JP2003020930A - Exhaust purification device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust purification device for internal combustion engineInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】フィルタを具備する内燃機関の排気浄化装置に
おいて、フィルタの目詰まりを防止して、フィルタ機能
の低下を抑制することができる技術を提供する。
【解決手段】フィルタ２０と、単位時間当たりに内燃機
関１が排出する微粒子の量を推定する排出微粒子量推定
手段３５と、フィルタ２０に捕獲された微粒子に還元剤
を供給し輝炎を発することなく酸化除去する還元剤供給
手段２８と、排出微粒子量推定手段３５が推定した微粒
子量が還元剤供給手段２８による還元剤の供給により酸
化除去される微粒子量よりも多いときに還元剤供給手段
２８の還元剤供給間隔を短縮する還元剤供給間隔決定手
段３５と、を備えた。
(57) Abstract: In an exhaust gas purification device for an internal combustion engine equipped with a filter, a technique is provided that can prevent the filter from being clogged and can suppress a decrease in the filter function. A filter, an exhaust particulate amount estimating means for estimating the amount of particulate emitted by the internal combustion engine per unit time, and supplying a reducing agent to the particulate captured by the filter to emit a bright flame. A reducing agent supply means 28 for oxidizing and removing the reducing agent, and a reducing agent supplying means 28 when the amount of fine particles estimated by the discharged fine particle amount estimating means 35 is larger than the amount of fine particles oxidized and removed by the supply of the reducing agent by the reducing agent supplying means 28 And a reducing agent supply interval determining means 35 for shortening the reducing agent supply interval.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ディーゼルエンジンは経済性に優れてい
る反面、排気中に含まれる浮遊粒子状物質である煤に代
表されるパティキュレートマター（Particulate Matter
以下特に断らない限り「ＰＭ」という。）の除去が重要
な課題となっている。このため、大気中にＰＭが放出さ
れないようにディーゼルエンジンの排気系にＰＭの捕集
を行うパティキュレートフィルタ（以下、単に「フィル
タ」とする）を設ける技術が周知である。2. Description of the Related Art Diesel engines are excellent in economic efficiency, but on the other hand, particulate matter represented by soot, which is a suspended particulate matter contained in exhaust gas, is used.
Hereinafter, unless otherwise specified, it is referred to as “PM”. ) Is an important issue. Therefore, a technique is known in which a particulate filter (hereinafter, simply referred to as “filter”) that traps PM is provided in an exhaust system of a diesel engine so that PM is not released into the atmosphere.
【０００３】このフィルタにより排気中のＰＭが一旦捕
集され大気中へ放出されることを防止することができ
る。しかし、フィルタに捕集されたＰＭが該フィルタに
堆積しフィルタの目詰まりを発生させることがある。こ
の目詰まりが発生すると、フィルタ上流の排気の圧力が
上昇し内燃機関の出力低下やフィルタの毀損を誘発する
虞がある。このようなときには、フィルタ上に堆積した
ＰＭを着火燃焼せしめることにより該ＰＭを除去するこ
とができる。このようにフィルタに堆積したＰＭを除去
することをフィルタの再生という。This filter can prevent the PM in the exhaust gas from being once collected and released into the atmosphere. However, PM trapped in the filter may be deposited on the filter and may cause clogging of the filter. If this clogging occurs, the pressure of the exhaust gas upstream of the filter may increase, which may lead to a decrease in the output of the internal combustion engine or damage to the filter. In such a case, the PM accumulated on the filter can be removed by igniting and burning the PM. The removal of PM deposited on the filter in this way is called filter regeneration.
【０００４】しかし、前記フィルタに捕集されたＰＭを
着火燃焼させるためには、フィルタの温度を例えば６０
０℃以上の高温にする必要があるが、ディーゼルエンジ
ンの排気の温度は通常この温度よりも低いためＰＭを燃
焼除去するのは困難であった。However, in order to ignite and burn the PM collected in the filter, the temperature of the filter is set to, for example, 60.
Although it is necessary to raise the temperature to 0 ° C. or higher, the temperature of the exhaust gas of the diesel engine is usually lower than this temperature, so it was difficult to burn off PM.
【０００５】そこで、電気ヒータ、バーナ等を用いて捕
集されたＰＭの着火燃焼が生じる温度までフィルタを加
熱、昇温することが考えられるが、これには多大なエネ
ルギを外部から供給する必要がある。この問題に対し、
例えば特開平６−１５９０３７号公報によれば、ＮＯx
触媒を担持したフィルタと、排気中に還元剤たる炭化水
素を供給する装置とを使用し、排気中に供給した炭化水
素をＮＯx触媒で燃焼させた際に発生する熱を利用して
容易にＰＭの燃焼を可能としている。Therefore, it is conceivable to heat and raise the temperature of the filter to a temperature at which the ignition and combustion of PM collected by using an electric heater, a burner or the like occurs, but this requires a large amount of energy to be supplied from the outside. There is. For this problem,
For example, according to Japanese Patent Laid-Open No. 6-159037, NOx
Using a filter that supports a catalyst and a device that supplies hydrocarbons that are reducing agents into the exhaust gas, the heat generated when the hydrocarbons that are supplied into the exhaust gas are burned by the NOx catalyst is used to easily PM. It is possible to burn.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このような構成の内燃
機関の排気浄化装置では、ＮＯx触媒へ炭化水素を供給
するための実行条件及びＰＭを燃焼減量させるための実
行条件を適切に設定することが重要である。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine having such a structure, the execution conditions for supplying hydrocarbons to the NOx catalyst and the execution conditions for reducing the combustion of PM should be set appropriately. is important.
【０００７】例えば、フィルタに担持されたＮＯｘ触媒
によりＮＯｘの浄化を行うときに所定の間隔で還元剤の
供給を行うことが必要となるが、このときの還元剤の添
加間隔はＮＯｘの浄化には適していてもＰＭの除去には
必ずしも最適とはならない。従って、ＮＯｘ浄化のため
の還元剤添加間隔と同一の添加間隔でＰＭを燃焼させよ
うとしても還元剤が不足する場合がある。還元剤が不足
すると、ＰＭの一部が酸化されずにフィルタに堆積し、
上記したような目詰まりを発生させる。また、フィルタ
にＰＭが堆積した場合、該ＰＭを除去するために多量の
炭化水素が必要となる。通常、還元剤として燃料が用い
られているので、還元剤の消費により燃費が悪化してし
まう。For example, when purifying NOx by the NOx catalyst carried on the filter, it is necessary to supply the reducing agent at a predetermined interval. The reducing agent addition interval at this time is for purifying NOx. Although suitable, it is not always optimal for PM removal. Therefore, there is a case where the reducing agent becomes insufficient even if the PM is burned at the same adding interval as the reducing agent addition interval for purifying NOx. When the reducing agent is insufficient, a part of PM is not oxidized and is deposited on the filter,
The above-mentioned clogging occurs. Further, when PM is deposited on the filter, a large amount of hydrocarbon is required to remove the PM. Since fuel is normally used as the reducing agent, consumption of the reducing agent deteriorates fuel efficiency.
【０００８】本発明は以上の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明が解決しようとする課題は、フ
ィルタを具備する内燃機関の排気浄化装置において、フ
ィルタの目詰まりを防止して、フィルタ機能の低下を抑
制することができる技術を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and a problem to be solved by the present invention is to prevent clogging of a filter in an exhaust gas purification apparatus of an internal combustion engine equipped with a filter. The object is to provide a technique capable of suppressing the deterioration of the filter function.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明の内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採
用した。即ち、内燃機関の排気中の微粒子を一時期捕獲
可能なフィルタと、単位時間当たりに内燃機関が排出す
る微粒子の量を推定する排出微粒子量推定手段と、前記
フィルタに捕獲された微粒子に還元剤を供給し輝炎を発
することなく酸化除去する還元剤供給手段と、前記排出
微粒子量推定手段が推定した微粒子量が前記還元剤供給
手段による還元剤の供給により酸化除去される微粒子量
よりも多いときに前記還元剤供給手段の還元剤供給間隔
を短縮する還元剤供給間隔決定手段と、を備えた。In order to achieve the above object, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention employs the following means. That is, a filter capable of temporarily capturing fine particles in exhaust gas of an internal combustion engine, an emission fine particle amount estimating means for estimating the amount of fine particles discharged by the internal combustion engine per unit time, and a reducing agent for the fine particles captured by the filter. When the reducing agent supply means for supplying and reducing the oxidation without emitting a bright flame, and the amount of fine particles estimated by the discharged particulate amount estimation means is larger than the amount of particulates oxidized and removed by the reducing agent supply by the reducing agent supply means. And a reducing agent supply interval determining means for shortening the reducing agent supply interval of the reducing agent supply means.
【００１０】本発明の最大の特徴は、内燃機関の排気浄
化装置において、内燃機関から排出される微粒子の量が
フィルタでの微粒子酸化量を上回るときに還元剤の供給
間隔を短縮して微粒子の酸化量を増加させフィルタの目
詰まり抑制を達成することにある。The greatest feature of the present invention is that in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, when the amount of fine particles discharged from the internal combustion engine exceeds the amount of fine particles oxidized by the filter, the reducing agent supply interval is shortened to reduce the amount of fine particles. The purpose is to increase the amount of oxidation and to prevent clogging of the filter.
【００１１】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、排気中に含まれる微粒子は、フィルタにより
捕集される。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine configured as described above, the fine particles contained in the exhaust gas are collected by the filter.
【００１２】フィルタに捕集された微粒子は、内燃機関
が例えば高負荷領域で運転されているときのように排気
の温度が高いと燃焼する。しかし、軽負荷領域での運転
が長時間続くとフィルタに捕集された微粒子は燃焼せず
に堆積してしまう。このようにして堆積した微粒子は、
フィルタ目詰まりの原因となる。The particulates collected by the filter burn when the temperature of the exhaust gas is high, such as when the internal combustion engine is operating in the high load region. However, if the operation in the light load region continues for a long time, the particulates collected by the filter will not burn and will be deposited. The fine particles deposited in this way are
It may cause filter clogging.
