JP2002155724A - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust gas purification device for internal combustion engineInfo
- Publication number
- JP2002155724A JP2002155724A JP2001040086A JP2001040086A JP2002155724A JP 2002155724 A JP2002155724 A JP 2002155724A JP 2001040086 A JP2001040086 A JP 2001040086A JP 2001040086 A JP2001040086 A JP 2001040086A JP 2002155724 A JP2002155724 A JP 2002155724A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- internal combustion
- combustion engine
- poisoning
- particulate filter
- 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.)
- Pending
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 220
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 285
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 claims abstract description 198
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 claims abstract description 198
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims abstract description 97
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims abstract description 79
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 43
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 369
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 221
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 123
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 123
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 38
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 21
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000002574 poison Substances 0.000 claims description 3
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 abstract description 24
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 abstract description 24
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 87
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 77
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 71
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 69
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 66
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 19
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 19
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 18
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- -1 nitrate ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- NAUDBLLLYYHPLG-NSISKUIASA-N ram-354 Chemical compound C1C(=O)CC[C@@]2(O)[C@H]3CC4=CC=C(OCC)C(OC)=C4[C@]21CCN3C NAUDBLLLYYHPLG-NSISKUIASA-N 0.000 description 3
- 230000003578 releasing effect Effects 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 102100028175 Abasic site processing protein HMCES Human genes 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100029777 Eukaryotic translation initiation factor 3 subunit M Human genes 0.000 description 1
- 102100029203 F-box only protein 8 Human genes 0.000 description 1
- 102100022626 Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2D Human genes 0.000 description 1
- 101001006387 Homo sapiens Abasic site processing protein HMCES Proteins 0.000 description 1
- 101001012700 Homo sapiens Eukaryotic translation initiation factor 3 subunit M Proteins 0.000 description 1
- 101100334493 Homo sapiens FBXO8 gene Proteins 0.000 description 1
- 101000972840 Homo sapiens Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2D Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical group [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100219325 Phaseolus vulgaris BA13 gene Proteins 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101001094026 Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) Phasin PhaP Proteins 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y02T10/144—
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、NOx吸収剤が担持されたパティ
キュレートフィルタを備えた内燃機関の排気浄化装置に
おいて、燃料消費量を不要に増加させることなくパティ
キュレートフィルタのSOx被毒及びPM被毒を十分に
解消することができる技術を提供することを課題とす
る。
【解決手段】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置
は、NOx吸収剤が担持されたパティキュレートフィル
タと、このパティキュレートフィルタの酸化物による被
毒およびまたは粒子状物質による被毒を解消する必要が
生じると、内燃機関の減速運転状態が検出されたことを
条件に、パティキュレートフィルタの被毒解消処理を実
行する被毒解消手段と、を備え、内燃機関が減速運転状
態にあるとき、及びアイドル運転状態にあるときに、パ
ティキュレートフィルタの被毒解消処理が実行されるよ
うにしたことを特徴としている。
(57) Abstract: An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine equipped with a particulate filter carrying a NOx absorbent, without increasing the fuel consumption unnecessarily. It is an object to provide a technique capable of sufficiently eliminating poisoning and PM poisoning. SOLUTION: An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention requires a particulate filter carrying a NOx absorbent and eliminating poisoning of the particulate filter by oxides and / or particulate matter. Occurs, on the condition that the deceleration operation state of the internal combustion engine is detected, provided with a poisoning elimination unit that executes the poisoning elimination processing of the particulate filter, and when the internal combustion engine is in the deceleration operation state, and It is characterized in that the poisoning elimination process of the particulate filter is executed when the vehicle is in the idling operation state.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気を
浄化する技術に関し、特に、排気中の窒素酸化物(NO
x)を除去する手段と排気中の粒子状物質を除去する手
段を有する排気浄化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, and more particularly to a technique for purifying nitrogen oxides (NO
The present invention relates to an exhaust gas purification device having a means for removing x) and a means for removing particulate matter in exhaust gas.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、自動車等に搭載される内燃機
関、特にディーゼル機関では、排気中に含まれる窒素酸
化物(NOx)に加えて煤などの粒子状物質(PM:Par
ticulateMatter)を浄化することが要求されており、こ
のような要求に対し、NOx吸収剤が担持されたパティ
キュレートフィルタを内燃機関の排気通路に配置する方
法が提案されている。2. Description of the Related Art In general, in an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, in particular, a diesel engine, in addition to nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas, particulate matter (PM: Par
In response to such a demand, a method has been proposed in which a particulate filter carrying a NOx absorbent is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine.
【0003】NOx吸収剤は、流入排気の酸素濃度が高
いときは排気中の窒素酸化物(NOx)を吸収し、流入
排気の酸素濃度が低下したときは吸収していた窒素酸化
物(NOx)を放出するものである。パティキュレート
フィルタは、複数の細孔を有する多孔質の基材で構成さ
れ、排気が細孔を流通する際に排気中のPMを捕集する
フィルタである。The NOx absorbent absorbs nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, and absorbs the nitrogen oxides (NOx) when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases. It emits. The particulate filter is formed of a porous base material having a plurality of pores, and is a filter that traps PM in the exhaust gas when the exhaust gas flows through the pores.
【0004】このようにNOx吸収剤が担持されたパテ
ィキュレートフィルタを内燃機関の排気通路に配置する
ことにより、排気中に含まれる窒素酸化物(NOx)及
びPMを除去することが可能となる。[0004] By disposing the particulate filter carrying the NOx absorbent in the exhaust passage of the internal combustion engine, it is possible to remove nitrogen oxides (NOx) and PM contained in the exhaust gas.
【0005】ところで、パティキュレートフィルタのP
M捕集能力には限りがあるため、PM捕集能力以上の粒
子状物質がパティキュレートフィルタに捕集されると、
パティキュレートフィルタ内の排気流路が目詰まりを起
こし、以て背圧が過剰に上昇する等の不具合を誘発す
る、所謂PM被毒が発生する。このため、内燃機関の排
気通路にパティキュレートフィルタが配置された場合
は、背圧が過剰に上昇する前に、パティキュレートフィ
ルタのPM被毒を解消する必要がある。By the way, the P of the particulate filter
Since the M trapping capacity is limited, if particulate matter of PM trapping capacity or more is trapped by the particulate filter,
So-called PM poisoning, which causes clogging of the exhaust flow passage in the particulate filter and causes problems such as an excessive increase in back pressure, occurs. For this reason, when the particulate filter is arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine, it is necessary to eliminate the PM poisoning of the particulate filter before the back pressure rises excessively.
【0006】パティキュレートフィルタのPM被毒を解
消する方法としては、パティキュレートフィルタの温度
をおよそ500℃〜700℃の高温域まで昇温させると
ともに、パティキュレートフィルタに流入する排気の空
燃比をリーン空燃比とすることにより、粒子状物質(P
M)を酸化(燃焼)させる方法が知られている。As a method of eliminating PM poisoning of the particulate filter, the temperature of the particulate filter is raised to a high temperature range of about 500 ° C. to 700 ° C., and the air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the particulate filter is reduced. By setting the air-fuel ratio, the particulate matter (P
A method for oxidizing (burning) M) is known.
【0007】また、内燃機関の燃料には硫黄(S)成分
が含まれている場合があり、そのような燃料が内燃機関
で燃焼されると、燃料中の硫黄(S)成分が酸化してS
O2やSO3などの硫黄酸化物(SOx)が形成されるた
め、内燃機関から排出される排気には硫黄酸化物(SO
x)が含まれることになる。Further, the fuel of the internal combustion engine sometimes contains a sulfur (S) component. When such a fuel is burned in the internal combustion engine, the sulfur (S) component in the fuel is oxidized. S
Since the sulfur oxides such as O 2 or SO 3 (SOx) is formed, sulfur oxides in exhaust gas discharged from the internal combustion engine (SO
x) will be included.
【0008】硫黄酸化物(SOx)を含有した排気がN
Ox吸収剤に流入すると、硫黄酸化物(SOx)が窒素酸
化物(NOx)と同様のメカニズムによりNOx吸収剤に
吸収される。但し、NOx吸収剤に吸収された窒素酸化
物(NOx)は、時間の経過とともに安定な硫酸バリウ
ム(BaSO4)を形成するため、単にNOx吸収剤に流
入する排気の酸素濃度を低下させるだけでは分解及び放
出され難く、NOx吸収剤に蓄積される傾向にある。The exhaust gas containing sulfur oxide (SOx) is N
When flowing into the Ox absorbent, sulfur oxides (SOx) are absorbed by the NOx absorbent by the same mechanism as nitrogen oxides (NOx). However, the nitrogen oxides (NOx) absorbed by the NOx absorbent form stable barium sulfate (BaSO 4 ) with the passage of time. Therefore, simply reducing the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the NOx absorbent is not sufficient. It is difficult to decompose and release and tends to accumulate in the NOx absorbent.
【0009】NOx吸収剤のSOx蓄積量が増大すると、
該NOx吸収剤のNOx吸収能力が低下し、排気中の窒素
酸化物(NOx)を十分に除去することができなくな
る、所謂SOx被毒が発生する。このため、内燃機関の
排気通路にNOx吸収剤が配置された場合は、NOx吸収
剤のNOx吸収能力が過剰に低下する前に、NOx吸収剤
のSOx被毒を解消する必要がある。When the accumulated amount of SOx in the NOx absorbent increases,
The so-called SOx poisoning occurs, in which the NOx absorbing ability of the NOx absorbent is reduced and nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas cannot be sufficiently removed. For this reason, when the NOx absorbent is disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine, it is necessary to eliminate SOx poisoning of the NOx absorbent before the NOx absorbing ability of the NOx absorbent excessively decreases.
【0010】NOx吸収剤のSOx被毒を解消する方法と
しては、NOx吸収剤の雰囲気温度をおよそ500℃〜
700℃の高温域まで昇温させるとともに、NOx吸収
剤に流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とすることに
より、NOx吸収剤に吸収されている硫酸バリウム(B
aSO4)をSO3-やSO4-に熱分解し、次いでSO3 -
やSO4-を排気中の炭化水素(HC)や一酸化炭素(C
O)と反応させて気体状のSO2-に還元する方法が知ら
れている。As a method for eliminating SOx poisoning of the NOx absorbent, the ambient temperature of the NOx absorbent is set to about 500 ° C.
By raising the temperature to a high temperature range of 700 ° C. and making the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx absorbent a rich air-fuel ratio, barium sulfate (B
aSO 4 ) is thermally decomposed into SO 3− and SO 4− and then SO 3 −
And SO 4- to remove hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (C
A method is known in which the compound is reacted with O) to reduce it to gaseous SO 2− .
【0011】従って、NOx吸収剤が担持されたパティ
キュレートフィルタが内燃機関の排気通路に配置された
場合は、パティキュレートフィルタのSOx被毒及びP
M被毒を適宜解消する必要がある。パティキュレートフ
ィルタのSOx被毒及びPM被毒を解消する際には、パ
ティキュレートフィルタを500℃以上の高温域まで昇
温させる必要があるため、内燃機関の排気温度が高くな
る高負荷・高回転運転時にSOx被毒解消処理やPM被
毒解消処理を行うことが考えられる。Therefore, when the particulate filter carrying the NOx absorbent is disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine, SOx poisoning of the particulate filter and P
It is necessary to eliminate M poisoning as appropriate. In order to eliminate SOx poisoning and PM poisoning of the particulate filter, it is necessary to raise the temperature of the particulate filter to a high temperature range of 500 ° C. or higher. It is conceivable to perform SOx poisoning elimination processing or PM poisoning elimination processing during operation.
【0012】しかしながら、内燃機関が高負荷・高回転
運転状態にあるときは、内燃機関から排出される排気量
が多くなるため、パティキュレートフィルタのSOx被
毒を解消すべく排気の空燃比をリッチ空燃比とするに
は、排気量に見合った多量の燃料が必要となり、燃料消
費量の増加を招くという問題があった。However, when the internal combustion engine is in a high-load, high-speed operation state, the amount of exhaust gas discharged from the internal combustion engine increases, so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is increased to eliminate SOx poisoning of the particulate filter. To achieve the air-fuel ratio, a large amount of fuel corresponding to the displacement is required, and there is a problem that fuel consumption increases.
【0013】このような問題に対し、従来では、特開平
8−170558号公報に記載されたような内燃機関の
排気浄化装置が提案されている。上記した公報に記載さ
れた内燃機関の排気浄化装置は、排気流量が少なくなる
アイドル運転時に、触媒を加熱するとともに該触媒に流
入する排気の空燃比を理論空燃比よりリッチ側に制御す
ることにより、排気による触媒の不要な冷却及び排気の
リッチ化に伴う燃料消費量の増加を抑制しつつ触媒の被
毒解消を図ろうとするものである。To cope with such a problem, an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-170558 has been proposed. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine described in the above-mentioned publication heats the catalyst and controls the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst to a richer side than the stoichiometric air-fuel ratio during an idle operation in which the exhaust gas flow rate is reduced. Another object of the present invention is to eliminate catalyst poisoning while suppressing an increase in fuel consumption due to unnecessary cooling of the catalyst by exhaust gas and enrichment of exhaust gas.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関が
アイドル運転状態にあるときは、内燃機関から単位時間
当たりに排出される排気の流量が少なくなり、それに応
じて触媒へ単位時間当たりに流入する排気の流量も少な
くなるため、排気の空燃比がリッチ空燃比とされた際に
単位時間当たりに触媒へ流入する燃料の量も少なくな
る。By the way, when the internal combustion engine is in an idling operation state, the flow rate of exhaust gas discharged from the internal combustion engine per unit time decreases, and accordingly, the exhaust gas flows into the catalyst per unit time. Since the flow rate of the exhaust gas also decreases, the amount of fuel flowing into the catalyst per unit time when the air-fuel ratio of the exhaust gas is set to the rich air-fuel ratio also decreases.
【0015】従って、前述した従来の排気浄化装置のよ
うにアイドル運転時にのみ触媒の被毒解消処理が実行さ
れる排気浄化装置では、触媒の被毒を解消するために内
燃機関が長期間にわたってアイドル運転される必要があ
り、内燃機関のアイドル運転が長期間継続されない場合
には、触媒の被毒を解消することが困難となる。Therefore, in the exhaust gas purifying apparatus in which the catalyst poisoning elimination process is executed only during the idling operation as in the above-described conventional exhaust gas purifying apparatus, the internal combustion engine is operated for a long period of time in order to eliminate the catalyst poisoning. If the internal combustion engine needs to be operated and the idling operation of the internal combustion engine is not continued for a long time, it becomes difficult to eliminate poisoning of the catalyst.
【0016】更に、前述した従来の排気浄化装置をNO
x吸収剤が担持されたパティキュレートフィルタに適用
した場合は、SOx被毒解消処理に加えてPM被毒解消
処理を行う必要があるため、アイドル運転時のみではS
Ox被毒解消処理及びPM被毒解消処理を十分に行うこ
とが困難となることが想定される。Further, the above-mentioned conventional exhaust gas purifying apparatus is
When applied to a particulate filter loaded with x absorbent, PM poisoning elimination processing needs to be performed in addition to SOx poisoning elimination processing.
It is assumed that it will be difficult to sufficiently perform the Ox poisoning elimination process and the PM poisoning elimination process.
【0017】本発明は上記したような種々の問題に鑑み
てなされたものであり、NOx吸収剤が担持されたパテ
ィキュレートフィルタを備えた内燃機関の排気浄化装置
において、燃料消費量を不要に増加させることなくパテ
ィキュレートフィルタのSOx被毒及びPM被毒を確実
に解消することができる技術を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described various problems, and in an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine having a particulate filter carrying a NOx absorbent, fuel consumption is unnecessarily increased. It is an object of the present invention to provide a technique capable of reliably eliminating SOx poisoning and PM poisoning of a particulate filter without causing the particulate filter to poison.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために以下のような手段を採用した。すなわ
ち、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関
の排気通路に設けられ、流入排気の酸素濃度が高いとき
は排気中の窒素酸化物を吸収し、流入排気の酸素濃度が
低下したときは吸収していた窒素酸化物を放出する機能
を有するパティキュレートフィルタと、前記パティキュ
レートフィルタの酸化物による被毒およびまたは粒子状
物質による被毒を解消する必要が生じると、前記内燃機
関の減速運転状態が検出されたときに、前記パティキュ
レートフィルタの被毒解消処理を実行する被毒解消手段
と、を備えることを特徴としている。The present invention employs the following means to solve the above-mentioned problems. That is, the exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the present invention is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, absorbs nitrogen oxides in the exhaust gas when the oxygen concentration of the inflow exhaust gas is high, and reduces the oxygen concentration of the inflow exhaust gas. When it is necessary to eliminate the particulate filter having a function of releasing nitrogen oxides that have been absorbed, and the poisoning of the particulate filter by oxides and / or the particulate matter, And a poisoning elimination unit that executes a poisoning elimination process for the particulate filter when a deceleration operation state is detected.
【0019】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、パティキュレートフィルタの酸化物による被
毒およびまたは粒子状物質による被毒を解消する必要が
生じると、被毒解消手段は、内燃機関の減速運転状態が
検出されたことを条件に、パティキュレートフィルタの
被毒解消処理を実行することになる。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine configured as described above, if it becomes necessary to eliminate the poisoning of the particulate filter by the oxide and / or the particulate matter, the poisoning eliminating means is provided by the internal combustion engine. On the condition that the deceleration operation state is detected, the processing for eliminating poisoning of the particulate filter is executed.
【0020】この場合、パティキュレートフィルタの被
毒解消処理は、内燃機関が減速運転状態にある期間はも
とより、内燃機関が減速運転状態からアイドル運転状態
へ移行するような場合であれば減速運転期間に加えてア
イドル運転期間にも実行されることになる。In this case, the processing for eliminating poisoning of the particulate filter is performed not only during the period when the internal combustion engine is in the deceleration operation state but also during the deceleration operation period when the internal combustion engine is shifted from the deceleration operation state to the idle operation state. In addition to this, it is also executed during the idle operation period.
【0021】この結果、内燃機関がアイドル運転状態に
あるときにのみ被毒解消処理が実行される場合に比し
て、被毒解消処理の実行領域が拡大されることになる。As a result, the execution area of the poisoning elimination process is expanded as compared with the case where the poisoning elimination process is executed only when the internal combustion engine is in the idling operation state.
【0022】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置において、被毒解消手段は、パティキュレートフィル
タの酸化物による被毒と粒子状物質による被毒とを解消
する必要が生じると、内燃機関の減速運転状態が検出さ
れた時点から第1の所定期間はパティキュレートフィル
タに流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とし、続く第
2の所定期間はリーン空燃比とするようにしてもよい。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the poisoning eliminating means needs to eliminate the poisoning of the particulate filter by the oxide and the particulate matter, The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter may be set to the rich air-fuel ratio for a first predetermined period from the time when the deceleration operation state is detected, and the lean air-fuel ratio may be set for the second predetermined period.
【0023】この場合、内燃機関の減速運転状態が検出
された時点から第1の所定期間では、パティキュレート
フィルタに流入する排気の空燃比がリッチ空燃比とされ
るため、パティキュレートフィルタに流入する排気は、
炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)等の還元成分を
比較的多量に含有した排気となる。In this case, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter is set to the rich air-fuel ratio during the first predetermined period from the time when the deceleration operation state of the internal combustion engine is detected, so that the exhaust gas flows into the particulate filter. The exhaust is
The exhaust gas contains a relatively large amount of reducing components such as hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO).
【0024】多量の還元成分を含む排気がパティキュレ
ートフィルタに流入すると、パティキュレートフィルタ
を被毒していた酸化物が排気中の還元成分と反応し易く
なり、その結果、パティキュレートフィルタの酸化物に
よる被毒の解消が促進される。When the exhaust gas containing a large amount of reducing components flows into the particulate filter, the oxide poisoning the particulate filter easily reacts with the reducing components in the exhaust gas. Elimination of poisoning is promoted.
【0025】続いて、内燃機関の減速運転状態が検出さ
れてから第1の所定期間が経過した後の第2の所定期間
では、パティキュレートフィルタに流入する排気の空燃
比がリーン空燃比とされるため、パティキュレートフィ
ルタに流入する排気は、酸素を比較的多量に含有した排
気となる。Subsequently, in the second predetermined period after the first predetermined period has elapsed since the detection of the deceleration operation state of the internal combustion engine, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter is set to the lean air-fuel ratio. Therefore, the exhaust gas flowing into the particulate filter is an exhaust gas containing a relatively large amount of oxygen.
