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JP2003314245A - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Info

Publication number
JP2003314245A
JP2003314245A JP2002122555A JP2002122555A JP2003314245A JP 2003314245 A JP2003314245 A JP 2003314245A JP 2002122555 A JP2002122555 A JP 2002122555A JP 2002122555 A JP2002122555 A JP 2002122555A JP 2003314245 A JP2003314245 A JP 2003314245A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
internal combustion
combustion engine
oxygen
air
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
Application number
JP2002122555A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takamitsu Asanuma
孝充 浅沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2002122555A priority Critical patent/JP2003314245A/en
Publication of JP2003314245A publication Critical patent/JP2003314245A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関から排出される排気ガス中の酸素が
少ないとしても、パティキュレートフィルタに捕集され
ている微粒子を良好に除去する。 【解決手段】 排気ガス中の微粒子を捕集すると共に酸
化能を有するパティキュレートフィルタ6を内燃機関の
排気通路4内に具備する。内燃機関から排出された排気
ガスにパティキュレートフィルタ上流において酸素を供
給するための酸素供給手段7を具備する。内燃機関がほ
ぼ理論空燃比にて運転せしめられるときに酸素供給手段
から排気ガスに酸素が供給される。
PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively remove fine particles trapped in a particulate filter even if the amount of oxygen in exhaust gas discharged from an internal combustion engine is small. SOLUTION: A particulate filter 6 which collects fine particles in exhaust gas and has an oxidizing ability is provided in an exhaust passage 4 of an internal combustion engine. An oxygen supply means 7 for supplying oxygen to the exhaust gas discharged from the internal combustion engine upstream of the particulate filter is provided. When the internal combustion engine is operated at substantially the stoichiometric air-fuel ratio, oxygen is supplied to the exhaust gas from the oxygen supply means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関から排出されるパティキュレー
ト(微粒子)を捕集するためのパティキュレートフィル
タ(以下、単にフィルタと称す)を内燃機関の排気通路
に備えた排気浄化装置が、特許第3012249号公報
に開示されている。当該公報では、フィルタ上流の排気
通路内に、排気ガス中の一酸化窒素(NO)から二酸化
窒素(NO2)を生成するための触媒が配置されてい
る。そして、当該公報では、この触媒によって生成され
たNO2がフィルタに流入し、この流入したNO2によっ
てフィルタに捕集されている微粒子が燃焼除去されると
している。
2. Description of the Related Art An exhaust emission control device having a particulate filter (hereinafter, simply referred to as a filter) for collecting particulates (fine particles) discharged from an internal combustion engine in an exhaust passage of the internal combustion engine is disclosed in Japanese Patent No. 30122249. It is disclosed in the publication. In this publication, a catalyst for generating nitrogen dioxide (NO 2 ) from nitric oxide (NO) in exhaust gas is arranged in the exhaust passage upstream of the filter. Then, in this publication, NO 2 generated by this catalyst flows into the filter, and the inflowing NO 2 burns and removes the particulates collected by the filter.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、フィルタに
捕集されて堆積している微粒子の量が多くなると、フィ
ルタに起因する内燃機関に対する排気抵抗が大きくなっ
てしまうので、この排気抵抗があまり大きくならないう
ちに、フィルタに捕集されている微粒子を燃焼除去する
ことが知られている。このように微粒子を燃焼除去する
ためには、一般的には、フィルタ内の雰囲気が酸化雰囲
気になっていることが好ましい。したがって、例えば、
内燃機関が理論空燃比にて運転せしめられているときに
は、内燃機関から排出される排気ガス中に含まれる酸素
が少ないので、この場合には、フィルタに捕集されてい
る微粒子は燃料除去されづらいこととなる。
By the way, when the amount of the particulates collected and accumulated in the filter increases, the exhaust resistance to the internal combustion engine due to the filter increases, so this exhaust resistance is too large. It is known to burn and remove the particulates that have been collected by the filter before they reach the limit. In order to burn and remove fine particles as described above, it is generally preferable that the atmosphere in the filter is an oxidizing atmosphere. So, for example,
When the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine contains less oxygen, and in this case, the particulates trapped in the filter are difficult to defuel. It will be.