【００１３】このような目詰まりが発生しないように還
元剤供給手段はフィルタに還元剤を供給して微粒子を酸
化させ除去する。しかし、内燃機関の運転状態により微
粒子の発生量が変動するため還元剤の供給量を微粒子の
発生量に併せて変動させる必要がある。例えば、還元剤
の供給量が不足すると、微粒子の一部が酸化されずにフ
ィルタ上に堆積し目詰まりを発生させる。一方、還元剤
の供給量が過剰となると、フィルタの温度が過剰に上昇
しフィルタの機能を低下させたり、フィルタで反応しき
れない還元剤が大気中に放出されたりする虞がある。In order to prevent such clogging, the reducing agent supply means supplies the reducing agent to the filter to oxidize and remove the fine particles. However, since the generation amount of fine particles varies depending on the operating state of the internal combustion engine, it is necessary to change the supply amount of the reducing agent in accordance with the generation amount of fine particles. For example, when the supply amount of the reducing agent is insufficient, some of the fine particles are not oxidized and are deposited on the filter to cause clogging. On the other hand, if the supply amount of the reducing agent becomes excessive, the temperature of the filter may excessively rise and the function of the filter may be deteriorated, or the reducing agent that cannot react with the filter may be released into the atmosphere.
【００１４】そこで、排出微粒子量推定手段が推定した
微粒子量が還元剤供給手段による還元剤の供給により酸
化除去される微粒子量よりも多いときに還元剤供給間隔
決定手段は還元剤供給手段の還元剤供給間隔を短縮して
酸化される微粒子の量を増加させる。Therefore, when the amount of fine particles estimated by the discharged fine particle amount estimating means is larger than the amount of fine particles oxidized and removed by the reducing agent supply means supplying the reducing agent, the reducing agent supply interval determining means reduces the reducing agent supply means. The agent supply interval is shortened to increase the amount of fine particles to be oxidized.
【００１５】本発明においては、前記フィルタには、酸
素過剰の雰囲気で酸素を取り込んで該酸素を保持し、酸
素濃度が低下したときには、保持した酸素を活性酸素と
して放出する活性酸素放出剤が担持され、当該活性酸素
放出剤から放出された活性酸素により前記フィルタに捕
獲された微粒子を酸化させることができる。In the present invention, the filter carries an active oxygen releasing agent that takes in oxygen in an oxygen-excess atmosphere and retains the oxygen, and releases the retained oxygen as active oxygen when the oxygen concentration decreases. Then, the fine particles captured by the filter can be oxidized by the active oxygen released from the active oxygen releasing agent.
【００１６】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、フィルタに還元剤が供給されると酸素欠陥を
生成する。フィルタに還元剤が供給されなくなると酸素
欠陥は再酸化され、この際に活性酸素が放出される。一
方、還元剤が供給されていないときにはフィルタにＮＯ
ｘが吸収され、還元剤が供給されるとフィルタに吸収さ
れたＮＯｘが放出される。この際にも、活性酸素が放出
される。このようにして放出された活性酸素は、高い酸
化能を有するため微粒子の酸化が促進される。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine configured as described above, when the reducing agent is supplied to the filter, oxygen defects are generated. When the reducing agent is no longer supplied to the filter, the oxygen defects are reoxidized, and active oxygen is released at this time. On the other hand, when the reducing agent is not supplied, NO
When x is absorbed and a reducing agent is supplied, NOx absorbed by the filter is released. Also at this time, active oxygen is released. The active oxygen released in this way has a high oxidizing ability, so that the oxidation of the fine particles is promoted.
【００１７】ところで、活性酸素の生成量は還元剤供給
直後が最も多く、還元剤供給後は時間の経過とともに減
少していく。そこで、還元剤の供給間隔を短縮すると活
性酸素の生成量を増加させることができ、微粒子の酸化
量を増加させることができる。By the way, the amount of active oxygen produced is greatest immediately after the supply of the reducing agent, and decreases with the lapse of time after the supply of the reducing agent. Therefore, if the supply interval of the reducing agent is shortened, the production amount of active oxygen can be increased, and the oxidation amount of fine particles can be increased.
【００１８】本発明においては、前記活性酸素放出剤か
ら放出される活性酸素の量を推定する活性酸素放出量検
出手段を備え、前記還元剤供給間隔決定手段は、前記活
性酸素放出剤から放出される活性酸素の量に基づいて還
元剤の供給間隔を決定するように構成できる。In the present invention, active oxygen release amount detection means for estimating the amount of active oxygen released from the active oxygen release agent is provided, and the reducing agent supply interval determination means is released from the active oxygen release agent. The reducing agent supply interval can be determined based on the amount of active oxygen supplied.
【００１９】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、微粒子の酸化に最低限必要な活性酸素量を生
成させるための還元剤の供給間隔を決定する。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine thus configured, the reducing agent supply interval for generating the minimum amount of active oxygen required for oxidizing fine particles is determined.
【００２０】本発明においては、前記活性酸素放出剤
は、前記フィルタに流入する排気の空燃比がリーン空燃
比のときは排気中のＮＯｘを吸収し、前記フィルタに流
入する排気の空燃比が理論空燃比又はリッチ空燃比のと
きは吸収したＮＯｘを放出することができる。In the present invention, the active oxygen releasing agent absorbs NOx in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter is a lean air-fuel ratio, and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter is theoretical. When the air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the absorbed NOx can be released.
【００２１】本発明においては、前記還元剤供給間隔決
定手段は、ＮＯｘ浄化のための還元剤供給間隔と、微粒
子を除去するための還元剤供給間隔との何れか一方を選
択して還元剤の供給間隔を決定し、排出微粒子量推定手
段が推定した微粒子量が前記還元剤供給手段による還元
剤の供給により酸化除去される微粒子量よりも少ないと
きには還元剤供給間隔をＮＯｘ浄化のための還元剤供給
間隔とすることができる。In the present invention, the reducing agent supply interval determining means selects one of the reducing agent supply interval for purifying NOx and the reducing agent supply interval for removing fine particles to select the reducing agent supply interval. When the supply interval is determined and the amount of fine particles estimated by the discharged particulate amount estimation means is smaller than the amount of fine particles oxidized and removed by the supply of the reducing agent by the reducing agent supply means, the reducing agent supply interval is set to the reducing agent for NOx purification. It can be a feeding interval.
【００２２】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、微粒子の排出量に対して微粒子の酸化可能量
が大きい場合には、ＮＯｘ浄化に最適な還元剤供給間隔
としてＮＯｘの浄化を行うことができる。In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine configured as described above, when the oxidizable amount of fine particles is larger than the discharge amount of fine particles, NOx is purified with a reducing agent supply interval optimal for NOx purification. be able to.
【００２３】[0023]
【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、本発明に係る内燃機関の排気浄化
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。
＜第１の実施の形態＞図１は、本発明に係る排気浄化装
置を適用するエンジン１とその吸排気系の概略構成を示
す図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Specific embodiments of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, the case where the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle will be described as an example. <First Embodiment> FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an engine 1 to which an exhaust emission control device according to the present invention is applied and an intake / exhaust system thereof.
【００２４】図１に示すエンジン１は、４つの気筒２を
有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関である。The engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel engine having four cylinders 2.
【００２５】エンジン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 engine 1 is equipped with 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 accumulator (common rail) 4 that accumulates fuel to a predetermined pressure. A common rail pressure sensor 4a that outputs an electric signal corresponding to the pressure of the fuel in the common rail 4 is attached to the common rail 4.
【００２６】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、エンジン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がエン
ジン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 engine 1 as a drive source. A pump pulley 6a attached to the input shaft of the fuel pump 6 is attached to the output shaft (crankshaft) of the engine 1. The crank pulley 1a is connected to the crank pulley 1a via a belt 7.
【００２７】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 thus constructed, 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 according to the rotating torque.
【００２８】前記燃料ポンプ６から吐出された燃料は、
燃料供給管５を介してコモンレール４へ供給され、コモ
ンレール４にて所定圧まで蓄圧されて各気筒２の燃料噴
射弁３へ分配される。そして、燃料噴射弁３に駆動電流
が印加されると、燃料噴射弁３が開弁し、その結果、燃
料噴射弁３から気筒２内へ燃料が噴射される。The fuel discharged from the fuel pump 6 is
It is supplied to the common rail 4 through the fuel supply pipe 5, accumulated in the common rail 4 up to a predetermined pressure, and distributed to the fuel injection valve 3 of each cylinder 2. When a drive current is applied to the fuel injection valve 3, the fuel injection valve 3 opens, and as a result, fuel is injected from the fuel injection valve 3 into the cylinder 2.
【００２９】次に、エンジン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
と吸気ポート（図示省略）を介して連通している。Next, an intake branch pipe 8 is connected to the engine 1, and each branch pipe of the intake branch pipe 8 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 through an intake port (not shown). There is.
【００３０】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内を流通す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内を流通す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 the intake pipe 9,
The intake pipe 9 is connected to the air cleaner box 10. An air flow meter 11 for outputting an electric signal corresponding to the mass of the intake air flowing through the intake pipe 9 and an intake air temperature flowing through the intake pipe 9 are provided in the intake pipe 9 downstream of the air cleaner box 10. The intake air temperature sensor 12 that outputs the electric signal is attached.
【００３１】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内を流通する吸気の流
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、ステップモータ等で構成されて該吸
気絞り弁１３を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ
１４が取り付けられている。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 is provided with an intake throttle actuator 14 configured by a step motor or the like for driving the intake throttle valve 13 to open and close.
【００３２】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。The intake pipe 9 located between the air flow meter 11 and the intake throttle valve 13 is provided with a compressor housing 15a of a centrifugal supercharger (turbocharger) 15 which operates by using heat energy of exhaust gas as a drive source. The
An intercooler 16 for cooling the intake air that has become hot due to being compressed in the compressor housing 15a is provided in the intake pipe 9 downstream of the compressor housing 15a.
Is provided.
【００３３】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 thus constructed, the intake air flowing into the air cleaner box 10 is passed through the intake pipe 9 after dust and the like in the intake air are removed by an air cleaner (not shown) in the air cleaner box 10. Flow into the compressor housing 15a.
【００３４】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 the rotation of the compressor wheel installed in the compressor housing 15a. The intake air, which has been compressed in the compressor housing 15a and has reached a high temperature, is cooled by the intercooler 16 and then flows into the intake branch pipe 8 with its flow rate adjusted by the intake throttle valve 13 if necessary. The intake air that has flowed into the intake branch pipe 8 is distributed to the combustion chamber of each cylinder 2 through each branch pipe, and is burned using the fuel injected from the fuel injection valve 3 of each cylinder 2 as an ignition source.
【００３５】一方、エンジン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 engine 1, and each branch pipe of the exhaust branch pipe 18 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 via an exhaust port (not shown).
【００３６】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、下流にてマフラー（図示省略）に接続
されている。The exhaust branch pipe 18 serves as the centrifugal supercharger 15.