【0026】多量の酸素を含む排気がパティキュレート
フィルタに流入すると、パティキュレートフィルタを被
毒していた粒子状物質は、排気中に含まれている酸素と
反応し易くなり、その結果、パティキュレートフィルタ
の粒子状物質による被毒の解消が促進される。When the exhaust gas containing a large amount of oxygen flows into the particulate filter, the particulate matter poisoning the particulate filter easily reacts with the oxygen contained in the exhaust gas. Elimination of poisoning by particulate matter of the filter is promoted.
【0027】上記したように内燃機関の減速運転状態が
検出されたことを条件にパティキュレートフィルタの酸
化物による被毒及び粒子状物質による被毒を解消する処
理が行われると、それらの被毒解消処理は、内燃機関が
減速運転状態にある期間はもとより、内燃機関が減速運
転状態からアイドル運転状態へ移行するような場合であ
れば減速運転期間に加えてアイドル運転期間にも実行さ
れることになる。As described above, if the processing for eliminating the poisoning of the particulate filter by the oxide and the poisoning by the particulate matter is performed on the condition that the deceleration operation state of the internal combustion engine is detected, the poisoning of the particulate filter is performed. The cancellation process is executed not only during the period when the internal combustion engine is in the deceleration operation state but also during the idle operation period in addition to the deceleration operation period when the internal combustion engine transitions from the deceleration operation state to the idle operation state. become.
【0028】この結果、酸化物に係る被毒解消処理の実
行期間と粒子状物質に係る被毒解消処理の実行期間とが
十分に確保されることになる。As a result, the execution period of the poisoning elimination process for oxides and the execution period of the poisoning elimination process for particulate matter are sufficiently ensured.
【0029】尚、パティキュレートフィルタに流入する
排気の空燃比を変更する方法としては、内燃機関の気筒
内へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁による副噴射量、お
よびまたは、パティキュレートフィルタより上流の排気
通路へ燃料を添加する添加手段の添加量を制御すること
により変更する方法を例示することができる。As a method of changing the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter, a sub-injection amount by a fuel injection valve for directly injecting fuel into the cylinder of the internal combustion engine, and / or a method of changing the air-fuel ratio upstream of the particulate filter. An example of a method of changing the amount by controlling the amount of addition means for adding fuel to the exhaust passage can be exemplified.
【0030】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置は、内燃機関の排気通路を流れる排気の一部を吸気通
路へ再循環させる排気再循環機構を更に備えている場合
には、パティキュレートフィルタの酸化物による被毒を
解消する際に、被毒解消手段が排気通路から吸気通路へ
再循環される排気量を増大させるべく排気再循環機構を
制御するようにしてもよい。Further, when the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention further includes an exhaust gas recirculation mechanism for recirculating a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage, When the poisoning by the oxide of the filter is eliminated, the poisoning eliminating means may control the exhaust gas recirculation mechanism so as to increase the amount of exhaust gas recirculated from the exhaust passage to the intake passage.
【0031】この場合、パティキュレートフィルタの酸
化物による被毒の解消処理が実行されている期間は、排
気通路から吸気通路へ再循環される排気の量が増加され
ることになるため、内燃機関に吸入される排気の量が増
加する代わりに新気の量が減少することになる。In this case, the amount of exhaust gas recirculated from the exhaust passage to the intake passage is increased during the period in which the process of eliminating poisoning of the particulate filter by the oxide is performed. The amount of fresh air will be reduced instead of increasing the amount of exhaust gas taken into the vehicle.
【0032】この結果、内燃機関に吸入される酸素の量
が減少し、それに応じて内燃機関から排出される排気に
含まれる酸素の量も減少することになり、排気の空燃比
をリッチ空燃比とする際に必要となる燃料(又は還元
剤)の量を少なくすることが可能となる。更に、減速運
転状態にあるときに燃焼が禁止される内燃機関では、内
燃機関の吸気がそのまま排気として排出されることにな
るため、内燃機関に吸入される新気の量が減少される
と、パティキュレートフィルタに流入する新気の量が減
少し、以てパティキュレートフィルタが比較的低温の新
気によって冷却されることを抑制することが可能とな
る。As a result, the amount of oxygen sucked into the internal combustion engine decreases, and accordingly, the amount of oxygen contained in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine also decreases, and the air-fuel ratio of the exhaust gas is reduced to the rich air-fuel ratio. It is possible to reduce the amount of fuel (or reducing agent) required in the case. Furthermore, in an internal combustion engine in which combustion is prohibited during the deceleration operation state, the intake air of the internal combustion engine is directly discharged as exhaust gas, so that when the amount of fresh air taken into the internal combustion engine is reduced, The amount of fresh air flowing into the particulate filter is reduced, so that it is possible to suppress the particulate filter from being cooled by relatively low-temperature fresh air.
【0033】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置は、内燃機関の吸気通路に設けられ該吸気通路内を流
れる吸気の流量を調整する吸気絞り弁を更に備えている
場合には、パティキュレートフィルタの酸化物による被
毒を解消する際に、被毒解消手段が吸気絞り弁の開度を
減少させるようにしてもよい。The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention further includes an intake throttle valve provided in an intake passage of the internal combustion engine for adjusting a flow rate of intake air flowing through the intake passage. When the poisoning by the oxide of the curated filter is eliminated, the poisoning eliminating means may reduce the opening of the intake throttle valve.
【0034】この場合、パティキュレートフィルタの酸
化物による被毒の解消処理が実行されている期間は、内
燃機関に吸入される新気の量が減少されることになるた
め、それに応じて内燃機関から排出される排気の量も減
少することになる。In this case, the amount of fresh air sucked into the internal combustion engine is reduced during the period in which the processing for eliminating the poisoning of the particulate filter by the oxide is performed. Therefore, the amount of exhaust gas discharged from the fuel cell is also reduced.
【0035】この結果、排気の空燃比をリッチ空燃比と
する際に必要となる燃料(又は還元剤)の量を減少させ
ることが可能となる。更に、減速運転状態にあるときに
燃焼が禁止される内燃機関では、内燃機関の吸気がその
まま排気として排出されることになるため、内燃機関に
吸入される新気の量が減少されると、パティキュレート
フィルタに流入する新気の量が減少し、以てパティキュ
レートフィルタが比較的低温の新気によって冷却される
ことを抑制することが可能となる。As a result, it is possible to reduce the amount of fuel (or reducing agent) required when the air-fuel ratio of the exhaust gas is set to the rich air-fuel ratio. Furthermore, in an internal combustion engine in which combustion is prohibited during the deceleration operation state, the intake air of the internal combustion engine is directly discharged as exhaust gas, so that when the amount of fresh air taken into the internal combustion engine is reduced, The amount of fresh air flowing into the particulate filter is reduced, so that it is possible to suppress the particulate filter from being cooled by relatively low-temperature fresh air.
【0036】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置が排気再循環機構と吸気絞り弁との双方を備えている
場合は、被毒解消手段は、パティキュレートフィルタの
酸化物による被毒を解消する際に、排気再循環機構と吸
気絞り弁とを併用して内燃機関に吸入される新気の量を
減少させるようにしてもよい。When the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes both an exhaust gas recirculation mechanism and an intake throttle valve, the poisoning eliminating means removes the poisoning of the particulate filter by the oxide. When solving the problem, the amount of fresh air sucked into the internal combustion engine may be reduced by using the exhaust gas recirculation mechanism and the intake throttle valve together.
【0037】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置は、パティキュレートフィルタの被毒解消処理が実行
されているときに所望の減速トルクを発生する減速トル
ク発生手段を更に備えるようにしてもよい。Further, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention may further include a deceleration torque generating means for generating a desired deceleration torque when the processing for eliminating poisoning of the particulate filter is executed. Good.
【0038】これは、パティキュレートフィルタの被毒
解消処理において排気温度の低下を抑制、言い換えれば
パティキュレートフィルタの温度低下を抑制すべく内燃
機関で燃焼が行われる場合を想定したものであり、減速
運転状態にあるときに内燃機関で混合気の燃焼が行われ
ると、内燃機関が発生する負のトルク(いわゆる、エン
ジンブレーキ力)が減少し、内燃機関を搭載した車両の
減速性能が低下することが考えられるからである。This is based on the assumption that combustion is performed in the internal combustion engine to suppress a decrease in exhaust gas temperature in the particulate filter poisoning elimination process, in other words, to suppress a decrease in the temperature of the particulate filter. When the air-fuel mixture is burned in the internal combustion engine in the operating state, the negative torque (so-called engine braking force) generated by the internal combustion engine decreases, and the deceleration performance of the vehicle equipped with the internal combustion engine decreases. This is because it is conceivable.
【0039】ここで、減速トルクを発生させる方法とし
ては、内燃機関の発生トルクを低下させる方法、内燃機
関を搭載した車両が具備する制動装置による制動力を増
加させる方法、若しくは、上記した二つの方法を適宜組
み合わせる方法等を例示することができる。Here, the method of generating the deceleration torque includes a method of reducing the generated torque of the internal combustion engine, a method of increasing the braking force by a braking device provided in a vehicle equipped with the internal combustion engine, or the above two methods. Examples of the method may be a method in which the methods are appropriately combined.
【0040】また、内燃機関の発生トルクを低下させる
方法としては、内燃機関の燃焼時期を進角させる方法、
好適には、圧縮行程上死点の前まで燃焼時期を進角させ
る方法を例示することができる。As a method for reducing the generated torque of the internal combustion engine, a method of advancing the combustion timing of the internal combustion engine,
Preferably, a method of advancing the combustion timing to before the top dead center of the compression stroke can be exemplified.
【0041】内燃機関において圧縮行程上死点の前で混
合気が燃焼されると、混合気の燃焼によって発生する圧
力(燃焼圧力)がピストンの上昇動作を妨げることにな
り、その結果、内燃機関のトルクが低下することにな
る。When the air-fuel mixture is burned before the top dead center of the compression stroke in the internal combustion engine, the pressure (combustion pressure) generated by the combustion of the air-fuel mixture prevents the piston from rising, and as a result, the internal combustion engine Will decrease.
【0042】ここで、内燃機関の燃焼時期を進角させる
にあたり、本発明に係る内燃機関が点火栓を具備したガ
ソリン機関である場合には点火時期を進角させるように
してもよく、或いは、本発明に係る内燃機関が点火栓を
具備しない圧縮着火式のディーゼル機関である場合には
燃料噴射時期を進角させるようにしてもよい。Here, in advancing the combustion timing of the internal combustion engine, the ignition timing may be advanced when the internal combustion engine according to the present invention is a gasoline engine equipped with a spark plug, or When the internal combustion engine according to the present invention is a compression ignition type diesel engine having no spark plug, the fuel injection timing may be advanced.
【0043】更に、本発明に係る内燃機関が圧縮着火式
のディーゼル機関であって、気筒内へ燃焼に供される主
たる燃料を噴射する主燃料噴射手段と主燃料の噴射に先
だって副次的な燃料を気筒内へ噴射するパイロット噴射
手段とを備えた内燃機関である場合には、減速トルク発
生手段は、主燃料噴射手段の燃料噴射時期及びパイロッ
ト噴射手段の燃料噴射時期を進角させるようにしてもよ
い。Further, the internal combustion engine according to the present invention is a compression ignition type diesel engine, wherein a main fuel injection means for injecting a main fuel supplied to a cylinder for combustion and a secondary fuel injection means prior to the injection of the main fuel. In the case of an internal combustion engine having pilot injection means for injecting fuel into a cylinder, the deceleration torque generating means may advance the fuel injection timing of the main fuel injection means and the fuel injection timing of the pilot injection means. You may.
【0044】また、本発明に係る内燃機関が排気再循環
機構を備えている場合は、減速トルク発生手段は、内燃
機関の燃料噴射時期を進角させるとともに排気再循環機
構により再循環される排気量を増大させるようにしても
よい。When the internal combustion engine according to the present invention has an exhaust gas recirculation mechanism, the deceleration torque generating means advances the fuel injection timing of the internal combustion engine and recirculates the exhaust gas by the exhaust gas recirculation mechanism. The amount may be increased.
【0045】一般に、内燃機関の排気には二酸化炭素
(CO2)や水(H2O)等の不活性ガス成分が含まれ
ているため、排気再循環機構により再循環された排気が
混合気中に含有されると、不活性ガス成分が持つ不燃性
及び吸熱性により混合気の燃焼熱が吸収され、それに伴
って混合気が燃焼する際に発生する燃焼圧力が低下する
ことになる。Generally, since the exhaust gas of an internal combustion engine contains an inert gas component such as carbon dioxide (CO2) and water (H2O), the exhaust gas recirculated by an exhaust gas recirculation mechanism is contained in the mixture. Then, the combustion heat of the air-fuel mixture is absorbed by the nonflammability and heat absorption of the inert gas component, and the combustion pressure generated when the air-fuel mixture burns decreases accordingly.
【0046】従って、内燃機関の燃焼噴射時期が進角さ
れるとともに排気再循環機構により再循環される排気量
が増加されると、内燃機関の減速トルクを発生させ易く
なる。Therefore, when the combustion injection timing of the internal combustion engine is advanced and the amount of exhaust gas recirculated by the exhaust gas recirculation mechanism is increased, the deceleration torque of the internal combustion engine is easily generated.
【0047】[0047]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて
説明する。ここでは、本発明に係る排気浄化装置を車両
駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例に挙げて説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, a case where the exhaust gas purification apparatus according to the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle will be described as an example.
【0048】<実施の形態1>先ず、本発明に係る内燃
機関の排気浄化装置の第1の実施の形態について、図1
〜図6に基づいて説明する。<First Embodiment> First, a first embodiment of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.
【0049】図1は、本発明に係る排気浄化装置を適用
する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is applied and an intake / exhaust system thereof.
【0050】図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を
有する水冷式の4ストローク・サイクル・ディーゼル機
関である。The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-stroke cycle diesel engine having four cylinders 2.
【0051】内燃機関1は、各気筒2の燃焼室に直接燃
料を噴射する燃料噴射弁3を備えている。各燃料噴射弁
3は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室(コモンレー
ル)4と接続されている。このコモンレール4には、該
コモンレール4内の燃料の圧力に対応した電気信号を出
力するコモンレール圧センサ4aが取り付けられてい
る。The internal combustion engine 1 has a fuel injection valve 3 for directly injecting fuel into the combustion chamber of each cylinder 2. Each fuel injection valve 3 is connected to a pressure accumulation chamber (common rail) 4 for accumulating fuel up to a predetermined pressure. The common rail 4 is provided with a common rail pressure sensor 4a that outputs an electric signal corresponding to the pressure of the fuel in the common rail 4.
【0052】前記コモンレール4は、燃料供給管5を介
して燃料ポンプ6と連通している。この燃料ポンプ6
は、内燃機関1の出力軸(クランクシャフト)の回転ト
ルクを駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポン
プ6の入力軸に取り付けられたポンププーリ6aが内燃
機関1の出力軸(クランクシャフト)に取り付けられた
クランクプーリ1aとベルト7を介して連結されてい
る。The common rail 4 communicates with a fuel pump 6 via a fuel supply pipe 5. This fuel pump 6
Is a pump that operates using the rotational torque of the output shaft (crankshaft) of the internal combustion engine 1 as a drive source. A pump pulley 6 a attached to the input shaft of the fuel pump 6 is connected to the output shaft (crankshaft) of the internal combustion engine 1. It is connected to the attached crank pulley 1a via a belt 7.
【0053】このように構成された燃料噴射系では、ク
ランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ6の入力軸へ
伝達されると、燃料ポンプ6は、クランクシャフトから
該燃料ポンプ6の入力軸へ伝達された回転トルクに応じ
た圧力で燃料を吐出する。In the fuel injection system configured as described above, when the rotational torque of the crankshaft is transmitted to the input shaft of the fuel pump 6, the fuel pump 6 is transmitted from the crankshaft to the input shaft of the fuel pump 6. The fuel is discharged at a pressure corresponding to the rotating torque.
【0054】前記燃料ポンプ6から吐出された燃料は、
燃料供給管5を介してコモンレール4へ供給され、コモ
ンレール4にて所定圧まで蓄圧される。コモンレール4
において所定圧まで蓄圧された燃料は、各気筒2の燃料
噴射弁3へ分配される。燃料噴射弁3は、駆動電流が印
加されたときに開弁して各気筒2の燃焼室へ燃料を噴射
する。The fuel discharged from the fuel pump 6 is
The fuel is supplied to the common rail 4 via the fuel supply pipe 5, and is accumulated to a predetermined pressure by the common rail 4. Common rail 4
The fuel stored at the predetermined pressure is distributed to the fuel injection valve 3 of each cylinder 2. The fuel injection valve 3 opens when a drive current is applied, and injects fuel into the combustion chamber of each cylinder 2.
【0055】次に、内燃機関1には、吸気枝管8が接続
されており、吸気枝管8の各枝管は、各気筒2の燃焼室
と図示しない吸気ポートを介して連通している。Next, an intake branch pipe 8 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the intake branch pipe 8 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 via an intake port (not shown). .
【0056】前記吸気枝管8は、吸気管9に接続され、
この吸気管9は、エアクリーナボックス10に接続され
ている。前記エアクリーナボックス10より下流の吸気
管9には、該吸気管9内を流れる吸気の質量に対応した
電気信号を出力するエアフローメータ11と、該吸気管
9内を流れる吸気の温度に対応した電気信号を出力する
吸気温度センサ12とが取り付けられている。The intake branch pipe 8 is connected to an intake pipe 9,
This intake pipe 9 is connected to an air cleaner box 10. An air flow meter 11 that outputs an electric signal corresponding to the mass of the intake air flowing through the intake pipe 9 and an electric current corresponding to the temperature of the intake air flowing through the intake pipe 9 are provided at an intake pipe 9 downstream of the air cleaner box 10. An intake air temperature sensor 12 that outputs a signal is attached.
【0057】前記吸気管9における吸気枝管8の直上流
に位置する部位には、該吸気管9内を流れる吸気の流量
を調節する吸気絞り弁13が設けられている。この吸気
絞り弁13には、ステッパモータ等で構成されて該吸気
絞り弁13を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ1
4が取り付けられている。An intake throttle valve 13 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the intake pipe 9 is provided at a portion of the intake pipe 9 located immediately upstream of the intake branch pipe 8. The intake throttle valve 13 has an intake throttle actuator 1 that includes a stepper motor or the like and drives the intake throttle valve 13 to open and close.
4 is attached.
【0058】前記エアフローメータ11と前記吸気絞り
弁13との間に位置する吸気管9には、排気の熱エネル
ギを駆動源として作動する遠心過給機(ターボチャージ
ャ)15のコンプレッサハウジング15aが設けられ、
コンプレッサハウジング15aより下流の吸気管9に
は、前記コンプレッサハウジング15a内で圧縮されて
高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ16
が設けられている。A compressor housing 15a of a centrifugal supercharger (turbocharger) 15 which operates using heat energy of exhaust gas as a drive source is provided in an intake pipe 9 located between the air flow meter 11 and the intake throttle valve 13. And
An intercooler 16 for cooling intake air, which has been compressed in the compressor housing 15a and has become high temperature, is provided in the intake pipe 9 downstream of the compressor housing 15a.
Is provided.
【0059】このように構成された吸気系では、エアク
リーナボックス10に流入した吸気は、該エアクリーナ
ボックス10内の図示しないエアクリーナによって吸気
中の塵や埃等が除去された後、吸気管9を介してコンプ
レッサハウジング15aに流入する。In the intake system configured as described above, the intake air flowing into the air cleaner box 10 passes through the intake pipe 9 after dust and the like in the intake are removed by an air cleaner (not shown) in the air cleaner box 10. And flows into the compressor housing 15a.
【0060】コンプレッサハウジング15aに流入した
吸気は、該コンプレッサハウジング15aに内装された
コンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記
コンプレッサハウジング15a内で圧縮されて高温とな
った吸気は、インタークーラ16にて冷却された後、必
要に応じて吸気絞り弁13によって流量を調節されて吸
気枝管8に流入する。吸気枝管8に流入した吸気は、各
枝管を介して各気筒2の燃焼室へ分配され、各気筒2の
燃料噴射弁3から噴射された燃料を着火源として燃焼さ
れる。The intake air flowing into the compressor housing 15a is compressed by rotation of a compressor wheel provided inside the compressor housing 15a. The intake air that has been compressed in the compressor housing 15a and has become high temperature is cooled by the intercooler 16, and then flows into the intake branch pipe 8 with the flow rate adjusted by the intake throttle valve 13 as necessary. The intake air flowing into the intake branch pipe 8 is distributed to the combustion chamber of each cylinder 2 via each branch pipe, and is burned using the fuel injected from the fuel injection valve 3 of each cylinder 2 as an ignition source.