【0004】そこで、本発明では、内燃機関から排出さ
れる排気ガス中の酸素が少ないとしても、パティキュレ
ートフィルタに捕集されている微粒子を良好に酸化する
ことにある。
Therefore, the present invention is to oxidize fine particles trapped in the particulate filter favorably even if the exhaust gas discharged from the internal combustion engine contains a small amount of oxygen.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、1番目の発明では、排気ガス中の微粒子を捕集する
と共に酸化能を有するパティキュレートフィルタを内燃
機関の排気通路内に具備する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た排気ガスにパティキュ
レートフィルタ上流において酸素を供給するための酸素
供給手段を具備し、内燃機関がほぼ理論空燃比にて運転
せしめられるときに該酸素供給手段から排気ガスに酸素
が供給される。なお、1番目の発明における酸素供給手
段は、後述する実施形態における空気噴射弁に相当す
る。
In order to solve the above problems, in the first aspect of the present invention, a particulate filter that collects fine particles in exhaust gas and has an oxidizing ability is provided in the exhaust passage of an internal combustion engine. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising an oxygen supply means for supplying oxygen to an exhaust gas discharged from the internal combustion engine at an upstream side of a particulate filter, and when the internal combustion engine is operated at a substantially stoichiometric air-fuel ratio, Oxygen is supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas. The oxygen supply means in the first aspect of the invention corresponds to an air injection valve in an embodiment described later.

【0006】2番目の発明では、1番目の発明におい
て、上記パティキュレートフィルタの温度が特定の温度
よりも高いときに該パティキュレートフィルタが微粒子
を連続的に酸化除去することができ、内燃機関がほぼ理
論空燃比にて運転せしめられているときであってもパテ
ィキュレートフィルタの温度が上記特定の温度よりも低
いときには酸素供給手段から排気ガスへの酸素の供給が
停止され、内燃機関がほぼ理論空燃比にて運転せしめら
れ且つパティキュレートフィルタの温度が上記特定の温
度よりも高いときに酸素供給手段から排気ガスに酸素が
供給される。本発明によれば、パティキュレートフィル
タの温度が微粒子を連続的に酸化除去することができる
温度よりも高いときにのみ、酸素供給手段から排気ガス
に酸素が供給されるので、酸素供給手段から排気ガスに
供給された酸素が無駄になることが抑制される。なお、
2番目の発明における特定の温度は、後述する実施形態
における連続酸化温度に相当する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, when the temperature of the particulate filter is higher than a specific temperature, the particulate filter can continuously oxidize and remove fine particles, and the internal combustion engine Even when operated at almost the stoichiometric air-fuel ratio, when the temperature of the particulate filter is lower than the above specified temperature, the supply of oxygen from the oxygen supply means to the exhaust gas is stopped, and the internal combustion engine becomes almost theoretical. Oxygen is supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas when operated at the air-fuel ratio and the temperature of the particulate filter is higher than the specific temperature. According to the present invention, oxygen is supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas only when the temperature of the particulate filter is higher than the temperature at which the particulates can be continuously oxidized and removed. The oxygen supplied to the gas is prevented from being wasted. In addition,
The specific temperature in the second invention corresponds to the continuous oxidation temperature in the embodiments described later.