Is connected to 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).
【００３７】前記排気管１９の途中には、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒を担持したパティキュレートフィルタ（以下、
単にフィルタという。）２０が設けられている。フィル
タ２０より上流の排気管１９には、該排気管１９内を流
通す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が取り付けられている。In the middle of the exhaust pipe 19, a storage reduction type N
A particulate filter carrying an Ox catalyst (hereinafter,
Simply called a filter. ) 20 are provided. An exhaust gas temperature sensor 24 that outputs an electric signal corresponding to the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 19 is attached to the exhaust pipe 19 upstream of the filter 20.
【００３８】前記したフィルタ２０より下流の排気管１
９には、該排気管１９内を流通す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２
１には、ステップモータ等で構成されて該排気絞り弁２
１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。Exhaust pipe 1 downstream of the above-mentioned filter 20
An exhaust throttle valve 21 for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 19 is provided in the valve 9. This exhaust throttle valve 2
1, an exhaust throttle valve 2 which is composed of a step motor or the like
An exhaust throttle actuator 22 for driving to open and close 1 is attached.
【００３９】このように構成された排気系では、エンジ
ン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 thus constructed, the air-fuel mixture (burnt gas) burned in each cylinder 2 of the engine 1 is discharged to the exhaust branch pipe 18 through the exhaust port, and then the exhaust branch pipe 18 is exhausted. Turbine housing 15b of centrifugal supercharger 15
Flow into. The exhaust gas that has flowed into the turbine housing 15b uses the thermal energy of the exhaust gas to rotate the turbine wheel that is rotatably supported in the turbine housing 15b. At that time, the rotational torque of the turbine wheel is transmitted to the compressor wheel of the compressor housing 15a described above.
【００４０】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を介してフィルタ２０へ流入
し、排気中のＰＭが捕集され且つ有害ガス成分が除去又
は浄化される。フィルタ２０にてＰＭを捕集され且つ有
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 the filter 20 through the exhaust pipe 19, PM in the exhaust gas is collected, and harmful gas components are removed or purified. The exhaust gas, in which the PM is collected by the filter 20 and the harmful gas component is removed or purified, is discharged into the atmosphere through the muffler after the flow rate is adjusted by the exhaust throttle valve 21 as necessary.
【００４１】また、排気枝管１８と吸気枝管８とは、排
気枝管１８内を流通す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内を流通する排気（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 are connected via an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 25 for recirculating a part of the exhaust gas flowing in the exhaust branch pipe 18 to the intake branch pipe 8. It is in communication. A solenoid valve or the like is provided in the middle of the EGR passage 25, and the EGR passage is formed in accordance with the magnitude of the applied power.
A flow rate adjusting valve (EGR valve) 26 that changes the flow rate of exhaust gas (hereinafter, referred to as EGR gas) flowing in the passage 25 is provided.
【００４２】前記ＥＧＲ通路２５の途中でＥＧＲ弁２６
より上流には、該ＥＧＲ通路２５内を流通するＥＧＲガ
スを冷却するＥＧＲクーラ２７が設けられている。前記
ＥＧＲクーラ２７には、冷却水通路（図示省略）が設け
られエンジン１を冷却するための冷却水の一部が循環す
る。In the middle of the EGR passage 25, the EGR valve 26
An EGR cooler 27 that cools the EGR gas flowing through the EGR passage 25 is provided further upstream. A cooling water passage (not shown) is provided in the EGR cooler 27, and a part of the cooling water for cooling the engine 1 circulates.
【００４３】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内を流通する排気の一部が
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 constructed as described above, when the EGR valve 26 is opened, the EGR passage 25 is brought into a conductive state, and a part of the exhaust gas flowing through the exhaust branch pipe 18 is part of the EGR passage 25. To the intake branch pipe 8 via the EGR cooler 27.
【００４４】その際、ＥＧＲクーラ２７では、ＥＧＲ通
路２５内を流通するＥＧＲガスとエンジン１の冷却水と
の間で熱交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却される。At this time, in the EGR cooler 27, heat exchange is performed between the EGR gas flowing in the EGR passage 25 and the cooling water of the engine 1 to cool the EGR gas.
【００４５】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
室へ導かれる。The EGR gas recirculated from the exhaust branch pipe 18 to the intake branch pipe 8 via the EGR passage 25 is introduced into the combustion chamber of each cylinder 2 while being mixed with the fresh air flowing from the upstream side of the intake branch pipe 8. Get burned.
【００４６】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) and carbon dioxide (CO 2 ) which does not burn itself and has an endothermic property. Therefore, when EGR gas is contained in the air-fuel mixture,
The combustion temperature of the air-fuel mixture is lowered, so nitrogen oxides (NO
x) is suppressed.
【００４７】更に、ＥＧＲクーラ２７においてＥＧＲガ
スが冷却されると、ＥＧＲガス自体の温度が低下すると
ともにＥＧＲガスの体積が縮小されるため、ＥＧＲガス
が燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度
が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に
供給される新気の量（新気の体積）が不要に減少するこ
ともない。Further, when the EGR gas is cooled in the EGR cooler 27, the temperature of the EGR gas itself is lowered and the volume of the EGR gas is reduced. Therefore, when the EGR gas is supplied into the combustion chamber, the EGR gas is reduced. The ambient temperature of 1 is not unnecessarily increased, and the amount of fresh air (volume of fresh air) supplied into the combustion chamber is not unnecessarily reduced.
【００４８】次に、フィルタ２０について説明する。Next, the filter 20 will be described.
【００４９】図２にフィルタ２０の構造を示す。なお、
図２において（Ａ）はフィルタ２０の横方向断面を示し
ており、（Ｂ）はフィルタ２０の縦方向断面図を示して
いる。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されるようにフィルタ
２０は、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路
５０、５１を具備するいわゆるウォールフロー型であ
る。これら排気流通路は下流端が栓５２により閉塞され
た排気流入通路５０と、上流端が栓５３により閉塞され
た排気流出通路５１とにより構成される。なお、図２
（Ａ）においてハッチングを付した部分は栓５３を示し
ている。従って、排気流入通路５０および排気流出通路
５１は薄肉の隔壁５４を介して交互に配置される。換言
すると排気流入通路５０および排気流出通路５１は各排
気流入通路５０が４つの排気流出通路５１によって包囲
され、各排気流出通路５１が４つの排気流入通路５０に
よって包囲されるように配置される。FIG. 2 shows the structure of the filter 20. In addition,
In FIG. 2, (A) shows a horizontal cross section of the filter 20, and (B) shows a vertical cross section of the filter 20. As shown in FIGS. 2A and 2B, the filter 20 is a so-called wall flow type having a plurality of exhaust flow passages 50 and 51 extending in parallel with each other. These exhaust flow passages are composed of an exhaust inflow passage 50 whose downstream end is closed by a plug 52 and an exhaust outflow passage 51 whose upstream end is closed by a plug 53. Note that FIG.
The hatched portion in (A) shows the plug 53. Therefore, the exhaust inflow passages 50 and the exhaust outflow passages 51 are alternately arranged via the thin partition walls 54. In other words, the exhaust inflow passage 50 and the exhaust outflow passage 51 are arranged such that each exhaust inflow passage 50 is surrounded by the four exhaust outflow passages 51, and each exhaust outflow passage 51 is surrounded by the four exhaust inflow passages 50.
【００５０】フィルタ２０は例えばコージライトのよう
な多孔質材料から形成されており、従って排気流入通路
５０内に流入した排気は図２（Ｂ）において矢印で示さ
れるように周囲の隔壁５４内を通って隣接する排気流出
通路５１内に流出する。The filter 20 is made of a porous material such as cordierite. Therefore, the exhaust gas that has flowed into the exhaust gas inflow passage 50 passes through the surrounding partition wall 54 as shown by the arrow in FIG. 2B. It flows out into the adjacent exhaust outflow passage 51.
【００５１】本発明による実施例では各排気流入通路５
０および各排気流出通路５１の周壁面、即ち各隔壁５４
の両側表面上および隔壁５４内の細孔内壁面上には例え
ばアルミナからなる担体の層が形成されており、この担
体上に吸蔵還元型ＮＯx触媒が坦持されている。In the embodiment according to the present invention, each exhaust inflow passage 5
0 and the peripheral wall surface of each exhaust outflow passage 51, that is, each partition wall 54
A carrier layer made of, for example, alumina is formed on both side surfaces of the above and on the inner wall surface of the pores in the partition wall 54, and the occlusion reduction type NOx catalyst is carried on this carrier.
【００５２】次に、本実施の形態に係るフィルタ２０に
担持された吸蔵還元型ＮＯx触媒の働きについて説明す
る。Next, the function of the NOx storage reduction catalyst carried by the filter 20 according to the present embodiment will be described.
【００５３】フィルタ２０は、例えば、アルミナを担体
とし、その担体上に、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎ
ａ）、リチウム（Ｌｉ）、もしくはセシウム（Ｃｓ）等
のアルカリ金属と、バリウム（Ｂａ）もしくはカルシウ
ム（Ｃａ）等のアルカリ土類と、ランタン（Ｌａ）もし
くはイットリウム（Ｙ）等の希土類とから選択された少
なくとも１つと、白金（Ｐｔ）等の貴金属とを担持して
構成されている。尚、本実施の形態では、アルミナから
なる担体上にバリウム（Ｂａ）と白金（Ｐｔ）とを担持
し、更にＯ2ストレージ能力のあるセリア（Ｃｅ2Ｏ3）
を添加して構成される吸蔵還元型ＮＯx触媒を採用し
た。The filter 20 uses, for example, alumina as a carrier, and potassium (K) and sodium (N) are deposited on the carrier.
a), an alkali metal such as lithium (Li) or cesium (Cs), an alkaline earth such as barium (Ba) or calcium (Ca), and a rare earth such as lanthanum (La) or yttrium (Y). And at least one of them is carried and a noble metal such as platinum (Pt). In the present embodiment, barium (Ba) and platinum (Pt) are supported on a carrier made of alumina, and ceria (Ce 2 O 3 ) having an O 2 storage capacity is further supported.
An NOx storage reduction catalyst was added.
【００５４】このように構成されたＮＯx触媒は、該Ｎ
Ｏx触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中
の窒素酸化物（ＮＯx）を吸収する。The NOx catalyst thus constructed is
When the exhaust gas flowing into the Ox catalyst has a high oxygen concentration, it absorbs nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas.