【0061】一方、内燃機関1には、排気枝管18が接
続され、排気枝管18の各枝管が図示しない排気ポート
を介して各気筒2の燃焼室と連通している。On the other hand, an exhaust branch pipe 18 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the exhaust branch pipe 18 communicates with the combustion chamber of each cylinder 2 via an exhaust port (not shown).
【0062】前記排気枝管18は、前記遠心過給機15
のタービンハウジング15bと接続されている。前記タ
ービンハウジング15bは、排気管19と接続され、こ
の排気管19は、下流にて図示しないマフラーに接続さ
れている。The exhaust branch pipe 18 is connected to the centrifugal supercharger 15.
Of the turbine housing 15b. The turbine housing 15b is connected to an exhaust pipe 19, and the exhaust pipe 19 is connected downstream to a muffler (not shown).
【0063】前記排気管19の途中には、排気中の有害
ガス成分を除去及び浄化するためのパティキュレートフ
ィルタ20が配置されている。パティキュレートフィル
タ20より下流の排気管19には、該排気管19内を流
れる排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比
センサ23と、該排気管19内を流れる排気の温度に対
応した電気信号を出力する排気温度センサ24とが取り
付けられている。In the middle of the exhaust pipe 19, a particulate filter 20 for removing and purifying harmful gas components in the exhaust gas is disposed. An exhaust pipe 19 downstream of the particulate filter 20 has an air-fuel ratio sensor 23 that outputs an electric signal corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust flowing through the exhaust pipe 19, and a temperature corresponding to the temperature of the exhaust flowing through the exhaust pipe 19. And an exhaust gas temperature sensor 24 for outputting a detected electric signal.
【0064】前記した空燃比センサ23及び排気温度セ
ンサ24より下流の排気管19には、該排気管19内を
流れる排気の流量を調節する排気絞り弁21が設けられ
ている。この排気絞り弁21には、ステッパモータ等で
構成されて該排気絞り弁21を開閉駆動する排気絞り用
アクチュエータ22が取り付けられている。The exhaust pipe 19 downstream of the air-fuel ratio sensor 23 and the exhaust temperature sensor 24 is provided with an exhaust throttle valve 21 for adjusting the flow rate of exhaust flowing through the exhaust pipe 19. The exhaust throttle valve 21 is provided with an exhaust throttle actuator 22 configured by a stepper motor or the like and driving the exhaust throttle valve 21 to open and close.
【0065】このように構成された排気系では、内燃機
関1の各気筒2で燃焼された混合気(既燃ガス)が排気
ポートを介して排気枝管18へ排出され、次いで排気枝
管18から遠心過給機15のタービンハウジング15b
へ流入する。タービンハウジング15bに流入した排気
は、該排気が持つ熱エネルギを利用してタービンハウジ
ング15b内に回転自在に支持されたタービンホイール
を回転させる。その際、タービンホイールの回転トルク
は、前述したコンプレッサハウジング15aのコンプレ
ッサホイールへ伝達される。In the exhaust system configured as described above, the air-fuel mixture (burned gas) burned in each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is discharged to the exhaust branch pipe 18 through the exhaust port, and then to the exhaust branch pipe 18. To the turbine housing 15b of the centrifugal supercharger 15
Flows into The exhaust gas flowing into the turbine housing 15b rotates a turbine wheel rotatably supported in the turbine housing 15b by using thermal energy of the exhaust gas. At this time, the rotational torque of the turbine wheel is transmitted to the compressor wheel of the compressor housing 15a described above.
【0066】前記タービンハウジング15bから排出さ
れた排気は、排気管19を介してパティキュレートフィ
ルタ20へ流入し、排気中の有害ガス成分が除去又は浄
化される。パティキュレートフィルタ20にて有害ガス
成分を除去又は浄化された排気は、必要に応じて排気絞
り弁21によって流量を調節された後にマフラーを介し
て大気中に放出される。The exhaust gas discharged from the turbine housing 15b flows into a particulate filter 20 via an exhaust pipe 19, and harmful gas components in the exhaust gas are removed or purified. The exhaust gas from which the harmful gas components have been removed or purified by the particulate filter 20 is discharged into the atmosphere via a muffler after the flow rate is adjusted by an exhaust throttle valve 21 as necessary.
【0067】また、排気枝管18と吸気枝管8とは、排
気枝管18内を流れる排気の一部を吸気枝管8へ再循環
させる排気再循環通路(EGR通路)25を介して連通
されている。このEGR通路25の途中には、電磁弁な
どで構成され、印加電力の大きさに応じて前記EGR通
路25内を流れる排気(以下、EGRガスと称する)の
流量を変更する流量調整弁(EGR弁)26が設けられ
ている。The exhaust branch pipe 18 and the intake branch pipe 8 communicate with each other via an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 25 for recirculating a part of the exhaust flowing through the exhaust branch pipe 18 to the intake branch pipe 8. Have been. In the middle of the EGR passage 25, a flow rate adjusting valve (EGR) configured by an electromagnetic valve or the like to change the flow rate of exhaust gas (hereinafter, referred to as EGR gas) flowing in the EGR passage 25 according to the magnitude of the applied electric power. (Valve) 26 is provided.
【0068】前記EGR通路25においてEGR弁26
より上流の部位には、該EGR通路25内を流れるEG
Rガスを冷却するEGRクーラ27が設けられている。In the EGR passage 25, the EGR valve 26
The EG flowing in the EGR passage 25 is located at a more upstream portion.
An EGR cooler 27 for cooling the R gas is provided.
【0069】このように構成された排気再循環機構で
は、EGR弁26が開弁されると、EGR通路25が導
通状態となり、排気枝管18内を流れる排気の一部が前
記EGR通路25へ流入し、EGRクーラ27を経て吸
気枝管8へ導かれる。In the exhaust gas recirculation mechanism configured as described above, when the EGR valve 26 is opened, the EGR passage 25 becomes conductive, and a part of the exhaust gas flowing through the exhaust branch pipe 18 flows to the EGR passage 25. It flows into the intake branch pipe 8 through the EGR cooler 27.
【0070】その際、EGRクーラ27では、EGR通
路25内を流れるEGRガスと所定の冷媒との間で熱交
換が行われ、EGRガスが冷却されることになる。At this time, in the EGR cooler 27, heat exchange is performed between the EGR gas flowing in the EGR passage 25 and a predetermined refrigerant, and the EGR gas is cooled.
【0071】EGR通路25を介して排気枝管18から
吸気枝管8へ還流されたEGRガスは、吸気枝管8の上
流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒2の燃焼
室へ導かれ、燃料噴射弁3から噴射される燃料を着火源
として燃焼される。The EGR gas recirculated from the exhaust branch pipe 18 to the intake branch pipe 8 via the EGR passage 25 is guided to the combustion chamber of each cylinder 2 while mixing with fresh air flowing from the upstream of the intake branch pipe 8. Then, the fuel injected from the fuel injection valve 3 is burned using the ignition source.
【0072】ここで、EGRガスには、水(H2O)や
二酸化炭素(CO2)などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含ま
れているため、EGRガスが混合気中に含有されると、
混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物(NO
x)の発生量が抑制される。Here, the EGR gas contains an inert gas component such as water (H 2 O) or carbon dioxide (CO 2 ) that does not burn itself and has endothermic properties. Therefore, if EGR gas is contained in the air-fuel mixture,
The combustion temperature of the air-fuel mixture is lowered, so that nitrogen oxides (NO
x) is suppressed.
【0073】更に、EGRクーラ27においてEGRガ
スが冷却されると、EGRガス自体の温度が低下すると
同時にEGRガスの体積が縮小されるため、EGRガス
が燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度
が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に
供給される新気の量(新気の体積)が不要に減少するこ
ともない。Further, when the EGR gas is cooled in the EGR cooler 27, the temperature of the EGR gas itself decreases and the volume of the EGR gas decreases, so that when the EGR gas is supplied into the combustion chamber, The ambient temperature of the air does not unnecessarily rise, and the amount of fresh air (volume of fresh air) supplied into the combustion chamber does not unnecessarily decrease.
【0074】次に、本実施の形態に係るパティキュレー
トフィルタ20について具体的に説明する。Next, the particulate filter 20 according to the present embodiment will be specifically described.
【0075】図2は、パティキュレートフィルタ20の
構造を示す図であり、図2の(A)はパティキュレート
フィルタ20の正面図を示しており、図2の(B)はパ
ティキュレートフィルタ20の側面断面図を示してい
る。FIG. 2 is a view showing the structure of the particulate filter 20. FIG. 2A is a front view of the particulate filter 20, and FIG. FIG. 4 shows a side sectional view.
【0076】図2の(A)および(B)に示されるよう
に、パティキュレートフィルタ20は、下流側の端部が
栓52により閉塞された第1排気流路50と、上流側の
端部が栓53により閉塞された第2排気流路51とが隔
壁54を介して交互に且つハニカム状に配置された、多
孔質の基材からなるウォールフロー型のフィルタであ
る。尚、パティキュレートフィルタ20の基材として
は、コージェライトやセラミック等を例示することがで
きる。As shown in FIGS. 2A and 2B, the particulate filter 20 includes a first exhaust passage 50 whose downstream end is closed by a plug 52 and an upstream end. Is a wall flow type filter made of a porous base material, wherein the second exhaust flow paths 51 closed by plugs 53 and the second exhaust flow paths 51 are alternately arranged in a honeycomb shape through partition walls 54. In addition, as a base material of the particulate filter 20, cordierite, ceramic, or the like can be exemplified.
【0077】パティキュレートフィルタ20の隔壁54
の表面上、及び隔壁54の細孔の内壁面には、該パティ
キュレートフィルタ20を流通する排気の酸素濃度が高
いときは排気中に含まれる窒素酸化物(NOx)を吸収
し、該パティキュレートフィルタ20を流通する排気の
酸素濃度が低下し且つ炭化水素(HC)等の還元剤が存
在するときは吸収していた窒素酸化物(NOx)を放出
しつつ窒素(N2)等に還元する吸蔵還元型NOx触媒が
担持されている。The partition wall 54 of the particulate filter 20
When the oxygen concentration of the exhaust gas flowing through the particulate filter 20 is high, nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas is absorbed on the surface of the When the oxygen concentration of the exhaust gas flowing through the filter 20 decreases and a reducing agent such as hydrocarbon (HC) is present, it is reduced to nitrogen (N 2 ) while releasing the absorbed nitrogen oxide (NOx). An NOx storage reduction catalyst is supported.
【0078】吸蔵還元型NOx触媒は、例えば、アルミ
ナ(Al2O3)を担体とし、この担体上に例えばカリウ
ム(K)、ナトリウム(Na)、リチウム(Li)、も
しくはセシウム(Cs)等のアルカリ金属と、バリウム
(Ba)もしくはカルシウム(Ca)等のアルカリ土類
と、ランタン(La)もしくはイットリウム(Y)等の
希土類との中から選ばれた少なくとも1つと、白金(P
t)のような貴金属とを坦持して構成されている。The storage-reduction NOx catalyst uses, for example, alumina (Al 2 O 3 ) as a carrier and, for example, potassium (K), sodium (Na), lithium (Li), or cesium (Cs) on the carrier. At least one selected from an alkali metal, an alkaline earth such as barium (Ba) or calcium (Ca), and a rare earth such as lanthanum (La) or yttrium (Y);
and a noble metal such as t).
【0079】このように構成されたパティキュレートフ
ィルタ20では、該パティキュレートフィルタ20に流
入した排気が先ず第1排気流路50に流れ込み、図2の
(B)中の矢印で示すように周囲の隔壁54の細孔を通
って隣接する第2排気流路51へ流れることになる。In the particulate filter 20 configured as described above, the exhaust gas that has flowed into the particulate filter 20 first flows into the first exhaust passage 50, and the surrounding exhaust gas flows as shown by the arrow in FIG. It flows to the adjacent second exhaust passage 51 through the pores of the partition wall 54.
【0080】排気が隔壁54を通過する際には、排気中
に含まれる煤やSOF(Soluble Organic Fraction)等
の、所謂粒子状物質(PM:Particulate Matter)が捕
集されることになる。When the exhaust gas passes through the partition wall 54, so-called particulate matter (PM) such as soot and SOF (Soluble Organic Fraction) contained in the exhaust gas is collected.
【0081】また、パティキュレートフィルタ20に流
入する排気の空燃比が酸素過剰な空燃比(リーン空燃
比)である場合は、パティキュレートフィルタ20に担
持された吸蔵還元型NOx触媒が排気中の窒素酸化物
(NOx)を吸収する。そして、パティキュレートフィ
ルタ20に流入する排気の空燃比が理論空燃比又はリッ
チ空燃比となり、酸素濃度が低下するとともに還元剤の
濃度が高まると、吸蔵還元型NOx触媒に吸収されてい
た窒素酸化物(NOx)が放出されつつ還元・浄化され
ることになる。When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 20 is an oxygen-excess air-fuel ratio (lean air-fuel ratio), the NOx storage reduction catalyst carried on the particulate filter 20 causes the NOx catalyst in the exhaust Absorbs oxides (NOx). When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 20 becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, and the oxygen concentration decreases and the concentration of the reducing agent increases, the nitrogen oxides absorbed by the NOx storage reduction catalyst are reduced. (NOx) is reduced and purified while being released.
【0082】ここで、吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸放
出メカニズムについて、アルミナからなる担体上に白金
(Pt)及びバリウム(Ba)が担持された吸蔵還元型
NOx触媒を例に挙げて説明する。Here, the NOx absorption / desorption mechanism of the NOx storage reduction catalyst will be described with reference to an example of the NOx storage reduction catalyst in which platinum (Pt) and barium (Ba) are supported on a carrier made of alumina.
【0083】吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸放出作用
は、おおよそ図3に示されるようなメカニズムで行われ
ていると考えられている。It is considered that the NOx absorbing / releasing action of the NOx storage reduction catalyst is performed by a mechanism as shown in FIG.
【0084】先ず、吸蔵還元型NOx触媒は、該吸蔵還
元型NOx触媒に流入する排気の空燃比がリーン空燃比
となって排気中の酸素濃度が高まると、図3(A)に示
されるように、排気中の酸素(O2)がO2 -またはO2-
の形で白金(Pt)の表面上に付着し、排気中の一酸化
窒素(NO)が白金(Pt)の表面上でO2 -またはO2-
と反応して二酸化窒素(NO2)を形成する(2NO+
O2→2NO2)。First, in the NOx storage reduction catalyst, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst becomes a lean air-fuel ratio and the oxygen concentration in the exhaust gas increases, as shown in FIG. In addition, oxygen (O 2 ) in the exhaust gas changes to O 2 - or O 2-
And adheres to the surface of platinum (Pt) in the form of, and the nitrogen monoxide (NO) in the exhaust gas becomes O 2 - or O 2-
To form nitrogen dioxide (NO 2 ) (2NO +
O 2 → 2NO 2 ).
【0085】二酸化窒素(NO2)は、白金(Pt)の
表面上で酸化されつつ酸化バリウム(BaO)と結合し
て硝酸イオン(NO3 -)を形成する。このように排気中
の窒素酸化物(NOx)は、硝酸イオン(NO3 -)とし
て吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵される。Nitrogen dioxide (NO 2 ) is oxidized on the surface of platinum (Pt) and combines with barium oxide (BaO) to form nitrate ions (NO 3 − ). Thus, the nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas are stored in the storage-reduction NOx catalyst as nitrate ions (NO 3 − ).
【0086】上記したようなNOx吸蔵作用は、流入排
気の空燃比がリーンであり、且つ吸蔵還元型NOx触媒
のNOx吸蔵能力が飽和しない限り継続される。The above-described NOx storage operation is continued as long as the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean and the NOx storage capacity of the storage reduction type NOx catalyst is not saturated.
【0087】これに対して、吸蔵還元型NOx触媒は、
流入排気の酸素濃度が低下すると、二酸化窒素(N
O2)の生成量が減少するため、酸化バリウム(Ba
O)と結合していた硝酸イオン(NO3 -)が逆に二酸化
窒素(NO2)や一酸化窒素(NO)となって吸蔵還元
型NOx触媒から離脱する。On the other hand, the storage reduction type NOx catalyst is
When the oxygen concentration of the inflow exhaust gas decreases, nitrogen dioxide (N
O 2 ) is reduced, so that barium oxide (Ba)
The nitrate ion (NO 3 − ) bonded to O) is conversely converted to nitrogen dioxide (NO 2 ) or nitric oxide (NO) and is released from the NOx storage reduction catalyst.
【0088】すなわち、吸蔵還元型NOx触媒に流入す
る排気の酸素濃度が低下すると、硝酸イオン(NO3 -)
の形で吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵されていた窒素酸化
物(NOx)が二酸化窒素(NO2)や一酸化窒素(N
O)となって吸蔵還元型NOx触媒から放出されること
になる。That is, when the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst decreases, nitrate ions (NO 3 − )
Nitrogen oxide (NOx) stored in the NOx storage reduction catalyst in the form of nitrogen dioxide (NO 2 ) or nitrogen monoxide (N
O) and is released from the NOx storage reduction catalyst.
【0089】吸蔵還元型NOx触媒から放出された窒素
酸化物(NOx)は、図3(B)に示されるように、排
気中に含まれる還元成分(例えば、吸蔵還元型NOx触
媒の白金(Pt)上の酸素O2 -またはO2-と反応して部
分酸化した炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)等の
活性種)と反応して窒素(N2)等に還元せしめられ
る。As shown in FIG. 3B, the nitrogen oxides (NOx) released from the NOx storage reduction catalyst are reduced components (for example, platinum (Pt) of the NOx storage reduction catalyst) contained in the exhaust gas. ) Reacts with the above oxygen O 2 - or O 2- to react with a partially oxidized hydrocarbon (HC) or an active species such as carbon monoxide (CO)) and is reduced to nitrogen (N 2 ).
【0090】即ち、排気中の炭化水素(HC)及び一酸
化炭素(CO)は、白金(Pt)上でO2 -またはO2-と
反応して酸化せしめられ、それにより白金(Pt)上の
O2 -またはO2-が消費されてもなお炭化水素(HC)や
一酸化炭素(CO)が残存していれば、それらの炭化水
素(HC)や一酸化炭素(CO)が吸蔵還元型NOx触
媒から放出された窒素酸化物(NOx)及び内燃機関1
から排出された窒素酸化物(NOx)と反応し、その結
果、窒素酸化物(NOx)が窒素(N2)に還元せしめら
れる。[0090] That is, hydrocarbons in the exhaust gas (HC) and carbon monoxide (CO) is, O 2 on the platinum (Pt) - or O 2- reacts with being oxidized, whereby the upper platinum (Pt) of O 2 - or O even 2 is consumed Note if hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) is left, their hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) is storage-reduction Oxide (NOx) Released from Type NOx Catalyst and Internal Combustion Engine 1
Reacts with the nitrogen oxides discharged from the (NOx), as a result, nitrogen oxides (NOx) is brought into reduced to nitrogen (N 2).
【0091】従って、吸蔵還元型NOx触媒に流入する
排気の空燃比を理論空燃比もしくはリッチ空燃比とする
ことにより、吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵されていた窒
素酸化物(NOx)を放出させつつ還元することが可能
となる。Therefore, by setting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the nitrogen oxides (NOx) stored in the NOx storage reduction catalyst can be released. It is possible to reduce.
【0092】ところで、吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸
蔵能力には限りがあるため、長期にわたってリーン空燃
比の排気が吸蔵還元型NOx触媒に流入すると、吸蔵還
元型NOx触媒のNOx吸蔵能力が飽和し、排気中の窒素
酸化物(NOx)が吸蔵還元型NOx触媒にて除去又は浄
化されずに大気中に放出されてしまうことになる。Since the NOx storage capacity of the NOx storage reduction catalyst is limited, when exhaust gas having a lean air-fuel ratio flows into the NOx catalyst over a long period of time, the NOx storage capacity of the NOx storage reduction catalyst becomes saturated. In addition, nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas are released to the atmosphere without being removed or purified by the NOx storage reduction catalyst.