【0007】3番目の発明では、1番目の発明におい
て、上記パティキュレートフィルタの温度が特定の温度
よりも高いときに該パティキュレートフィルタが微粒子
を連続的に酸化除去することができ、内燃機関がほぼ理
論空燃比にて運転せしめられているときであってもパテ
ィキュレートフィルタの温度が上記特定の温度よりも低
いか、或いは、パティキュレートフィルタに堆積してい
る微粒子の量が予め定められた量よりも少ないときには
酸素供給手段から排気ガスへの酸素の供給が停止され、
内燃機関がほぼ理論空燃比にて運転せしめられ且つパテ
ィキュレートフィルタの温度が上記特定の温度よりも高
く且つパティキュレートフィルタに堆積している微粒子
の量が予め定められた量よりも多いときに酸素供給手段
から排気ガスに酸素が供給される。本発明によれば、パ
ティキュレートフィルタの温度が微粒子を連続酸化する
ことができる温度よりも高いときに、酸素供給手段から
排気ガスに酸素が供給されるので、酸素供給手段から排
気ガスに供給された酸素が無駄になることが抑制され、
且つ、パティキュレートフィルタに堆積している微粒子
の量が比較的多いときに、酸素供給手段から排気ガスに
酸素が供給されるので、酸素供給手段から排気ガスに酸
素が供給される回数が少なくなる。なお、3番目の発明
における特定の温度、および、予め定められた量は、そ
れぞれ、後述する実施形態における連続酸化温度、およ
び、許容量に相当する。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, when the temperature of the particulate filter is higher than a specific temperature, the particulate filter can continuously oxidize and remove fine particles, and the internal combustion engine The temperature of the particulate filter is lower than the above specified temperature even when it is operated at almost the stoichiometric air-fuel ratio, or the amount of particulates accumulated on the particulate filter is a predetermined amount. When it is less than, the supply of oxygen from the oxygen supply means to the exhaust gas is stopped,
Oxygen is generated when the internal combustion engine is operated at approximately the stoichiometric air-fuel ratio, the temperature of the particulate filter is higher than the above specified temperature, and the amount of the particulates accumulated on the particulate filter is higher than the predetermined amount. Oxygen is supplied to the exhaust gas from the supply means. According to the present invention, when the temperature of the particulate filter is higher than the temperature at which the particulates can be continuously oxidized, oxygen is supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas, so that the oxygen supply means supplies the exhaust gas to the exhaust gas. Wasted oxygen is suppressed,
Moreover, when the amount of the particulates deposited on the particulate filter is relatively large, oxygen is supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas, so the number of times oxygen is supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas is reduced. . The specific temperature and the predetermined amount in the third aspect of the invention correspond to the continuous oxidation temperature and the allowable amount in the embodiments described later, respectively.

【0008】4番目の発明では、2または3番目の発明
において、酸素供給手段から排気ガス中に酸素が供給さ
れている間に、パティキュレートフィルタの温度が上記
特定の温度よりも高い第2の特定の温度であって該パテ
ィキュレートフィルタを熱劣化させてしまうほどの第2
の特定の温度よりも高くなったときには酸素供給手段か
ら排気ガスへの酸素の供給が停止される。本発明によれ
ば、本発明によれば、パティキュレートフィルタの温度
がそれを熱劣化させてしまうほどの温度よりも高くなっ
たときには、酸素供給手段から排気ガスへの酸素の供給
が停止されるので、これにより、パティキュレートフィ
ルタに捕集されている微粒子の酸化が抑制され、したが
って、パティキュレートフィルタの熱劣化が抑制され
る。なお、4番目の発明における第2の特定の温度は、
後述する実施形態における熱劣化温度に相当する。
In a fourth aspect based on the second or third aspect, the temperature of the particulate filter is higher than the specific temperature while oxygen is being supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas. The second temperature which is a specific temperature and causes the particulate filter to be thermally deteriorated.
When the temperature becomes higher than the specified temperature, the supply of oxygen from the oxygen supply means to the exhaust gas is stopped. According to the present invention, according to the present invention, when the temperature of the particulate filter becomes higher than the temperature at which it is thermally deteriorated, the supply of oxygen from the oxygen supply means to the exhaust gas is stopped. Therefore, this suppresses the oxidation of the particulates trapped in the particulate filter, and thus suppresses the thermal deterioration of the particulate filter. The second specific temperature in the fourth invention is
This corresponds to the heat deterioration temperature in the embodiment described later.

【0009】5番目の発明では、1〜3番目の発明にお
いて、酸素供給手段から排気ガスに酸素を供給すべきと
きに排気ガスに供給すべき酸素のトータル量が予め設定
されており、酸素供給手段から排気ガスに酸素を供給す
るときには複数回に亘る酸素供給手段からの酸素の供給
によって上記予め設定されているトータル量の酸素が排
気ガスに供給される。本発明によれば、パティキュレー
トフィルタに捕集されている微粒子の酸化が比較的緩や
かに行われるので、パティキュレートフィルタの温度が
一気に高温にまで上昇することが抑制される。
According to a fifth aspect of the invention, in the first to third aspects, the total amount of oxygen to be supplied to the exhaust gas when the oxygen is to be supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas is preset. When oxygen is supplied from the means to the exhaust gas, the preset total amount of oxygen is supplied to the exhaust gas by supplying oxygen from the oxygen supply means a plurality of times. According to the present invention, the particulates trapped in the particulate filter are oxidized relatively slowly, so that the temperature of the particulate filter is prevented from rising to a high temperature all at once.