【００５５】一方、ＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒に流入す
る排気の酸素濃度が低下したときは吸収していた窒素酸
化物（ＮＯx）を放出する。その際、排気中に炭化水素
（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等の還元成分が存在して
いれば、ＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒から放出された窒素
酸化物（ＮＯx）を窒素（Ｎ2）に還元せしめることがで
きる。On the other hand, the NOx catalyst releases the nitrogen oxides (NOx) absorbed when the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst decreases. At that time, if a reducing component such as hydrocarbon (HC) or carbon monoxide (CO) is present in the exhaust gas, the NOx catalyst converts the nitrogen oxide (NOx) released from the NOx catalyst into nitrogen (N). It can be reduced to 2 ).
【００５６】ところで、エンジン１が希薄燃焼運転され
ている場合は、エンジン１から排出される排気の空燃比
がリーン雰囲気となり排気の酸素濃度が高くなるため、
排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）がＮＯx触媒に吸
収されることになるが、エンジン１の希薄燃焼運転が長
期間継続されると、ＮＯx触媒のＮＯx吸収能力が飽和
し、排気中の窒素酸化物（ＮＯx）がＮＯx触媒にて除去
されずに大気中へ放出されてしまう。By the way, when the engine 1 is in the lean burn operation, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the engine 1 becomes a lean atmosphere and the oxygen concentration of the exhaust gas becomes high.
Nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas will be absorbed by the NOx catalyst, but if the lean burn operation of the engine 1 is continued for a long period of time, the NOx absorption capacity of the NOx catalyst will be saturated, and Nitrogen oxides (NOx) are released into the atmosphere without being removed by the NOx catalyst.
【００５７】特に、エンジン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、ＮＯx触媒のＮ
Ｏx吸収能力が飽和し易い。Particularly, in a diesel engine such as the engine 1, a lean air-fuel ratio mixture is burned in most operating regions, and accordingly, the exhaust air-fuel ratio becomes lean air-fuel ratio in most operating regions. , N of NOx catalyst
Ox absorption capacity is easily saturated.
【００５８】従って、エンジン１が希薄燃焼運転されて
いる場合は、ＮＯx触媒のＮＯx吸収能力が飽和する前に
ＮＯx触媒に流入する排気中の酸素濃度を低下させると
ともに還元剤の濃度を高め、ＮＯx触媒に吸収された窒
素酸化物（ＮＯx）を放出及び還元させる必要がある。Therefore, when the engine 1 is in the lean burn operation, the concentration of oxygen in the exhaust flowing into the NOx catalyst is reduced and the concentration of the reducing agent is increased before the NOx absorption capacity of the NOx catalyst is saturated, and the NOx concentration is increased. It is necessary to release and reduce nitrogen oxides (NOx) absorbed by the catalyst.
【００５９】本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装
置は、フィルタ２０より上流の排気管１９を流通する排
気中に還元剤たる燃料（軽油）を添加する還元剤供給機
構を備え、この還元剤供給機構から排気中へ燃料を添加
することにより、フィルタ２０に流入する排気の酸素濃
度を低下させるとともに還元剤の濃度を高めるようにし
た。The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment is equipped with a reducing agent supply mechanism for adding fuel (light oil) as a reducing agent to the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 19 upstream of the filter 20. By adding fuel from the agent supply mechanism into the exhaust gas, the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter 20 is reduced and the concentration of the reducing agent is increased.
【００６０】還元剤供給機構は、図１に示されるよう
に、その噴孔が排気枝管１８内に臨むようエンジン１の
シリンダヘッドに取り付けられ、ＥＣＵ３５からの信号
により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、還元剤供給路２９
に設けられて該還元剤供給路２９内の燃料の流通を遮断
する遮断弁３１と、を備えている。As shown in FIG. 1, the reducing agent supply mechanism is attached to the cylinder head of the engine 1 so that its injection hole faces the inside of the exhaust branch pipe 18, and is opened by a signal from the ECU 35 to inject fuel. Reducing agent injection valve 28, a reducing agent supply path 29 for guiding the fuel discharged from the fuel pump 6 to the reducing agent injection valve 28, and a reducing agent supply path 29.
And a shutoff valve 31 that is provided in the shutoff valve 31 to shut off the flow of the fuel in the reducing agent supply path 29.
【００６１】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 addition, the reducing agent injection valve 28 has four injection pipes in which the injection holes of the reducing agent injection valve 28 are located downstream of the connection portion of the exhaust branch pipe 18 with the EGR passage 25. The cylinder head is preferably attached to the cylinder head so as to project to the exhaust port of the cylinder 2 closest to the collecting portion and face the collecting portion of the exhaust branch pipe 18.
【００６２】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 the reducing agent is centrifugally retained in the exhaust branch pipe 18 without any stagnation. This is so that the turbine housing 15b of the supercharger can be reached.
【００６３】尚、図１に示す例では、エンジン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, of the four cylinders 2 of the engine 1, the fourth (# 4) cylinder 2 is located closest to the collecting portion of the exhaust branch pipe 18, so the fourth (# 4) ) The reducing agent injection valve 28 is attached to the exhaust port of the cylinder 2, but when the cylinder 2 other than the fourth (# 4) cylinder 2 is located at the position closest to the collecting portion of the exhaust branch pipe 18, that cylinder The reducing agent injection valve 28 is attached to the second exhaust port.
【００６４】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通す
る冷却水を利用して還元剤噴射弁２８が冷却されるよう
にしてもよい。Further, the reducing agent injection valve 28 penetrates a water jacket (not shown) formed in the cylinder head or is attached in the vicinity of the water jacket, and utilizes cooling water flowing through the water jacket. The reducing agent injection valve 28 may be cooled.
【００６５】このような還元剤供給機構では、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、ＥＣＵ３
５からの信号により該還元剤噴射弁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 such a reducing agent supply mechanism, the high-pressure fuel discharged from the fuel pump 6 is applied to the reducing agent injection valve 28 via the reducing agent supply passage 29. And ECU3
The reducing agent injection valve 28 is opened by a signal from 5 and fuel as a reducing agent is injected into the exhaust branch pipe 18.
【００６６】還元剤噴射弁２８から排気枝管１８内へ噴
射された還元剤は、排気枝管１８の上流から流れてきた
排気ととともにタービンハウジング１５ｂへ流入する。
タービンハウジング１５ｂ内に流入した排気と還元剤と
は、タービンホイールの回転によって撹拌されて均質に
混合され、酸素濃度の低い排気を形成する。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 flowing into the turbine housing 15b and the reducing agent are agitated by the rotation of the turbine wheel and mixed homogeneously to form exhaust gas having a low oxygen concentration.
【００６７】このようにして形成された酸素濃度の低い
排気は、タービンハウジング１５ｂから排気管１９を介
してフィルタ２０に流入し、フィルタ２０に吸収されて
いた窒素酸化物（ＮＯx）を放出させつつ窒素（Ｎ2）に
還元することになる。The thus formed exhaust gas having a low oxygen concentration flows into the filter 20 from the turbine housing 15b through the exhaust pipe 19 and releases the nitrogen oxides (NOx) absorbed in the filter 20. It will be reduced to nitrogen (N 2 ).
【００６８】その後、ＥＣＵ３５からの信号により還元
剤噴射弁２８が閉弁し、排気枝管１８内への還元剤の添
加が停止されることになる。After that, the reducing agent injection valve 28 is closed by a signal from the ECU 35, and the addition of the reducing agent into the exhaust branch pipe 18 is stopped.
【００６９】以上述べたように構成されたエンジン１に
は、該エンジン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、エンジン１の運転条件や運
転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御するユ
ニットである。The engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 35 for controlling the engine 1. The ECU 35 is a unit that controls the operating state of the engine 1 in accordance with the operating conditions of the engine 1 and the driver's request.
【００７０】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、排気温度センサ２４、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 the common rail pressure sensor 4
a, an air flow meter 11, an intake air temperature sensor 12, an intake pipe pressure sensor 17, an exhaust gas temperature sensor 24, a crank position sensor 33, a water temperature sensor 34, an accelerator opening sensor 36, and other various sensors are connected via electrical wiring. Output signals of the various sensors are input to the ECU 35.
【００７１】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、遮断弁３１等が電気配線を介し
て接続され、上記した各部をＥＣＵ３５が制御すること
が可能になっている。On the other hand, the fuel injection valve 3, the intake throttle actuator 14, the exhaust throttle actuator 22, the EGR valve 26, the shutoff valve 31 and the like are connected to the ECU 35 via electrical wiring, and the ECU 35 controls the above-mentioned parts. It is possible to do.
【００７２】ここで、ＥＣＵ３５は、図３に示すよう
に、双方向性バス３５０によって相互に接続された、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, the ECU 35, as shown in FIG. 3, is connected to each other by a bidirectional bus 350, C,
The input port 356 includes 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.
【００７３】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 format signal such as the crank position sensor 33, and outputs those output signals to C
It is transmitted to the PU 351 and the RAM 353.
【００７４】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、排気温度センサ２４、水温
センサ３４、アクセル開度センサ３６等のように、アナ
ログ信号形式の信号を出力するセンサのＡ／Ｄ３５５を
介して入力し、それらの出力信号をＣＰＵ３５１やＲＡ
Ｍ３５３へ送信する。The input port 356 is used for the common rail pressure sensor 4a, the air flow meter 11, and the intake air temperature sensor 1.
2, such as the intake pipe pressure sensor 17, the exhaust gas temperature sensor 24, the water temperature sensor 34, the accelerator opening sensor 36, etc., which are input through the A / D 355 of a sensor that outputs a signal in an analog signal format, and output signals thereof CPU351 and RA
Send to M353.
【００７５】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、遮断弁３１、還元剤噴射弁２
８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２
２、ＥＧＲ弁２６、遮断弁３１、あるいは還元剤噴射弁
２８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, shutoff valve 31, reducing agent injection valve 2
8 and the like, which are connected via electrical wiring, and output control signals output from the CPU 351 to the fuel injection valve 3, the intake throttle actuator 14, and the exhaust throttle actuator 2 described above.
2, to the EGR valve 26, the shutoff valve 31, or the reducing agent injection valve 28.
【００７６】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、フィルタ２０に還
元剤を添加して吸収されたＮＯｘを放出させる還元剤添
加制御ルーチン、フィルタ２０に捕集されたＰＭを燃焼
除去するためのＰＭ燃焼制御ルーチン等のアプリケーシ
ョンプログラムを記憶している。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 an EGR. EGR control routine for controlling the valve 26, reducing agent addition control routine for adding a reducing agent to the filter 20 to release the absorbed NOx, PM combustion control for burning and removing the PM collected by the filter 20 It stores application programs such as routines.
