなった場合には、運転モードを燃料消費の悪化を考慮してリーン運転モードとし、触媒の排ガス浄化効率を維持することができるとともに、触媒温度が設定温度よりもかなり低下した場合には、触媒の排ガス浄化効率が極めて悪化してしまうので運転モードをストイキオ運転モードとし、積極的に触媒の温度を昇温させて、触媒の浄化効率の悪化を防止することができるという利点がある。
【0137】
請求項3記載の本発明の排ガス浄化装置によれば、燃焼状態の切換と追加燃料噴射とを選択的に行なうようにすることで、燃料消費の悪化を抑制しながら、確実に触媒の温度低下(触媒の浄化効率の低下)を防止することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態としての排ガス浄化装置の制御系の要部構成を模式的に示すブロック図である。
【図2】本発明の第1実施形態としての排ガス浄化装置における制御ブロック図である。
【図3】本発明の第1実施形態としての排ガス浄化装置の全体構成図である。
【図4】本発明の第1実施形態としての排ガス浄化装置の燃料噴射制御を説明するためのフローチャートである。
【図5】本発明の第1実施形態としての排ガス浄化装置の温度低下抑制制御を説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明の第2実施形態としての排ガス浄化装置の制御系の要部構成を模式的に示す制御ブロック図である。
【図7】本発明の第2実施形態としての排ガス浄化装置の温度低下抑制制御を説明するためのフローチャートである。
【図8】本発明の第2実施形態としての排ガス浄化装置の温度低下抑制制御における触媒温度検出モードを説明するためのフローチャートである。
【図9】本発明の実施形態としての排ガス浄化装置において用いられる設定温度を説明するため図であり、(a)は設定温度θ1 ,設定温度θ2 、(b)は設定温度θ1,設定温度θ2をそれぞれ説明するためのものである。
【図10】本発明の第3実施形態としての排ガス浄化装置の制御系の要部構成を模式的に示す制御ブロック図である。
【図11】本発明の第3実施形態としての排ガス浄化装置の温度低下抑制制御を説明するためのフローチャートである。
【図12】本発明の第4実施形態としての排ガス浄化装置の制御系の要部構成を模式的に示す制御ブロック図である。
【図13】本発明の第4実施形態としての排ガス浄化装置の温度低下抑制制御を説明するためのフローチャートである。
【図14】本発明の第5実施形態としての排ガス浄化装置の制御系の要部構成を模式的に示す制御ブロック図である。
【図15】本発明の第5実施形態としての排ガス浄化装置の温度低下抑制制御を説明するためのフローチャートである。
【図16】本発明の第6実施形態としての排ガス浄化装置の制御系の要部構成を模式的に示す制御ブロック図である。
【符号の説明】
1 燃焼室
2 吸気通路
2a サージタンク
3 排気通路
4 吸気弁
5 排気弁
6 エアクリーナ
7 スロットル弁
8 インジェクタ(燃料噴射弁)
8a インジェクタソレノイド
8b インジェクタソレノイド用スイッチングトランジスタ
9 排出ガス浄化用触媒としての排出ガス浄化用触媒コンバータ
9A リーンNOx 触媒
9B 三元触媒
10 排出ガス再循環装置(EGR装置)
10b 排気還流通路
10a EGRバルブ(排出ガス還流手段)
11 エアフローセンサ
12 吸気温センサ
13 大気圧センサ
14 スロットルセンサ
15 アイドルスイッチ
16 アイドルスピードコントロールバルブ(ISCバルブ)
16A バイパス路
17 酸素濃度センサ(O2 センサ)
19 冷却水温度センサ
20 クランキングスイッチ又はイグニッションスイッチ
21 クランク角センサ(エンジン回転数センサ)
22 TDCセンサ(気筒判別センサ)
23 電子制御ユニット(ECU)
24 アクセルポジションセンサ
25 バッテリセンサ
26 触媒温度センサ(触媒温度検出手段)
27 CPU
28,29 入力インタフェイス
30 アナログ/デジタルコンバータ
31 ROM
32 RAM
34 噴射ドライバ(燃料噴射弁駆動手段)
35 点火プラグ
50 エアバイパスバルブ(ABV)
50A バイパス路
101 燃料噴射制御手段
102 追加燃料噴射制御手段(温度低下抑制手段)
103 通常燃料噴射制御手段
104 各種センサ類
105 温度低下判定手段(温度低下検出手段)
105A Δθ算出部
105B θ1,θ2読込部
105C 判定部
106 運転モード設定手段
107 通常運転モード設定手段
108 温度低下抑制用モード切換手段
109A タイマ
109B タイマ
110 温度低下抑制手段
111 温度低下検出手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purification device that performs exhaust gas purification in a direct injection internal combustion engine that injects fuel directly into a combustion chamber, and more particularly to an exhaust gas purification device that is suitable for use in exhaust gas purification during super lean combustion.
[0002]
[Prior art]
At present, a spark ignition type cylinder injection type internal combustion engine that directly injects fuel into a combustion chamber has been developed. This in-cylinder injection type internal combustion engine can be operated in an extremely lean region (at the time of ultra-lean combustion operation) in which the air-fuel ratio is extremely large as compared with a conventional lean burn internal combustion engine (lean burn engine). Can be set as a lean region, and fuel efficiency can be further improved.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an in-cylinder injection internal combustion engine, fuel is injected during the compression stroke, and stratified combustion is established, thereby burning in an extremely lean mixture (oxygen-excess atmosphere) (combustion at an air-fuel ratio of 30 or more) In this combustion, when compared with the same fuel amount, the amount of air in the cylinder is larger and the calorific value is smaller than that of a conventional lean combustion internal combustion engine (burning in a lean region at an air-fuel ratio of about 22). Therefore, depending on the operating state, the exhaust temperature may be low (about 150 degrees), and there is a problem that the temperature of the catalyst provided in the exhaust passage decreases and exhaust gas purification efficiency deteriorates.
[0004]
By the way, as a technique for raising the temperature of the catalyst, the temperature of the catalyst is detected, and when the detected temperature is lower than the catalyst activation temperature, the air-fuel ratio is forcibly set to the stoichiometric air-fuel ratio, thereby setting the catalyst temperature. A technique for rapidly raising the temperature to the activation temperature has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 3-948).
However, this prior art is intended for a conventional lean-burn internal combustion engine, and is intended for early catalyst activation at the time of cold start. Therefore, during normal operation in a direct injection internal combustion engine However, it cannot solve the specific problem of lowering the exhaust temperature.
[0005]
The present invention was devised in view of such problems, and in a direct injection internal combustion engine that performs ultra lean combustion, suppresses a decrease in the temperature of a catalyst that purifies exhaust gas, and prevents deterioration of exhaust gas purification efficiency. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification device that can perform the above-mentioned.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  For this reason, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention according to claim 1 injects fuel directly into the combustion chamber and performs stratified super lean combustion having an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio in accordance with the operating state. A specific operation provided in the engine and disposed in the exhaust passage of the engine to purify exhaust gas, and detecting or predicting a temperature drop of the catalyst by detecting the temperature of the catalyst or causing a temperature drop A temperature drop detecting means for detecting a temperature drop of the catalyst after the temperature of the catalyst reaches a catalyst activation temperature and activated by detecting a state and estimating a temperature drop of the catalyst; and the temperature drop detection Temperature drop suppression means that operates so as to suppress the temperature drop of the catalyst when the temperature drop of the catalyst is detected by the means, the in-cylinder injection internal combustion engine includes the layered super lean combustion The stoichiometric operation mode in which the premixed combustion whose combustion air-fuel ratio is smaller than that of the stratified super-lean combustion is switched according to the operating state, and the stoichiometric operation mode or the theory of operation is performed near the stoichiometric air-fuel ratio in order to perform the premixed combustion. A lean operation mode in which operation is performed at an air-fuel ratio greater than the air-fuel ratio, and the temperature decrease suppression means has a temperature of the catalyst that is lower than a first set value in accordance with an output from the temperature decrease detection means, or Switch engine operation to lean operation mode for premixed combustion when expected to be lower,furtherThe engine when the temperature of the catalyst is predicted to be lower or lower than a second set value set as a temperature lower than the first set value according to the output from the temperature drop detecting means Is switched to the stoichiometric operation mode of the premixed combustion.
[0007]
This temperature decrease suppression means injects additional fuel during the switching means (temperature decrease suppression mode switching means for switching the operation mode) for switching the combustion state of the engine (stratified super lean combustion and premixed combustion) or during the exhaust stroke of the engine. The additional fuel injection control means is preferable.
When the temperature drop detecting means is a means for directly detecting the temperature of the catalyst, the temperature drop is detected when the temperature drop detecting means detects that the catalyst temperature is lower than a preset temperature. It is preferable that the combustion state is premixed combustion for a predetermined time by the lowering suppression means. In this case, it becomes possible to prevent the exhaust gas purification efficiency from deteriorating.
[0008]
Further, the temperature drop and the temperature drop degree of the catalyst may be detected by the temperature drop detection means, and the time for premixed combustion by the temperature drop suppression means may be made variable according to the temperature drop degree. When the degree of temperature decrease is small, it is possible to reduce the time for premixed combustion while preventing the exhaust gas purification efficiency from deteriorating, and to minimize the deterioration of fuel consumption.
[0009]
In addition, after switching the operation mode (after control by the temperature drop suppression means), it is conceivable to return to the normal operation mode by actually detecting the catalyst temperature. In this case, when the temperature rising gradient of the catalyst is steep, it is preferable to lower the set temperature for returning to the normal mode to prevent the catalyst from becoming overheated.
Further, when the temperature decrease detecting means is a means for estimating the temperature of the catalyst, for example, the temperature of the catalyst or the temperature decrease is estimated by the duration of the stratified super lean combustion in which the exhaust gas temperature decreases, and the temperature decrease suppressing means May be premixed combustion for a certain period of time after a lapse of a predetermined time from setting to stratified super lean combustion. In this case, a very simple control specification can be obtained.
[0010]
  When this engine has the stoichiometric operation mode, it is preferable to switch to the stoichiometric operation mode, and when it has the lean operation mode, it is preferable to switch to the lean operation mode.
  According to a second aspect of the present invention, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is provided in a direct injection internal combustion engine that directly injects fuel into a combustion chamber and performs stratified super-lean combustion having an air / fuel ratio larger than the stoichiometric air / fuel ratio in accordance with operating conditions. A catalyst disposed in the exhaust passage of the engine for purifying exhaust gas, and detecting or predicting a temperature drop of the catalyst by detecting the temperature of the catalyst, or detecting a specific operating state causing the temperature drop Then, by estimating the temperature drop of the catalyst, the temperature drop detection means for detecting the temperature drop of the catalyst after the catalyst temperature reaches the catalyst activation temperature and is activated, and the temperature drop detection means Temperature drop suppression means that operates to suppress the temperature drop of the catalyst when a temperature drop of the catalyst is detected, and the in-cylinder injection internal combustion engine includes the layered super-lean combustion, the layered combustion The premixed combustion with a combustion air-fuel ratio smaller than that of lean combustion is switched according to the operating state. The premixed combustion is performed in a stoichiometric operation mode in which operation is performed at the stoichiometric air-fuel ratio and an air pressure larger than the stoichiometric air-fuel ratio. The temperature drop detecting means is configured to detect the temperature drop of the catalyst and detect or predict the temperature drop of the catalyst by having two operation modes of a lean operation mode that operates at a fuel ratio, and the temperature drop The suppression means sets the operation mode as the lean operation mode when the temperature drop detection means predicts that the temperature of the catalyst is lower than or lower than the preset first set value.And thenWhen the temperature drop detecting means predicts that the temperature of the catalyst is lower or lower than the second set value set to a temperature lower than the first set value, the operation mode is set to the stoichiometric mode. It is characterized by the operation mode.
[0011]
Preferably, the first set value and the second set value are variable according to the output from the temperature drop detection means. For example, when the temperature decrease gradient is steep, it is preferable to increase the second set value and operate the temperature decrease suppression means early so as to prevent the catalyst purification efficiency from being deteriorated.
According to a third aspect of the present invention, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is provided in a direct injection internal combustion engine that directly injects fuel into a combustion chamber and performs stratified super-lean combustion having an air / fuel ratio larger than the stoichiometric air / fuel ratio in accordance with operating conditions. A catalyst disposed in the exhaust passage of the engine for purifying exhaust gas, and detecting or predicting a temperature drop of the catalyst by detecting the temperature of the catalyst, or detecting a specific operating state causing the temperature drop Then, by estimating the temperature drop of the catalyst, the temperature drop detection means for detecting the temperature drop of the catalyst after the catalyst temperature reaches the catalyst activation temperature and is activated, and the temperature drop detection means Temperature drop suppression means that operates to suppress the temperature drop of the catalyst when a temperature drop of the catalyst is detected, and the in-cylinder injection internal combustion engine includes the layered super lean combustion and the layered super lean combustion. The premixed combustion having a combustion air-fuel ratio smaller than that of the lean combustion is switched in accordance with the operating state, and the temperature decrease suppressing means is a first means for switching between the stratified super lean combustion and the premixed combustion. And a second means for injecting additional fuel at least during the exhaust stroke of the engine, and the temperature drop suppressing means selects the first means when the engine is in a steady operation state and While switching from lean combustion to the premixed combustion, the second means is selected when the engine is in a low load operation state.
[0012]
In the steady running operation state, the temperature decrease suppressing means switches the engine combustion state to premixed combustion (execution of the first means), and may include a low load operation state (idle operation state) including a deceleration fuel cut. In the case of (preferably), it is preferable to inject additional fuel (execution of the second means) during the exhaust stroke of the engine.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, with reference to FIGS. 1-5, the exhaust gas purification apparatus as 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
The configuration of a cylinder injection type internal combustion engine provided with the exhaust gas purifying apparatus is as shown in FIG. 3, and is an internal combustion engine having four strokes of intake, compression, expansion and exhaust in one operation cycle, that is, a four-cycle engine. And it is a spark ignition type and is configured as a cylinder injection engine (cylinder injection internal combustion engine) that directly injects fuel into the combustion chamber.
[0014]
An intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected to the combustion chamber 1 so as to communicate with each other. The intake passage 2 and the combustion chamber 1 are controlled to communicate with each other by an intake valve 4, and the exhaust passage 3 and the combustion chamber 1 are connected. The communication is controlled by the exhaust valve 5.
The intake passage 2 is provided with an air cleaner 6 and a throttle valve 7 in order from the upstream side, and the exhaust passage 3 is provided with an exhaust gas purification catalytic converter 9 as an exhaust gas purification catalyst in order from the upstream side. A muffler (silencer) (not shown) is provided. The intake passage 2 is provided with a surge tank 2a.
[0015]
Further, an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as an EGR device) 10 is provided. That is, the exhaust gas recirculation passage 10b is provided so as to connect the surge tank 2a portion of the intake passage 2 and the upstream side of the exhaust passage 3, and an EGR valve 10a is attached to the exhaust gas recirculation passage 10b.
The flow rate of exhaust gas (also referred to as exhaust gas, exhaust gas, or exhaust gas) from the exhaust passage 3 to the intake passage 2 can be controlled by the EGR valve 10a. The EGR valve 10a is controlled according to the operating state of the engine.
[0016]