【0010】6番目の発明では、1〜3番目の発明にお
いて、パティキュレートフィルタ上流の排気通路内に三
元触媒が配置されており、上記酸素供給手段が該三元触
媒上流に配置されている。本発明によれば、酸素供給手
段により三元触媒にも酸素を供給することができる。し
たがって、例えば、三元触媒の温度を上昇させたいとき
には、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比をリッ
チ空燃比とし、そして、酸素供給手段から排気ガス中に
酸素を供給すれば、三元触媒の温度を容易に上昇させる
ことができる。
According to a sixth aspect of the invention, in the first to third aspects, a three-way catalyst is arranged in the exhaust passage upstream of the particulate filter, and the oxygen supply means is arranged upstream of the three-way catalyst. . According to the present invention, oxygen can be supplied also to the three-way catalyst by the oxygen supply means. Therefore, for example, when it is desired to raise the temperature of the three-way catalyst, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is set to the rich air-fuel ratio, and if oxygen is supplied to the exhaust gas from the oxygen supply means, the three-way catalyst is generated. The temperature of the catalyst can be easily raised.

【0011】7番目の発明では、1〜3番目の発明にお
いて、流入する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比であ
るときに排気ガス中の複数の特定成分を高い浄化率でも
って同時に浄化することができる三元触媒がパティキュ
レートフィルタ上流の排気通路内に配置され、上記酸素
供給手段が該三元触媒下流に配置されている。ここで、
酸素供給手段が三元触媒上流に配置されていると、酸素
供給手段から排気ガスに酸素が供給されたときには、三
元触媒に流入する排気ガスの空燃比はリーン空燃比とな
ってしまい、三元触媒における特定成分の高い浄化率で
の浄化が期待できない。しかしながら、本発明によれ
ば、酸素供給手段は三元触媒下流に配置されているの
で、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比が理論空
燃比であるときに、酸素供給手段から排気ガス中に酸素
が供給されたとしても、三元触媒に流入する排気ガスの
空燃比は理論空燃比であるので、内燃機関から排出され
る排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときには、三元
触媒における特定成分の高い浄化率での浄化が期待でき
る。なお、7番目の発明における複数の特定成分は、後
述する実施形態におけるCO、HC、および、NOX
相当する。
According to a seventh aspect of the invention, in the first to third aspects, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is substantially the stoichiometric air-fuel ratio, a plurality of specific components in the exhaust gas are simultaneously purified with a high purification rate. A possible three-way catalyst is arranged in the exhaust passage upstream of the particulate filter, and the oxygen supply means is arranged downstream of the three-way catalyst. here,
When the oxygen supply means is arranged upstream of the three-way catalyst, when oxygen is supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst becomes a lean air-fuel ratio, Purification with a high purification rate of a specific component in the original catalyst cannot be expected. However, according to the present invention, since the oxygen supply means is arranged downstream of the three-way catalyst, when the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is the stoichiometric air-fuel ratio, the oxygen supply means Even if oxygen is supplied to the three-way catalyst, since the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst is the theoretical air-fuel ratio, when the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is the theoretical air-fuel ratio, the three-way catalyst Purification with a high purification rate of the specific component can be expected. Incidentally, a plurality of specific components in the seventh invention, CO in the embodiment described below, HC, and correspond to the NO X.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を説
明する。図1は本発明の第1実施形態の排気浄化装置を
備えた内燃機関を示している。図1に示されている内燃
機関は、火花点火式の内燃機関であって、燃焼室内に燃
料を直接噴射するタイプの内燃機関である。この内燃機
関は、大部分の機関運転領域において、理論空燃比にて
運転せしめられ、或る特定の機関運転領域において、リ
ーン空燃比にて運転せしめられ、別の或る特定の機関運
転領域において、リッチ空燃比にて運転せしめられる内
燃機関である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an internal combustion engine equipped with an exhaust emission control device according to a first embodiment of the present invention. The internal combustion engine shown in FIG. 1 is a spark ignition type internal combustion engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber. This internal combustion engine is operated at a stoichiometric air-fuel ratio in most engine operating regions, at a certain engine operating region at a lean air-fuel ratio, and at another certain engine operating region. , An internal combustion engine that can be operated at a rich air-fuel ratio.