【００７７】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、エンジン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、エンジン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、
エンジン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、エンジン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、エンジン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、エンジン１の運転状態と還元剤の目標添加量（若し
くは排気の目標空燃比）との関係を示す還元剤添加量制
御マップ、還元剤の目標添加量と還元剤噴射弁２８の開
弁時間との関係を示す還元剤噴射弁制御マップ等であ
る。The ROM 352 stores various control maps in addition to the above application programs. The control map is, for example, a fuel injection amount control map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the basic fuel injection amount (basic fuel injection time), and the fuel showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the basic fuel injection timing. Injection timing control map,
An intake throttle valve opening control map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the target opening degree of the intake throttle valve 13, and an exhaust throttle valve opening map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the target opening degree of the exhaust throttle valve 21. Control map, engine 1 operating status and EGR
An EGR valve opening control map showing the relationship with the target opening of the valve 26, a reducing agent addition control map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the target addition of the reducing agent (or the target air-fuel ratio of the exhaust gas), It is a reducing agent injection valve control map and the like showing the relationship between the target addition amount of the reducing agent and the valve opening time of the reducing agent injection valve 28.
【００７８】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 the output signal from each sensor, the calculation result of the CPU 351 and the like. The calculation result is, for example, the engine speed calculated based on the time interval at which the crank position sensor 33 outputs a pulse signal. These data are rewritten to the latest data each time the crank position sensor 33 outputs a pulse signal.
【００７９】前記バックアップＲＡＭ３５４は、エンジ
ン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 non-volatile memory capable of storing data even after the operation of the engine 1 is stopped.
【００８０】前記ＣＰＵ３５１は、前記ＲＯＭ３５２に
記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し
て、燃料噴射弁制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、Ｅ
ＧＲ制御、還元剤添加制御、ＰＭ燃焼制御等を実行す
る。The CPU 351 operates according to the application program stored in the ROM 352 to control the fuel injection valve, intake throttle control, exhaust throttle control, E
GR control, reducing agent addition control, PM combustion control, etc. are executed.
【００８１】ところで、フィルタを備えた内燃機関の排
気浄化装置では、エンジンが高回転高負荷の領域で運転
されたときに排出される高温の排気によりフィルタに堆
積したＰＭは燃焼され除去される。しかし、ＰＭの燃焼
には時間を要するためＰＭが完全に燃焼して除去される
前にエンジンの運転領域が高回転高負荷領域から外れる
とＰＭが燃え残ってしまう。このようなＰＭの燃焼に適
したエンジンの運転状態を長期間維持することは困難で
ある。このため、燃え残ったＰＭが次第にフィルタに堆
積し、フィルタが目詰まりを起こす要因となる。By the way, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine equipped with the filter, the PM deposited on the filter is burned and removed by the high temperature exhaust gas discharged when the engine is operated in the high rotation and high load region. However, since it takes time to burn the PM, if the operating region of the engine deviates from the high rotation and high load region before the PM is completely burned and removed, the PM remains unburned. It is difficult to maintain such an engine operating state suitable for burning PM for a long period of time. For this reason, unburned PM gradually accumulates on the filter, which causes the filter to be clogged.
【００８２】このように燃え残ったＰＭを効果的に除去
する方法の一つに排気中への燃料添加がある。One of the methods for effectively removing the unburned PM is to add fuel to the exhaust gas.
【００８３】次に、排気中への燃料添加によるＰＭ燃焼
制御について説明する。Next, PM combustion control by adding fuel to the exhaust will be described.
【００８４】ＰＭ燃焼制御では、ＣＰＵ３５１は、フィ
ルタ２０に流入する排気中に燃料を添加する燃料添加制
御を実行する。In PM combustion control, the CPU 351 executes fuel addition control for adding fuel to the exhaust gas flowing into the filter 20.
【００８５】まずＣＰＵ３５１は、所定の周期毎に燃料
添加制御実行条件が成立しているか否かを判別する。こ
の燃料添加制御実行条件としては、例えば、フィルタ２
０が活性状態にあるか否か、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か否か等
の条件を例示することができる。First, the CPU 351 determines whether or not the fuel addition control execution condition is satisfied every predetermined period. The fuel addition control execution condition is, for example, the filter 2
Conditions such as whether or not 0 is in an active state and whether or not the output signal value (exhaust temperature) of the exhaust temperature sensor 24 is equal to or lower than a predetermined upper limit value can be exemplified.
【００８６】上記したような燃料添加制御実行条件が成
立していると判定された場合は、ＣＰＵ３５１は、還元
剤噴射弁２８から還元剤たる燃料を噴射させるべく該還
元剤噴射弁２８を制御することにより、フィルタ２０に
流入する排気の空燃比を一時的に所定の目標空燃比とす
る。When it is determined that the fuel addition control execution condition as described above is satisfied, the CPU 351 controls the reducing agent injection valve 28 so that the reducing agent injection valve 28 injects the fuel serving as the reducing agent. As a result, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter 20 is temporarily set to the predetermined target air-fuel ratio.
【００８７】具体的には、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５
３に記憶されている機関回転数、アクセル開度センサ３
６の出力信号（アクセル開度）、エアフローメータ１１
の出力信号値（吸入空気量）、燃料噴射量、燃料噴射タ
イミング等のエンジン運転状態を読み出す。更に、ＣＰ
Ｕ３５１は、前記したエンジン運転状態をパラメータと
してＲＯＭ３５２の還元剤添加量制御マップへアクセス
し、排気の空燃比を予め設定された目標空燃比とする上
で必要となる還元剤の添加量（目標添加量）を算出す
る。Specifically, the CPU 351 has the RAM 35.
Engine speed, accelerator opening sensor 3 stored in 3
6 output signal (accelerator opening), air flow meter 11
Output signal value (intake air amount), fuel injection amount, fuel injection timing, and other engine operating states are read. Furthermore, CP
The U 351 accesses the reducing agent addition amount control map of the ROM 352 using the engine operating state as a parameter, and the reducing agent addition amount (target addition amount required to set the air-fuel ratio of the exhaust gas to the preset target air-fuel ratio (target addition). Amount).
【００８８】続いて、ＣＰＵ３５１は、前記目標添加量
をパラメータとしてＲＯＭ３５２の還元剤噴射弁制御マ
ップへアクセスし、還元剤噴射弁２８から目標添加量の
還元剤を噴射させる上で必要となる還元剤噴射弁２８の
開弁時間（目標開弁時間）を算出する。Subsequently, the CPU 351 accesses the reducing agent injection valve control map of the ROM 352 using the target addition amount as a parameter, and the reducing agent necessary for injecting the target addition amount of the reducing agent from the reducing agent injection valve 28. The valve opening time (target valve opening time) of the injection valve 28 is calculated.
【００８９】還元剤噴射弁２８の目標開弁時間が算出さ
れると、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８を開弁させ
る。When the target opening time of the reducing agent injection valve 28 is calculated, the CPU 351 opens the reducing agent injection valve 28.
【００９０】ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８を開弁
させた時点から前記目標開弁時間が経過すると、還元剤
噴射弁２８を閉弁させる。The CPU 351 closes the reducing agent injection valve 28 when the target valve opening time elapses from the time when the reducing agent injection valve 28 is opened.
【００９１】このように還元剤噴射弁２８が通常目標開
弁時間だけ開弁されると、通常目標添加量の燃料が還元
剤噴射弁２８から排気枝管１８内へ噴射されることにな
る。そして、還元剤噴射弁２８から噴射された還元剤
は、排気枝管１８の上流から流れてきた排気と混ざり合
って目標空燃比の混合気を形成してフィルタ２０に流入
する。As described above, when the reducing agent injection valve 28 is opened for the normal target opening time, the normal target addition amount of fuel is injected from the reducing agent injection valve 28 into the exhaust branch pipe 18. Then, the reducing agent injected from the reducing agent injection valve 28 mixes with the exhaust gas that has flowed from the upstream side of the exhaust branch pipe 18 to form an air-fuel mixture having a target air-fuel ratio, and then flows into the filter 20.
【００９２】この結果、フィルタ２０に流入する排気
は、比較的に短い周期で酸素濃度が変化することにな
る。そして、フィルタ２０に流入した燃料により活性酸
素が放出されることによって、ＰＭが酸化されやすいも
のに変質し単位時間あたりの酸化除去可能量が向上す
る。また、燃料添加により、触媒の酸素被毒が除去さ
れ、触媒の活性が上がるため活性酸素を放出し易くな
る。そして、活性酸素によりＰＭは酸化燃焼され除去さ
れる。As a result, the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter 20 changes in a relatively short cycle. Then, the active oxygen is released by the fuel that has flowed into the filter 20, so that the PM is transformed into a substance that is easily oxidized, and the amount that can be oxidized and removed per unit time is improved. Further, the addition of fuel removes oxygen poisoning of the catalyst and increases the activity of the catalyst, so that active oxygen is easily released. Then, PM is oxidatively burned and removed by the active oxygen.
【００９３】ここで、図４は、従来の間隔で燃料を添加
したときのフィルタのＰＭ酸化能力を示す図である。Ｐ
Ｍ酸化能力を示す曲線よりもフィルタが高温となる側で
は、ＰＭの酸化能力は満足され、フィルタが低温となる
側では、ＰＭの酸化能力が不足する。また、この図から
フィルタ内部温度が高くなるほどＰＭの酸化速度が速く
なることが分かる。ＰＭ排出量を示す曲線は、フィルタ
高温側ではＰＭの酸化能力は満足され、フィルタ低温側
では不足している。従って、フィルタが低温のときは、
ＰＭが燃え残りフィルタに堆積する虞がある。Here, FIG. 4 is a diagram showing the PM oxidizing ability of the filter when fuel is added at a conventional interval. P
The PM oxidizing ability is satisfied on the side where the temperature of the filter is higher than the curve showing the M oxidizing ability, and the oxidation ability of PM is insufficient on the side where the temperature of the filter is low. Further, it can be seen from this figure that the higher the temperature inside the filter, the faster the oxidation rate of PM. The curve showing the PM emission amount shows that the PM oxidizing ability is satisfied on the high temperature side of the filter, and is insufficient on the low temperature side of the filter. Therefore, when the filter is cold,
There is a risk that PM will remain unburned and accumulate on the filter.