Further, the opening degree of the throttle valve 7 changes in accordance with the amount of depression of an accelerator pedal (not shown), whereby the amount of air introduced into the combustion chamber 1 is adjusted. Reference numeral 16 denotes an idle speed control valve (ISC valve), which is provided in a bypass passage 16A that bypasses the throttle valve installation portion of the intake passage 2 and is driven to open and close by a stepper motor (not shown). Alternatively, the idle speed at the time of substantially full closing is finely adjusted.
[0017]
50 is an air bypass valve (ABV), which is provided in a bypass passage 50A that connects the intake passage 2 upstream of the throttle valve 7 and the surge tank 2a so as to bypass the throttle valve 7 installation portion of the intake passage 2. The air-fuel ratio can be adjusted by adjusting the intake air amount separately from the throttle valve 7.
The injector (fuel injection valve) 8 is arranged so that its opening faces the combustion chamber 1 so as to directly inject fuel toward the combustion chamber 1 in the cylinder. Naturally, this injector 8 is provided for each cylinder. For example, if the engine of this embodiment is an in-line four-cylinder engine, four injectors 8 are provided.
[0018]
With such a configuration, the air sucked through the air cleaner 6 according to the opening of the throttle valve 7 is sucked into the combustion chamber 1 by opening the intake valve 4, and the sucked air and the injector 8 in the combustion chamber 1. The fuel directly injected from the fuel is mixed, and the ignition plug 35 is ignited at an appropriate timing in the combustion chamber 1 to be combusted to generate engine torque. CO, HC, NO in the exhaust gas is discharged to the exhaust passage 3 and discharged by a catalytic converter (hereinafter also simply referred to as catalyst) 9xAfter these three harmful components are purified, they are silenced by a muffler and released to the atmosphere.
[0019]
In particular, this engine is an engine that can perform a saving operation while keeping the air-fuel ratio lean. During lean operation, the normal three-way catalyst alone can reduce NO in the exhaust gas.xCatalyst 9 cannot be sufficiently purified, the catalyst 9xThe catalyst 9A and the three-way catalyst 9B are combined. In other words, lean NOxDownstream of the catalyst 9A, CO, HC and NO in the exhaust gas under the stoichiometric air-fuel ratioxA three-way catalyst 9B having a three-way function capable of purifying the catalyst is provided.
[0020]
This is a three-way catalyst 9B lean NOxIt is placed downstream of the catalyst 9A and lean NOxNO at catalyst 9AxLean NO while not impeding purificationxThis is to ensure that CO and HC that could not be sufficiently purified by the catalyst can be purified. Lean NOxIf the catalyst has a three-way function, lean NOxOnly one catalyst may be arranged.
[0021]
By the way, the engine will be further described. The engine is configured such that the intake air flow that flows into the combustion chamber 1 from the intake passage 2 forms a vertical vortex (reverse tumble flow). However, a small amount of fuel is collected only in the vicinity of the spark plug 35 disposed at the center of the top of the combustion chamber 1 and separated from the spark plug 35 while using the longitudinal vortex. In this portion, an extremely lean air-fuel ratio can be obtained, and only the vicinity of the spark plug 35 is set to a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio, thereby realizing stable stratified combustion (stratified super-lean combustion) and fuel. Consumption can be suppressed. The optimum fuel injection timing in this case is the latter half of the compression stroke where the air flow is weak.
[0022]
In order to obtain a high output from the engine, the fuel from the injector 8 is homogenized in the entire combustion chamber 1, and the entire combustion chamber 1 is premixed with a stoichiometric air-fuel ratio or a lean air-fuel ratio. It is sufficient to perform combustion. Of course, the stoichiometric air-fuel ratio can provide higher output than the lean air-fuel ratio, but in these cases, fuel injection is performed at a timing at which fuel atomization and vaporization are sufficiently performed. As a result, high output can be obtained efficiently. The optimum fuel injection timing in such a case is set so that the fuel injection is completed at the initial stage or the first half of the intake stroke so that the atomization and vaporization of the fuel can be promoted using the intake air flow.
[0023]
Incidentally, various sensors are provided for controlling the engine. First, on the intake passage 2 side, an air flow sensor 11 for detecting the intake air amount from Karman vortex information, an intake air temperature sensor 12 for detecting the intake air temperature, and an atmospheric pressure sensor 13 for detecting the atmospheric pressure are provided in the air cleaner portion. A potentiometer type throttle sensor 14 for detecting the opening degree of the throttle valve 7, an idle switch 15 for detecting an idling state, and the like are provided in the throttle valve arrangement portion.
[0024]
Further, on the exhaust passage 3 side, the oxygen concentration in the exhaust gas (O2Oxygen concentration sensor 17 (hereinafter simply referred to as O)2 Sensor 17) and a downstream side portion of the catalyst 9 has a temperature θ of the catalyst or the vicinity thereof.CC(Hereafter, catalyst temperature θCCA catalyst temperature sensor (high temperature sensor) 26 is provided as a catalyst temperature detecting means for detecting the above.
[0025]
Further, as other sensors, a water temperature sensor 19 for detecting the engine cooling water temperature or a crank angle sensor 21 for detecting a crank angle as shown in FIG. 2 (the crank angle sensor 21 is also a rotation speed sensor for detecting the engine speed). And a TDC sensor (cylinder discrimination sensor) 22 for detecting the top dead center of the first cylinder (reference cylinder) is provided in the vicinity of each cam.
[0026]
Detection signals from these sensors are input to an electronic control unit (ECU) 23.
Note that the ECU 23 includes a voltage signal from the accelerator position sensor 24 that detects the amount of depression of the accelerator pedal and a battery sensor 25 that detects the voltage of the battery, and a cranking switch that detects a start time (or an ignition switch (key switch)). A signal from 20 is also input.
[0027]
By the way, the hardware configuration of the ECU 23 is as shown in FIG. 2. The ECU 23 has a CPU 27 as a main part thereof. The intake air temperature sensor 12, the atmospheric pressure sensor 13, the throttle sensor 14, and the O 27 are connected to the CPU 27.2 Detection signals from the sensor 17, the water temperature sensor 19, the accelerator position sensor 24, the catalyst temperature sensor 26, and the battery sensor 25 are input via the input interface 28 and the analog / digital converter 30, and the airflow sensor 11 and crank angle sensor. 21, detection signals from the TDC sensor 22, the idle switch 15, the cranking switch 20, the ignition switch and the like are input via the input interface 29.
[0028]
Further, the CPU 27 holds the stored contents while the ROM 31 for storing program data and fixed value data, the RAM 32 to be updated and sequentially rewritten, the free running counter 48 and the battery are connected via the bus line. Thus, data is exchanged with a battery backup RAM (not shown) backed up.
[0029]
The data in the RAM 32 is erased and reset when the ignition switch is turned off.
Further, the fuel injection control signal based on the calculation result by the CPU 27 is output to the solenoid (injector solenoid) 8a of the injector 8 via the (in this case, four) injection driver (fuel injection valve driving means) 34 for each cylinder. It has come to be.
[0030]
Now, paying attention to the fuel injection control (air-fuel ratio control), the fuel injection control signal calculated by the CPU 27 is output via the driver 34, and, for example, the four injectors 8 are sequentially driven.
Due to the characteristics of the in-cylinder injection engine as described above, in this engine, as a mode of fuel injection, in order to realize lean operation by stratified super lean combustion and improve fuel efficiency (particularly, in the latter half of the compression stroke) The late-stage injection mode (late-lean operation mode) in which fuel injection is performed and the lean-injection by premixed combustion, and the early-stage injection in which fuel is injected during the intake stroke (especially in the first half of the intake stroke) in order to obtain output by slow acceleration Mode (first lean operation mode) and stoichiometric operation (stoichiometric air-fuel ratio operation) by premixed combustion, and fuel injection during the intake stroke to improve output compared to the first injection mode (stoichio operation mode) ) And is switched according to the operating state of the engine.
[0031]
In the late lean operation mode, the exhaust gas temperature is particularly lowered, and this is called a specific operation state. Further, the switching of the operation mode described above means switching of the combustion state of the engine (switching between stratified super lean combustion and premixed combustion).
For such fuel injection control (injector drive control), as shown in the block diagram of FIG. 1, the ECU 23 sets the operation mode setting means 106 for selecting the injection mode (operation mode) and the setting of the fuel injection amount. There is provided a fuel injection control means 101 for performing the following.
[0032]
As shown in FIG. 1, the operation mode setting means 106 has a function (normal operation mode setting means) 107 for selecting an injection mode during normal operation and an injection mode for suppressing the temperature drop of the catalyst 9. And a switching function (temperature drop suppression mode switching means) 108.
Among these, in the normal operation mode setting means 107, the injection mode is set to the engine speed (rotation speed) Ne detected from the engine speed sensor 21, various sensors 104, etc., and the accelerator pedal depression amount θ.ACCBased on the above, the target output torque T of the engine is set, and either the early injection mode or the late injection mode is selectively set according to the engine speed Ne or the target output torque T. For example, when the engine speed Ne is low and the target torque T is low, the late injection mode is set, and when either the engine speed Ne or the target torque T is not low, the pre-injection mode or stoichiometric mode is set.
[0033]
Further, the temperature drop suppression mode switching means 108 is a characteristic component of the in-cylinder injection internal combustion engine for exhaust gas purification, and when the temperature drop of the catalyst 9 is determined by the temperature drop determination means 105 described later. In addition, the normal operation mode set by the normal operation mode setting means 107 is switched to the operation mode for suppressing temperature decrease, and has a function of suppressing the temperature decrease of the catalyst 9. Therefore, the temperature drop suppression mode switching means 108 constitutes a temperature drop suppression means 110 that operates so as to suppress the temperature drop of the catalyst 9.
[0034]
As shown in FIG. 1, the temperature drop suppression mode switching means 108 is based on the information from the normal operation mode setting means 107, the temperature drop determination means 105, which will be described later, and the throttle sensor 14. The mode is switched to the first lean operation mode as a temperature drop suppressing operation mode. Since switching of the operation mode corresponds to switching of the combustion state of the engine, switching the late lean operation mode to the first lean operation mode means switching the stratified super lean combustion to the premixed combustion.
[0035]
This is because the exhaust gas temperature is greatly influenced by the operation mode selected by the normal operation mode setting means 107 (that is, the air-fuel ratio at the time of operation), and the closer to the stoichiometric operation mode (theoretical air-fuel ratio), the per unit weight of the intake air. The amount of fuel increases (therefore, the amount of heat generated increases) and the exhaust gas temperature increases, so that the exhaust gas at a higher temperature is brought closer to the catalyst 9 by switching the operation mode using this property. The amount of heat transferred from the exhaust gas to the catalyst 9 is increased so as to be discharged, the temperature drop of the catalyst 9 is suppressed, and the purification efficiency of the catalyst 9 is prevented from deteriorating.
[0036]
Here, when the late lean operation mode in which the exhaust gas temperature is low is selected as the normal operation mode, the first lean operation mode in which the exhaust gas temperature is higher than that in the late lean operation mode is switched to. This is because the exhaust gas temperature becomes the lowest in the late lean operation mode in which combustion is performed with the air-fuel mixture, and thus the temperature of the catalyst 9 is significantly reduced.
[0037]
Further, the temperature drop suppression mode switching means 108 takes in information from the throttle sensor 14 as well. This is because it is preferable to set the control by the temperature drop suppression mode switching means 108 to be performed in a constant load state (steady operation state).
This is because the normal operation mode is switched during acceleration that is not in a steady operation state, and it is not particularly necessary to perform temperature decrease suppression control by switching the operation mode by the temperature decrease suppression mode switching means 108. In addition, when the vehicle is decelerating in a non-steady operation state, there is an operation state such as decelerating fuel cut.At the time of this fuel cut, the fuel necessary to raise the exhaust temperature when the operation mode is switched is cut, so the exhaust temperature It is because it cannot raise. Also, if mode switching control is executed even during deceleration and an attempt is made to prohibit operation mode switching control only during deceleration fuel cut, the control becomes complicated. In addition, about the low load driving | running state containing such a deceleration fuel cut, it is preferable to perform temperature fall suppression control as shown in 4th Embodiment mentioned later.
[0038]
For this reason, the temperature drop suppression mode switching means 108 determines whether or not the change amount ΔTPS of the throttle opening during a certain time is equal to or less than the reference value TP1 of the change amount of the throttle opening (ΔTPS ≦ TP1). Whether or not the vehicle is in a steady operation state is determined. Note that the change amount ΔTPS is obtained, for example, by the difference between the throttle opening value in the previous detection cycle and the throttle opening value in the current detection cycle. The reference value TP1 is set as a value close to 0.
[0039]
In addition, the temperature drop suppression mode switching means 108 is connected to the catalyst temperature θ.CCTherefore, the ECU 23 is provided with a temperature decrease determination means 105 for determining a temperature decrease of the catalyst 9. The temperature drop determination means 105 and the catalyst temperature sensor 26 described above constitute a temperature drop detection means 111.
This temperature decrease determination means 105 once sets the catalyst temperature θ.CCAfter reaching the temperature necessary for activating the catalyst 9 (catalytic activation temperature) and activating, the catalyst temperature θCCBased on the detection information from the catalyst temperature sensor 26 that detects this, the temperature drop of the catalyst 9 is determined.
[0040]
For this reason, the temperature drop determination means 105 determines the catalyst temperature θCCIs a preset set temperature θ1By determining whether or not (θCC≦ θ1), The temperature drop of the catalyst 9 is determined.
Where the set temperature θ1Is set as a value higher than the catalyst activation temperature, for example, a value obtained by adding a predetermined temperature (for example, 50 ° C.) at the catalyst activation lower limit temperature. This catalyst activation lower limit temperature is the lean NO.XIn the case of a catalyst, it is about 400 degrees. The value of the predetermined temperature is a value determined by the response delay and response accuracy of the catalyst temperature sensor 26, and varies depending on the system. Moreover, the catalyst activity minimum temperature of a catalyst changes with catalyst components etc.
[0041]