【0013】もちろん、大部分の機関運転領域におい
て、リーン空燃比にて運転せしめられ、或る特定の機関
運転領域において、理論空燃比またはリッチ空燃比にて
運転せしめられる内燃機関に、本発明の排気浄化装置を
適用することも可能である。また、理論空燃比またはリ
ッチ空燃比にて運転せしめられることがある圧縮点火式
の内燃機関に、本発明の排気浄化装置を適用することも
可能である。いずれにしても、本発明の排気浄化装置
は、少なくとも一部の機関運転領域において、理論空燃
比またはリッチ空燃比にて運転せしめられることがある
内燃機関に適用可能である。
Of course, the present invention is applied to an internal combustion engine that is operated at a lean air-fuel ratio in most engine operating regions and at a stoichiometric air-fuel ratio or rich air-fuel ratio in a certain specific engine operating region. It is also possible to apply an exhaust purification device. Further, the exhaust emission control device of the present invention can be applied to a compression ignition type internal combustion engine that may be operated at a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio. In any case, the exhaust emission control device of the present invention can be applied to an internal combustion engine that may be operated at a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio in at least a part of the engine operating region.

【0014】さて、図1において、1は機関本体、2は
吸気通路、3はスロットル弁、4は排気通路である。ス
ロットル弁3はステップモータ5によって駆動される。
排気通路4内には、主に煤からなる微粒子を捕集するた
めのパティキュレートフィルタ(以下、単に、フィルタ
と称す)6が配置されている。詳細は後述するが、フィ
ルタ6は酸化能を有し、特定条件下において捕集した微
粒子を連続的に酸化除去することができるフィルタであ
る。また、排気通路4には、フィルタ6の温度を検出す
るための温度センサ7が取り付けられている。また、フ
ィルタ6上流の排気通路4には、排気ガス中に酸素を供
給するための酸素供給手段として、排気通路4に空気を
噴射するための空気噴射弁8が取り付けられている。
In FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is an intake passage, 3 is a throttle valve, and 4 is an exhaust passage. The throttle valve 3 is driven by the step motor 5.
In the exhaust passage 4, a particulate filter (hereinafter, simply referred to as a filter) 6 for collecting fine particles mainly composed of soot is arranged. As will be described in detail later, the filter 6 is a filter having an oxidizing ability and capable of continuously oxidizing and removing fine particles collected under a specific condition. A temperature sensor 7 for detecting the temperature of the filter 6 is attached to the exhaust passage 4. Further, an air injection valve 8 for injecting air into the exhaust passage 4 is attached to the exhaust passage 4 upstream of the filter 6 as oxygen supply means for supplying oxygen into the exhaust gas.

【0015】上述したように、内燃機関は、大部分の機
関運転領域において、理論空燃比にて運転せしめられ、
或る特定の機関運転領域において、リッチ空燃比にて運
転せしめられる。したがって、内燃機関の燃焼室(図示
せず)に供給された燃料の量に対する内燃機関の燃料室
に供給された空気の量の比を、内燃機関から排出される
排気ガスの空燃比と称した場合、内燃機関から排出され
る排気ガスの空燃比は、大部分の機関運転領域におい
て、ほぼ理論空燃比であり、或る特定の機関運転領域に
おいて、リッチ空燃比である。ここで、フィルタ6上流
の排気通路4に空気が供給されなければ、フィルタ6に
流入する排気ガスの空燃比もほぼ理論空燃比またはリッ
チ空燃比ということになる。
As described above, the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio in most engine operating regions.
In a specific engine operating range, the engine is operated with a rich air-fuel ratio. Therefore, the ratio of the amount of air supplied to the fuel chamber of the internal combustion engine to the amount of fuel supplied to the combustion chamber (not shown) of the internal combustion engine is called the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine. In this case, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is almost the theoretical air-fuel ratio in most engine operating regions, and is the rich air-fuel ratio in a certain specific engine operating region. Here, if air is not supplied to the exhaust passage 4 upstream of the filter 6, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter 6 is also approximately the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio.