【0093】しかしながら、内燃機関1のようなディー
ゼル機関では、大部分の運転領域においてリーン空燃比
の混合気が燃焼され、それに応じて大部分の運転領域に
おいて排気の空燃比がリーン空燃比となるため、吸蔵還
元型NOx触媒のNOx吸蔵能力が飽和し易い。However, in a diesel engine such as the internal combustion engine 1, a mixture having a lean air-fuel ratio is burned in most of the operating region, and the air-fuel ratio of exhaust gas becomes a lean air-fuel ratio in most of the operating region. Therefore, the NOx storage capacity of the storage reduction type NOx catalyst tends to be saturated.
【0094】従って、ディーゼル機関のような希薄燃焼
式内燃機関に吸蔵還元型NOx触媒を適用する場合は、
吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸蔵能力が飽和する前に所
定のタイミングで排気の空燃比を理論空燃比又はリッチ
空燃比とする必要がある。Therefore, when the storage reduction type NOx catalyst is applied to a lean burn type internal combustion engine such as a diesel engine,
It is necessary to set the air-fuel ratio of the exhaust to a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio at a predetermined timing before the NOx storage capacity of the storage reduction type NOx catalyst is saturated.
【0095】これに対し、本実施の形態に係る内燃機関
1は、吸蔵還元型NOx触媒より上流の排気通路を流れ
る排気中に還元剤たる燃料(軽油)を添加する還元剤供
給機構を備えるようにした。On the other hand, the internal combustion engine 1 according to the present embodiment is provided with a reducing agent supply mechanism for adding fuel (light oil) as a reducing agent to the exhaust gas flowing through the exhaust passage upstream of the NOx storage reduction catalyst. I made it.
【0096】前記還元剤供給機構は、本発明に係る添加
手段の一実施態様であり、図1に示されるように、その
噴孔が排気枝管18内に臨むよう内燃機関1のシリンダ
ヘッドに取り付けられ、所定の開弁圧以上の燃料が印加
されたときに開弁して燃料を噴射する還元剤噴射弁28
と、前述した燃料ポンプ6から吐出された燃料を前記還
元剤噴射弁28へ導く還元剤供給路29と、この還元剤
供給路29の途中に設けられ該還元剤供給路29内を流
れる燃料の流量を調整する流量調整弁30と、この流量
調整弁30より上流の還元剤供給路29に設けられて該
還元剤供給路29内の燃料の流れを遮断する遮断弁31
と、前記流量調整弁30より上流の還元剤供給路29に
取り付けられ該還元剤供給路29内の圧力に対応した電
気信号を出力する還元剤圧力センサ32と、を備えてい
る。The reducing agent supply mechanism is an embodiment of the adding means according to the present invention. As shown in FIG. 1, the reducing agent supply mechanism is mounted on the cylinder head of the internal combustion engine 1 so that the injection hole faces the exhaust branch pipe 18. A reducing agent injection valve 28 which is mounted and opens when fuel of a predetermined valve opening pressure or higher is applied to inject fuel.
A reducing agent supply passage 29 for guiding the fuel discharged from the fuel pump 6 to the reducing agent injection valve 28; and a fuel supply passage 29 provided in the middle of the reducing agent supply passage 29 and flowing through the reducing agent supply passage 29. A flow control valve 30 for adjusting the flow rate, and a shutoff valve 31 provided in the reducing agent supply passage 29 upstream of the flow adjustment valve 30 to shut off the flow of fuel in the reducing agent supply passage 29
And a reducing agent pressure sensor 32 attached to the reducing agent supply passage 29 upstream of the flow control valve 30 and outputting an electric signal corresponding to the pressure in the reducing agent supply passage 29.
【0097】尚、還元剤噴射弁28は、該還元剤噴射弁
28の噴孔が排気枝管18におけるEGR通路25との
接続部位より下流であって、排気枝管18における4つ
の枝管の集合部に最も近い気筒2の排気ポートに突出す
るとともに、排気枝管18の集合部へ向くようシリンダ
ヘッドに取り付けられることが好ましい。In the reducing agent injection valve 28, the injection hole of the reducing agent injection valve 28 is located downstream of the connection portion of the exhaust branch pipe 18 with the EGR passage 25, and the four branch pipes of the exhaust branch pipe 18 It is preferable that the projection is protruded to the exhaust port of the cylinder 2 closest to the collecting portion and is attached to the cylinder head so as to face the collecting portion of the exhaust branch pipe 18.
【0098】これは、還元剤噴射弁28から噴射された
還元剤(未燃の燃料成分)がEGR通路25へ流入する
のを防止するとともに、還元剤が排気枝管18内に滞る
ことなく遠心過給機のタービンハウジング15bへ到達
するようにするためである。This prevents the reducing agent (unburned fuel component) injected from the reducing agent injection valve 28 from flowing into the EGR passage 25, and prevents the reducing agent from being centrifuged in the exhaust branch pipe 18 without stagnation. This is to reach the turbine housing 15b of the supercharger.
【0099】尚、図1に示す例では、内燃機関1の4つ
の気筒2のうち4番(#4)気筒2が排気枝管18の集
合部と最も近い位置にあるため、4番(#4)気筒2の
排気ポートに還元剤噴射弁28が取り付けられている
が、4番(#4)気筒2以外の気筒2が排気枝管18の
集合部と最も近い位置にあるときは、その気筒2の排気
ポートに還元剤噴射弁28が取り付けられるようにす
る。In the example shown in FIG. 1, the fourth (# 4) cylinder 2 of the four cylinders 2 of the internal combustion engine 1 is located closest to the gathering portion of the exhaust branch pipe 18, so that the fourth cylinder (# 4) 4) Although the reducing agent injection valve 28 is attached to the exhaust port of the cylinder 2, when the cylinder 2 other than the fourth (# 4) cylinder 2 is located closest to the collecting portion of the exhaust branch pipe 18, The reducing agent injection valve 28 is attached to the exhaust port of the cylinder 2.
【0100】また、前記還元剤噴射弁28は、シリンダ
ヘッドに形成された図示しないウォータージャケットを
貫通、あるいはウォータージャケットに近接して取り付
けられるようにし、前記ウォータージャケットを流れる
冷却水を利用して還元剤噴射弁28を冷却するようにし
てもよい。Further, the reducing agent injection valve 28 is designed to penetrate a water jacket (not shown) formed in the cylinder head or to be mounted close to the water jacket, and to reduce the water using cooling water flowing through the water jacket. The agent injection valve 28 may be cooled.
【0101】このような還元剤供給機構では、流量調整
弁30が開弁されると、燃料ポンプ6から吐出された高
圧の燃料が還元剤供給路29を介して還元剤噴射弁28
へ印加される。そして、還元剤噴射弁28に印加される
燃料の圧力が開弁圧以上に達すると、該還元剤噴射弁2
8が開弁して排気枝管18内へ還元剤としての燃料が噴
射される。In such a reducing agent supply mechanism, when the flow control valve 30 is opened, the high-pressure fuel discharged from the fuel pump 6 is supplied through the reducing agent supply passage 29 to the reducing agent injection valve 28.
Is applied. When the pressure of the fuel applied to the reducing agent injection valve 28 reaches or exceeds the valve opening pressure, the reducing agent injection valve 2
8 is opened, and fuel as a reducing agent is injected into the exhaust branch pipe 18.
【0102】還元剤噴射弁28から排気枝管18内へ噴
射された還元剤は、排気枝管18の上流から流れてきた
排気とともにタービンハウジング15bへ流入する。タ
ービンハウジング15b内に流入した排気と還元剤は、
タービンホイールの回転によって撹拌されて均質に混合
され、リッチ空燃比の排気を形成する。The reducing agent injected from the reducing agent injection valve 28 into the exhaust branch pipe 18 flows into the turbine housing 15b together with the exhaust gas flowing from the upstream side of the exhaust branch pipe 18. The exhaust gas and the reducing agent that have flowed into the turbine housing 15b are:
The mixture is stirred and homogeneously mixed by the rotation of the turbine wheel to form a rich air-fuel ratio exhaust gas.
【0103】このようにして形成されたリッチ空燃比の
排気は、タービンハウジング15bから排気管19を介
してパティキュレートフィルタ20に流入し、該パティ
キュレートフィルタ20の吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵
されていた窒素酸化物(NOx)を放出させつつ窒素
(N2)に還元せしめることになる。The rich air-fuel ratio exhaust gas thus formed flows from the turbine housing 15b into the particulate filter 20 via the exhaust pipe 19, and is stored in the NOx storage reduction catalyst of the particulate filter 20. The nitrogen oxides (NOx) are released and reduced to nitrogen (N 2 ).
【0104】その後、流量調整弁30が閉弁されて燃料
ポンプ6から還元剤噴射弁28への還元剤の供給が遮断
されると、還元剤噴射弁28に印加される燃料の圧力が
前記開弁圧未満まで低下し、その結果、還元剤噴射弁2
8が閉弁し、排気枝管18内への還元剤の添加が停止さ
れる。After that, when the flow control valve 30 is closed and the supply of the reducing agent from the fuel pump 6 to the reducing agent injection valve 28 is interrupted, the pressure of the fuel applied to the reducing agent injection valve 28 is reduced The pressure drops below the valve pressure, and as a result, the reducing agent injection valve 2
8 is closed, and the addition of the reducing agent into the exhaust branch pipe 18 is stopped.
【0105】上記したように構成された内燃機関1に
は、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニット
(ECU:Electronic Control Unit)35が併設され
ている。このECU35は、内燃機関1の運転条件や運
転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユ
ニットである。The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 35 for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 35 is a unit that controls the operating state of the internal combustion engine 1 according to the operating conditions of the internal combustion engine 1 and the driver's requirements.
【0106】ECU35には、コモンレール圧センサ4
a、エアフローメータ11、吸気温度センサ12、吸気
管圧力センサ17、空燃比センサ23、排気温度センサ
24、還元剤圧力センサ32、クランクポジションセン
サ33、水温センサ34、アクセル開度センサ36等の
各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種
センサの出力信号がECU35に入力されるようになっ
ている。The ECU 35 includes a common rail pressure sensor 4
a, various types of air flow meter 11, intake air temperature sensor 12, intake pipe pressure sensor 17, air-fuel ratio sensor 23, exhaust gas temperature sensor 24, reducing agent pressure sensor 32, crank position sensor 33, water temperature sensor 34, accelerator opening degree sensor 36, etc. The sensors are connected via electric wiring, and output signals of the various sensors described above are input to the ECU 35.
【0107】一方、ECU35には、燃料噴射弁3、吸
気絞り用アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエー
タ22、EGR弁26、流量調整弁30、遮断弁31等
が電気配線を介して接続され、上記した各部がECU3
5によって制御されるようになっている。On the other hand, the fuel injection valve 3, the intake throttle actuator 14, the exhaust throttle actuator 22, the EGR valve 26, the flow control valve 30, the shutoff valve 31, and the like are connected to the ECU 35 via electric wiring. Each part is ECU3
5 is controlled.
【0108】ここで、ECU35は、図4に示すよう
に、双方向性バス350によって相互に接続された、C
PU351と、ROM352と、RAM353と、バッ
クアップRAM354と、入力ポート356と、出力ポ
ート357とを備えるとともに、前記入力ポート356
に接続されたA/Dコンバータ(A/D)355を備え
ている。Here, as shown in FIG. 4, the ECU 35 is connected to a C
A PU 351, a ROM 352, a RAM 353, a backup RAM 354, an input port 356, and an output port 357.
And an A / D converter (A / D) 355 connected to.
【0109】前記入力ポート356は、クランクポジシ
ョンセンサ33のようにデジタル信号形式の信号を出力
するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をC
PU351やRAM353へ送信する。The input port 356 inputs the output signals of a sensor that outputs a digital signal, such as the crank position sensor 33, and converts those output signals to C.
The data is transmitted to the PU 351 and the RAM 353.
【0110】前記入力ポート356は、コモンレール圧
センサ4a、エアフローメータ11、吸気温度センサ1
2、吸気管圧力センサ17、空燃比センサ23、排気温
度センサ24、還元剤圧力センサ32、水温センサ3
4、アクセル開度センサ36等のように、アナログ信号
形式の信号を出力するセンサの出力信号をA/D355
を介して入力し、それらの出力信号をCPU351やR
AM353へ送信する。The input port 356 is connected to the common rail pressure sensor 4a, the air flow meter 11,
2. Intake pipe pressure sensor 17, air-fuel ratio sensor 23, exhaust temperature sensor 24, reducing agent pressure sensor 32, water temperature sensor 3.
4. The output signal of a sensor that outputs a signal in the form of an analog signal, such as the accelerator opening sensor 36, is output to the A / D 355.
And outputs those output signals to the CPU 351 or R
It transmits to AM353.
【0111】前記出力ポート357は、燃料噴射弁3、
吸気絞り用アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエ
ータ22、EGR弁26、流量調整弁30、遮断弁31
等と電気配線を介して接続され、CPU351から出力
される制御信号を、前記した燃料噴射弁3、吸気絞り用
アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエータ22、
EGR弁26、流量調整弁30、あるいは遮断弁31へ
送信する。The output port 357 is connected to the fuel injection valve 3,
Intake throttle actuator 14, exhaust throttle actuator 22, EGR valve 26, flow control valve 30, shut-off valve 31
Control signals output from the CPU 351 are connected to the fuel injection valve 3, the intake throttle actuator 14, the exhaust throttle actuator 22,
The signal is transmitted to the EGR valve 26, the flow control valve 30, or the shutoff valve 31.
【0112】前記ROM352は、燃料噴射弁3を制御
するための燃料噴射制御ルーチン、吸気絞り弁13を制
御するための吸気絞り制御ルーチン、排気絞り弁21を
制御するための排気絞り制御ルーチン、EGR弁26を
制御するためのEGR制御ルーチン、流量調整弁30を
制御するための還元剤添加制御ルーチン、遮断弁31を
制御するための遮断弁制御ルーチン等の各種アプリケー
ションプログラムに加え、パティキュレートフィルタ2
0の被毒を解消するための被毒解消制御ルーチンを記憶
している。The ROM 352 includes a fuel injection control routine for controlling the fuel injection valve 3, an intake throttle control routine for controlling the intake throttle valve 13, an exhaust throttle control routine for controlling the exhaust throttle valve 21, and EGR. In addition to various application programs such as an EGR control routine for controlling the valve 26, a reducing agent addition control routine for controlling the flow regulating valve 30, and a shutoff valve control routine for controlling the shutoff valve 31, the particulate filter 2
A poisoning elimination control routine for eliminating 0 poisoning is stored.
【0113】前記ROM352は、上記したアプリケー
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記制御マップは、例えば、内燃機関1の運転状
態と基本燃料噴射量(基本燃料噴射時間)との関係を示
す燃料噴射量制御マップ、内燃機関1の運転状態と基本
燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、
内燃機関1の運転状態と吸気絞り弁13の目標開度との
関係を示す吸気絞り弁開度制御マップ、内燃機関1の運
転状態と排気絞り弁21の目標開度との関係を示す排気
絞り弁開度制御マップ、内燃機関1の運転状態とEGR
弁26の目標開度との関係を示すEGR弁開度制御マッ
プ、内燃機関1の運転状態と流量調整弁30の開弁時期
との関係を示す流量調整弁制御マップ、内燃機関1の運
転状態と遮断弁31の開閉時期との関係を示す遮断弁制
御マップ等である。The ROM 352 stores various control maps in addition to the application programs described above. The control map includes, for example, a fuel injection amount control map indicating a relationship between an operation state of the internal combustion engine 1 and a basic fuel injection amount (basic fuel injection time), and a relation between the operation state of the internal combustion engine 1 and the basic fuel injection timing. Fuel injection timing control map,
An intake throttle valve opening control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the target opening of the intake throttle valve 13, and the exhaust throttle showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the target opening of the exhaust throttle valve 21. Valve opening control map, operating state of internal combustion engine 1 and EGR
EGR valve opening control map showing the relationship with the target opening of the valve 26; flow regulating valve control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening timing of the flow regulating valve 30; operating state of the internal combustion engine 1 And a shut-off valve control map showing the relationship between the opening and closing timing of the shut-off valve 31.
【0114】前記RAM353は、各センサからの出力
信号やCPU351の演算結果等を格納する。前記演算
結果は、例えば、クランクポジションセンサ33がパル
ス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機
関回転数である。これらのデータは、クランクポジショ
ンセンサ33がパルス信号を出力する都度、最新のデー
タに書き換えられる。The RAM 353 stores an output signal from each sensor, a calculation result of the CPU 351 and the like. The calculation result is, for example, an engine speed calculated based on a time interval at which the crank position sensor 33 outputs a pulse signal. These data are rewritten to the latest data each time the crank position sensor 33 outputs a pulse signal.
【0115】前記バックアップRAM354は、内燃機
関1の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモ
リである。The backup RAM 354 is a nonvolatile memory capable of storing data even after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped.
【0116】前記CPU351は、前記ROM352に
記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し
て、燃料噴射制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、EG
R制御、還元剤添加制御、遮断弁制御に加え、本発明の
要旨となる被毒解消制御を実行する。The CPU 351 operates in accordance with the application program stored in the ROM 352 to control fuel injection, intake throttle control, exhaust throttle control, EG
In addition to the R control, the reducing agent addition control, and the shutoff valve control, the poisoning elimination control which is the gist of the present invention is executed.
【0117】例えば、燃料噴射制御では、CPU351
は、先ず、燃料噴射弁3から噴射される燃料量を決定
し、次いで燃料噴射弁3から燃料を噴射する時期を決定
する。For example, in the fuel injection control, the CPU 351
First, the amount of fuel injected from the fuel injection valve 3 is determined, and then the timing for injecting fuel from the fuel injection valve 3 is determined.
【0118】燃料噴射量を決定する場合は、CPU35
1は、RAM353に記憶されている機関回転数とアク
セル開度センサ36の出力信号(アクセル開度)とを読
み出す。CPU351は、燃料噴射量制御マップへアク
セスし、前記機関回転数及び前記アクセル開度に対応し
た基本燃料噴射量(基本燃料噴射時間)を算出する。C
PU351は、エアフローメータ11、吸気温度センサ
12、水温センサ34等の出力信号値等に基づいて前記
基本燃料噴射時間を補正し、最終的な燃料噴射時間を決
定する。When determining the fuel injection amount, the CPU 35
1 reads the engine speed and the output signal (accelerator opening) of the accelerator opening sensor 36 stored in the RAM 353. The CPU 351 accesses the fuel injection amount control map and calculates a basic fuel injection amount (basic fuel injection time) corresponding to the engine speed and the accelerator opening. C
The PU 351 corrects the basic fuel injection time based on output signal values of the air flow meter 11, the intake air temperature sensor 12, the water temperature sensor 34, and the like, and determines a final fuel injection time.
【0119】燃料噴射時期を決定する場合は、CPU3
51は、燃料噴射時期制御マップへアクセスし、前記機
関回転数及び前記アクセル開度に対応した基本燃料噴射
時期を算出する。CPU351は、エアフローメータ1
1、吸気温度センサ12、水温センサ34等の出力信号
値をパラメータとして前記基本燃料噴射時期を補正し、
最終的な燃料噴射時期を決定する。When determining the fuel injection timing, the CPU 3
51 accesses a fuel injection timing control map and calculates a basic fuel injection timing corresponding to the engine speed and the accelerator opening. The CPU 351 is an air flow meter 1
1. The basic fuel injection timing is corrected using output signal values of the intake air temperature sensor 12, the water temperature sensor 34, and the like as parameters,
Determine the final fuel injection timing.
【0120】燃料噴射時間と燃料噴射時期とが決定され
ると、CPU351は、前記燃料噴射時期とクランクポ
ジションセンサ33の出力信号とを比較し、前記クラン
クポジションセンサ33の出力信号が前記燃料噴射開始
時期と一致した時点で燃料噴射弁3に対する駆動電力の
印加を開始する。CPU351は、燃料噴射弁3に対す
る駆動電力の印加を開始した時点からの経過時間が前記
燃料噴射時間に達した時点で燃料噴射弁3に対する駆動
電力の印加を停止する。When the fuel injection time and the fuel injection timing are determined, the CPU 351 compares the fuel injection timing with the output signal of the crank position sensor 33, and the output signal of the crank position sensor 33 starts the fuel injection. At the time coincident with the timing, application of drive power to the fuel injection valve 3 is started. The CPU 351 stops applying the driving power to the fuel injection valve 3 when the elapsed time from the start of the application of the driving power to the fuel injection valve 3 reaches the fuel injection time.