The temperature drop determination means 105 is controlled by the temperature drop suppression mode switching means 108 as the temperature drop suppression means 110 under the control of the catalyst temperature θ.CCIn order to determine whether or not the temperature of the catalyst 9 has sufficiently increased, the temperature increase of the catalyst 9 is determined based on detection information from the catalyst temperature sensor 26 that detects the temperature of the catalyst 9.
For this reason, the temperature drop determination means 105 determines the catalyst temperature θCCIs a preset set temperature θ2By determining whether or not (θCC≧ θ2), Catalyst temperature θCCWhether or not has risen is determined.
[0042]
Where the set temperature θ2Is the end condition of the temperature drop suppression control, and the catalyst temperature θCCAs shown in FIG. 9A, the set temperature θ is1Is set as a larger value (higher temperature). Set temperature θ2Is the set temperature θ1You may set as the same value.
Such set temperature θ1, Θ2Is set, for example, as shown in FIG. In FIG. 9A, curve A indicates the catalyst temperature θ.CCShows changes. Moreover, in the figure, the injection period indicates the injection period based on the first lean operation mode for temperature drop suppression.
[0043]
As shown in FIG. 9 (a), the catalyst temperature θCCDecreases and the set temperature θ1In the case of the following, the temperature reduction control is performed by switching to the first lean operation mode by the temperature suppression control mode switching means 108 (the injection period is shown in the figure), and thereby the catalyst temperature θCCRises and the set temperature θ2When it becomes above, temperature fall suppression control is complete | finished and it is made to return an operation mode to a normal operation mode (here, it returns to a late lean operation mode). And again, the catalyst temperature θCCDecreases and the set temperature θ1In the following cases, similar control is repeated.
[0044]
Incidentally, as shown in FIG. 1, the ECU 23 is provided with a fuel injection control means 101. The fuel injection control in the fuel injection control means 101 will be described. In the fuel injection control means 101, the fuel injection amount is the fuel injection time (injector drive time, which is called injector drive pulse width in actual control). ) TAUThe engine load (intake air amount per stroke) Q / Ne and the target air-fuel ratio (A / F, AF) First, the basic drive time tpIs calculated.
[0045]
tp= (Q / Ne) × (1 / AF) × (αAIR/ ΑFUEL) X (1 / GINJ)
The engine load Q / Ne is the intake air amount per stroke, and the intake air amount Q detected by the air flow sensor 11 is divided by the engine speed Ne detected by the engine speed sensor (crank angle sensor) 21. Is required.
ΑAIRIs the air density, αFUELIs fuel density, GINJIs the injector gain.
[0046]
And fuel injection time tAUIs calculated by the following equation.
tAU= TpXf + tD
In addition, f is various fuel correction coefficients, and this fuel correction coefficient f is the engine cooling water temperature detected by the water temperature sensor 19, the intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 12, and the large pressure detected by the atmospheric pressure sensor 13. It is set according to the atmospheric pressure. TDIs the injector dead time.
[0047]
Since the exhaust gas purification apparatus as the first embodiment of the present invention is configured as described above, for example, as shown in FIG. 4, the fuel injection control is performed based on the operation mode set by the normal operation mode setting means 107. Is done.
This control is executed at every fixed crank angle, and first, the processes of steps A10 to A30 are performed. That is, in step A10, the engine load Q / Ne (that is, the intake air amount per stroke) is calculated from the intake air amount Q detected by the air flow sensor 11 and the rotation speed sensor 21 and the engine rotation speed Ne. Next, at step A20, as shown in the above equation, based on this engine load Q / Ne, the basic drive time tpCalculate In step A30, the basic drive time tpThe fuel injection time t is multiplied by various fuel correction coefficients K, etc.AUIs calculated.
[0048]
Based on this, fuel injection (step A40) is performed.
Next, temperature reduction suppression control by the exhaust gas purifying apparatus, that is, switching control to the temperature decrease suppression operation mode by the temperature decrease suppression mode switching means 108 will be described with reference to the flowchart of FIG. This control is executed at regular intervals.
[0049]
First, in step B10, it is determined whether or not the operation mode selected by the normal operation mode setting means 107 is the late lean operation mode. As a result of the determination, if the late lean operation mode is selected, the process proceeds to step B20. If the late lean operation mode is not selected, the process proceeds to step B60.
In step B20, the catalyst temperature θCCIs the set temperature θ1It is determined whether or not the catalyst temperature θCCIs the set temperature θ1If not, the process proceeds to step B30, and it is determined whether or not the change amount ΔTPS of the throttle opening is equal to or less than a reference value TP1 of the change amount of the throttle opening in order to determine whether or not the steady operation state is present. .
[0050]
As a result of this determination, if the change amount ΔTPS is less than or equal to the reference value TP1, the process proceeds to step B40. If the change amount ΔTPS is not less than or equal to the reference value TP1, the process returns without performing temperature decrease suppression control because the steady operation state is not established.
On the other hand, as a result of the determination in step B20, the catalyst temperature θCCIs the set temperature θ1If not, the process returns because the temperature drop suppression control is not necessary.
[0051]
In step B40, the lower-level lean operation mode as the normal operation mode is switched to the first-term lean operation mode for temperature decrease suppression by the temperature decrease suppression mode switching means 108 to perform the temperature decrease suppression control, and the flag F is set in step B50. Set to 1. Here, the flag F is set to 1 when the temperature decrease suppression control is being performed, is set to 0 when the temperature decrease suppression control is not being performed, and is set to 0 at the time of initial setting.
[0052]
By the way, if the late lean operation mode is not selected in step B10, the process proceeds to step B60. In step B60, it is determined whether or not the flag F is 1. If the flag F is 1 as a result of this determination, the process proceeds to step B60. (F = 1) proceeds to step B70, and returns if the flag F is not 1.
In Step B70, it is determined whether or not the change amount ΔTPS of the throttle opening is equal to or less than a reference value TP1 of the change amount of the throttle opening, in order to determine whether or not the steady operation state is present. As a result of this determination, if the change amount ΔTPS is equal to or less than the reference value TP1, the process proceeds to step B80, and the catalyst temperature θCCIs the set temperature θ2It is determined whether or not the catalyst temperature θ is reached.CCIs the set temperature θ2If it is determined that it is below, the process further proceeds to step B90, the temperature decrease suppression control is terminated, and the flag F is reset to 0 in step B100.
[0053]
In step B80, the catalyst temperature θCCIs the set temperature θ2If it is determined that it is not below, the process returns, and the temperature decrease suppression control is continued.
On the other hand, if it is determined in step B70 that the change amount ΔTPS is not equal to or less than the reference value TP1, the process proceeds to step B90, the temperature decrease suppression control is terminated, and the flag F is reset to 0 in step B100.
[0054]
After the end of the temperature decrease suppression control, the operation mode is set back to the normal operation mode setting means 107 (here, the latter lean operation mode which is the original operation mode).
As described above, in the exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment, when the temperature decrease of the catalyst 9 is detected by the temperature decrease determining unit 105 as the temperature decrease detecting unit 111, the temperature decrease suppressing unit 110 as the temperature decrease suppressing unit 110 is used. By operating the mode switching means 108, there is an advantage that it is possible to prevent the deterioration of the catalyst purification efficiency accompanying the decrease in the exhaust gas temperature peculiar to the direct injection internal combustion engine.
[0055]
That is, the engine operating mode is set by the temperature drop suppression mode switching means 108 as the temperature drop suppression means 110 in accordance with the outputs from the normal operation mode setting means 107 and the temperature drop determination means 105 as the temperature drop detection means 111. By switching, it is possible to suppress a decrease in exhaust gas temperature due to stratified super-lean combustion, thereby preventing an increase in catalyst purification efficiency accompanying a decrease in exhaust gas temperature.
[0056]
Next, a modification of the first embodiment will be described.
In the exhaust gas purifying apparatus of the first embodiment described above, one set temperature for determining the temperature drop of the catalyst 9 is provided. In this modification, the catalyst temperature θCCIn order to perform temperature decrease suppression control according to the above, two set values, a first set value and a second set value set as a temperature lower than the first set value, are provided, and the catalyst temperature θCCIs switched to the first lean operation mode as the temperature decrease suppressing operation mode, and the temperature decrease of the catalyst 9 is sufficiently suppressed in this operation mode. That is, the catalyst temperature θCCIs switched to the stoichiometric operation mode as the operation mode for suppressing the temperature drop when the value is lower than or lower than the second set value.
[0057]
According to the exhaust gas purification apparatus of this modification, the catalyst temperature θCCIs slightly lower than the set temperature, the operation mode is set to the lean operation mode in consideration of the deterioration of fuel consumption, so that the exhaust gas purification efficiency of the catalyst 9 can be maintained, and the catalyst temperature θCCIs considerably lower than the set temperature, the exhaust gas purification efficiency of the catalyst 9 is extremely deteriorated. Therefore, the operation mode is set to the stoichiometric operation mode, and the catalyst temperature θ is positively increased.CCThere is an advantage that the deterioration of the purification efficiency of the catalyst 9 can be prevented by raising the temperature of the catalyst.
[0058]
Next, the second embodiment will be described. As shown in FIG. 6, the exhaust gas purification apparatus of this embodiment is different from that of the first embodiment described above in the temperature drop determination means 105 as the temperature drop detection means 111. .
That is, in this embodiment, the temperature decrease determination unit 105 detects the temperature decrease degree (temperature decrease gradient) of the catalyst 9 based on the detection information from the catalyst temperature sensor 26, predicts the temperature decrease of the catalyst 9, The set temperature θ1 is changed according to the detected temperature decrease degree, and the catalyst temperature θCCIs determined to be less than or equal to the preset temperature θ1,CCAfter the catalyst reaches the catalyst activation temperature and is activated, the catalyst temperature θCCIt is determined whether or not the battery has fallen.
[0059]
For this reason, as shown in FIG.CCA Δθ calculation unit 105A having a function of calculating the time change amount Δθ of the catalyst is detected. The detection information from the catalyst temperature sensor 26 is read at regular intervals by the Δθ calculation unit 105A, and the catalyst temperature θ in the current reading cycle is read.CCAnd catalyst temperature θ in the previous reading cycleCCΔθ (catalyst temperature θCCThe degree of temperature decrease is detected by calculating the amount of time change Δθ).
[0060]
Based on the information from the Δθ calculation unit 105A, the temperature drop of the catalyst 9 is predicted and the set temperature θ1 is changed, and the catalyst temperature θ is changed by the set temperature θ1.CCIn order to determine whether or not the temperature has decreased, the temperature decrease determination means 105 is further provided with a θ1, θ2 reading unit 105B and a determination unit 105C.
The θ1 reading unit 105B is configured such that the catalyst temperature θ calculated by the Δθ calculation unit 105ACCThe setting temperature θ1 has a function of reading the set temperature θ1 from the map [θ1 = G (Δθ)] on the basis of the time change amount Δθ.CCIs less than or equal to the set temperature θ1 read by the θ1, θ2 reading unit 105B (θCC≦ θ1), catalyst temperature θCCIt has a function of determining whether or not the decrease has occurred.
[0061]
The temperature drop determination means 105 is controlled by the temperature drop suppression mode switching means 108 as the temperature drop suppression means 110 under the control of the catalyst temperature θ.CCTo determine whether the catalyst temperature has risen sufficientlyCCThe temperature rise of the catalyst 9 is predicted by detecting the temperature rise degree (temperature rise gradient) of the catalyst 9 based on the detection information from the catalyst temperature sensor 26 for detecting the catalyst temperature θ.CCWhether or not has risen is also determined. That is, the set temperature θ2 is changed according to the degree of temperature decrease, and the catalyst temperature θCCIs determined to be equal to or higher than the set temperature θ2 to thereby determine the catalyst temperature θ.CCWhether or not has risen is determined.
[0062]
Therefore, the detection information from the catalyst temperature sensor 26 is read at regular intervals by the Δθ calculation unit 105A included in the temperature decrease determination unit 105, and the catalyst temperature θ in the current detection cycle is read.CCAnd catalyst temperature θ in the previous detection cycleCC(Catalyst temperature θCCThe degree of temperature rise is detected by calculating the amount of time change Δθ).
[0063]
Then, the θ1, θ2 reading unit 105B and the determination unit 105C included in the temperature decrease determination unit 105 predict the temperature increase of the catalyst 9 based on the information from the Δθ calculation unit 105A, and change the set temperature θ2. The catalyst temperature θ depends on the set temperature θ2.CCIt also has a function of determining whether or not has risen.
That is, the θ1 reading unit 105B performs the catalyst temperature θ calculated by the Δθ calculation unit 105A.CCAnd a function of reading the set temperature θ2 from the map [θ2 = G (Δθ)] on the basis of the time change amount Δθ, and the determination unit 105C has the catalyst temperature θ.CCIs determined to be equal to or higher than the set temperature θ2 read by the θ1, θ2 reading unit 105B (θCC≧ θ2), catalyst temperature θCCIt also has a function of determining whether or not has risen.
[0064]
Here, the set temperature θ2 is an end condition of the temperature decrease suppression control, and the catalyst temperature θCCIs set to a value (higher temperature) that is higher than the set temperature θ2 of the first embodiment because it is for preventing the catalyst temperature from rising excessively. . That is, if the heat-resistant temperature of the catalyst is about 800 ° C, it is preferable that the predetermined temperature is about 200 ° C and the set temperature θ2 is about 600 ° C. Of course, since the heat-resistant temperature varies depending on the catalyst, the set temperature θ2 is preferably set as appropriate according to the catalyst.
[0065]
These set temperatures θ1 and θ2 are set as shown in FIG. 9B, for example. In FIG. 9B, curves A and B indicate the catalyst temperature θ.CCCurve A shows the catalyst temperature θCCThe curve B shows the catalyst temperature θ.CCIt shows the case where the change of is abrupt.