【００９４】この点、本実施の形態では、燃料添加間隔
を短縮して活性酸素量を増大させ、ＰＭの燃焼速度を速
めている。In this respect, in the present embodiment, the fuel addition interval is shortened to increase the amount of active oxygen, and the PM burning rate is increased.
【００９５】図５は、燃料添加後の活性酸素生成量の推
移を示したタイムチャート図である。この図から、活性
酸素は燃料添加直後に一番多く生成され、時間とともに
生成量は減少することが分かる。従って、燃料添加間隔
を短縮すると活性酸素生成量を増大させることができ
る。FIG. 5 is a time chart showing the transition of the amount of active oxygen produced after the addition of fuel. From this figure, it is understood that the most active oxygen is produced immediately after the fuel is added, and the production amount decreases with time. Therefore, shortening the fuel addition interval can increase the amount of active oxygen produced.
【００９６】図６は、燃料添加を行った後にフィルタに
担持されたセリアで発生する不対電子の量を表した図で
ある。酸素を貯蔵する機能を有するセリア等の遷移金属
は、燃料添加時（リッチ時）に還元され、酸素欠陥を生
成する。酸素欠陥が燃料添加後（リーン時）に再酸化さ
れるときに活性酸素が放出される。図６により、活性酸
素の放出量は燃料添加直後（リッチ直後）に最も多く、
時間が経過するにつれ減少していくことが分かる。従っ
て、酸素濃度の変化を繰り返すことにより活性酸素を多
く放出させることができる。FIG. 6 is a diagram showing the amount of unpaired electrons generated in the ceria carried on the filter after fuel addition. A transition metal such as ceria, which has a function of storing oxygen, is reduced when fuel is added (at the time of rich) to generate oxygen defects. Active oxygen is released when oxygen defects are reoxidized after fuel addition (lean). According to FIG. 6, the amount of active oxygen released is the most immediately after fuel addition (immediately after rich),
It can be seen that it decreases over time. Therefore, a large amount of active oxygen can be released by repeatedly changing the oxygen concentration.
【００９７】図７は、燃料添加の間隔を従来よりも短縮
したときのフィルタのＰＭ酸化能力を示す図である。燃
料添加の間隔を短縮したことにより活性酸素の生成量が
増加し、ＰＭ酸化速度が速くなっている。従って、ＰＭ
排出量を示す曲線は、ＰＭ酸化満足領域に入りフィルタ
の温度が低いときでもＰＭを酸化し、除去することが可
能となる。FIG. 7 is a graph showing the PM oxidizing ability of the filter when the fuel addition interval is shortened as compared with the conventional case. By shortening the fuel addition interval, the amount of active oxygen produced is increased, and the PM oxidation rate is increased. Therefore, PM
The curve showing the amount of emission can enter the PM oxidation satisfaction region and oxidize and remove PM even when the temperature of the filter is low.
【００９８】次に、本実施の形態に係るＰＭを酸化させ
るための燃料添加制御方法について述べる。Next, a fuel addition control method for oxidizing PM according to the present embodiment will be described.
【００９９】図８は、本実施の形態における燃料添加制
御方式の選択フローを示すフローチャート図である。FIG. 8 is a flow chart showing the selection flow of the fuel addition control method in this embodiment.
【０１００】ステップＳ１０１では、エンジン１から排
出されるＰＭの量を推定する。ここで、ＰＭの排出量は
エンジン１の運転状態によって定めることができる。Ｃ
ＰＵ３５１は、エンジン１の回転数、燃料噴射量、噴射
タイミング等のエンジン１の運転状態をＲＡＭ３５３か
ら読み出す。この運転状態とＰＭの排出量との関係を予
め実験により求めてマップ化したものをＲＯＭ３５２に
記憶させておき、ＲＡＭ３５３から読み込んだ運転状態
をこのマップに代入してＰＭの排出量が求められる。In step S101, the amount of PM discharged from the engine 1 is estimated. Here, the emission amount of PM can be determined by the operating state of the engine 1. C
The PU 351 reads out the operating state of the engine 1 such as the rotation speed of the engine 1, the fuel injection amount, and the injection timing from the RAM 353. The relationship between the operating state and the PM emission amount is experimentally obtained in advance and is mapped and stored in the ROM 352, and the operating state read from the RAM 353 is substituted into this map to obtain the PM emission amount.
【０１０１】ステップＳ１０２では、フィルタ２０で酸
化可能なＰＭ量を推定する。ＰＭの酸化可能量はエンジ
ン１の運転状態によって定まるので、前記エンジン１の
運転状態とＰＭの酸化可能量との関係を予め実験により
求めてマップ化したものをＲＯＭ３５２に記憶させてお
き、ＲＡＭ３５３から読み込んだ運転状態をこのマップ
に代入してＰＭの酸化可能量を求める。In step S102, the amount of PM that can be oxidized by the filter 20 is estimated. Since the oxidizable amount of PM is determined by the operating state of the engine 1, the relationship between the operating state of the engine 1 and the oxidizable amount of PM is experimentally obtained in advance and stored in the ROM 352 and stored in the RAM 353. The read operating state is substituted into this map to obtain the oxidizable amount of PM.
【０１０２】ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１
で求めた排出ＰＭ量がステップＳ１０２で求めた酸化可
能ＰＭ量よりも多いか否か判定する。肯定判定がなされ
た場合にはステップＳ１０４へ進み、否定判定がなされ
た場合にはステップＳ１０７へ進む。In step S103, step S101
It is determined whether the amount of exhausted PM obtained in step S102 is larger than the amount of oxidizable PM obtained in step S102. If the affirmative determination is made, the process proceeds to step S104, and if the negative determination is made, the process proceeds to step S107.
【０１０３】ステップＳ１０４では、ＰＭを酸化させる
ために必要な燃料添加間隔ＴＰＭを算出する。燃料添加
間隔ＴＰＭは、エンジン１の運転状態と触媒の種類とに
よって定めることができるのでこの関係を予め実験等に
より求めてＲＯＭ３５２に記憶させておく。In step S104, the fuel addition interval TPM required to oxidize PM is calculated. The fuel addition interval TPM can be determined depending on the operating state of the engine 1 and the type of catalyst, so this relationship is obtained in advance by experiments or the like and stored in the ROM 352.
【０１０４】ステップＳ１０５では、ＰＭを酸化させる
ために必要な燃料添加間隔ＴＰＭがＮＯｘを浄化させる
ために必要な燃料添加間隔ＴＮＯｘよりも長いか否かを
判定する。ここで、燃料添加間隔ＴＮＯｘは、エンジン
１の運転状態と触媒の種類とによって定めることができ
るので予め実験等によりこの関係を求めてＲＯＭ３５２
に記憶させておく。In step S105, it is determined whether the fuel addition interval TPM required for oxidizing PM is longer than the fuel addition interval TNOx required for purifying NOx. Here, the fuel addition interval TNOx can be determined depending on the operating state of the engine 1 and the type of catalyst.
To remember.
【０１０５】ＰＭを酸化させるために必要な燃料添加間
隔ＴＰＭがＮＯｘを浄化させるために必要な燃料添加間
隔ＴＮＯｘよりも長いにもかかわらず、燃料添加間隔を
ＴＰＭとすると、ＮＯｘ吸収剤に吸収されたＮＯｘの一
部が放出されずに蓄積されＮＯｘ吸収能力が飽和してし
まう。すると、フィルタ２０はＮＯｘを吸収することが
できなくなり、吸収されないＮＯｘは大気中へ放出して
しまう虞がある。そこで、ＰＭを酸化させるために必要
な燃料添加間隔ＴＰＭがＮＯｘを浄化させるために必要
な燃料添加間隔ＴＮＯｘよりも長いときには燃料添加間
隔をＴＮＯｘとする。Although the fuel addition interval TPM required to oxidize PM is longer than the fuel addition interval TNOx required to purify NOx, if the fuel addition interval is TPM, it is absorbed by the NOx absorbent. A part of the NOx is not released and is accumulated, and the NOx absorption capacity is saturated. Then, the filter 20 cannot absorb NOx, and the unabsorbed NOx may be released into the atmosphere. Therefore, when the fuel addition interval TPM required to oxidize PM is longer than the fuel addition interval TNOx required to purify NOx, the fuel addition interval is set to TNOx.
【０１０６】ステップＳ１０５で肯定判定がなされた場
合には、ステップＳ１０７へ進み、否定判定がなされた
場合にはステップＳ１０６に進む。If an affirmative decision is made in step S105, the operation proceeds to step S107, and if a negative decision is made, the operation proceeds to step S106.
【０１０７】ステップＳ１０７では、フィルタ２０に吸
収されているＮＯｘ吸収量が所定量Ｔｈよりも多いか否
か判定する。フィルタ２０のＮＯｘ吸収量は、エンジン
１の運転状態と触媒の種類とによって定めることができ
るので、この関係を予め実験等により求めてＲＯＭ３５
２に記憶させておく。所定量Ｔｈは、フィルタ２０が吸
収できる量よりも小さい値を予め求めておきＲＯＭ３５
２に記憶させておく。In step S107, it is determined whether the NOx absorption amount absorbed by the filter 20 is larger than the predetermined amount Th. The NOx absorption amount of the filter 20 can be determined depending on the operating state of the engine 1 and the type of catalyst.
Remember in 2. As the predetermined amount Th, a value smaller than the amount that can be absorbed by the filter 20 is obtained in advance and the ROM 35 is used.
Remember in 2.
【０１０８】ステップＳ１０７で、肯定判定がなされた
場合には、ステップＳ１０８へ進み、否定判定がなされ
た場合には燃料添加を行わずに本ルーチンを終了する。If the affirmative judgment is made in step S107, the routine proceeds to step S108, and if the negative judgment is made, this routine is ended without adding fuel.
【０１０９】ステップＳ１０６では、添加間隔ＴＰＭで
燃料添加が行われる。In step S106, fuel is added at the addition interval TPM.
【０１１０】ステップＳ１０８では、添加間隔ＴＮＯｘ
で燃料添加が行われる。In step S108, the addition interval TNOx
Fuel is added at.
【０１１１】このようにして、ＰＭの排出量及びＮＯｘ
の吸収量に基づいて燃料添加制御を行うことが可能とな
る。In this way, the PM emission amount and NOx
It becomes possible to perform the fuel addition control based on the absorption amount of.