【0121】また、吸気絞り制御では、CPU351
は、例えば、RAM353に記憶されている機関回転数
とアクセル開度とを読み出す。CPU351は、吸気絞
り弁開度制御マップへアクセスし、前記機関回転数及び
前記アクセル開度に対応した目標吸気絞り弁開度を算出
する。CPU351は、前記目標吸気絞り弁開度に対応
した駆動電力を吸気絞り用アクチュエータ14に印加す
る。In the intake throttle control, the CPU 351
Reads the engine speed and the accelerator opening stored in the RAM 353, for example. The CPU 351 accesses the intake throttle opening control map and calculates a target intake throttle opening corresponding to the engine speed and the accelerator opening. The CPU 351 applies drive power corresponding to the target intake throttle valve opening to the intake throttle actuator 14.
【0122】その際、CPU351は、吸気絞り弁13
の実際の開度を検出して、実際の吸気絞り弁13の開度
と目標吸気絞り弁開度との差分に基づいて前記吸気絞り
用アクチュエータ14をフィードバック制御するように
してもよい。At this time, the CPU 351 sets the intake throttle valve 13
May be detected, and the intake throttle actuator 14 may be feedback-controlled based on the difference between the actual opening of the intake throttle valve 13 and the target intake throttle valve opening.
【0123】また、排気絞り制御では、CPU351
は、例えば、内燃機関1が冷間始動後の暖機運転状態に
ある場合や、車室内用ヒータが作動状態にある場合など
に排気絞り弁21を閉弁方向へ駆動すべく排気絞り用ア
クチュエータ22を制御する。In the exhaust throttle control, the CPU 351
For example, when the internal combustion engine 1 is in a warm-up operation state after a cold start, or when a vehicle interior heater is in an operating state, the exhaust throttle actuator is driven to close the exhaust throttle valve 21 in the valve closing direction. 22 is controlled.
【0124】この場合、内燃機関1の負荷が増大し、そ
れに対応して燃料噴射量が増量されることなる。その結
果、内燃機関1の発熱量が増加し、内燃機関1の暖機が
促進され、又は車室内用ヒータの熱源が確保される。In this case, the load on the internal combustion engine 1 increases, and the fuel injection amount increases accordingly. As a result, the calorific value of the internal combustion engine 1 increases, the warm-up of the internal combustion engine 1 is promoted, or the heat source of the vehicle interior heater is secured.
【0125】また、EGR制御では、CPU351は、
RAM353に記憶されている機関回転数、アクセル開
度、水温センサ34の出力信号(冷却水温度)等を読み
出し、EGR制御の実行条件が成立しているか否かを判
別する。In EGR control, the CPU 351
The engine speed, the accelerator opening, the output signal (cooling water temperature) of the water temperature sensor 34, and the like stored in the RAM 353 are read, and it is determined whether or not the execution condition of the EGR control is satisfied.
【0126】上記したEGR制御実行条件としては、冷
却水温度が所定温度以上である、内燃機関1が始動時か
ら所定時間以上連続して運転されている、アクセル開度
の変化量が正値である等の条件を例示することができ
る。The above-mentioned EGR control execution conditions are as follows: the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined temperature; the internal combustion engine 1 has been continuously operated for a predetermined time or more from the start; Conditions such as certain conditions can be exemplified.
【0127】上記したようなEGR制御実行条件が成立
していると判定した場合は、CPU351は、EGR弁
開度制御マップへアクセスし、前記機関回転数及び前記
アクセル開度に対応した目標EGR弁開度を算出する。
CPU351は、前記目標EGR弁開度に対応した駆動
電力をEGR弁26に印加する。一方、上記したような
EGR制御実行条件が成立していないと判定した場合
は、CPU351は、EGR弁26を全閉状態に保持す
べく制御する。If it is determined that the above-described EGR control execution condition is satisfied, the CPU 351 accesses the EGR valve opening control map and sets the target EGR valve corresponding to the engine speed and the accelerator opening. Calculate the opening.
The CPU 351 applies drive power corresponding to the target EGR valve opening to the EGR valve 26. On the other hand, when it is determined that the EGR control execution condition as described above is not satisfied, the CPU 351 performs control to maintain the EGR valve 26 in the fully closed state.
【0128】更に、EGR制御では、CPU351は、
内燃機関1の吸入空気量をパラメータとしてEGR弁2
6の開度をフィードバック制御する、いわゆるEGR弁
フィードバック制御を行うようにしてもよい。Further, in the EGR control, the CPU 351
EGR valve 2 using intake air amount of internal combustion engine 1 as a parameter
The so-called EGR valve feedback control for performing feedback control of the opening degree of the valve 6 may be performed.
【0129】EGR弁フィードバック制御では、例え
ば、CPU351は、アクセル開度や機関回転数等をパ
ラメータとして内燃機関1の目標吸入空気量を決定す
る。その際、アクセル開度と機関回転数と目標吸入空気
量との関係を予めマップ化しておき、そのマップとアク
セル開度と機関回転数とから目標吸入空気量が算出され
るようにしてもよい。In the EGR valve feedback control, for example, the CPU 351 determines the target intake air amount of the internal combustion engine 1 using the accelerator opening, the engine speed, and the like as parameters. At this time, the relationship between the accelerator opening, the engine speed, and the target intake air amount may be mapped in advance, and the target intake air amount may be calculated from the map, the accelerator opening, and the engine speed. .
【0130】上記した手順により目標吸入空気量が決定
されると、CPU351は、RAM353に記憶された
エアフローメータ11の出力信号値(実際の吸入空気
量)を読み出し、実際の吸入空気量と目標吸入空気量と
を比較する。When the target intake air amount is determined by the above procedure, the CPU 351 reads out the output signal value (actual intake air amount) of the air flow meter 11 stored in the RAM 353, and reads the actual intake air amount and the target intake air amount. Compare with air volume.
【0131】前記した実際の吸入空気量が前記目標吸入
空気量より少ない場合には、CPU351は、EGR弁
26を所定量閉弁させる。この場合、EGR通路25か
ら吸気枝管8へ流入するEGRガス量が減少し、それに
応じて内燃機関1の気筒2内に吸入されるEGRガス量
が減少することになる。この結果、内燃機関1の気筒2
内に吸入される新気の量は、EGRガスが減少した分だ
け増加する。When the actual intake air amount is smaller than the target intake air amount, the CPU 351 closes the EGR valve 26 by a predetermined amount. In this case, the amount of EGR gas flowing into the intake branch pipe 8 from the EGR passage 25 decreases, and accordingly, the amount of EGR gas drawn into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 decreases. As a result, the cylinder 2 of the internal combustion engine 1
The amount of fresh air sucked in increases by the amount of the decrease in the EGR gas.
【0132】一方、実際の吸入空気量が目標吸入空気量
より多い場合には、CPU351は、EGR弁26を所
定量開弁させる。この場合、EGR通路25から吸気枝
管8へ流入するEGRガス量が増加し、それに応じて内
燃機関1の気筒2内に吸入されるEGRガス量が増加す
ることになる。この結果、内燃機関1の気筒2内に吸入
される新気の量は、EGRガスが増加した分だけ減少す
る。On the other hand, when the actual intake air amount is larger than the target intake air amount, the CPU 351 opens the EGR valve 26 by a predetermined amount. In this case, the amount of EGR gas flowing into the intake branch pipe 8 from the EGR passage 25 increases, and accordingly, the amount of EGR gas drawn into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 increases. As a result, the amount of fresh air sucked into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 decreases by an amount corresponding to the increase in the EGR gas.
【0133】また、還元剤添加制御では、CPU351
は、先ず、還元剤添加条件が成立しているか否かを判別
する。この還元剤添加条件としては、例えば、吸蔵還元
型NOx触媒が活性状態にある、排気温度センサ24の
出力信号値(排気温度)が所定の上限値以下である、吸
蔵還元型NOx触媒のSOx被毒やパティキュレートフィ
ルタ20のPM被毒などを回復すべく被毒解消制御が実
行されていない、等の条件を例示することができる。In addition, in the reducing agent addition control, the CPU 351
First, it is determined whether or not the reducing agent addition condition is satisfied. As the reducing agent addition conditions, for example, the storage reduction type NOx catalyst is in an active state, the output signal value (exhaust temperature) of the exhaust temperature sensor 24 is equal to or lower than a predetermined upper limit, or the SOx reduction of the storage reduction type NOx catalyst. Conditions such as the poisoning elimination control not being executed to recover poison or PM poisoning of the particulate filter 20 can be exemplified.
【0134】CPU351は、上記したような還元剤添
加条件が成立していると判定した場合は、吸蔵還元型N
Ox触媒に流入する排気の空燃比が比較的短い周期でス
パイク的に理論空燃比もしくはリッチ空燃比となるよう
に流量調整弁30を制御し、吸蔵還元型NOx触媒に吸
蔵された窒素酸化物(NOx)を短周期的に放出及び還
元させる。When the CPU 351 determines that the reducing agent addition condition described above is satisfied, the storage reduction type N
The flow control valve 30 is controlled so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the Ox catalyst becomes a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio spikes in a relatively short cycle, and the nitrogen oxides stored in the storage-reduction NOx catalyst ( NOx) is released and reduced in a short period.
【0135】その際、CPU351は、RAM353に
記憶されている機関回転数、アクセル開度、吸入空気
量、燃料噴射量(燃料噴射時間)等を読み出す。CPU
351は、ROM352の流量調整弁制御マップへアク
セスし、前記した機関回転数、アクセル開度、吸入空気
量、及び燃料噴射量に対応した流量調整弁30の開弁時
期を算出する。CPU351は、前記開弁時期に従って
流量調整弁30を開弁させる。At this time, the CPU 351 reads the engine speed, the accelerator opening, the intake air amount, the fuel injection amount (fuel injection time), etc. stored in the RAM 353. CPU
351 accesses the flow control valve control map in the ROM 352 and calculates the valve opening timing of the flow control valve 30 corresponding to the above-described engine speed, accelerator opening, intake air amount, and fuel injection amount. The CPU 351 opens the flow control valve 30 according to the valve opening timing.
【0136】この場合、燃料ポンプ6から吐出された高
圧の燃料が還元剤供給路29を介して還元剤噴射弁28
へ供給され、それにより還元剤噴射弁28に印加される
燃料の圧力が上昇する。そして、還元剤噴射弁28に印
加される燃料の圧力が開弁圧以上に達すると、該還元剤
噴射弁28が開弁して排気枝管18内へ還元剤としての
燃料が噴射される。In this case, the high-pressure fuel discharged from the fuel pump 6 is supplied through the reducing agent supply passage 29 to the reducing agent injection valve 28.
, Whereby the pressure of the fuel applied to the reducing agent injection valve 28 increases. When the pressure of the fuel applied to the reducing agent injection valve 28 reaches or exceeds the valve opening pressure, the reducing agent injection valve 28 opens to inject fuel as a reducing agent into the exhaust branch pipe 18.
【0137】還元剤噴射弁28から排気枝管18内へ噴
射された還元剤は、排気枝管18の上流から流れてきた
排気と混ざり合って理論空燃比もしくはリッチ空燃比の
排気を形成し、この理論空燃比又はリッチ空燃比の排気
が吸蔵還元型NOx触媒に流入する。The reducing agent injected from the reducing agent injection valve 28 into the exhaust branch pipe 18 mixes with the exhaust gas flowing from the upstream of the exhaust branch pipe 18 to form an exhaust gas having a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio. The exhaust gas having the stoichiometric air-fuel ratio or rich air-fuel ratio flows into the NOx storage reduction catalyst.
【0138】このように、理論空燃比もしくはリッチ空
燃比の排気が吸蔵還元型NOx触媒に流入すると、吸蔵
還元型NOx触媒に吸蔵されていた窒素酸化物(NOx)
が放出されつつ窒素(N2)等に還元されることにな
る。As described above, when exhaust gas having a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio flows into the NOx storage reduction catalyst, the nitrogen oxides (NOx) stored in the NOx storage reduction catalyst are reduced.
Is released and is reduced to nitrogen (N 2 ) or the like.
【0139】次に、本発明の要旨となる被毒解消制御に
ついて述べる。Next, the poisoning elimination control which is the gist of the present invention will be described.
【0140】本実施の形態に係る内燃機関1の排気系に
は、吸蔵還元型NOx触媒が担持されたパティキュレー
トフィルタ20が配置されているが、パティキュレート
フィルタ20のPM捕集能力には限りがあるため、PM
捕集能力以上の粒子状物質がパティキュレートフィルタ
20に捕集されると、パティキュレートフィルタ内の排
気流路が目詰まりを起こし、背圧が過剰に上昇する等の
不具合が誘発される、所謂PM被毒が発生する。In the exhaust system of the internal combustion engine 1 according to the present embodiment, a particulate filter 20 carrying a storage-reduction NOx catalyst is disposed, but the particulate filter 20 has only a limited PM trapping ability. Because there is a PM
When particulate matter having a trapping ability or more is trapped in the particulate filter 20, the exhaust passage in the particulate filter is clogged, and a problem such as an excessive rise in back pressure is induced. PM poisoning occurs.
【0141】また、内燃機関1の燃料には硫黄(S)成
分が含まれている場合があり、そのような燃料が内燃機
関1で燃焼されると、燃料中の硫黄(S)成分が酸化し
てSO2やSO3などの硫黄酸化物(SOx)が形成され
るため、内燃機関1の排気には硫黄酸化物(SOx)が
含まれることになる。Further, the fuel of the internal combustion engine 1 sometimes contains a sulfur (S) component. When such a fuel is burned in the internal combustion engine 1, the sulfur (S) component in the fuel is oxidized. since the sulfur oxides such as SO 2 and SO 3 (SOx) is formed by, it will include sulfur oxides (SOx) in the exhaust gas of the internal combustion engine 1.
【0142】硫黄酸化物(SOx)を含有した排気がパ
ティキュレートフィルタ20に流入すると、硫黄酸化物
(SOx)が窒素酸化物(NOx)と同様のメカニズムに
よって吸蔵還元型NOx触媒に吸収される。吸蔵還元型
NOx触媒に吸収された硫黄酸化物(SOx)は、時間の
経過とともに安定な硫酸バリウム(BaSO4)を形成
するため、単に吸蔵還元型NOx触媒に流入する排気の
酸素濃度を低下させるだけでは分解及び放出され難く、
吸蔵還元型NOx触媒に蓄積されやすい。When exhaust gas containing sulfur oxide (SOx) flows into the particulate filter 20, the sulfur oxide (SOx) is absorbed by the NOx storage reduction catalyst by the same mechanism as that of nitrogen oxide (NOx). Sulfur oxides absorbed in the NOx storage reduction catalyst (SOx), in order to form a stable barium sulfate (BaSO 4) over time, thereby simply reduce the oxygen concentration of the exhaust flowing into the NOx storage reduction catalyst It is difficult to decompose and release alone
It is likely to be accumulated in the NOx storage reduction catalyst.
【0143】吸蔵還元型NOx触媒のSOx蓄積量が増大
すると、該吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸収能力が低下
し、排気中の窒素酸化物(NOx)を十分に除去するこ
とができなくなる、所謂SOx被毒が発生する。When the amount of SOx stored in the NOx storage reduction catalyst increases, the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst decreases, so that nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas cannot be sufficiently removed. SOx poisoning occurs.
【0144】従って、背圧が過剰に上昇する前にパティ
キュレートフィルタ20のPM被毒を解消するととも
に、吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸収能力が過剰に低下
する前に吸蔵還元型NOx触媒のSOx被毒を解消する必
要がある。Therefore, the PM poisoning of the particulate filter 20 is eliminated before the back pressure rises excessively, and the SOx of the NOx storage reduction catalyst is reduced before the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst excessively decreases. Poisoning needs to be eliminated.
【0145】パティキュレートフィルタ20のPM被毒
を解消する方法としては、パティキュレートフィルタ2
0の温度をおよそ500℃〜700℃の高温域まで昇温
させるとともに、パティキュレートフィルタ20に流入
する排気の空燃比をリーン空燃比とすることにより、粒
子状物質(PM)を酸化(燃焼)させる方法を例示する
ことができる。As a method of eliminating PM poisoning of the particulate filter 20, the particulate filter 2 is used.
0 is raised to a high temperature range of about 500 ° C. to 700 ° C., and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 20 is set to a lean air-fuel ratio, thereby oxidizing (burning) particulate matter (PM). An example of a method for performing the above can be given.
【0146】一方、吸蔵還元型NOx触媒のSOx被毒を
解消する方法としては、吸蔵還元型NOx触媒の温度を
およそ500℃〜700℃の高温域まで昇温させるとと
もに、吸蔵還元型NOx触媒に流入する排気の空燃比を
リッチ空燃比とすることにより、吸蔵還元型NOx触媒
に吸収されている硫酸バリウム(BaSO4)をSO3 -
やSO4 -に熱分解し、次いでSO3 -やSO4 -を排気中の
炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)と反応させて気
体状のSO2 -に還元する方法を例示することができる。On the other hand, as a method of eliminating SOx poisoning of the NOx storage reduction catalyst, the temperature of the NOx storage reduction catalyst is raised to a high temperature range of about 500 ° C. to 700 ° C. By setting the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas to the rich air-fuel ratio, barium sulfate (BaSO 4 ) absorbed by the NOx storage reduction catalyst is converted to SO 3 −.
And SO 4 - in pyrolyzing, then SO 3 - and SO 4 - is reacted with hydrocarbons (HC) and carbon monoxide in the exhaust gas (CO) gaseous SO 2 - illustrates a method for reducing the be able to.
【0147】上記したように、パティキュレートフィル
タ20のSOx被毒及びPM被毒を解消する場合は、パ
ティキュレートフィルタ20を500℃以上の高温域ま
で昇温させる必要があるため、内燃機関1の排気温度が
高くなる高負荷・高回転運転時にSOx被毒解消処理や
PM被毒解消処理を行うことが考えられる。しかしなが
ら、内燃機関1が高負荷・高回転運転状態にあるとき
は、内燃機関1から単位時間当たりに排出される排気量
が多くなるため、SOx被毒を解消すべく排気の空燃比
をリッチ空燃比とする際に排気量に見合った多量の燃料
が必要となり、燃料消費量が増加してしまうという問題
がある。As described above, when eliminating SOx poisoning and PM poisoning of the particulate filter 20, it is necessary to raise the temperature of the particulate filter 20 to a high temperature range of 500 ° C. or more. It is conceivable to perform the SOx poisoning elimination process or the PM poisoning elimination process during a high-load / high-rotation operation in which the exhaust gas temperature increases. However, when the internal combustion engine 1 is in a high-load / high-speed operation state, the amount of exhaust discharged from the internal combustion engine 1 per unit time increases, so that the air-fuel ratio of the exhaust is set to the rich air to eliminate SOx poisoning. When setting the fuel ratio, a large amount of fuel corresponding to the displacement is required, and there is a problem that the fuel consumption increases.
【0148】これに対し、内燃機関1から単位時間当た
りに排出される排気量が少なくなるアイドル運転時に、
パティキュレートフィルタ20を加熱するとともに該パ
ティキュレートフィルタ20に流入する排気の空燃比を
理論空燃比よりリッチ側に制御することによりSOx被
毒を解消することが考えられる。しかしながら、内燃機
関1がアイドル運転状態にあるときは、内燃機関1から
単位時間当たりに排出される排気の流量、言い換えれば
単位時間当たりにパティキュレートフィルタ20に流入
する排気の流量が少なくなり、それに応じて単位時間当
たりにパティキュレートフィルタ20に供給される還元
剤の量も少なくなるため、SOx被毒が解消されるまで
に時間がかかるという問題がある。On the other hand, during idling operation when the amount of exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 per unit time decreases,
It is conceivable that SOx poisoning is eliminated by heating the particulate filter 20 and controlling the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 20 to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio. However, when the internal combustion engine 1 is in the idling operation state, the flow rate of exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 per unit time, in other words, the flow rate of exhaust gas flowing into the particulate filter 20 per unit time decreases. Accordingly, the amount of the reducing agent supplied to the particulate filter 20 per unit time is also reduced, so that there is a problem that it takes time until the SOx poisoning is eliminated.
【0149】上記したような種々の問題に対し、本実施
の形態にかかる被毒解消制御では、パティキュレートフ
ィルタ20のPM被毒を解消する必要が生じると、内燃
機関1の減速運転状態が検出されたことを条件に、パテ
ィキュレートフィルタ20のPM被毒解消処理に加えて
吸蔵還元型NOx触媒のSOx被毒解消処理を実行するよ
うにした。In response to the various problems described above, in the poisoning elimination control according to the present embodiment, if it becomes necessary to eliminate PM poisoning of the particulate filter 20, the deceleration operation state of the internal combustion engine 1 is detected. Under such a condition, the SOx poisoning elimination process of the NOx storage reduction catalyst is executed in addition to the PM poisoning elimination process of the particulate filter 20.