As shown by this curve A, the catalyst temperature θCCWhen the change of the temperature is gradual, the set temperature θ described in the first embodiment is described with reference to FIG.1, Θ2The set temperatures θ1 and θ2 are set in the same manner as described above. On the other hand, as shown by curve B, the catalyst temperature θCCWhen the change of A is abrupt, the set temperature θ1 is set so as to become larger (so that the temperature becomes higher) by the map [θ1 = G (Δθ)], and the set temperature θ2 is set to the map [θ2 = G (Δθ)] Is set to be smaller (so that the temperature is lower).
[0066]
This is the catalyst temperature θCCWhen the temperature drop is abrupt, by setting the set temperature θ1 to a high temperature, the temperature drop suppression control is started early, and the catalyst temperature θ1CCIs prevented from excessively decreasing and the purification efficiency of the catalyst 9 is deteriorated.CCWhen the temperature rises suddenly, the temperature drop suppression control is terminated early by setting the set temperature θ2 to a low temperature, and the catalyst temperature θCCThis is to prevent the excessive increase of the amount.
[0067]
To explain further, making the set temperature θ1 variable in this way means making the time for continuing the first lean operation mode for temperature drop suppression variable, and as described above, setting the set temperature θ1 to a high temperature. When the temperature is set and the set temperature θ2 is set to a low temperature, it is possible to shorten the time during which the lean operation mode for suppressing temperature decrease is continued and to suppress the deterioration of fuel consumption.
[0068]
In addition, by setting the set temperature θ2 high, the catalyst can be sufficiently heated, and the temperature drop suppression control can be prevented from being complicated.
In addition, about the other structure in the exhaust gas purification apparatus in this embodiment, since it is the same as that of the above-mentioned 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted here. The exhaust gas purification apparatus as the second embodiment of the present invention is configured as described above, and the fuel injection control based on the operation mode set by the normal operation mode setting means 107 is the same as in the first embodiment described above. Therefore, the description thereof is omitted.
[0069]
Further, the temperature decrease suppression control by the exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment, that is, the switching control to the temperature decrease suppression operation mode by the temperature decrease suppression mode switching means 108 will be described with reference to the flowchart of FIG. This control is executed at regular intervals.
First, in step D10, it is determined whether or not the operation mode selected by the normal operation mode setting means 107 is the late lean operation mode. As a result of the determination, if the late lean operation mode is selected, the process proceeds to step D20. If the late lean operation mode is not selected, the process proceeds to Step D80.
[0070]
In Step D20, the catalyst temperature detection mode (see FIG. 8) is executed by the Δθ calculator 105A, and the catalyst temperature θCCThe amount of change Δθ in a certain time is calculated. That is, as shown in FIG. 8, at step E10, the catalyst temperature θCCAnd based on this, in step E20, the catalyst temperature θCCThe amount of change Δθ over a certain period of time is calculated.
[0071]
In step D30, the set temperature θ1 is read from the map based on the change amount Δθ calculated in step D20 by the θ1, θ2 reading unit 105B, and the process proceeds to step D40. In Step D40, the catalyst temperature θ is determined by the determination unit 105C.CCIs less than or equal to the set temperature θ1, and as a result of this determination, the catalyst temperature θCCWhen the temperature is equal to or lower than the set temperature θ1, the process proceeds to step D50.
[0072]
In addition, since the process after step D50, ie, the process from step D50 to step D70, is the same as step B30 to step B50 in the flowchart (see FIG. 5) showing the temperature suppression control in the first embodiment described above, The description is omitted here.
On the other hand, as a result of the determination in step D40, the catalyst temperature θCCIf the temperature is not equal to or lower than the set temperature θ1, the process returns because the temperature drop suppression control is not necessary.
[0073]
By the way, when the late lean operation mode is not selected in step D10, the process proceeds to step D80. In step D80, it is determined whether or not the flag F is 1. If the flag F is 1 as a result of this determination, the process proceeds to step D80. (F = 1) proceeds to step D90, and returns if the flag F is not 1.
In Step D90, it is determined whether or not the change amount ΔTPS of the throttle opening is equal to or less than a reference value TP1 of the change amount of the throttle opening, in order to determine whether or not the steady operation state is present. As a result of this determination, when the change amount ΔTPS is equal to or smaller than the reference value TP1, the process proceeds to step D100, and the catalyst temperature detection mode (see FIG. 8) is executed by the Δθ calculation unit 105A, and the catalyst temperature θCCThe amount of change Δθ in a certain time is calculated. That is, as shown in FIG. 8, at step E10, the catalyst temperature θCCAnd based on this, in step E20, the catalyst temperature θCCThe amount of change Δθ over a certain period of time is calculated.
[0074]
In step D110, the set temperature θ2 is read from the map based on the change amount Δθ calculated in step D100 by the θ1, θ2 reading unit 105B, and the process proceeds to step D120.
In step D120, the catalyst temperature θ is determined by the determination unit 105C.CCIs equal to or higher than the set temperature θ2, and as a result of this determination, the catalyst temperature θCCIs determined to be equal to or higher than the set temperature θ2, the process further proceeds to step D130, the temperature decrease suppression control is terminated, and the flag F is reset to 0 in step D140.
[0075]
In step D120, the catalyst temperature θCCWhen it is determined that the temperature is not equal to or higher than the set temperature θ2, the process returns and continues the temperature decrease suppression control.
On the other hand, if it is determined in step D90 that the variation ΔTPS is not equal to or less than the reference value TP1, the process proceeds to step D130, the temperature decrease suppression control is terminated, and the flag F is reset to 0 in step D140.
[0076]
Note that after the end of the temperature decrease suppression control, the operation mode (here, the late lean operation mode) set by the normal operation mode setting means 107 is restored.
Thus, in the exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment, when the temperature decrease of the catalyst 9 is determined by the temperature decrease determining unit 105 as the temperature decrease detecting unit 111, the temperature decrease suppressing unit 110 as the temperature decrease suppressing unit 110 is used. By operating the mode switching means 108, there is an advantage that it is possible to prevent the deterioration of the catalyst purification efficiency accompanying the decrease in the exhaust gas temperature peculiar to the cylinder injection type internal combustion engine.
[0077]
That is, the engine operating mode is set by the temperature drop suppression mode switching means 108 as the temperature drop suppression means 110 in accordance with the outputs from the normal operation mode setting means 107 and the temperature drop determination means 105 as the temperature drop detection means 111. By switching, it is possible to suppress a decrease in exhaust gas temperature due to stratified super-lean combustion, thereby preventing an increase in catalyst purification efficiency accompanying a decrease in exhaust gas temperature.
[0078]
Next, a third embodiment will be described. As shown in FIG. 10, the exhaust gas purifying apparatus of this embodiment is different from that of the first embodiment described above in the temperature drop determination means 105 as the temperature drop detection means 111. .
That is, in this embodiment, the temperature decrease determination unit 105 estimates the temperature decrease of the catalyst 9 based on the duration after the lean operation in the late lean operation mode set by the normal operation mode setting unit 107 is started. Is configured to do. The temperature drop of the catalyst 9 is estimated based on the set time T1 after the start of the lean operation in the late lean operation mode.0This is done by determining whether or not this is the case.
[0079]
As described above, in this embodiment, the catalyst temperature θ is determined by the duration of the late lean operation mode (stratified super lean combustion) in which the exhaust gas temperature decreases.CCAlternatively, the temperature decrease of the catalyst 9 is estimated, and the temperature decrease suppression control is performed based on this estimation.
For this reason, when the late lean operation mode is set by the normal operation mode setting means 107, the temperature decrease determination means 105 starts the timer 109A to measure the duration. Then, the count value t1 by the timer 109A is the set time T0If this is the case, the catalyst temperature θCCThe signal is sent to the temperature drop suppression mode switching means 108.
[0080]
Since the duration t1 is measured by the timer 109A as shown in FIG. 10, the duration t1 indicates the count value of the timer 109A. Also, the set time T0Is set to about 30 seconds, for example.
Further, the temperature decrease determination means 105 is configured such that the duration t1 from the start of the lean operation in the late lean operation mode is the set time T0In such a case, it also has a function of resetting a timer 109A described later.
[0081]
Further, the temperature decrease determination unit 105 performs the temperature decrease of the catalyst 9 by the temperature decrease suppression control based on the duration time after the lean operation in the first lean operation mode set by the temperature decrease suppression mode switching unit 108 is started. Is suppressed and the temperature decrease suppression control can be terminated, that is, the catalyst temperature θCCIt also has a function of determining whether or not has risen sufficiently.
[0082]
The determination as to whether or not the temperature decrease suppression control can be terminated is based on the set time T2 after the start of the lean operation in the first lean operation mode.1This is done by determining whether or not this is the case.
This is because the catalyst temperature θ depends on the duration t1 of the above-described late lean operation mode (stratified super lean combustion).CCAlternatively, similarly to the estimation of the temperature decrease of the catalyst 9, the catalyst temperature θ is determined by the duration t2 after the lean operation in the first lean operation mode is started.CCAlternatively, the temperature rise of the catalyst 9 is estimated.
[0083]
For this reason, when the temperature drop determination means 105 is switched to the previous lean operation mode by the temperature drop suppression mode switching means 108, the timer 109B is started to measure the duration. Then, the count value (ie, duration) t2 by the timer 109B is equal to the set time T1If this is the case, the catalyst temperature θCCIt is determined that the temperature has risen, and the signal is sent to the temperature drop suppression mode switching means 108.
[0084]
Since the duration t2 is measured by the timer 109B as shown in FIG. 10, the duration t2 corresponds to the count value of the timer 109B. Also, the set time T1Is set to about 90 seconds, for example.
In addition, the temperature decrease determination unit 105 determines that the duration t2 after the start of the lean operation in the first lean operation mode is the set time T1In such a case, it also has a function of resetting a timer 109B described later.
[0085]
In addition, about the other structure in the exhaust gas purification apparatus in this embodiment, since it is the same as that of the above-mentioned 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted here.
The exhaust gas purification apparatus as the third embodiment of the present invention is configured as described above, and the fuel injection control based on the operation mode set by the normal operation mode setting means 107 is the same as in the first embodiment described above. Therefore, the description thereof is omitted.
[0086]
Further, temperature reduction suppression control by the exhaust gas purifying apparatus of this embodiment, that is, switching control to the temperature reduction suppression operation mode by the temperature reduction suppression mode switching means 108 will be described with reference to the flowchart of FIG. This control is executed at regular intervals.
First, in step C10, it is determined whether or not the operation mode selected by the normal operation mode setting means 107 is the late lean operation mode. As a result of the determination, if the late lean operation mode is selected, the process proceeds to step C20. If the late lean operation mode is not selected, the process proceeds to Step C70.
[0087]
In step C20, the duration (count value of the timer 109A) t1 after the start of the lean operation in the late lean operation mode selected by the normal operation mode setting means 107 is set to the set time T.0It is determined whether or not the above is satisfied, and as a result of this determination, the duration t1 is set to the set time T.0When it is above, the process proceeds to Step C30 to reset the count value t1 of the timer 109A, and further proceeds to Step C40.
[0088]
In addition, since the process after step C40, ie, the process from step C40 to step C60, is the same as step B30 to step B50 in the flowchart (see FIG. 5) showing the temperature suppression control in the first embodiment described above, The description is omitted here.
On the other hand, as a result of the determination in step C20, the duration t1 is equal to the set time T0If not, the temperature drop suppression control is not necessary and the process returns.
[0089]
When the late lean operation mode is not selected in step C10, the process proceeds to step C70. In step C70, it is determined whether the flag F is 1. If the flag F is 1, as a result of the determination. (F = 1) proceeds to step C80, and returns if the flag F is not 1.
In Step B80, it is determined whether or not the change amount ΔTPS of the throttle opening is equal to or less than a reference value TP1 of the change amount of the throttle opening, in order to determine whether or not the steady operation state is present.
[0090]
As a result of this determination, if the change amount ΔTPS is equal to or less than the reference value TP1, the process proceeds to step C90, and the duration from when the lean operation in the first lean operation mode selected by the temperature decrease suppression mode switching means 108 is started. (Count value of timer 109B) t2 is set time T1It is determined whether or not the above is satisfied, and as a result of this determination, the duration t2 is set to the set time T.1When it is above, the process proceeds to Step C100 to reset the count value t2 of the timer 109B, and further proceeds to Step C110 to end the temperature decrease suppression control, and the flag F is reset to 0 in Step C120.
[0091]
In step C90, the duration t2 is set to the set time T.1If it is determined that the above is not reached, the process returns, and the temperature decrease suppression control is continued.
On the other hand, if the change amount ΔTPS is not equal to or less than the reference value TP1 in step C80, the process proceeds to step C110, the temperature decrease suppression control is terminated, and the flag F is reset to 0 in step B100.
[0092]
Note that after the end of the temperature decrease suppression control, the operation mode (here, the late lean operation mode) set by the normal operation mode setting means 107 is restored.
In this way, the exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment is for temperature reduction suppression as the temperature decrease suppression means 110 when the temperature decrease of the catalyst 9 is estimated by the temperature decrease determination means 105 as the temperature decrease detection means 111. By operating the mode switching means 108, there is an advantage that it is possible to prevent the deterioration of the catalyst purification efficiency accompanying the decrease in the exhaust gas temperature peculiar to the cylinder injection type internal combustion engine.
[0093]