【0016】排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッ
チ空燃比であるときには、排気ガス中の酸素の量が少な
く、したがって、フィルタ6に流入する排気ガスの空燃
比がほぼ理論空燃比またはリッチ空燃比であると、フィ
ルタ6にて微粒子を連続的に酸化除去するのには酸素が
不足し、微粒子はフィルタ6において連続的に酸化除去
されづらい。
When the air-fuel ratio of the exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the amount of oxygen in the exhaust gas is small, so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter 6 is almost the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio. With the fuel ratio, oxygen is insufficient to continuously oxidize and remove the fine particles in the filter 6, and it is difficult to continuously oxidize and remove the fine particles in the filter 6.

【0017】そこで、第1実施形態では、内燃機関が理
論空燃比またはリッチ空燃比にて運転せしめられている
ときには、空気噴射弁8から空気を噴射し、フィルタ6
に流入する排気ガス中の酸素を多くする。こうすること
により、内燃機関が理論空燃比またはリッチ空燃比にて
運転せしめられているときであっても、フィルタ6にて
微粒子が連続的に酸化除去されやすくなる。
Therefore, in the first embodiment, when the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, air is injected from the air injection valve 8 and the filter 6 is used.
Increase the oxygen in the exhaust gas flowing into the. By doing so, even when the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the particles easily become continuously oxidized and removed by the filter 6.

【0018】図2に、第1実施形態に従って空気噴射弁
8の動作を制御するためのフローチャートが示されてい
る。図2に示されているフローチャートでは、始めに、
ステップ10において、内燃機関における空燃比AFが
理論空燃比AFsよりも大きい(AF>AFs)か否
か、すなわち、内燃機関がリーン空燃比で運転せしめら
れているか否かが判別される。ステップ10において、
AF≦AFsであると判別されたとき、すなわち、内燃
機関が理論空燃比またはリッチ空燃比にて運転せしめら
れていると判別されたときには、ルーチンはステップ1
1に進んで、空気噴射弁8から空気が噴射される。一
方、ステップ10において、AF>AFsと判別された
とき、すなわち、内燃機関がリーン空燃比にて運転せし
められていると判別されたときには、ルーチンはステッ
プ12に進んで、空気噴射弁8からの空気の噴射が停止
される。
FIG. 2 shows a flowchart for controlling the operation of the air injection valve 8 according to the first embodiment. In the flow chart shown in FIG. 2, first,
At step 10, it is judged if the air-fuel ratio AF in the internal combustion engine is larger than the theoretical air-fuel ratio AFs (AF> AFs), that is, if the internal combustion engine is operated at a lean air-fuel ratio. In step 10,
When it is determined that AF ≦ AFs, that is, when it is determined that the internal combustion engine is operating at the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the routine proceeds to step 1
In step 1, the air is injected from the air injection valve 8. On the other hand, when it is determined in step 10 that AF> AFs, that is, when it is determined that the internal combustion engine is operating at the lean air-fuel ratio, the routine proceeds to step 12 and the air injection valve 8 Air injection is stopped.

【0019】ところで、上述したフィルタ6がその温度
が或る特定の温度よりも高いときにのみ微粒子を連続的
に酸化除去することができるタイプのフィルタである場
合、フィルタ温度が微粒子を連続的に酸化除去すること
ができる温度(以下、連続酸化温度と称す)よりも低い
ときに、空気噴射弁8から空気が噴射されたとしても、
この空気はフィルタ6において微粒子を酸化除去するの
に消費されず、無駄になる。
By the way, in the case where the above-mentioned filter 6 is a type of filter capable of continuously oxidizing and removing fine particles only when the temperature thereof is higher than a certain temperature, the filter temperature continuously changes the fine particles. Even if the air is injected from the air injection valve 8 when the temperature is lower than the temperature at which it can be removed by oxidation (hereinafter referred to as the continuous oxidation temperature),
This air is wasted because it is not consumed to oxidize and remove fine particles in the filter 6.