【0150】すなわち、CPU351は、パティキュレ
ートフィルタ20のPM被毒を解消する必要が生じる
と、内燃機関1の運転状態が定常運転状態や加速運転状
態から減速運転状態へ移行したことをトリガにして、パ
ティキュレートフィルタ20のPM被毒解消処理及び吸
蔵還元型NOx触媒のSOx被毒解消処理を実行するよう
にした。That is, when it becomes necessary to eliminate the PM poisoning of the particulate filter 20, the CPU 351 triggers the shift of the operation state of the internal combustion engine 1 from the steady operation state or the acceleration operation state to the deceleration operation state. In addition, the PM poisoning elimination process of the particulate filter 20 and the SOx poisoning elimination process of the NOx storage reduction catalyst are executed.
【0151】具体的には、図5に示すように、アクセル
開度(アクセルポジション)が全閉(アクセルポジショ
ンが0%)となり、内燃機関1の運転状態が減速運転状
態に移行すると、CPU351は、先ず、パティキュレ
ートフィルタ20及び吸蔵還元型NOx触媒の床温を高
めるべく、各気筒2の膨張行程時に燃料噴射弁3から副
次的な燃料をポスト噴射させるとともに、還元剤噴射弁
28から排気中へ燃料を添加させる。Specifically, as shown in FIG. 5, when the accelerator opening (accelerator position) is fully closed (accelerator position is 0%) and the operation state of the internal combustion engine 1 shifts to the deceleration operation state, the CPU 351 sets First, in order to increase the bed temperature of the particulate filter 20 and the NOx storage reduction catalyst, secondary fuel is post-injected from the fuel injection valve 3 during the expansion stroke of each cylinder 2 and exhaust gas is discharged from the reducing agent injection valve 28. Add fuel into it.
【0152】その際、CPU351は、パティキュレー
トフィルタ20及び吸蔵還元型NOx触媒の過剰な床温
を防止すべく、排気温度センサ24の出力信号値に基づ
いてポスト噴射燃料量及び添加燃料量をフィードバック
制御するようにしてもよい。At this time, the CPU 351 feeds back the post-injection fuel amount and the added fuel amount based on the output signal value of the exhaust gas temperature sensor 24 in order to prevent an excessive bed temperature of the particulate filter 20 and the NOx storage reduction catalyst. You may make it control.
【0153】続いて、CPU351は、吸蔵還元型NO
x触媒のSOx被毒解消処理(SOx被毒回復操作)を第
1の所定時間実行する。SOx被毒解消処理では、CP
U351は、パティキュレートフィルタ20に流入する
排気の空燃比をリッチ空燃比とすべく、燃料噴射弁3か
らのポスト噴射燃料量及び還元剤噴射弁28からの添加
燃料量を制御する。その際、CPU351は、空燃比セ
ンサ35の出力信号に基づいてポスト噴射燃料量及び添
加燃料量をフィードバック制御するようにしてもよい。Subsequently, the CPU 351 sets the storage reduction type NO
The SOx poisoning elimination process of the x catalyst (SOx poisoning recovery operation) is executed for a first predetermined time. In the SOx poisoning elimination process, the CP
U351 controls the amount of post-injected fuel from the fuel injection valve 3 and the amount of added fuel from the reducing agent injection valve 28 so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 20 becomes a rich air-fuel ratio. At that time, the CPU 351 may perform feedback control of the post-injection fuel amount and the added fuel amount based on the output signal of the air-fuel ratio sensor 35.
【0154】更に、CPU351は、前記した第1の所
定時間が経過した後の第2の所定時間は、パティキュレ
ートフィルタ20のPM被毒解消処理(PM被毒回復操
作)を実行する。PM被毒解消処理では、CPU351
は、パティキュレートフィルタ20に流入する排気の空
燃比が弱リーン空燃比となるようにポスト噴射燃料量及
び添加燃料量を制御する。Further, the CPU 351 executes the PM poisoning elimination process (PM poisoning recovery operation) of the particulate filter 20 for a second predetermined time after the first predetermined time has elapsed. In the PM poisoning elimination process, the CPU 351
Controls the post-injection fuel amount and the added fuel amount so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 20 becomes a weak lean air-fuel ratio.
【0155】CPU351は、前記した第2の所定時間
が経過すると、燃料噴射弁3からのポスト噴射及び還元
剤噴射弁28からの燃料添加を終了させる。The CPU 351 terminates the post-injection from the fuel injection valve 3 and the addition of fuel from the reducing agent injection valve 28 after the second predetermined time has elapsed.
【0156】ここで、上記した第1の所定時間及び第2
の所定時間は、予め設定された固定値であってもよく、
内燃機関1の運転履歴に応じて変更される可変値であっ
てもよい。Here, the first predetermined time and the second
May be a fixed value set in advance,
The variable value may be changed according to the operation history of the internal combustion engine 1.
【0157】尚、一般に内燃機関1が減速運転状態にあ
るときには、所定のフューエルカット条件が成立する
と、燃料噴射弁3からの主燃料の噴射が禁止される、い
わゆる減速フューエルカット制御が実行されることにな
るが、上記したようなSOx被毒解消処理及びPM被毒
解消処理の実行期間中は、減速フューエルカット制御の
実行を禁止することが好ましい。In general, when the internal combustion engine 1 is in a deceleration operation state, when a predetermined fuel cut condition is satisfied, the injection of the main fuel from the fuel injection valve 3 is prohibited, that is, a so-called deceleration fuel cut control is executed. That is, it is preferable to prohibit the execution of the deceleration fuel cut control during the execution period of the SOx poisoning elimination process and the PM poisoning elimination process as described above.
【0158】これは、SOx被毒解消処理及びPM被毒
解消処理の実行期間中に減速フューエルカット制御が実
行されると、内燃機関1に吸入された低温の新気がその
まま排気として排出されることになるため、その低温の
排気によりパティキュレートフィルタ20や吸蔵還元型
NOx触媒が不要に冷却されてしまうからである。This is because, when the deceleration fuel cut control is executed during the execution period of the SOx poisoning elimination process and the PM poisoning elimination process, the low-temperature fresh air sucked into the internal combustion engine 1 is directly discharged as exhaust gas. This is because the particulate filter 20 and the NOx storage reduction catalyst are unnecessarily cooled by the low-temperature exhaust gas.
【0159】また、CPU351は、上記したSOx被
毒解消処理及びPM被毒解消処理において、EGR弁2
6の開度を増大させるとともに吸気絞り弁13の開度を
減少させるよう制御を行うことが好ましい。In the SOx poisoning elimination process and the PM poisoning elimination process, the CPU 351 executes the EGR valve 2
It is preferable to perform control so as to increase the opening degree of the intake throttle valve 6 and decrease the opening degree of the intake throttle valve 13.
【0160】これは、内燃機関1に吸入される新気の量
を減少させることにより、ポスト噴射燃料量及び添加燃
料量の増加を抑制するとともに、低温の新気による排気
温度の低下を抑制するためである。This is because the amount of fresh air sucked into the internal combustion engine 1 is reduced, thereby suppressing an increase in the amount of post-injected fuel and the amount of added fuel, and suppressing a decrease in exhaust gas temperature due to low-temperature fresh air. That's why.
【0161】このように内燃機関1の減速運転状態が検
出されたことを条件にPM被毒解消処理及びSOx被毒
解消処理が実行されると、内燃機関1の減速運転期間は
もとより、内燃機関1が減速運転状態に引き続いてアイ
ドル運転状態へ移行するような場合には減速運転期間か
らアイドル運転期間にわたってPM被毒解消処理及びS
Ox被毒解消処理が実行されることになるため、PM被
毒解消処理及びSOx被毒解消処理の実行期間を十分に
確保することが可能となる。When the PM poisoning elimination process and the SOx poisoning elimination process are executed on the condition that the deceleration operation state of the internal combustion engine 1 is detected, the internal combustion engine 1 as well as the deceleration operation period are executed. 1 shifts to the idle operation state after the deceleration operation state, the PM poisoning elimination processing and S
Since the Ox poisoning elimination process is executed, it is possible to sufficiently secure the execution periods of the PM poisoning elimination process and the SOx poisoning elimination process.
【0162】以下、本実施の形態に係る被毒解消制御に
ついて具体的に説明する。被毒解消制御では、CPU3
51は、図6に示すような被毒解消制御ルーチンを実行
することになる。この被毒解消制御ルーチンは、予めR
OM352に記憶されているルーチンであり、CPU3
51によって所定時間毎(例えば、クランクポジション
センサ33がパルス信号を出力する度)に繰り返し実行
されるルーチンである。Hereinafter, the poisoning elimination control according to the present embodiment will be specifically described. In the poisoning elimination control, the CPU 3
51 executes a poisoning elimination control routine as shown in FIG. This poisoning elimination control routine is performed in advance by R
This is a routine stored in the OM 352,
51 is a routine that is repeatedly executed every predetermined time (for example, every time the crank position sensor 33 outputs a pulse signal).
【0163】被毒解消制御ルーチンでは、CPU351
は、先ずS601において、内燃機関1に作用する背
圧:PXを検出する。背圧:PXは、内燃機関1の機関回
転数と吸気絞り弁13の開度とに応じて変化するため、
それら機関回転数と吸気絞り弁13の開度をパラメータ
として推定するようにしてもよい。In the poisoning elimination control routine, the CPU 351
First, in step S601, the back pressure acting on the internal combustion engine 1: detecting a P X. The back pressure: P X changes according to the engine speed of the internal combustion engine 1 and the opening of the intake throttle valve 13,
The engine speed and the opening of the intake throttle valve 13 may be estimated as parameters.
【0164】S602では、CPU351は、前記S6
01で検出された背圧:PXから基準背圧:PX0を減算
して得られた値(PX−PX0)が所定値:PSより大きい
か否かを判別する。前記した基準背圧:PX0は、前記背
圧:PXと同一の条件下(例えば、機関回転数及び吸気
絞り弁13の開度が同一のとき)であり、且つパティキ
ュレートフィルタ20に粒子状物質(PM)が捕集され
ていないときの背圧であり、予め実験的に求められてR
OM352に記憶されている。In step S602, the CPU 351 executes the processing in step S6.
01 at the detected back pressure criteria from P X back pressure: P X0 subtraction to values obtained (P X -P X0) is a predetermined value: to determine whether P S is greater than or not. The reference back pressure: P X0 is under the same conditions as the back pressure: P X (for example, when the engine speed and the opening of the intake throttle valve 13 are the same), and the particulate filter 20 Pressure when no particulate matter (PM) is trapped.
It is stored in the OM 352.
【0165】前記S602において前記背圧:PXから
前記基準背圧:PX0を減算して得られた値(PX−
PX0)が所定値:PS以下であると判定された場合は、
CPU351は、パティキュレートフィルタ20のPM
被毒の度合いが許容範囲内であるとみなし、本ルーチン
の実行を一旦終了する。In S602, the value (P X −) obtained by subtracting the reference back pressure: P X0 from the back pressure: P X.
P X0 ) is determined to be equal to or less than the predetermined value: P S ,
The CPU 351 determines the PM of the particulate filter 20.
Assuming that the degree of poisoning is within the allowable range, the execution of this routine is temporarily terminated.
【0166】一方、前記S602において前記背圧:P
Xから前記基準背圧:PX0を減算して得られた値(PX−
PX0)が所定値:PSより大きいと判定された場合は、
CPU351は、パティキュレートフィルタ20のPM
被毒の度合いが許容範囲を越えているとみなし、S60
3へ進む。On the other hand, in S602, the back pressure: P
Wherein the X reference back pressure value obtained by subtracting the P X0 (P X -
P X0 ) is determined to be larger than the predetermined value: P S ,
The CPU 351 determines the PM of the particulate filter 20.
It is considered that the degree of poisoning is beyond the allowable range, and S60
Proceed to 3.
【0167】S603では、CPU351は、内燃機関
1の運転状態が減速運転状態又はアイドル運転状態にあ
るか否かを判別する。In S603, the CPU 351 determines whether or not the operation state of the internal combustion engine 1 is in the deceleration operation state or the idle operation state.
【0168】前記S603において内燃機関1の運転状
態が減速運転状態及びアイドル運転状態にないと判定さ
れた場合は、CPU351は、本ルーチンの実行を一旦
終了する。If it is determined in step S603 that the operation state of the internal combustion engine 1 is not the deceleration operation state or the idle operation state, the CPU 351 terminates the execution of this routine.
【0169】前記S603において内燃機関1の運転状
態が減速運転状態又はアイドル運転状態にあると判定さ
れた場合は、CPU351は、S604へ進み、RAM
353に予め設定されているSOx被毒解消フラグ記憶
領域へアクセスし、該SOx被毒解消フラグ記憶領域に
“1”が記憶されていないか否かを判別する。If it is determined in step S603 that the operation state of the internal combustion engine 1 is in the deceleration operation state or the idle operation state, the CPU 351 proceeds to step S604, and proceeds to S604.
The SOx poisoning elimination flag storage area set in advance in 353 is accessed, and it is determined whether or not “1” is stored in the SOx poisoning elimination flag storage area.
【0170】前記SOx被毒解消フラグ記憶領域は、S
Ox被毒解消処理の実行が終了した時に“1”がセット
され、PM被毒解消処理の実行が終了した時に“0”が
リセットされる領域である。The SOx poisoning elimination flag storage area is
This is an area in which “1” is set when the execution of the Ox poisoning elimination process ends, and “0” is reset when the execution of the PM poisoning elimination process ends.
【0171】前記S604において前記SOx被毒解消
フラグ記憶領域に“1”が記憶されていないと判定され
た場合、すなわち、SOx被毒解消処理の実行が終了し
ていない場合は、CPU351は、S605へ進み、吸
蔵還元型NOx触媒のSOx被毒解消処理を実行する。If it is determined in step S604 that "1" is not stored in the SOx poisoning elimination flag storage area, that is, if the execution of the SOx poisoning elimination process is not completed, the CPU 351 proceeds to step S605. Then, the SOx poisoning elimination process of the NOx storage reduction catalyst is executed.
【0172】前記SOx被毒解消処理では、CPU35
1は、前述した図5の説明で述べたように、先ず、各気
筒2の膨張行程時に燃料噴射弁3からポスト噴射させる
ことにより排気の温度を高めるとともに、還元剤噴射弁
28から排気中へ燃料を添加させることにより吸蔵還元
型NOx触媒で燃料を燃焼させ、以てパティキュレート
フィルタ20及び吸蔵還元型NOx触媒の床温を高め
る。In the SOx poisoning elimination process, the CPU 35
As described in the description of FIG. 5, first, during the expansion stroke of each cylinder 2, the temperature of the exhaust gas is increased by performing post-injection from the fuel injection valve 3, and the exhaust gas is discharged from the reducing agent injection valve 28 into the exhaust gas. By adding the fuel, the fuel is burned by the NOx storage reduction catalyst, thereby increasing the bed temperature of the particulate filter 20 and the NOx storage reduction catalyst.
【0173】続いて、CPU351は、空燃比センサ3
5の出力信号値を参照しつつ、吸蔵還元型NOx触媒に
流入する排気の空燃比がSOx被毒解消に適した所望の
リッチ空燃比となるようにポスト噴射燃料量及び添加燃
料量をフィードバック制御する。更に、CPU351
は、内燃機関1に吸入される新気の量を減少させるべ
く、EGR弁26の開度を増大させるとともに吸気絞り
弁13の開度を減少させる。Subsequently, the CPU 351 sets the air-fuel ratio sensor 3
5, the post-injection fuel amount and the added fuel amount are feedback-controlled so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst becomes a desired rich air-fuel ratio suitable for SOx poisoning elimination. I do. Further, the CPU 351
Increases the opening of the EGR valve 26 and decreases the opening of the intake throttle valve 13 in order to reduce the amount of fresh air sucked into the internal combustion engine 1.
【0174】この場合、吸蔵還元型NOx触媒の床温が
高温となった状況下で吸蔵還元型NOx触媒に流入する
排気の空燃比がリッチ空燃比となるため、吸蔵還元型N
Ox触媒に吸収されている硫酸バリウム(BaSO4)が
SO3 -やSO4 -に熱分解され、それらのSO3 -やSO4 -
が排気中の炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)と反
応して気体状のSO2 -に還元されることになる。In this case, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst becomes a rich air-fuel ratio under the condition that the bed temperature of the NOx storage reduction catalyst becomes high.
Barium sulfate absorbed in the Ox catalyst (BaSO 4) is SO 3 - and SO 4 - are pyrolyzed, their SO 3 - and SO 4 -
There react with hydrocarbons (HC) and carbon monoxide in the exhaust gas (CO) gaseous SO 2 - will be reduced to.
【0175】前記S605においてSOx被毒解消処理
の実行が開始されると、CPU351は、S606にお
いてSOx被毒解消タイマ:T1を起動させて、SOx被
毒解消処理の実行時間を計時させる。[0175] When the execution of the SOx poisoning recovery process is started in the S605, CPU 351 is, SOx poisoning recovery timer in S606: Launch the T 1, thereby counting the execution time of the SOx poisoning recovery process.
【0176】S607では、CPU351は、前記SO
x被毒解消タイマ:T1の計時時間が第1の所定時間:T
S以上であるか否か、すなわちSOx被毒解消処理が第1
の所定時間以上実行されたか否かを判別する。In S607, the CPU 351 sets the SO
x poisoning recovery timer: counting time T 1 is the first predetermined time: T
S or higher, that is, the SOx poisoning elimination process is the first
It is determined whether the process has been executed for a predetermined time or more.
【0177】前記S607において前記SOx被毒解消
タイマ:T1の計時時間が第1の所定時間:TS未満であ
ると判定された場合は、CPU351は、前述したS6
03へ戻り、内燃機関1の減速運転状態又はアイドル運
転状態が継続されているか否かを判別することになる。
CPU351は、S603において内燃機関1の減速運
転状態又はアイドル運転状態が継続されていると判定し
た場合は、S604以降の処理を再度実行し、S603
において内燃機関1が減速運転状態及びアイドル運転状
態にないと判定した場合は、S614へ進み、SOx被
毒解消処理の実行を中止するとともに、SOx被毒解消
タイマ:T1の計時時間を“0”にリセットして、本ル
ーチンの実行を終了する。If it is determined in S607 that the measured time of the SOx poisoning elimination timer: T 1 is less than the first predetermined time: T S , the CPU 351 proceeds to S6.
Returning to 03, it is determined whether the deceleration operation state or the idle operation state of the internal combustion engine 1 is continued.
If the CPU 351 determines in S603 that the deceleration operation state or the idle operation state of the internal combustion engine 1 is continued, the processing from S604 is executed again, and the processing in S603 is performed.
If it is determined that the internal combustion engine 1 is not in the deceleration operation state or the idle operation state in S 614, the process proceeds to S 614, the execution of the SOx poisoning elimination process is stopped, and the time of the SOx poisoning elimination timer: T 1 is set to “0” To end the execution of this routine.
【0178】一方、S607において前記SOx被毒解
消タイマ:T1の計時時間が第1の所定時間:TS以上で
あると判定された場合、すなわち、SOx被毒解消処理
の実行時間が第1の所定時間:TS以上に達したと判定
された場合は、CPU351は、吸蔵還元型NOx触媒
のSOx被毒が解消されたとみなし、S608へ進む。On the other hand, if it is determined in S607 that the measured time of the SOx poisoning elimination timer: T 1 is equal to or longer than the first predetermined time: T S , that is, the execution time of the SOx poisoning elimination processing is the first time. If it is determined that the predetermined time has exceeded T S , the CPU 351 determines that SOx poisoning of the NOx storage reduction catalyst has been eliminated, and proceeds to S608.
【0179】S608では、CPU351は、RAM3
53のSOx被毒解消フラグ記憶領域へアクセスし、該
SOx被毒解消フラグ記憶領域の値を“0”から“1”
へ書き換える。In S608, the CPU 351 reads the RAM3
The SOx poisoning elimination flag storage area 53 is accessed, and the value of the SOx poisoning elimination flag storage area is changed from “0” to “1”.