That is, the engine operation mode is switched by the temperature drop suppression mode switching means 108 as the temperature drop suppression means 110 in accordance with the outputs from the temperature drop determination means 105 as the normal operation mode setting means 107 and the temperature drop detection means 111. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in the exhaust gas temperature due to the stratified super-lean combustion, and there is an advantage that it is possible to prevent the catalyst purification efficiency from being deteriorated due to the decrease in the exhaust gas temperature.
[0094]
Next, a fourth embodiment will be described. As shown in FIG. 12, the exhaust gas purifying apparatus of this embodiment is different from the first embodiment described above in that the temperature drop suppressing means 110 is different, so that the operation mode setting means 106 and The structure of the fuel injection control means 101 is different.
That is, in this embodiment, instead of configuring the temperature decrease suppression means 110 as having a function (temperature decrease suppression mode switching means) 108 for performing switching control to the temperature decrease suppression operation mode, FIG. As shown in FIG. 4, the function (additional fuel injection control) of performing additional fuel injection control after the expansion stroke of each cylinder, that is, during the opening of the exhaust valve 5 in the exhaust stroke (specifically, between the end of the expansion stroke and the exhaust stroke). (Injection control means) 102 is configured.
[0095]
That is, in addition to fuel injection for combustion in a normal combustion chamber, additional fuel is injected to activate the catalyst 9. In this additional fuel injection, by supplying an air-fuel mixture containing unburned fuel components to the catalyst 9, the unburned fuel components in the air-fuel mixture are burned by the catalyst 9, the temperature of the catalyst 9 is increased, and the catalyst 9 This is intended to suppress the temperature drop.
[0096]
For this reason, the operation mode setting means 106 is configured to have only the same function as the normal operation mode setting means 107 of the first embodiment. Therefore, the description of the operation mode setting unit 106 is omitted here.
Further, as shown in FIG. 12, the fuel injection control means 101 is added to suppress the temperature drop of the normal fuel injection control means 103 having the same function as the fuel injection control means 101 of the first embodiment and the catalyst 9. And a function (additional fuel injection control means) 102 for performing fuel injection control.
[0097]
This additional fuel injection control means 102 is a characteristic component in the exhaust gas purification apparatus of the present embodiment. In the additional fuel injection control means 102, the temperature of the catalyst 9 once reaches the catalyst activation temperature and is activated. When the temperature determination of the catalyst 9 is determined by the decrease determination means 105, the temperature decrease of the catalyst 9 is suppressed by controlling to perform additional fuel injection in the exhaust stroke of each cylinder. Therefore, the additional fuel injection control unit 102 functions as a temperature decrease suppressing unit 110 that operates so as to suppress the temperature decrease of the catalyst 9.
[0098]
In this additional fuel injection control means 102, as shown in FIG. 12, additional fuel injection control is performed based on information from the temperature drop determination means 105 and the operation mode setting means 106 so as to suppress the temperature drop of the catalyst 9. Therefore, the ECU 23 is provided with a temperature decrease determination means 105 for determining the temperature decrease of the catalyst 9.
This temperature decrease determination means 105 has the same function as that of the first embodiment, but in this embodiment, the catalyst temperature θ is further reduced.CCIs combustible temperature θ0It is also configured to have a function of determining whether or not the above is true.
[0099]
Where the flammable temperature θ0Is the minimum temperature required for the catalyst 9 to react and burn. Catalyst temperature θCCIs combustible temperature θ0It is also determined whether or not the above is the combustible temperature θ0This is because the unburned fuel supplied by the additional fuel injection does not burn on the catalyst 9 below.
The temperature decrease determination unit 105 and the catalyst temperature sensor 26 constitute a temperature decrease detection unit 111.
[0100]
Further, the additional fuel injection control means 102 controls to perform additional fuel injection within the exhaust stroke of each cylinder when the lean operation mode is set by the operation mode setting means 106 (specific operation state). Information indicating that the lean operation mode is set from the operation mode setting means 106 is taken in. Here, the specific operation state set in the lean operation mode means a low load operation state including a deceleration fuel cut, and the low load operation state includes an idle operation state.
[0101]
This is particularly true when the lean operation mode is set and the exhaust gas temperature decreases and the catalyst temperature θCCIt is because it is easy to fall. On the other hand, when the lean operation mode is set, there is a feature that the amount of oxygen used for the main combustion in the normal operation is small and the amount of surplus oxygen is large, and this surplus oxygen is used as temperature decrease suppression control of the catalyst 9. It is also intended to be used for combustion by additional fuel injection.
[0102]
In the additional fuel injection control means 102, when the lean operation mode is set by the operation mode setting means 106 and the temperature decrease of the catalyst 9 is determined by the temperature decrease determination means 105, the additional fuel injection in the exhaust stroke is performed. Injection start time TINJAs come to be determined. Here, the injection start time TINJIs determined by an injector drive time t described later.PLUSWhen setting the basic drive time tBThis is because it is necessary to correct the above.
[0103]
Injection time of additional fuel at this time (total injection time in one operation cycle) texIs the fuel amount M corresponding to the surplus oxygen remaining after the main combustionfuelInjector drive time t so that is injectedPLUSIs set. This is because when the additional fuel is burned by the catalyst 9, the surplus oxygen remaining after the main combustion is completely burned by the additional fuel so that the temperature of the catalyst 9 can be increased efficiently.
[0104]
This injector drive time tPLUSSetting is performed as follows. That is, injector drive time tPLUSIs set to a basic driving time t which is basic in the additional fuel injection in the exhaust stroke.B, Injection start time TINJ, Catalyst temperature θCCThe correction is performed by the following.
Here, the basic drive time tBIs the amount of fuel M that can be injected into the surplus oxygen after main combustion.fuelIs calculated based on That is, the amount of oxygen remaining after the main combustion is determined from the intake air amount Q per one cylinder cycle determined by the normal fuel injection control means 103 and the target air-fuel ratio (target A / F). Based on fuel amount MfuelIs calculated.
[0105]
Fuel amount MfuelIs obtained by the following equation.
Mfuel= Q × (1 / theoretical air / fuel ratio-1 / target air / fuel ratio)
Also, the injection start time T in the exhaust strokeINJIs corrected by the injection start time TINJAnd correction coefficient K2Correction coefficient K from a preset map from2This correction coefficient K2The basic drive time tBMultiplied by (tB× K2)
[0106]
The catalyst temperature θCCIs corrected by the catalyst temperature θCCAnd correction coefficient KThreeCorrection coefficient K from a preset map fromThreeThis correction coefficient KThreeThe basic drive time tBMultiplied by (tB× KThree)
In this way, the injector drive time t in the exhaust strokePLUSIs obtained by the following equation.
[0107]
tPLUS= TB× K2× KThree
The injection start time T set in this wayINJAnd injector drive time tPLUSAccordingly, the additional fuel injection is performed in the exhaust stroke separately from the normal fuel injection.
In addition, about the other structure in the exhaust gas purification apparatus in this embodiment, since it is the same as that of the above-mentioned 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted here.
[0108]
The exhaust gas purification apparatus as the fourth embodiment of the present invention is configured as described above, and the fuel injection control based on the operation mode set by the operation mode setting means 106 performs the normal operation of the first embodiment described above. Since the fuel injection control is performed in the same manner as the fuel injection control based on the operation mode set by the mode setting means 107, the description thereof is omitted.
[0109]
Further, temperature decrease suppression control by the exhaust gas purifying apparatus of this embodiment, that is, additional fuel injection control by the additional fuel injection control means 102 will be described with reference to the flowchart of FIG. This control is executed at regular intervals.
First, in Step F1, it is determined whether or not the flag F is 0. If the flag F is 0, the process proceeds to Step F10. If the flag F is not 0, the process proceeds to Step F80. Here, the flag F is set to 1 when the temperature decrease suppression control is being performed, is set to 0 when the temperature decrease suppression control is not being performed, and is set to 0 at the time of initial setting.
[0110]
In Step F10, the catalyst temperature θCCIs combustible temperature θ0Set temperature θ1It is determined whether or not (θ0≦ θCC≦ θ1). As a result, the catalyst temperature θCCIs combustible temperature θ0Set temperature θ1If not, the process proceeds to step F15, the flag F is set to 1, the process proceeds to step F20, and the catalyst temperature θCCIs combustible temperature θ0Set temperature θ1If not, the process returns without performing the temperature drop suppression control.
[0111]
Then, in step F20, it is determined whether or not the operation mode set by the operation mode setting means 106 is the lean operation mode. If the result of this determination is that the operation mode is lean, the process proceeds to step F30 to suppress the temperature drop. In order to perform the exhaust stroke injection control as the control, the processing from step F30 to F70 is performed. If it is not the lean operation mode, the exhaust stroke injection control as the temperature decrease suppression control is not performed, and the routine proceeds to step F90 and the flag F is set to 0. Reset to and return.
[0112]
By the way, in Step F80, the catalyst temperature θ is controlled by the temperature decrease suppression control.CCRises and the catalyst temperature θCCIs the set temperature θ2It is determined whether or not the above has been reached. As a result, the catalyst temperature θCCIs the set temperature θ2If not, the process proceeds to step F20 to continue the exhaust stroke injection control as the temperature decrease suppression control, and the catalyst temperature θCCIs the set temperature θ2In the case above, in order to end the exhaust stroke injection control as the temperature decrease suppression control, the process proceeds to step F90, the flag F is reset to 0, and the process returns.
[0113]
As the exhaust stroke injection control, the processes from Step F30 to F70 are performed. In Step F30, the injection start timing T of additional fuel injection in the exhaust stroke is performed.INJTo decide. In step F40, the intake air amount Q and the target A / F per cylinder / cycle are read.
Next, in step F50, the amount of oxygen remaining after main combustion is obtained from the intake air amount Q per cylinder and the target A / F, and the fuel amount M is determined based on this oxygen amount.fuelIs calculated. In step F60, the basic drive time t of additional fuel injection in the exhaust strokeBInjection start time TINJ, Catalyst temperature θCCThe injector drive time t in the exhaust stroke is corrected byPLUSSet.
[0114]
Based on this setting, additional fuel injection is performed in the exhaust stroke (step F70). Further, in order to simplify the control, the injection start time may be fixed (for example, 120 ° ATDC may be considered as the fixed time).
In this way, in the exhaust gas purifying apparatus of this embodiment, the temperature decrease of the catalyst 9 is detected by the temperature decrease determining means 105 constituting the temperature decrease detecting means 111 and the catalyst 9 is detected by the output from the operation mode setting means 106. When a lean operation mode [a specific operation state (low load operation state including a deceleration fuel cut)] is detected, the additional fuel injection control unit 102 as the temperature decrease suppression unit 110 detects at least the engine. By injecting the additional fuel during the exhaust stroke, there is an advantage that the temperature of the catalyst 9 can be surely increased and the purification efficiency of the catalyst 9 can be prevented from deteriorating.
[0115]
Next, a fifth embodiment will be described. As shown in FIG. 14, the exhaust gas purifying apparatus of this embodiment is different from that of the above-described fourth embodiment in the temperature decrease determination means 105 as the temperature decrease detection means 111. .
That is, in this embodiment, the temperature decrease determination unit 105 detects the temperature decrease degree (temperature decrease gradient) of the catalyst 9 based on the detection information from the catalyst temperature sensor 26, and the set temperature θ1 according to the temperature decrease degree. The catalyst temperature θ is temporarily changed according to the set temperature θ1.CCAfter the catalyst reaches the catalyst activation temperature and is activated, the catalyst temperature θCCIt is determined whether or not the battery has fallen.
[0116]
For this reason, as shown in FIG. 14, the temperature decrease determination unit 105 has the same configuration as the temperature decrease determination unit 105 of the second embodiment described above, but further has a catalyst temperature θ.CCIs combustible temperature θ0It is also configured to have a function of determining whether or not the above is true. Here, the description of the same configuration as the temperature decrease determination unit 105 of the second embodiment is omitted.
[0117]
In addition, since it is the same as that of the above-mentioned 4th Embodiment about the other structure in the exhaust gas purification apparatus in this embodiment, the description is abbreviate | omitted here.
The exhaust gas purification apparatus as the fifth embodiment of the present invention is configured as described above, and the fuel injection control based on the operation mode set by the normal operation mode setting means 107 is the same as in the first embodiment described above. Therefore, the description thereof is omitted.
[0118]
Further, temperature decrease suppression control by the exhaust gas purifying apparatus of this embodiment, that is, additional fuel injection control by the additional fuel injection control means 102 will be described with reference to the flowchart of FIG. This control is executed at regular intervals.
First, in step G10, the Δθ calculation unit 105A executes the catalyst temperature detection mode (see FIG. 8), and the catalyst temperature θCCThe amount of change Δθ in a certain time is calculated. That is, as shown in FIG. 8, at step E10, the catalyst temperature θCCAnd based on this, in step E20, the catalyst temperature θCCThe amount of change Δθ over a certain period of time is calculated.
[0119]
Next, in Step G15, it is determined whether or not the flag F is 0. If the flag F is 0, the process proceeds to Step G20, and if the flag F is not 0, the process proceeds to Step G90. Here, the flag F is set to 1 when the temperature decrease suppression control is being performed, is set to 0 when the temperature decrease suppression control is not being performed, and is set to 0 at the time of initial setting.
In step G20, the set temperature θ1 is read from the map based on the change amount Δθ calculated in step D20 by the θ1, θ2 reading unit 105B, and the process proceeds to step G30. Here, the map in which the set temperature θ1 is variable is basically a catalyst temperature θ.CCIs set so as to increase the set temperature θ1 when the amount of change Δθ greatly changes to the temperature lowering side (that is, when the temperature decreasing degree is large).