【０１１２】ここで、従来の内燃機関の排気浄化装置で
は、ＰＭの酸化を行うときでもＮＯｘ浄化のときと同じ
間隔でフィルタ２０に燃料を添加していた。そのため、
ＰＭの酸化を行う活性酸素の発生量が不足して該ＰＭの
酸化に時間がかかることがあった。これにより、ＰＭの
排出量が多いとフィルタに該ＰＭが堆積してしまい目詰
まりを誘発する虞があった。この目詰まりを解消するた
めにはフィルタに燃料を添加して該フィルタの再生を行
う必要があるがこれは燃費を悪化させる原因となる。Here, in the conventional exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, fuel is added to the filter 20 at the same intervals as when NOx purification is performed when PM is oxidized. for that reason,
Occasionally, the amount of active oxygen generated to oxidize PM is insufficient and it takes time to oxidize the PM. As a result, if a large amount of PM is discharged, the PM may be deposited on the filter and may cause clogging. In order to eliminate this clogging, it is necessary to add fuel to the filter to regenerate the filter, but this causes deterioration of fuel consumption.
【０１１３】この点、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置では、ＰＭの発生量とフィルタにおけるＰＭ
の酸化可能量とを比較してＰＭの発生量が多いときには
燃料添加間隔を短縮することにより活性酸素量を増加さ
せ、ＰＭをフィルタに堆積させることなく酸化すること
が可能となる。In this respect, in the exhaust emission control system for the internal combustion engine according to this embodiment, the amount of PM generated and the PM in the filter are
The amount of active oxygen is increased by shortening the fuel addition interval when the amount of PM generated is large compared with the amount of PM that can be oxidized, and it becomes possible to oxidize PM without depositing it on the filter.
【０１１４】以上述べたように、本実施の形態に係る内
燃機関の排気浄化装置では、フィルタの目詰まりを防止
することができ、フィルタの再生回数を減少させ燃費を
向上させることがでる。また、フィルタの目詰まりによ
る出力の低下やフィルタの毀損を防止することができ
る。
＜第２の実施の形態＞本実施の形態は、第１の実施の形
態と比較して以下の点で相違する。As described above, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment, it is possible to prevent the filter from being clogged, reduce the number of times the filter is regenerated, and improve fuel efficiency. Further, it is possible to prevent the output from being reduced and the filter from being damaged due to the clogging of the filter. <Second Embodiment> This embodiment is different from the first embodiment in the following points.
【０１１５】第１の実施の形態では、エンジン１の運転
状態からＰＭの排出量を推定して燃料添加間隔を決定し
たが、本実施の形態では、フィルタ前後の排気の圧力差
を計測して該フィルタに堆積しているＰＭの量を算出
し、この堆積量に基づいて燃料添加間隔を決定する。In the first embodiment, the PM addition amount is estimated from the operating state of the engine 1 to determine the fuel addition interval, but in the present embodiment, the pressure difference between the exhaust gas before and after the filter is measured. The amount of PM deposited on the filter is calculated, and the fuel addition interval is determined based on this deposited amount.
【０１１６】ここで、図９は、本実施の形態で用いる差
圧センサの構成を示した図である。フィルタ２０上流に
排気を導入する上流側導入管３７ａの一端が接続され、
フィルタ２０下流には下流側導入管３７ｂの一端が接続
される。上流側導入管３７ａ及び下流側導入管３７ｂの
他端は差圧センサ３７に接続されている。差圧センサ３
７は、上流側導入管３７ａ及び下流側導入管３７ｂから
導入された排気の差圧に対応した電気信号を出力する。
この信号は、ＲＡＭ３５３に記憶される。Here, FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the differential pressure sensor used in the present embodiment. One end of an upstream introduction pipe 37a for introducing exhaust gas to the upstream of the filter 20 is connected,
One end of a downstream side introduction pipe 37b is connected downstream of the filter 20. The other ends of the upstream introduction pipe 37a and the downstream introduction pipe 37b are connected to the differential pressure sensor 37. Differential pressure sensor 3
7 outputs an electric signal corresponding to the differential pressure of the exhaust gas introduced from the upstream introduction pipe 37a and the downstream introduction pipe 37b.
This signal is stored in the RAM 353.
【０１１７】尚、本実施の形態においては、第１の実施
の形態と比較して燃料添加の間隔決定方法及びフィルタ
前後の排気の圧力を計測する差圧センサを設ける点で異
なるものの、対用対象となるエンジン１やその他ハード
ウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通
なので説明を割愛する。The present embodiment is different from the first embodiment in that a fuel addition interval determination method and a differential pressure sensor for measuring the exhaust pressure before and after the filter are provided. The basic configuration of the target engine 1 and other hardware is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
【０１１８】図１０は、本実施の形態における燃料添加
制御方式の選択フローを示すフローチャート図である。FIG. 10 is a flow chart showing the selection flow of the fuel addition control method in this embodiment.
【０１１９】ステップＳ２０１では、フィルタ前後の排
気の差圧を計測する。ここで、フィルタ前後の排気の差
圧とフィルタに堆積したＰＭの量とは相関関係があるた
め、予め実験により求めた関係をマップ化しＲＯＭ３５
２に記憶させておく。ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に
格納されている差圧センサ３７の出力信号を読み出して
この値をマップに代入し、ＰＭの堆積量を算出する。In step S201, the differential pressure between the exhaust gas before and after the filter is measured. Here, since there is a correlation between the pressure difference between the exhaust gas before and after the filter and the amount of PM deposited on the filter, the relation obtained in advance by experiment is mapped and stored in the ROM 35.
Remember in 2. The CPU 351 reads the output signal of the differential pressure sensor 37 stored in the RAM 353, substitutes this value into the map, and calculates the PM deposition amount.
【０１２０】ステップＳ２０２では、ＰＭを酸化させる
ために必要な燃料添加間隔ＴＰＭを算出する。燃料添加
間隔ＴＰＭは、エンジン１の運転状態、触媒の種類、Ｐ
Ｍの堆積量によって定めることができるので予め実験等
によりこの関係を求めてＲＯＭ３５２に記憶させてお
く。In step S202, the fuel addition interval TPM required to oxidize PM is calculated. The fuel addition interval TPM depends on the operating state of the engine 1, the type of catalyst, P
Since it can be determined by the amount of M deposited, this relationship is obtained in advance by experiments or the like and stored in the ROM 352.
【０１２１】ステップＳ２０３では、ＰＭを酸化させる
ために必要な燃料添加間隔ＴＰＭがＮＯｘを浄化させる
ために必要な燃料添加間隔ＴＮＯｘよりも長いか否かを
判定する。ここで、燃料添加間隔ＴＮＯｘは、エンジン
１の運転状態と触媒の種類によって定めることができる
ので予め実験等によりこの関係を求めてＲＯＭ３５２に
記憶させておく。In step S203, it is determined whether the fuel addition interval TPM required to oxidize PM is longer than the fuel addition interval TNOx required to purify NOx. Here, since the fuel addition interval TNOx can be determined depending on the operating state of the engine 1 and the type of catalyst, this relationship is obtained in advance by experiments or the like and stored in the ROM 352.
【０１２２】ＰＭを酸化させるために必要な燃料添加間
隔ＴＰＭがＮＯｘを浄化させるために必要な燃料添加間
隔ＴＮＯｘよりも長いにもかかわらず、燃料添加間隔を
ＴＰＭとすると、ＮＯｘ吸収剤にＮＯｘが蓄積されてい
きＮＯｘ吸収能力が飽和してしまう。するとＮＯｘを吸
収することができなくなりＮＯｘを大気中へ放出してし
まう虞がある。そこで、ＰＭを酸化させるために必要な
燃料添加間隔ＴＰＭがＮＯｘを浄化させるために必要な
燃料添加間隔ＴＮＯｘよりも長いときには燃料添加間隔
をＴＮＯｘとする。Although the fuel addition interval TPM required to oxidize PM is longer than the fuel addition interval TNOx required to purify NOx, if the fuel addition interval is TPM, NOx will be present in the NOx absorbent. The NOx absorption capacity is accumulated and saturates. Then, NOx cannot be absorbed and NOx may be released into the atmosphere. Therefore, when the fuel addition interval TPM required to oxidize PM is longer than the fuel addition interval TNOx required to purify NOx, the fuel addition interval is set to TNOx.
【０１２３】ステップＳ２０３で肯定判定がなされた場
合には、ステップＳ２０５へ進み、否定判定がなされた
場合にはステップＳ２０４に進む。If an affirmative judgment is made in step S203, the operation proceeds to step S205, and if a negative judgment is made, the operation proceeds to step S204.
【０１２４】ステップＳ２０５では、フィルタに吸収さ
れているＮＯｘ吸収量が所定量Ｔｈよりも多いか否か判
定する。フィルタのＮＯｘ吸収量は、エンジン１の運転
状態と触媒の種類とによって定めることができるので予
め実験等によりこの関係を求めてＲＯＭ３５２に記憶さ
せておく。所定量Ｔｈは、フィルタが吸収できる量より
も小さい値を予め求めてＲＯＭ３５２に記憶させてお
く。In step S205, it is determined whether or not the NOx absorption amount absorbed by the filter is larger than the predetermined amount Th. The NOx absorption amount of the filter can be determined depending on the operating state of the engine 1 and the type of catalyst, and therefore this relationship is obtained in advance by experiments or the like and stored in the ROM 352. As the predetermined amount Th, a value smaller than the amount that can be absorbed by the filter is obtained in advance and stored in the ROM 352.
【０１２５】ステップＳ２０５で、肯定判定がなされた
場合には、ステップＳ２０６へ進み、否定判定がなされ
た場合には燃料添加を行わずに本リーチンを終了する。In step S205, if the affirmative judgment is made, the routine proceeds to step S206, and if the negative judgment is made, this routine is ended without adding fuel.
【０１２６】ステップＳ２０４では、添加間隔ＴＰＭで
燃料添加が行われる。In step S204, fuel is added at the addition interval TPM.
【０１２７】ステップＳ２０６では、添加間隔ＴＮＯｘ
で燃料添加が行われる。In step S206, the addition interval TNOx is set.
Fuel is added at.
【０１２８】このようにして、ＰＭの堆積量に基づいて
燃料添加制御を行うことができる。In this way, the fuel addition control can be performed based on the PM deposition amount.