Rewrite to
【0180】S609では、CPU351は、パティキ
ュレートフィルタ20のPM被毒解消処理の実行を開始
する。PM被毒解消処理では、CPU351は、前述し
た図5の説明で述べたように、EGR弁26の開度及び
吸気絞り弁13の開度を上記したSOx被毒解消処理の
時と同様の開度に保ちつつ、パティキュレートフィルタ
20に流入する排気の空燃比が弱リーン空燃比となるよ
うにポスト噴射燃料量及び添加燃料量を制御する。In S609, the CPU 351 starts executing the PM poisoning elimination processing of the particulate filter 20. In the PM poisoning elimination processing, the CPU 351 sets the opening degree of the EGR valve 26 and the opening degree of the intake throttle valve 13 in the same manner as in the above-described SOx poisoning elimination processing, as described in the description of FIG. The post-injection fuel amount and the added fuel amount are controlled such that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 20 becomes a weak lean air-fuel ratio while maintaining the air-fuel ratio.
【0181】この場合、パティキュレートフィルタ20
に流入する排気の空燃比が弱リーン空燃比となるため、
排気中に残存する未燃燃料成分(例えば、炭化水素(H
C))が吸蔵還元型NOx触媒で燃焼され、その際に発
生する熱によってパティキュレートフィルタ20の温度
が高温に保たれることになる。このようにパティキュレ
ートフィルタ20の温度が高温に保たれた状況下で該パ
ティキュレートフィルタ20に弱リーン空燃比の排気が
流入すると、パティキュレートフィルタ20に捕集され
ていた粒子状物質(PM)が酸化(燃焼)されることに
なる。In this case, the particulate filter 20
Because the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the air becomes a weak lean air-fuel ratio,
Unburned fuel components remaining in the exhaust gas (for example, hydrocarbons (H
C)) is combusted by the NOx storage reduction catalyst, and the heat generated at that time keeps the temperature of the particulate filter 20 at a high temperature. When the exhaust gas having a low lean air-fuel ratio flows into the particulate filter 20 under the condition that the temperature of the particulate filter 20 is maintained at a high temperature, the particulate matter (PM) trapped in the particulate filter 20 Will be oxidized (burned).
【0182】前記S609においてPM被毒解消処理の
実行が開始されると、CPU351は、S610におい
てPM被毒解消タイマ:T2を起動させて、PM被毒解
消処理の実行時間を計時させる。[0182] When the execution of the PM poisoning recovery process is started in the S609, CPU 351 may, PM poisoning recovery timer in S610: Launch the T 2, thereby counting the execution time of the PM poisoning recovery process.
【0183】S611では、CPU351は、前記PM
被毒解消タイマ:T2の計時時間が第2の所定時間:TP
以上であるか否か、すなわちSOx被毒解消処理が第2
の所定時間以上実行されたか否かを判別する。In S611, the CPU 351 sets the PM
Poisoning recovery timer: counting time T 2 is the second predetermined time: T P
Whether or not the above is true, that is, the SOx poisoning elimination process is the second
It is determined whether the process has been executed for a predetermined time or more.
【0184】前記S611において前記PM被毒解消タ
イマ:T2の計時時間が第2の所定時間:TP未満である
と判定された場合は、CPU351は、前述したS60
3へ戻り、内燃機関1の減速運転状態又はアイドル運転
状態が継続しているか否かを判別する。[0184] wherein the PM poisoning recovery timer in S611: counting time T 2 is the second predetermined time: If it is determined to be less than T P, CPU 351 is described above S60
Returning to step 3, it is determined whether the deceleration operation state or the idle operation state of the internal combustion engine 1 is continued.
【0185】前記S603において内燃機関1の減速運
転状態又はアイドル運転状態が継続されていると判定さ
れた場合は、CPU351は、S604以降の処理を再
度実行する。その際、CPU351は、S604におい
てSOx被毒解消フラグ記憶領域に“1”が記憶されて
いると判定することになるため、S605〜S608の
処理をスキップしてS609以降の処理を再度実行する
ことになる。If it is determined in S603 that the deceleration operation state or the idling operation state of the internal combustion engine 1 is continued, the CPU 351 executes the processing after S604 again. At that time, the CPU 351 determines that “1” is stored in the SOx poisoning elimination flag storage area in S604, and thus skips the processing in S605 to S608 and executes the processing in and after S609 again. become.
【0186】前記S603において内燃機関1が減速運
転状態及びアイドル運転状態にないと判定した場合は、
CPU351は、S614へ進み、PM被毒解消処理の
実行を中止して、PM被毒解消タイマ:T2の計時時間
を“0”にリセットするとともに、SOx被毒解消フラ
グ記憶領域の値を“0”にリセットする。When it is determined in S603 that the internal combustion engine 1 is not in the deceleration operation state or the idle operation state,
CPU351 proceeds to S614, to cancel the execution of the PM poisoning recovery processing, PM poisoning recovery timer: T 2 of the measurement time is reset to "0", the value of the SOx poisoning recovery flag storage area " Reset to "0".
【0187】一方、前記S611において前記PM被毒
解消タイマ:T2の計時時間が第2の所定時間:TP以上
であると判定された場合、すなわち、PM被毒解消処理
の実行時間が第2の所定時間:TP以上に達したと判定
された場合は、CPU351は、パティキュレートフィ
ルタ20のPM被毒が解消されたとみなし、S612へ
進む。[0187] On the other hand, the PM poisoning recovery timer in the S611: counting time T 2 is the second predetermined time: If it is determined that the T P or more, i.e., the execution time of the PM poisoning recovery process first second predetermined time: If it is determined reaches or exceeds T P, CPU 351 considers the PM poisoning of the particulate filter 20 has been eliminated, the process proceeds to S612.
【0188】S612では、CPU351は、PM被毒
解消処理の実行を終了する。具体的には、CPU351
は、ポスト噴射を停止すべく燃料噴射弁3を制御すると
ともに、還元剤噴射弁28からの燃料添加を停止させる
べく流量調整弁30を制御する。In S612, the CPU 351 terminates the execution of the PM poisoning elimination process. Specifically, the CPU 351
Controls the fuel injection valve 3 to stop the post-injection and controls the flow control valve 30 to stop the addition of fuel from the reducing agent injection valve 28.
【0189】S613では、CPU351は、RAM3
53のSOx被毒解消フラグ記憶領域へアクセスし、該
SOx被毒解消フラグ記憶領域の値を“1”から“0”
へ書き換える。このS613の処理を実行し終えたCP
U351は、本ルーチンの実行を終了する。[0189] In S613, the CPU 351 sets the RAM 3
The SOx poisoning elimination flag storage area 53 is accessed, and the value of the SOx poisoning elimination flag storage area is changed from “1” to “0”.
Rewrite to The CP that has completed the processing of S613
U351 terminates the execution of this routine.
【0190】このようにCPU351が被毒解消制御ル
ーチンを実行することにより、本発明に係る被毒解消手
段が実現されることになる。By executing the poisoning elimination control routine by the CPU 351 in this way, the poisoning elimination means according to the present invention is realized.
【0191】以上述べた実施の形態では、吸蔵還元型N
Ox触媒が担持されたパティキュレートフィルタのSOx
被毒解消処理及びPM被毒解消処理は、内燃機関1が減
速運転状態にある時及びアイドル運転状態にある時に実
行されることになるため、SOx被毒解消処理及びPM
被毒解消処理の実行期間を確保することが容易となる。In the embodiment described above, the storage reduction type N
SOx of particulate filter carrying Ox catalyst
The poisoning elimination process and the PM poisoning elimination process are executed when the internal combustion engine 1 is in the deceleration operation state and in the idling operation state.
It becomes easy to secure the execution period of the poisoning elimination process.
【0192】更に、本実施の形態に係る内燃機関の排気
浄化装置では、SOx被毒解消処理及びPM被毒解消処
理が実行される際に、吸気絞り弁13の開度を減少させ
るとともにEGR弁26の開度を増加させ、内燃機関1
から単位時間当たりに排出される排気の流量が少なくさ
れるため、排気の空燃比をリッチ空燃比とすることを目
的としたポスト噴射燃料量及び添加燃料量を少なくする
ことができる。Further, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, when the SOx poisoning elimination processing and the PM poisoning elimination processing are executed, the opening degree of the intake throttle valve 13 is reduced and the EGR valve is reduced. 26, the internal combustion engine 1
Since the flow rate of exhaust gas discharged per unit time from is reduced, the amount of post-injected fuel and the amount of added fuel for the purpose of setting the air-fuel ratio of exhaust gas to a rich air-fuel ratio can be reduced.
【0193】従って、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置によれば、SOx被毒及びPM被毒の解消に
係る燃料消費量の増加を抑制しつつ、パティキュレート
フィルタ及び吸蔵還元型NOx触媒のPM被毒及びSOx
被毒を解消することが可能となる。Therefore, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the particulate filter and the NOx storage-reduction type are controlled while suppressing an increase in fuel consumption for eliminating SOx poisoning and PM poisoning. PM poisoning of catalyst and SOx
Poisoning can be eliminated.
【0194】<実施の形態2>次に、本発明に係る内燃
機関の排気浄化装置の第2の実施の形態について図7〜
図8に基づいて説明する。ここでは、前述の第1の実施
の形態と異なる構成について説明し、同様の構成につい
ては説明を省略するものとする。<Embodiment 2> Next, a second embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
A description will be given based on FIG. Here, a configuration different from that of the above-described first embodiment will be described, and a description of a similar configuration will be omitted.
【0195】前述した第1の実施の形態と本実施の形態
との差異は、パティキュレートフィルタ20及び吸蔵還
元型NOx触媒の被毒解消処理が行われる際に、積極的
に減速トルクを発生させる点にある。The difference between the first embodiment and the present embodiment is that the deceleration torque is positively generated when the processing for eliminating the poisoning of the particulate filter 20 and the NOx storage reduction catalyst is performed. On the point.
【0196】これは、パティキュレートフィルタ20及
び吸蔵還元型NOx触媒の被毒解消処理が実行されてい
るときに減速フューエルカット制御の実行が禁止される
場合を想定したものである。This is based on the assumption that the execution of the deceleration fuel cut control is prohibited while the poisoning elimination processing of the particulate filter 20 and the NOx storage reduction catalyst is being executed.
【0197】パティキュレートフィルタ20及び被毒解
消処理の実行期間中において減速フューエルカット制御
の実行が禁止されると、内燃機関1において燃料が燃焼
されることになるため、内燃機関1のトルクが不要に増
加し、その結果、車両の減速性能が低下してしまう虞が
ある。If the execution of the deceleration fuel cut control is prohibited during the execution of the particulate filter 20 and the poisoning elimination processing, the fuel is burned in the internal combustion engine 1, so that the torque of the internal combustion engine 1 becomes unnecessary. , And as a result, the deceleration performance of the vehicle may be reduced.
【0198】これに対し、減速フューエルカット制御の
実行が禁止された上でパティキュレートフィルタ20及
び吸蔵還元型NOx触媒の被毒解消処理が実行される場
合に、減速トルクが発生させられると、減速フューエル
カット制御の実行禁止による内燃機関1のトルク増加分
が前記減速トルクによって相殺されることになるため、
車両の減速性能が低下することがなくなる。その結果、
車両の減速性能を低下させることなく、パティキュレー
トフィルタ20及び吸蔵還元型NOx触媒の被毒を解消
することが可能となる。On the other hand, in the case where the execution of the deceleration fuel cut control is prohibited and the processing for eliminating the poisoning of the particulate filter 20 and the NOx storage reduction catalyst is executed, if the deceleration torque is generated, the deceleration is reduced. Since the increase in the torque of the internal combustion engine 1 due to the prohibition of the execution of the fuel cut control is offset by the deceleration torque,
The deceleration performance of the vehicle does not decrease. as a result,
It is possible to eliminate the poisoning of the particulate filter 20 and the NOx storage reduction catalyst without reducing the deceleration performance of the vehicle.
【0199】次に、パティキュレートフィルタ20及び
吸蔵還元型NOx触媒の被毒解消処理が実行されている
ときに、積極的に減速トルクを発生させる方法について
述べる。Next, a method for positively generating a deceleration torque when the processing for eliminating poisoning of the particulate filter 20 and the NOx storage reduction catalyst is being executed will be described.
【0200】減速トルクを発生させる方法としては、内
燃機関1が発生するトルク自体を低下させる方法、内燃
機関1を搭載した車両が具備する制動装置の制動力を増
加させる方法、若しくは、上記の二つを適宜組み合わせ
る方法などを例示することができるが、ここでは、内燃
機関1が発生するトルク自体を低下させる方法について
述べる。As a method for generating the deceleration torque, a method for reducing the torque itself generated by the internal combustion engine 1, a method for increasing the braking force of a braking device provided in a vehicle on which the internal combustion engine 1 is mounted, or the above-described method. Although a method of appropriately combining the two can be exemplified, here, a method of reducing the torque itself generated by the internal combustion engine 1 will be described.
【0201】内燃機関1が発生するトルク自体を低下さ
せる場合には、CPU351は、燃料噴射弁3からの主
燃料の噴射時期を圧縮行程上死点の前、好ましくは、圧
縮行程の半ばまで進角させる。When the torque itself generated by the internal combustion engine 1 is to be reduced, the CPU 351 advances the injection timing of the main fuel from the fuel injection valve 3 before the top dead center of the compression stroke, preferably to the middle of the compression stroke. Corner.
【0202】圧縮行程の半ばで主燃料の噴射が行われる
と、圧縮行程の途中で燃料が燃焼することになるため、
気筒2内の圧力は、図7に示されるように圧縮行程上死
点より前で最大値(以下、最大筒内圧と称する)を示す
ことになる。If the main fuel is injected in the middle of the compression stroke, the fuel will burn in the middle of the compression stroke.
As shown in FIG. 7, the pressure in the cylinder 2 has a maximum value (hereinafter, referred to as a maximum in-cylinder pressure) before the top dead center of the compression stroke.
【0203】この場合、上記した最大筒内圧は、気筒2
内の図示しないピストンの上昇動作を妨げることにな
る。このため、内燃機関1は、前記の最大筒内圧に抗し
てピストンを圧縮行程上死点まで上昇させるという負の
仕事を行うことになる。In this case, the maximum in-cylinder pressure described above is
The lifting operation of a piston (not shown) in the inside is hindered. For this reason, the internal combustion engine 1 performs a negative work of raising the piston to the top dead center in the compression stroke against the maximum in-cylinder pressure.
【0204】この結果、減速フューエルカット制御の実
行禁止により内燃機関1で燃料が燃焼されても、内燃機
関1のトルクが不要に増加することがなくなる。As a result, even if fuel is burned in the internal combustion engine 1 by prohibiting the execution of the deceleration fuel cut control, the torque of the internal combustion engine 1 does not increase unnecessarily.
【0205】ところで、上記した図6の説明では、主燃
料が一回の燃料噴射によって気筒2内へ供給される例に
ついて述べたが、主燃料が二回の燃料噴射によって気筒
2内へ供給される場合、例えば、気筒2内へ供給すべき
主燃料の一部がパイロット的に噴射され、パイロット噴
射された燃料が着火状態となった時点で残りの主燃料が
メイン噴射される場合には、CPU351は、図8に示
されるように、パイロット噴射の時期とメイン噴射の時
期との双方を圧縮行程の半ばまで進角させるようにする
とよい。In the above description of FIG. 6, an example has been described in which the main fuel is supplied into the cylinder 2 by one fuel injection. However, the main fuel is supplied into the cylinder 2 by two fuel injections. For example, when part of the main fuel to be supplied into the cylinder 2 is injected in a pilot manner, and when the pilot injected fuel is ignited, the remaining main fuel is main injected, As shown in FIG. 8, the CPU 351 may advance both the pilot injection timing and the main injection timing to the middle of the compression stroke.
【0206】また、減速トルクを発生させるべく主燃料
の噴射が進角される場合には、CPU351は、排気枝
管18から吸気枝管8へ還流される排気(EGRガス)
の量を増加させるべくEGR弁26を制御するようにし
てもよい。When the injection of the main fuel is advanced to generate the deceleration torque, the CPU 351 determines whether the exhaust gas (EGR gas) is recirculated from the exhaust branch pipe 18 to the intake branch pipe 8.
The EGR valve 26 may be controlled so as to increase the amount of EGR.
【0207】ここで、EGRガスとしての排気には、二
酸化炭素(CO2)や水(H2O)等のように自らが燃焼
することがなく且つ吸熱性を有する不活性ガス成分が含
まれているため、EGRガスが気筒2内へ供給される
と、気筒2内の燃焼温度が低められる。その結果、最大
筒内圧が低下し、減速トルクを発生させることが容易と
なる。Here, the exhaust gas as the EGR gas contains an inert gas component such as carbon dioxide (CO 2 ) or water (H 2 O) which does not burn itself and has an endothermic property, such as carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O). Therefore, when the EGR gas is supplied into the cylinder 2, the combustion temperature in the cylinder 2 is reduced. As a result, the maximum in-cylinder pressure decreases, and it becomes easy to generate a deceleration torque.
【0208】このように本実施の形態における内燃機関
の排気浄化装置では、パティキュレートフィルタ20及
び吸蔵還元型NOx触媒の被毒解消処理が実行される場
合に、パティキュレートフィルタ20及び吸蔵還元型N
Ox触媒の温度低下を抑制すべく減速フューエルカット
制御の実行が禁止されても、内燃機関1の不要なトルク
増加を抑制することが可能となるため、車両の減速性能
が低下することがない。As described above, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, when the particulate filter 20 and the occlusion reduction type NOx catalyst are subjected to the poisoning elimination process, the particulate filter 20 and the occlusion reduction type Nx catalyst are removed.
Even if the execution of the deceleration fuel cut control is prohibited in order to suppress the decrease in the temperature of the Ox catalyst, unnecessary increase in torque of the internal combustion engine 1 can be suppressed, so that the deceleration performance of the vehicle does not decrease.
【0209】従って、本実施の形態における内燃機関の
排気浄化装置によれば、車両の減速性能を低下させるこ
となく、パティキュレートフィルタ20及び吸蔵還元型
NOx触媒の被毒を好適に解消することが可能となる。Therefore, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine in the present embodiment, it is possible to preferably eliminate the poisoning of the particulate filter 20 and the NOx storage reduction catalyst without deteriorating the deceleration performance of the vehicle. It becomes possible.
【0210】[0210]
【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置で
は、NOx吸収剤が担持されたパティキュレートフィル
タの酸化物による被毒およびまたは粒子状物質による被
毒を解消する必要が生じると、内燃機関の減速運転状態
が検出されたことを条件に、パティキュレートフィルタ
の被毒解消処理が実行されるため、内燃機関が減速運転
状態にある期間はもとより、内燃機関が減速運転状態か
らアイドル運転状態へ移行するような場合であれば減速
運転期間に加えてアイドル運転期間にも被毒解消処理が
実行されることになり、被毒解消処理の実行期間を確保
し易い。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, if it becomes necessary to eliminate the poisoning of the particulate filter carrying the NOx absorbent by the oxide and / or the particulate matter, On the condition that the deceleration operation state of the engine is detected, the processing for eliminating poisoning of the particulate filter is executed. In such a case, the poisoning elimination process is executed not only during the deceleration operation period but also during the idle operation period, and it is easy to secure the execution period of the poisoning elimination process.
【0211】更に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置では、NOx吸収剤が担持されたパティキュレートフ
ィルタの酸化物による被毒の解消処理および粒子状物質
による被毒の解消処理は、内燃機関から排出される排気
量が比較的少ない減速運転時又はアイドル運転時に実行
されるため、被毒解消処理に係る燃料消費量の増加を抑
制することが可能となる。Further, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the processing for eliminating poisoning by the oxide of the particulate filter carrying the NOx absorbent and the processing for eliminating poisoning by the particulate matter are performed by the internal combustion engine. This is executed during the deceleration operation or the idling operation in which the amount of exhaust gas discharged from the engine is relatively small, so that it is possible to suppress an increase in fuel consumption related to the poisoning elimination process.
【0212】従って、本発明に係る内燃機関の排気浄化
装置によれば、NOx吸収剤が担持されたパティキュレ
ートフィルタの酸化物による被毒及び粒子状物質による
被毒を解消する必要が生じた際に、被毒解消処理に係る
燃料消費量の増加を抑制しつつパティキュレートフィル
タの被毒を確実に解消することが可能となる。Therefore, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, it becomes necessary to eliminate the poisoning of the particulate filter carrying the NOx absorbent by the oxide and the particulate matter. In addition, it is possible to reliably eliminate poisoning of the particulate filter while suppressing an increase in fuel consumption associated with the poisoning elimination process.