[0120]
In Step G30, the catalyst temperature θ is determined by the determination unit 105C.CCIs combustible temperature θ0It is determined whether or not the temperature is equal to or lower than the set temperature θ1, and as a result of this determination, the catalyst temperature θCCIs combustible temperature θ0When the temperature is equal to or lower than the set temperature θ1, the process proceeds to step G35, the flag F is set to 1, and the process proceeds to step G40.CCIs combustible temperature θ0When the temperature is not lower than the set temperature θ1, the temperature drop suppression control is not performed and the process returns.
[0121]
Then, in step G40, it is determined whether or not the operation mode set by the operation mode setting means 106 is the lean operation mode. If the result of this determination is the lean operation mode, exhaust as temperature decrease suppression control. In order to perform the stroke injection control, the processing from step G45 to G80 is performed, and if it is not the lean operation mode, the exhaust stroke injection control is not performed as the temperature decrease suppression control, and the process proceeds to step G110 to reset the flag F to 0 To return.
[0122]
In step G90, the θ1, θ2 reading unit 105B reads the set temperature θ2 from the map based on the change amount Δθ calculated in step G10, and the process proceeds to step G100. Here, the map in which the set temperature θ2 is variable is basically a catalyst temperature θ.CCWhen the amount of change Δθ greatly changes toward the temperature rise side (that is, when the temperature rise degree is large), the set temperature θ2 is set to be low.
[0123]
In step G100, the catalyst temperature θ is controlled by the temperature decrease suppression control.CCRises and the catalyst temperature θCCIs determined to be equal to or higher than the set temperature θ2. As a result, the catalyst temperature θCCIs not equal to or higher than the set temperature θ2, the process proceeds to step G40 to continue the exhaust stroke injection control as the temperature decrease suppression control, and the catalyst temperature θCCIs equal to or higher than the set temperature θ2, the exhaust stroke injection control as the temperature decrease suppression control is not performed, the process proceeds to step G110, the flag F is reset to 0, and the process returns.
[0124]
As the exhaust stroke injection control, the processing from Step G45 to G80 is performed, which corresponds to Step F30 to Step F70 of the exhaust stroke injection control described with reference to FIG. 13 in the fourth embodiment. Therefore, the description thereof is omitted here.
As described above, in the exhaust gas purification apparatus of the present embodiment, the same effect as that of the fourth embodiment can be obtained, and by making the set temperature θ1 variable, at least from the early stage when the degree of catalyst temperature decrease is large. By injecting additional fuel during the exhaust stroke of the engine, there is an advantage that the temperature of the catalyst 9 can be surely increased, and the purification efficiency of the catalyst 9 can be prevented from deteriorating. Further, by making the set temperature θ2 variable, even when the catalyst temperature suddenly rises due to the catalyst temperature decrease suppression control, the catalyst temperature decrease suppression control is stopped at an early stage to prevent the catalyst from overheating. There is also an advantage that can be done.
[0125]
Next, the sixth embodiment will be described. The exhaust gas purification apparatus of this embodiment is a combination of the above-described first embodiment and the fourth embodiment as shown in FIG. This is configured to prevent the temperature of the catalyst from being lowered efficiently and reliably at the time of a low load operation including the deceleration fuel cut (including the idling operation) during the steady running operation in which the catalyst temperature decrease is predicted. .
[0126]
In this embodiment, the fuel injection control means 101 is configured in the same manner as in the fourth embodiment, and the other configurations are the same as those in the first embodiment. The temperature decrease suppressing mode switching means (first means) 108 and the additional fuel injection control means (second means) 102 constitute a temperature decrease suppressing means 110. These temperature decrease suppressing mode switching means 108 or additional means are added. The temperature drop suppression control by the fuel injection control means 102 is switched depending on the operating state.
[0127]
More specifically, when the catalyst temperature becomes lower than a predetermined temperature by the catalyst temperature sensor 26, and thereafter the engine operating state is determined from the output of the throttle sensor 14 or the like, and the operating state at that time is a steady running operating state, In the case of the low load operation state (including the idling operation state) including the deceleration fuel cut, the temperature decrease suppression unit 110 performs the temperature decrease suppression control by the temperature decrease suppression mode switching unit 108 as the temperature decrease suppression unit 110. The additional fuel injection control means 102 performs temperature drop suppression control.
[0128]
Since the exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment is configured as described above, the temperature reduction suppression control and the additional fuel injection control means 102 by switching the operation mode (combustion state) by the temperature reduction suppression mode switching means 108. The temperature decrease suppression control by injecting additional fuel is selectively performed according to the operating state of the engine, so that the temperature decrease of the catalyst 9 can be reliably performed while suppressing the deterioration of fuel consumption to a minimum. There is an advantage that a reduction in the purification efficiency of the catalyst can be prevented.
[0129]
The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in the first embodiment, the temperature decrease suppression control is operated and stopped according to the temperature of the catalyst. May be started in accordance with the temperature of the catalyst, and then the temperature decrease suppression control may be terminated depending on the duration of the temperature decrease suppression control, that is, the time after the operation mode is switched. Good.
[0130]
In the exhaust gas purification apparatuses of the first, second, third, and sixth embodiments, the operation mode selected as the operation mode for suppressing temperature decrease is the first lean operation mode. However, the present invention is not limited to this, and the temperature of the catalyst The operation mode may be switched stepwise from the previous lean operation mode to the stoichiometric operation mode according to the rise, and the catalyst temperature θCCIn a situation where it is necessary to rapidly increase the stoichiometric operation mode, the stoichiometric operation mode may be selected directly from the late lean operation mode. This is a lean NO that has a higher catalyst activation temperature and a narrow activation temperature range than the three-way catalyst 9B.XThis is particularly effective for suppressing the temperature drop of the catalyst 9A.
[0131]
In the exhaust gas purifying apparatus of the first, second, third, and sixth embodiments, the catalyst temperature θCCWhen the catalyst temperature θ is very lowCCIn order to raise the temperature, first, the operation mode may be switched to the stoichiometric operation mode as the operation mode for suppressing temperature decrease. In this case, when it is detected or estimated that the catalyst temperature has risen to some extent in order to prevent excessive temperature rise of the catalyst 9, it is preferable to further switch to the first lean operation mode as the operation mode for suppressing temperature decrease. .
[0132]
Furthermore, in the exhaust gas purification apparatuses of the first, second, third, and sixth embodiments, the late lean operation mode is selected as the normal operation mode, but the exhaust gas temperature is lowered depending on the operation state in the first lean operation mode. Alternatively, the operation mode may be switched to the stoichiometric operation mode as the operation mode for suppressing temperature decrease. Further, in the exhaust gas purification apparatus of the first, second, third, and sixth embodiments, it is described that the engine is provided in an engine that switches the late lean operation mode, the first lean operation mode, and the stoichiometric operation mode as the normal operation mode. Is configured to switch between the second lean operation mode and the first lean operation mode, the first lean operation mode may be set as the operation mode for suppressing the temperature drop, and the engine is operated in the second lean operation mode. When configured to switch between the operation mode and the stoichiometric operation mode, the stoichiometric operation mode may be set as the temperature decrease suppressing operation mode.
[0133]
Further, in the exhaust gas purification apparatuses of the first, second, third, and sixth embodiments, the temperature decrease suppression control is performed by the temperature decrease suppression mode switching means 108 in the steady operation state by incorporating the detection information from the throttle sensor 14. However, without such a determination, the catalyst temperature θCCWhether or not to perform control may be determined based on only the above.
[0134]
Further, as a temperature drop suppression means, some cylinders of the engine are configured as stratified super-lean combustion in which fuel is injected during the compression stroke, and other cylinders are injected with fuel during the intake stroke to perform stoichiometric or fuel-rich air. Unmixed components (CO, HC, H) discharged from stoichiometric or fuel-rich cylinders as premixed combustion at the fuel ratio2Etc.) and O discharged from the cylinder of fuel lean2The temperature of the catalyst may be increased by an oxidation reaction due to the above, and the temperature of the catalyst may be increased efficiently for each operating state in combination with each of the operating states described above.
[0135]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the in-cylinder injection is performed by operating the temperature decrease suppressing means when the temperature decrease detecting means determines that the temperature of the catalyst is decreased. There is an advantage that it is possible to prevent the deterioration of the catalyst purification efficiency accompanying the decrease in the exhaust gas temperature peculiar to the internal combustion engine.
[0136]
In addition, an inexpensive system without an additional device can suppress a decrease in exhaust gas temperature due to layered super-lean combustion, thereby preventing deterioration in catalyst purification efficiency due to a decrease in exhaust gas temperature. There are advantages.
According to the exhaust gas purification apparatus of the present invention as set forth in claim 2, when the catalyst temperature is slightly lower than the set temperature, the operation mode is set to the lean operation mode in consideration of deterioration of fuel consumption, and the exhaust gas purification of the catalyst is performed. In addition to maintaining the efficiency, if the catalyst temperature is significantly lower than the set temperature, the exhaust gas purification efficiency of the catalyst will be extremely deteriorated. Therefore, the operation mode is set to the stoichiometric operation mode, and the catalyst temperature is positively changed. There is an advantage that the temperature can be raised to prevent the catalyst purification efficiency from being deteriorated.
[0137]
According to the exhaust gas purifying apparatus of the present invention as set forth in claim 3, by selectively performing the switching of the combustion state and the additional fuel injection, the temperature of the catalyst is surely lowered while suppressing the deterioration of fuel consumption. There is an advantage that (decrease in the purification efficiency of the catalyst) can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a main configuration of a control system of an exhaust gas purification apparatus as a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram in the exhaust gas purification apparatus as the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus as a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for explaining fuel injection control of the exhaust gas purifying apparatus as the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart for explaining temperature decrease suppression control of the exhaust gas purification apparatus as the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a control block diagram schematically showing a main configuration of a control system of an exhaust gas purifying apparatus as a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart for explaining temperature decrease suppression control of the exhaust gas purifying apparatus as the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart for explaining a catalyst temperature detection mode in temperature drop suppression control of the exhaust gas purifying apparatus as the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining a set temperature used in an exhaust gas purification apparatus as an embodiment of the present invention, and (a) is a set temperature θ.1, Set temperature θ2, (B) are for explaining the set temperature θ1 and the set temperature θ2, respectively.
FIG. 10 is a control block diagram schematically showing a main configuration of a control system of an exhaust gas purification apparatus as a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart for explaining temperature decrease suppression control of an exhaust gas purifying apparatus as a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a control block diagram schematically showing a main configuration of a control system of an exhaust gas purifying apparatus as a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart for explaining temperature decrease suppression control of the exhaust gas purifying apparatus as the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a control block diagram schematically showing a main configuration of a control system of an exhaust gas purification apparatus as a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart for explaining temperature decrease suppression control of an exhaust gas purification apparatus as a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a control block diagram schematically showing a main configuration of a control system of an exhaust gas purifying apparatus as a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Combustion chamber
2 Intake passage
2a Surge tank
3 Exhaust passage
4 Intake valve
5 Exhaust valve
6 Air cleaner
7 Throttle valve
8 Injector (fuel injection valve)
8a Injector solenoid
8b Injector solenoid switching transistor
9 Exhaust gas purification catalytic converter as exhaust gas purification catalyst
9A lean NOxcatalyst
9B Three-way catalyst
10 Exhaust gas recirculation device (EGR device)
10b Exhaust gas recirculation passage
10a EGR valve (exhaust gas recirculation means)
11 Air flow sensor
12 Intake air temperature sensor
13 Atmospheric pressure sensor
14 Throttle sensor
15 Idle switch
16 Idle speed control valve (ISC valve)
16A bypass
17 Oxygen concentration sensor (O2 Sensor)
19 Cooling water temperature sensor
20 Cranking switch or ignition switch
21 Crank angle sensor (engine speed sensor)
22 TDC sensor (cylinder discrimination sensor)
23 Electronic control unit (ECU)
24 Accelerator position sensor
25 Battery sensor
26 Catalyst temperature sensor (catalyst temperature detection means)
27 CPU
28, 29 Input interface
30 Analog / Digital Converter
31 ROM
32 RAM
34 Injection driver (fuel injection valve drive means)
35 Spark plug
50 Air bypass valve (ABV)
50A bypass
101 Fuel injection control means
102 Additional fuel injection control means (temperature drop suppression means)
103 Normal fuel injection control means
104 Various sensors
105 Temperature drop determination means (temperature drop detection means)
105A Δθ calculation unit
105B θ1, θ2 reading part
105C judgment part
106 Operation mode setting means
107 Normal operation mode setting means
108 Mode switching means for suppressing temperature drop
109A timer
109B timer
110 Temperature drop suppression means
111 Temperature drop detection means