【０１２９】ここで、従来の内燃機関の排気浄化装置で
は、ＰＭの酸化を行うときでもＮＯｘ浄化のときと同じ
間隔で燃料を添加していた。そのため、ＰＭの酸化を行
う活性酸素の発生量が不足して該ＰＭの酸化に時間がか
かることがあった。従って、ＰＭの排出量が多いとフィ
ルタに該ＰＭが堆積してしまい目詰まりを誘発する虞が
あった。この目詰まりを解消するためにはフィルタに燃
料を添加して再生を行う必要があり燃費を悪化させる原
因となる。Here, in the conventional exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, fuel is added at the same intervals as when purifying NOx even when PM is oxidized. Therefore, the amount of active oxygen generated that oxidizes PM may be insufficient, and it may take time to oxidize the PM. Therefore, if a large amount of PM is discharged, the PM may be deposited on the filter and may cause clogging. In order to eliminate this clogging, it is necessary to add fuel to the filter for regeneration, which causes deterioration of fuel efficiency.
【０１３０】この点、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置では、ＰＭの堆積量が多いときには燃料添加
間隔を短縮することにより活性酸素量を増加させ、目詰
まりが発生する前にＰＭを酸化し除去することが可能と
なる。In this respect, in the exhaust emission control system for the internal combustion engine according to the present embodiment, when the amount of accumulated PM is large, the fuel addition interval is shortened to increase the amount of active oxygen, and the PM is reduced before clogging occurs. Can be oxidized and removed.
【０１３１】以上述べたように、本実施の形態に係る内
燃機関の排気浄化装置では、フィルタの目詰まりを防止
することができ、フィルタの再生回数を減少させ燃費を
向上させることがでる。また、フィルタの目詰まりによ
る出力の低下やフィルタの毀損を防止することができ
る。As described above, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment, it is possible to prevent clogging of the filter, reduce the number of times the filter is regenerated, and improve fuel efficiency. Further, it is possible to prevent the output from being reduced and the filter from being damaged due to the clogging of the filter.
【０１３２】[0132]
【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置で
は、活性酸素の生成量を増大させ、ＰＭの酸化を促進さ
せることができる。従って、フィルタの目詰まりを防止
することができる。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the amount of active oxygen produced can be increased and the oxidation of PM can be promoted. Therefore, it is possible to prevent clogging of the filter.
【図１】 本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄
化装置を適用するエンジンとその吸排気系とを併せ示す
概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine to which an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied and an intake / exhaust system thereof.
【図２】 （Ａ）は、パティキュレートフィルタの横方
向断面を示す図である。（Ｂ）は、パティキュレートフ
ィルタの縦方向断面を示す図である。FIG. 2A is a diagram showing a lateral cross section of a particulate filter. (B) is a figure which shows the longitudinal cross section of a particulate filter.
【図３】 ＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of an ECU.
【図４】 従来の間隔で燃料を添加したときのフィルタ
のＰＭ酸化能力を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the PM oxidation ability of a filter when fuel is added at conventional intervals.
【図５】 燃料添加後の活性酸素生成量の推移を示した
タイムチャート図である。FIG. 5 is a time chart showing the transition of the amount of active oxygen produced after the addition of fuel.
【図６】 燃料添加を行った後にフィルタに担持された
セリアで発生する不対電子の量を表した図である。FIG. 6 is a diagram showing the amount of unpaired electrons generated in ceria carried on a filter after fuel addition.
【図７】 燃料添加の間隔を従来よりも短縮したときの
フィルタのＰＭ酸化能力を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the PM oxidation ability of the filter when the fuel addition interval is shortened compared to the conventional one.
【図８】 第１の形態における燃料添加制御方式の選択
フローを示すフローチャート図である。FIG. 8 is a flowchart showing a selection flow of a fuel addition control method in the first mode.
【図９】 第２の実施の形態で用いる差圧センサの構成
を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a differential pressure sensor used in the second embodiment.
【図１０】 第２の実施の形態における燃料添加制御方
式の選択フローを示すフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart showing a selection flow of a fuel addition control method according to the second embodiment.
１・・・・エンジン １ａ・・・クランクプーリ ２・・・・気筒 ３・・・・燃料噴射弁 ４・・・・コモンレール ４ａ・・・コモンレール圧センサ ５・・・・燃料供給管 ６・・・・燃料ポンプ ６ａ・・・ポンププーリ ８・・・・吸気枝管 ９・・・・吸気管 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 ２４・・・排気温度センサ ２５・・・ＥＧＲ通路 ２６・・・ＥＧＲ弁 ２７・・・ＥＧＲクーラ ２８・・・還元剤噴射弁 ２９・・・還元剤供給路 ３１・・・遮断弁 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 ３６・・・アクセル開度センサ ３７・・・差圧センサ ３７ａ・・上流側導入管 ３７ｂ・・下流側導入管 1 ... Engine 1a: Crank pulley 2 ... Cylinder 3 ... Fuel injection valve 4 ... Common rail 4a ... Common rail pressure sensor 5 ... Fuel supply pipe 6 ... Fuel pump 6a ... Pump pulley 8 ... Intake branch pipe 9 ... Intake pipe 18 ... Exhaust branch pipe 19 ... Exhaust pipe 20 ... Particulate filter 21 ... Exhaust throttle valve 24 ... Exhaust gas temperature sensor 25 ... EGR passage 26 ... EGR valve 27 ... EGR cooler 28 ... Reducing agent injection valve 29 ... Reductant supply path 31 ... Shut-off valve 33 ... Crank position sensor 34 ... Water temperature sensor 35 ... ECU 351 ... CPU 352 ... ROM 353 ... RAM 354 Backup RAM 36 ... Accelerator opening sensor 37 ... Differential pressure sensor 37a ... upstream side introduction pipe 37b ... Downstream introduction pipe
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｃ 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ // Ｂ０１Ｄ 46/42 53/36 １０３Ｂ １０３Ｃ (72)発明者 山下 哲也 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 仲野 泰彰 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） 3G090 AA03 BA01 DA04 EA01 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AA28 AB06 AB13 BA14 CA18 CA27 GB03Y GB04Y GB05W GB06W GB17X HA21 4D048 AA06 AA14 AB01 AB02 AC02 BB01 BB14 CC27 CC38 CC41 CC61 CD05 DA01 DA02 DA03 DA06 DA08 DA10 DA20 EA04 4D058 JA32 JB06 MA44 MA53 SA08 TA02 TA06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/24 F01N 3/28 301C 3/28 301 B01D 46/42 B // B01D 46/42 53/36 103B 103C (72) Inventor Tetsuya Yamashita 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor: Yasaki Nakano 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, F Term (Reference) 3G090 AA03 BA01 DA04 EA01 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AA28 AB06 AB13 BA14 CA18 CA27 GB03Y GB04Y GB05W GB06W GB17X HA21 4D048 AA06 AA14 AB01 AB02 AC02 BB01 YA14 TA06 DA02 DA08 DA02 DA08 DA08 DA02 DA08 DA08 DA02 DA10 DA02 DA03 DA02 DA10 DA02 DA08 DA02 DA10 DA02 DA03 DA02 DA10 DA02 DA08 DA08 DA02 DA08 DA02 DA08 DA02 DA10 DA02 DA10 DA02 DA10 DA02 DA08 DA02 DA08 DA08 DA02 DA08 DA08 DA02 DA08 DA08 DA02 DA08 DA08 DA02 DA08 DA02 DA10 DA02 DA08 DA02 DA08 DA08 DA02 DA08 DA02 DA08 DA08 DA02 DA08 DA02 DA08 DA02 DA08 DA02 DA08 DA02 DA08 DA02 DA10
Claims (5)
能なフィルタと、 単位時間当たりに内燃機関が排出する微粒子の量を推定
する排出微粒子量推定手段と、 前記フィルタに捕獲された微粒子に還元剤を供給し輝炎
を発することなく酸化除去する還元剤供給手段と、 前記排出微粒子量推定手段が推定した微粒子量が前記還
元剤供給手段による還元剤の供給により酸化除去される
微粒子量よりも多いときに前記還元剤供給手段の還元剤
供給間隔を短縮する還元剤供給間隔決定手段と、を備え
たことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。1. A filter capable of temporarily capturing fine particles in exhaust gas of an internal combustion engine, an emission fine particle amount estimating means for estimating the amount of fine particles emitted by the internal combustion engine per unit time, and the fine particles captured by the filter. A reducing agent supply means for supplying a reducing agent to oxidize and remove without emitting a luminous flame, and a fine particle amount estimated by the discharged fine particle amount estimating means is smaller than an amount of fine particles to be oxidized and removed by the reducing agent supply means. And a reducing agent supply interval determining means for shortening the reducing agent supply interval of the reducing agent supply means when there are many.
素を取り込んで該酸素を保持し、酸素濃度が低下したと
きには、保持した酸素を活性酸素として放出する活性酸
素放出剤が担持され、当該活性酸素放出剤から放出され
た活性酸素により前記フィルタに捕獲された微粒子を酸
化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。2. The filter carries an active oxygen release agent that takes in oxygen in an oxygen-excess atmosphere and retains the oxygen, and releases the retained oxygen as active oxygen when the oxygen concentration decreases. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein fine particles captured by the filter are oxidized by the active oxygen released from the active oxygen releasing agent.
素の量を推定する活性酸素放出量検出手段を備え、前記
還元剤供給間隔決定手段は、前記活性酸素放出剤から放
出される活性酸素の量に基づいて還元剤の供給間隔を決
定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 active oxygen release amount detection means for estimating the amount of active oxygen released from the active oxygen release agent, wherein the reducing agent supply interval determination means is active oxygen released from the active oxygen release agent. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the reducing agent supply interval is determined based on the amount of.
入する排気の空燃比がリーン空燃比のときは排気中のＮ
Ｏｘを吸収し、前記フィルタ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のときは吸収したＮＯｘを
放出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。4. The active oxygen-releasing agent is used for the N in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter is a lean air-fuel ratio.
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter is the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the absorbed NOx is released.
ｘ浄化のための還元剤供給間隔と、微粒子を除去するた
めの還元剤供給間隔との何れか一方を選択して還元剤の
供給間隔を決定し、排出微粒子量推定手段が推定した微
粒子量が前記還元剤供給手段による還元剤の供給により
酸化除去される微粒子量よりも少ないときには還元剤供
給間隔をＮＯｘ浄化のための還元剤供給間隔とすること
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。5. The reducing agent supply interval determination means is NO.
x The reducing agent supply interval is determined by selecting one of the reducing agent supply interval for purification and the reducing agent supply interval for removing fine particles, and the amount of particulate matter estimated by the discharged particulate amount estimation means is 2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the reducing agent supply interval is set as the reducing agent supply interval for NOx purification when the amount of fine particles oxidized and removed by the supply of the reducing agent by the reducing agent supply means is smaller. Exhaust purification device.
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