【0213】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置において、パティキュレートフィルタの被毒解消処理
が実行されるときに減速トルク発生手段が所望の減速ト
ルクを発生する場合には、パティキュレートフィルタの
温度低下を抑制すべく内燃機関で燃焼が行われても、内
燃機関を搭載した車両の減速性能の低下を抑制すること
ができる。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, if the deceleration torque generating means generates a desired deceleration torque when the process for eliminating poisoning of the particulate filter is performed, the particulate filter may be used. Even if combustion is performed in the internal combustion engine to suppress the temperature decrease of the vehicle, a decrease in the deceleration performance of the vehicle equipped with the internal combustion engine can be suppressed.
【図1】 本発明に係る還元剤供給装置の異常検出装置
を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an abnormality detection device for a reducing agent supply device according to the present invention is applied and an intake and exhaust system thereof.
【図2】 (A)パティキュレートフィルタの正面図 (B)パティキュレートフィルタの断面図2A is a front view of the particulate filter, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the particulate filter.
【図3】 (A)吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸蔵メカ
ニズムを説明する図 (B)吸蔵還元型NOx触媒のNOx放出メカニズムを説
明する図FIG. 3A is a diagram illustrating the NOx storage mechanism of the NOx storage reduction catalyst; FIG. 3B is a diagram illustrating the NOx release mechanism of the NOx storage reduction catalyst;
【図4】 ECUの内部構成を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of an ECU.
【図5】 実施の形態に係る被毒解消制御を説明する図FIG. 5 is a diagram illustrating poisoning elimination control according to the embodiment;
【図6】 被毒解消制御ルーチンを示すフローチャート
図FIG. 6 is a flowchart showing a poisoning elimination control routine.
【図7】 第2の実施の形態における主燃料の噴射時期
と筒内圧との関係を示す図(1)FIG. 7 is a diagram (1) showing the relationship between the injection timing of the main fuel and the in-cylinder pressure in the second embodiment.
【図8】 第2の実施の形態における主燃料の噴射時期
と筒内圧との関係を示す図(2)FIG. 8 is a diagram (2) showing the relationship between the injection timing of the main fuel and the in-cylinder pressure in the second embodiment.
1・・・・内燃機関 2・・・・気筒 3・・・・燃料噴射弁 4・・・・コモンレール 5・・・・燃料供給管 6・・・・燃料ポンプ 13・・・吸絞り弁 18・・・排気枝管 19・・・排気管 20・・・パティキュレートフィルタ 21・・・排気絞り弁 25・・・EGR通路 26・・・EGR弁 27・・・EGRクーラ 28・・・還元剤噴射弁 29・・・還元剤供給路 30・・・流量調整弁 31・・・遮断弁 32・・・還元剤圧力センサ 33・・・クランクポジションセンサ 34・・・水温センサ 35・・・ECU 351・・CPU 352・・ROM 353・・RAM 354・・バックアップRAM DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Cylinder 3 ... Fuel injection valve 4 ... Common rail 5 ... Fuel supply pipe 6 ... Fuel pump 13 ... Throttle valve 18 ... exhaust branch pipe 19 ... exhaust pipe 20 ... particulate filter 21 ... exhaust throttle valve 25 ... EGR passage 26 ... EGR valve 27 ... EGR cooler 28 ... reducing agent Injection valve 29 ... Reducing agent supply path 30 ... Flow regulating valve 31 ... Shutoff valve 32 ... Reducing agent pressure sensor 33 ... Crank position sensor 34 ... Water temperature sensor 35 ... ECU 351 ..CPU 352..ROM 353..RAM 354..backup RAM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/28 F01N 3/28 A 3G301 3/36 3/36 B R F02D 21/08 301 F02D 21/08 301B 301D 41/12 360 41/12 360 380 380A 41/38 41/38 B 41/40 41/40 C 43/00 301 43/00 301K 301N 301C 301T F02M 25/07 570 F02M 25/07 570J 570G (72)発明者 小林 正明 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 田原 淳 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 青山 太郎 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大木 久 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 柴田 大介 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 根上 秋彦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小田 富久 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 原田 泰生 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大坪 康彦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G062 AA01 AA05 BA00 BA04 BA05 CA03 CA05 DA01 EA12 ED08 FA08 GA02 GA05 GA06 GA08 GA09 GA12 GA15 GA17 GA21 3G084 AA01 BA05 BA09 BA13 BA15 BA17 BA19 BA20 BA24 CA03 CA06 DA00 DA02 DA10 EB06 EB08 EB11 FA00 FA07 FA10 FA11 FA20 FA27 FA29 FA38 3G090 AA01 BA01 CB04 CB07 CB25 DA09 DB03 DB07 EA06 EA07 3G091 AA02 AA11 AB04 AB06 AB13 BA11 BA33 CA01 CB02 CB03 CB07 DA03 DB10 DC01 EA01 EA05 EA06 EA07 EA15 EA16 EA17 EA18 EA20 EA31 EA34 FA12 FA19 FB10 FB12 FC01 FC05 GB03W GB06W HA14 HB05 3G092 AA01 AA02 AA06 BA01 BA07 BB01 BB06 BB08 BB13 DC01 DC09 DC12 DE03S EA05 EA07 EA21 EC01 FA24 FA37 GA13 GB08 HA01Z HA05X HA06Z HB00Z HD01Z HD02X HD03X HD05Z HD07X HD09X HF25Z 3G301 HA01 HA02 HA04 JA02 JA21 JA24 JA25 JA26 JA33 KA16 KA18 LA03 LB01 LB04 LB11 LC01 MA01 MA12 MA14 MA18 MA23 MA24 NC01 NC02 ND01 NE13 NE15 PA01Z PA07A PA10A PA11Z PB00Z PB08A PD03A PD03Z PD09A PD09Z PD11Z PD12A PD14Z PE01Z PE03A PE08Z PF03Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F01N 3/28 F01N 3/28 A 3G301 3/36 3/36 BR R F02D 21/08 301 F02D 21/08 301B 301D 41/12 360 41/12 360 380 380A 41/38 41/38 B 41/40 41/40 C 43/00 301 43/00 301K 301N 301C 301T F02M 25/07 570 F02M 25/07 570J (72G ) Inventor Masaaki Kobayashi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Co., Ltd. 1 Toyota Town, Toyota City (72) Inventor Hisashi Ohki Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture 1 Toyota Motor Corporation (72) Inventor Daisuke Shibata 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Inventor Akihiko Negami 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Inventor Tomohisa Oda 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Yasuo Harada 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Yasuhiko Otsubo Aichi 1 Toyota Town, Toyota City F-term (reference) in Toyota Motor Corporation 3G062 AA01 AA05 BA00 BA04 BA05 CA03 CA05 DA01 EA12 ED08 FA08 GA02 GA05 GA06 GA08 GA09 GA12 GA15 GA17 GA21 3G084 AA01 BA05 BA09 BA13 BA15 BA17 BA19 BA20 BA24 CA03 CA06 DA00 DA02 DA10 EB06 EB08 EB11 FA00 FA07 FA10 FA11 FA20 FA27 FA29 FA38 3G090 AA01 BA01 CB04 CB07 CB25 DA09 DB03 DB07 EA06 EA07 3G091 AA02 AA11 AB04 AB06 AB13 BA11 BA33 CA01 CB02 CB03 EA07 EA07 DC10 EA3 1 EA34 FA12 FA19 FB10 FB12 FC01 FC05 GB03W GB06W HA14 HB05 3G092 AA01 AA02 AA06 BA01 BA07 BB01 BB06 BB08 BB13 DC01 DC09 DC12 DE03S EA05 EA07 EA21 EC01 FA24 FA37 GA13 GB08 HA01Z HA05X HA06Z HD05 HD03 HD05 HD03 HD05 HD03 HD05 HD02 JA21 JA24 JA25 JA26 JA33 KA16 KA18 LA03 LB01 LB04 LB11 LC01 MA01 MA12 MA14 MA18 MA23 MA24 NC01 NC02 ND01 NE13 NE15 PA01Z PA07A PA10A PA11Z PB00Z PB08A PD03A PD03Z PD09A PD09Z PD11Z PD12A PD14Z PE01Z03
Claims (12)
気の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物を吸収
し、流入排気の酸素濃度が低下したときは吸収していた
窒素酸化物を放出する機能を有するパティキュレートフ
ィルタと、 前記パティキュレートフィルタの酸化物による被毒およ
びまたは粒子状物質による被毒を解消する必要が生じる
と、前記内燃機関の減速運転状態が検出されたときに、
前記パティキュレートフィルタの被毒解消処理を実行す
る被毒解消手段と、を備えることを特徴とする内燃機関
の排気浄化装置。1. A nitrogen oxide provided in an exhaust passage of an internal combustion engine to absorb nitrogen oxides in the exhaust gas when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, and to absorb nitrogen oxides in the exhaust gas when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases. A particulate filter having a function of discharging the particulate filter, and when it is necessary to eliminate poisoning by the oxide and / or particulate matter of the particulate filter, when a deceleration operation state of the internal combustion engine is detected. ,
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, comprising: a poisoning elimination unit that executes a process for eliminating poisoning of the particulate filter.
ートフィルタの酸化物による被毒と粒子状物質による被
毒とを解消する際に、前記パティキュレートフィルタに
流入する排気の空燃比を、第1の所定期間ではリッチ空
燃比とし、続く第2の所定期間ではリーン空燃比とする
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化
装置。2. The poisoning elimination means, when eliminating poisoning of the particulate filter by oxides and poisoning by particulate matter, sets an air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the particulate filter to a second value. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the first predetermined period is a rich air-fuel ratio, and the second predetermined period is a lean air-fuel ratio.
一部を吸気通路へ再循環させる排気再循環機構を更に備
え、 前記被毒解消手段は、前記パティキュレートフィルタの
酸化物による被毒を解消する際に、排気通路から吸気通
路へ再循環される排気量を増大させるべく前記排気再循
環機構を制御することを特徴とする請求項1に記載の内
燃機関の排気浄化装置。3. An exhaust gas recirculation mechanism for recirculating a part of exhaust gas flowing through an exhaust passage of the internal combustion engine to an intake passage, wherein the poisoning eliminating means removes poisoning of the particulate filter by oxide. 2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation mechanism is controlled so as to increase an amount of exhaust gas recirculated from the exhaust passage to the intake passage.
気通路内を流れる吸気の流量を調整する吸気絞り弁を更
に備え、 前記被毒解消手段は、前記パティキュレートフィルタの
酸化物による被毒を解消する際に、前記吸気絞り弁の開
度を減少させることを特徴とする請求項1に記載の内燃
機関の排気浄化装置。4. An intake throttle valve provided in an intake passage of the internal combustion engine for adjusting a flow rate of intake air flowing in the intake passage, wherein the poisoning eliminating means is configured to poison the particulate filter with oxide. 2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the degree of opening of the intake throttle valve is reduced in order to solve the problem.
一部を吸気通路へ再循環させる排気再循環機構と、 前記内燃機関の吸気通路に設けられ該吸気通路内を流れ
る吸気の流量を調整する吸気絞り弁と、を更に備え、 前記被毒解消手段は、前記パティキュレートフィルタの
酸化物による被毒を解消する際に、排気通路から吸気通
路に再循環される排気量を増大させるべく前記排気再循
環機構を制御するとともに、前記吸気絞り弁の開度を減
少させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の
排気浄化装置。5. An exhaust gas recirculation mechanism for recirculating a part of exhaust gas flowing through an exhaust passage of the internal combustion engine to an intake passage, and adjusting a flow rate of intake air provided in the intake passage of the internal combustion engine and flowing through the intake passage. And a poisoning elimination means, wherein the poisoning eliminating means increases the amount of exhaust gas recirculated from the exhaust passage to the intake passage when eliminating poisoning by the oxide of the particulate filter. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation mechanism is controlled and the opening degree of the intake throttle valve is reduced.
する燃料噴射弁と、 前記パティキュレートフィルタより上流の排気通路へ燃
料を添加する添加手段と、を更に備え、 前記被毒解消手段は、前記燃料噴射弁からの副噴射量お
よびまたは前記添加手段からの添加量を制御して排気の
空燃比を制御することを特徴とする請求項2に記載の内
燃機関の排気浄化装置。6. A fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder of the internal combustion engine, and an addition unit for adding fuel to an exhaust passage upstream of the particulate filter, wherein the poisoning elimination unit is provided. 3. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein an air-fuel ratio of exhaust gas is controlled by controlling a sub-injection amount from said fuel injection valve and / or an addition amount from said adding means.
消処理が実行されるときに、所望の減速トルクを発生す
る減速トルク発生手段を更に備えることを特徴とする請
求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。7. The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a deceleration torque generating means for generating a desired deceleration torque when the process for eliminating poisoning of the particulate filter is executed. Purification device.
関の発生トルクを低下させることを特徴とする請求項7
に記載の内燃機関の排気浄化装置。8. The system according to claim 7, wherein the deceleration torque generating means reduces the generated torque of the internal combustion engine.
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
関の燃料噴射時期を進角させることを特徴とする請求項
8に記載の内燃機関の排気浄化装置。9. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 8, wherein said deceleration torque generating means advances a fuel injection timing of said internal combustion engine.
の一部を吸気通路へ再循環させる排気再循環機構を更に
備え、 前記減速トルク発生手段は、前記内燃機関の燃料噴射時
期を進角させるとともに前記排気再循環機構により再循
環される排気量を増大させることを特徴とする請求項8
に記載の内燃機関の排気浄化装置。10. An exhaust gas recirculation mechanism for recirculating a part of exhaust gas flowing through an exhaust passage of the internal combustion engine to an intake passage, wherein the deceleration torque generating means advances a fuel injection timing of the internal combustion engine. The exhaust gas recirculated by said exhaust gas recirculation mechanism is increased.
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
る主たる燃料を噴射する主燃料噴射手段と、 前記主燃料噴射手段による主燃料の噴射に先だって副次
的な燃料を噴射するパイロット噴射手段と、を更に備
え、 前記減速トルク発生手段は、前記主燃料噴射手段及び前
記パイロット噴射手段の燃料噴射時期を進角させること
を特徴とする請求項9又は請求項10に記載の内燃機関
の排気浄化装置。11. A main fuel injection means for injecting main fuel for combustion into a cylinder of the internal combustion engine, and a pilot injection for injecting secondary fuel prior to main fuel injection by the main fuel injection means. 11. The internal combustion engine according to claim 9, further comprising: a deceleration torque generating unit that advances a fuel injection timing of the main fuel injection unit and the pilot injection unit. 12. Exhaust gas purification device.
機関を搭載した車両の制動装置による制動力を増大させ
ることを特徴とする請求項7に記載の内燃機関の排気浄
化装置。12. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 7, wherein said deceleration torque generating means increases a braking force by a braking device for a vehicle equipped with said internal combustion engine.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001040086A JP2002155724A (en) | 2000-09-07 | 2001-02-16 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
DE60126871T DE60126871T2 (en) | 2000-07-24 | 2001-07-23 | Exhaust gas purification device for an internal combustion engine |
KR10-2001-0044119A KR100441481B1 (en) | 2000-07-24 | 2001-07-23 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
EP01117848A EP1176290B1 (en) | 2000-07-24 | 2001-07-23 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000-272186 | 2000-09-07 | ||
JP2000272186 | 2000-09-07 | ||
JP2001040086A JP2002155724A (en) | 2000-09-07 | 2001-02-16 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002155724A true JP2002155724A (en) | 2002-05-31 |
Family
ID=26599478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001040086A Pending JP2002155724A (en) | 2000-07-24 | 2001-02-16 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002155724A (en) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2867228A1 (en) * | 2004-03-08 | 2005-09-09 | Toyota Motor Co Ltd | EXHAUST EMISSION CONTROL SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD OF CONTROLLING EXHAUST EMISSIONS |
WO2007010699A1 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-25 | Isuzu Motors Limited | Method of controlling exhaust gas purification system, and exhaust gas purification system |
JP2007040223A (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | Exhaust emission control device |
JP2007510840A (en) * | 2003-11-07 | 2007-04-26 | プジョー・シトロエン・オトモビル・ソシエテ・アノニム | System providing regeneration support for decontamination means built into the exhaust line of a vehicle diesel engine |
JP2007510841A (en) * | 2003-11-07 | 2007-04-26 | プジョー・シトロエン・オトモビル・ソシエテ・アノニム | A system that supports the regeneration of decontamination means built into the exhaust line of a diesel engine in a vehicle |
JP2007510845A (en) * | 2003-11-07 | 2007-04-26 | プジョー・シトロエン・オトモビル・ソシエテ・アノニム | A system that supports the regeneration of decontamination means built into the exhaust lines of diesel engine vehicles |
JP2008506066A (en) * | 2004-07-08 | 2008-02-28 | インターナショナル エンジン インテレクチュアル プロパティー カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー | Desulfurization of NOx adsorption catalyst in diesel engine exhaust system |
WO2008029239A1 (en) | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system and method for internal combustion engine |
JP2008106695A (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
JP2008261256A (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Toyota Motor Corp | EGR system for internal combustion engine |
WO2009031471A1 (en) | 2007-09-04 | 2009-03-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
JP2009162144A (en) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
JP2011516777A (en) * | 2008-04-04 | 2011-05-26 | ルノー・エス・アー・エス | System and method for controlling outside air and combustion gases introduced into an internal combustion engine during transition between nitrogen oxide trap cleaning and particulate filter regeneration |
JP2016108972A (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | 三菱自動車工業株式会社 | Internal combustion engine combustion control device |
JP2020023907A (en) * | 2018-08-07 | 2020-02-13 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
-
2001
- 2001-02-16 JP JP2001040086A patent/JP2002155724A/en active Pending
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007510840A (en) * | 2003-11-07 | 2007-04-26 | プジョー・シトロエン・オトモビル・ソシエテ・アノニム | System providing regeneration support for decontamination means built into the exhaust line of a vehicle diesel engine |
JP2007510841A (en) * | 2003-11-07 | 2007-04-26 | プジョー・シトロエン・オトモビル・ソシエテ・アノニム | A system that supports the regeneration of decontamination means built into the exhaust line of a diesel engine in a vehicle |
JP2007510845A (en) * | 2003-11-07 | 2007-04-26 | プジョー・シトロエン・オトモビル・ソシエテ・アノニム | A system that supports the regeneration of decontamination means built into the exhaust lines of diesel engine vehicles |
FR2867228A1 (en) * | 2004-03-08 | 2005-09-09 | Toyota Motor Co Ltd | EXHAUST EMISSION CONTROL SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD OF CONTROLLING EXHAUST EMISSIONS |
JP2008506066A (en) * | 2004-07-08 | 2008-02-28 | インターナショナル エンジン インテレクチュアル プロパティー カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー | Desulfurization of NOx adsorption catalyst in diesel engine exhaust system |
WO2007010699A1 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-25 | Isuzu Motors Limited | Method of controlling exhaust gas purification system, and exhaust gas purification system |
JP2007040223A (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | Exhaust emission control device |
US8061125B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-11-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system and method for internal combustion engine |
WO2008029239A1 (en) | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system and method for internal combustion engine |
JP2008106695A (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
JP2008261256A (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Toyota Motor Corp | EGR system for internal combustion engine |
WO2009031471A1 (en) | 2007-09-04 | 2009-03-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
US8511070B2 (en) | 2007-09-04 | 2013-08-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification system for internal combustion engine |
JP2009162144A (en) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
JP2011516777A (en) * | 2008-04-04 | 2011-05-26 | ルノー・エス・アー・エス | System and method for controlling outside air and combustion gases introduced into an internal combustion engine during transition between nitrogen oxide trap cleaning and particulate filter regeneration |
JP2016108972A (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | 三菱自動車工業株式会社 | Internal combustion engine combustion control device |
JP2020023907A (en) * | 2018-08-07 | 2020-02-13 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2463696C (en) | Exhaust gas purifying device and method for internal combustion engine | |
JP3617450B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
EP1176290B1 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2003106136A (en) | Exhaust purification device for internal combustion engine | |
JP2002155724A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2003065042A (en) | Exhaust purification device for internal combustion engine | |
JP2003148211A (en) | Exhaust purification device for internal combustion engine | |
JP3558019B2 (en) | Abnormality detection device for reducing agent supply device | |
JP3897621B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
US10933374B2 (en) | Exhaust emission control device, method and computer program product for an engine | |
JP2002155737A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP3747778B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2002180885A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4106913B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2003286878A (en) | Exhaust purification device and exhaust purification method for internal combustion engine | |
JP3800065B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2003097254A (en) | Exhaust purification device for internal combustion engine | |
JP2004076684A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP3620446B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4032760B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2002364439A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2004308525A (en) | Exhaust purification device for internal combustion engine | |
JP2003184593A (en) | Fuel injection amount control device for internal combustion engine | |
JP2004232555A (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP4052100B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040720 |