Claims (3)

燃焼室内に直接燃料を噴射し、理論空燃比よりも空燃比の大きい層状超リーン燃焼を運転状態に応じて行なう筒内噴射型内燃機関に設けられ、
上記機関の排気通路内に配設され排ガスを浄化する触媒と、
上記触媒の温度を検出して上記触媒の温度低下を検出もしくは予測することにより、または温度低下を生じる特定運転状態を検出して上記触媒の温度低下を推定することにより、上記触媒の温度が触媒活性温度に達して活性化した後の上記触媒の温度低下を検出する温度低下検出手段と、
上記温度低下検出手段により上記触媒の温度低下が検出された場合に上記触媒の温度低下を抑制するように作動する温度低下抑制手段とを備え、
上記筒内噴射型内燃機関は、
上記層状超リーン燃焼と、該層状超リーン燃焼よりも燃焼空燃比の小さい予混合燃焼とを運転状態に応じて切り換えて行なうものであり、
上記予混合燃焼を行なうために理論空燃比近傍で運転するストイキオ運転モード又は理論空燃比よりも大きな空燃比で運転するリーン運転モードを有し、
上記温度低下抑制手段は、上記温度低下検出手段からの出力に応じて上記触媒の温度が第1設定値よりも低くなるか又は低くなることが予測される場合に上記機関の運転を上記予混合燃焼のリーン運転モードに切り換え、さらに上記温度低下検出手段からの出力に応じて上記触媒の温度が上記第1設定値よりも低い温度として設定された第2設定値よりも低くなるか又は低くなることが予測される場合に上記機関の運転を上記予混合燃焼のストイキオ運転モードに切り換えることを特徴とする、排ガス浄化装置。
The fuel is directly injected into the combustion chamber, and is provided in a direct injection internal combustion engine that performs stratified super-lean combustion having a larger air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio according to the operating state,
A catalyst disposed in the exhaust passage of the engine for purifying exhaust gas;
By detecting the temperature of the catalyst and detecting or predicting a decrease in the temperature of the catalyst, or by detecting a specific operation state that causes a temperature decrease and estimating the temperature decrease of the catalyst, the temperature of the catalyst is changed to the catalyst. A temperature drop detecting means for detecting a temperature drop of the catalyst after reaching the activation temperature and being activated;
A temperature drop suppression means that operates to suppress a temperature drop of the catalyst when a temperature drop of the catalyst is detected by the temperature drop detection means;
The in-cylinder injection internal combustion engine is
The stratified super-lean combustion and the premixed combustion having a combustion air-fuel ratio smaller than that of the stratified super-lean combustion are switched according to the operation state,
In order to perform the premixed combustion, a stoichiometric operation mode that operates near the stoichiometric air-fuel ratio or a lean operation mode that operates at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio,
The temperature decrease suppressing means controls the operation of the engine when the temperature of the catalyst is predicted to be lower or lower than a first set value in accordance with the output from the temperature decrease detecting means. Switching to the lean operation mode of combustion, and further, the temperature of the catalyst becomes lower or lower than a second set value set as a temperature lower than the first set value in accordance with the output from the temperature drop detecting means. An exhaust gas purifying apparatus characterized by switching the operation of the engine to the premixed combustion stoichiometric operation mode when it is predicted.
燃焼室内に直接燃料を噴射し、理論空燃比よりも空燃比の大きい層状超リーン燃焼を運転状態に応じて行なう筒内噴射型内燃機関に設けられ、
上記機関の排気通路内に配設され排ガスを浄化する触媒と、
上記触媒の温度を検出して上記触媒の温度低下を検出もしくは予測することにより、または温度低下を生じる特定運転状態を検出して上記触媒の温度低下を推定することにより、上記触媒の温度が触媒活性温度に達して活性化した後の上記触媒の温度低下を検出する温度低下検出手段と、
上記温度低下検出手段により上記触媒の温度低下が検出された場合に上記触媒の温度低下を抑制するように作動する温度低下抑制手段とを備え、
上記筒内噴射型内燃機関は、上記層状超リーン燃焼と、該層状超リーン燃焼よりも燃焼空燃比の小さい予混合燃焼とを運転状態に応じて切り換えて行なうものであり、
上記予混合燃焼が、理論空燃比で運転するストイキオ運転モードと上記理論空燃比よりも大きな空燃比で運転するリーン運転モードとの2つの運転モードを有し、
上記温度低下検出手段は、上記触媒の温度を検出して上記触媒の温度低下を検出又は予測するように構成され、
上記温度低下抑制手段は、該温度低下検出手段により上記触媒の温度が予め設定された第1設定値よりも低くなる場合又は低くなることが予測された場合には上記運転モードを上記リーン運転モードとし、さらに上記温度低下検出手段により上記触媒の温度が上記第1設定値よりも低い温度に設定された第2設定値よりも低くなる場合又は低くなることが予測された場合には上記運転モードを上記ストイキオ運転モードとすることを特徴とする、排ガス浄化装置。
The fuel is directly injected into the combustion chamber, and is provided in a direct injection internal combustion engine that performs stratified super-lean combustion having a larger air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio according to the operating state,
A catalyst disposed in the exhaust passage of the engine for purifying exhaust gas;
By detecting the temperature of the catalyst and detecting or predicting a decrease in the temperature of the catalyst, or by detecting a specific operation state that causes a temperature decrease and estimating the temperature decrease of the catalyst, the temperature of the catalyst is changed to the catalyst. A temperature drop detecting means for detecting a temperature drop of the catalyst after reaching the activation temperature and being activated;
A temperature drop suppression means that operates to suppress a temperature drop of the catalyst when a temperature drop of the catalyst is detected by the temperature drop detection means;
The in-cylinder injection internal combustion engine is configured to perform switching between the stratified super lean combustion and the premixed combustion having a combustion air-fuel ratio smaller than that of the stratified super lean combustion in accordance with an operating state.
The premixed combustion has two operation modes, a stoichiometric operation mode that operates at a stoichiometric air-fuel ratio and a lean operation mode that operates at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio,
The temperature drop detection means is configured to detect or predict the temperature drop of the catalyst by detecting the temperature of the catalyst,
The temperature decrease suppression unit sets the operation mode to the lean operation mode when the temperature decrease detection unit predicts that the temperature of the catalyst is lower than or lower than a preset first set value. When And then When the temperature drop detecting means predicts that the temperature of the catalyst will be lower or lower than the second set value set to a temperature lower than the first set value, the operation mode is set to the stoichiometric mode. An exhaust gas purification apparatus characterized by being in an operation mode.
燃焼室内に直接燃料を噴射し、理論空燃比よりも空燃比の大きい層状超リーン燃焼を運転状態に応じて行なう筒内噴射型内燃機関に設けられ、
上記機関の排気通路内に配設され排ガスを浄化する触媒と、
上記触媒の温度を検出して上記触媒の温度低下を検出もしくは予測することにより、または温度低下を生じる特定運転状態を検出して上記触媒の温度低下を推定することにより、上記触媒の温度が触媒活性温度に達して活性化した後の上記触媒の温度低下を検出する温度低下検出手段と、
上記温度低下検出手段により上記触媒の温度低下が検出された場合に上記触媒の温度低下を抑制するように作動する温度低下抑制手段とを備え、
上記筒内噴射型内燃機関は、上記層状超リーン燃焼と該層状超リーン燃焼よりも燃焼空燃比の小さい予混合燃焼とを運転状態に応じて切り換えて行なうものであり、
上記温度低下抑制手段は、上記層状超リーン燃焼と上記予混合燃焼とを切り換える第1手段と、上記機関の膨張行程以降に追加燃料を噴射する第2手段とを有し、
上記温度低下抑制手段が、上記機関の定常運転状態のときに上記第1手段を選択して上記層状超リーン燃焼から上記予混合燃焼へ切り換える一方、上記機関の低負荷運転状態のときに上記第2手段を選択することを特徴とする、排ガス浄化装置。
The fuel is directly injected into the combustion chamber, and is provided in a direct injection internal combustion engine that performs stratified super-lean combustion having a larger air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio according to the operating state,
A catalyst disposed in the exhaust passage of the engine for purifying exhaust gas;
By detecting the temperature of the catalyst and detecting or predicting a decrease in the temperature of the catalyst, or by detecting a specific operation state that causes a temperature decrease and estimating the temperature decrease of the catalyst, the temperature of the catalyst is changed to the catalyst. A temperature drop detecting means for detecting a temperature drop of the catalyst after reaching the activation temperature and being activated;
A temperature drop suppression means that operates to suppress a temperature drop of the catalyst when a temperature drop of the catalyst is detected by the temperature drop detection means;
The in-cylinder injection internal combustion engine is configured to perform switching between the stratified super-lean combustion and the premixed combustion having a combustion air-fuel ratio smaller than that of the stratified super-lean combustion in accordance with an operating state,
The temperature drop suppression means includes first means for switching between the stratified super lean combustion and the premixed combustion, and second means for injecting additional fuel after the expansion stroke of the engine,
The temperature drop suppressing means selects the first means when the engine is in a steady operation state and switches from the stratified super lean combustion to the premixed combustion, while the engine temperature is low when the engine is in a low load operation state. An exhaust gas purifying apparatus, wherein two means are selected.
JP2001243884A 2001-08-10 2001-08-10 Exhaust gas purification device Expired - Lifetime JP3832288B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001243884A JP3832288B2 (en) 2001-08-10 2001-08-10 Exhaust gas purification device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001243884A JP3832288B2 (en) 2001-08-10 2001-08-10 Exhaust gas purification device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8205127A Division JPH1047040A (en) 1996-08-02 1996-08-02 Exhaust gas purification device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002097980A JP2002097980A (en) 2002-04-05
JP3832288B2 true JP3832288B2 (en) 2006-10-11

Family

ID=19073907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001243884A Expired - Lifetime JP3832288B2 (en) 2001-08-10 2001-08-10 Exhaust gas purification device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3832288B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4492512B2 (en) * 2005-10-05 2010-06-30 三菱自動車工業株式会社 Fuel injection control device for in-cylinder injection type internal combustion engine
JP4572827B2 (en) * 2005-12-07 2010-11-04 トヨタ自動車株式会社 Combustion control device for internal combustion engine
US9248830B2 (en) 2012-12-05 2016-02-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus of hybrid vehicle
JP6315908B2 (en) * 2013-07-02 2018-04-25 大阪瓦斯株式会社 Engine system
JP6319358B2 (en) * 2016-04-27 2018-05-09 マツダ株式会社 Vehicle control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002097980A (en) 2002-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3613023B2 (en) In-cylinder injection engine control device
JP4250856B2 (en) In-cylinder internal combustion engine
US6708668B2 (en) Control system and method for direct-injection spark-ignition engine
EP1245815B1 (en) Direct-injection spark-ignition engine with a turbo-charging device, engine control method , and computer-readable storage medium therefor
JP3613018B2 (en) In-cylinder injection engine control device
US10309327B2 (en) Control device for internal combustion engine
KR100345263B1 (en) In-cylinder injection type internal combustion engine
JP2006258027A (en) Control device for internal combustion engine
JP2007332867A (en) Control device for internal combustion engine
JP2000282920A (en) Control device of internal combustion engine
JP3257420B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine
JP3832288B2 (en) Exhaust gas purification device
JP4254021B2 (en) Catalyst early warm-up control device for in-cylinder internal combustion engine
JP4062884B2 (en) In-cylinder internal combustion engine
JP3731403B2 (en) Control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine
JP3743277B2 (en) Control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine
JP3724369B2 (en) Control device for direct-injection spark ignition engine
JPH1047040A (en) Exhaust gas purification device
JP4134395B2 (en) In-cylinder internal combustion engine
JP3757433B2 (en) Engine exhaust gas purification device
JP4506595B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2006233828A (en) Fuel injection control device
KR20030040022A (en) Exhaust gas purifying device of spark-plug type internal combustion engine
JP2006258019A (en) Control device for internal combustion engine
JP2011012687A (en) Engine torque control device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051115

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051201

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: 20060627

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060710

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100728

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110728

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120728

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120728

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130728

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130728

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140728

Year of fee payment: 8

EXPY Cancellation because of completion of term