【0020】そこで、第2実施形態では、フィルタ6が
その温度が連続酸化温度よりも高いときにのみ捕集した
微粒子を連続的に酸化除去することができるタイプのフ
ィルタである場合において、フィルタ温度を温度センサ
7によって監視し、内燃機関が理論空燃比またはリッチ
空燃比にて運転せしめられているときであっても、フィ
ルタ温度が連続酸化温度よりも低いときには、空気噴射
弁8から空気を噴射しないようにする。一方、第2実施
形態では、内燃機関が理論空燃比またはリッチ空燃比に
て運転せしめられているときであって、且つ、フィルタ
温度が連続酸化温度よりも高いときに、空気噴射弁8か
ら空気を噴射するようにする。これによれば、空気噴射
弁8から噴射した空気は、フィルタ6において微粒子の
酸化除去に効率的に消費される。
Therefore, in the second embodiment, when the filter 6 is of a type capable of continuously oxidizing and removing fine particles collected only when the temperature is higher than the continuous oxidation temperature, Is monitored by the temperature sensor 7, and air is injected from the air injection valve 8 when the filter temperature is lower than the continuous oxidation temperature even when the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio. Try not to. On the other hand, in the second embodiment, when the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio and when the filter temperature is higher than the continuous oxidation temperature, the air is injected from the air injection valve 8. To spray. According to this, the air jetted from the air jet valve 8 is efficiently consumed in the filter 6 for oxidizing and removing fine particles.

【0021】ところで、上述したように、フィルタ6に
流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチ空
燃比であるときには、フィルタ6に捕集された微粒子
は、フィルタ6において連続的に酸化除去されづらい
が、全く酸化除去されないわけではない。したがって、
例えば、排気ガス中の微粒子の量が少なく、単位時間当
たりに新たにフィルタ6に捕集される微粒子の量が少な
い場合には、フィルタ6にはほとんど微粒子が堆積しな
いこともありうる。すなわち、こうした場合には、内燃
機関が理論空燃比またはリッチ空燃比にて運転せしめら
れているからといって、空気噴射弁8から空気を噴射し
なくても、フィルタ6にはほとんど微粒子が堆積しない
のであるから、空気噴射弁8を作動させることは不要で
ある。
By the way, as described above, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter 6 is the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the fine particles trapped in the filter 6 are continuously oxidized and removed in the filter 6. It is difficult to remove, but it is not completely removed by oxidation. Therefore,
For example, when the amount of fine particles in the exhaust gas is small and the amount of fine particles newly collected by the filter 6 per unit time is small, almost no fine particles may be deposited on the filter 6. That is, in such a case, even if the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, even if the air is not injected from the air injection valve 8, most of the particles are deposited on the filter 6. Since it does not, it is unnecessary to operate the air injection valve 8.

【0022】そこで、第3実施形態では、フィルタ6に
堆積している微粒子の量(以下、堆積微粒子量と称す)
を監視し、内燃機関が理論空燃比またはリッチ空燃比に
て運転せしめられているときであって、堆積微粒子量が
許容量を超えたときにのみ、空気噴射弁8から空気を噴
射するようにする。ここで、許容量を、例えば、内燃機
関の運転を良好な状態に保つための堆積微粒子量の上限
値に設定しておけば、内燃機関の運転を良好な状態に保
ちつつ、空気噴射弁8を不必要に作動させることを回避
することができる。なお、第3実施形態において、堆積
微粒子量は、例えば、フィルタ6上流の排気通路4内の
圧力と、フィルタ6下流の排気通路4内の圧力との間の
差圧から求められる。
Therefore, in the third embodiment, the amount of fine particles deposited on the filter 6 (hereinafter referred to as the amount of deposited fine particles).
Is monitored, and the air is injected from the air injection valve 8 only when the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio and the amount of accumulated particulates exceeds the allowable amount. To do. Here, if the allowable amount is set to, for example, the upper limit value of the amount of accumulated fine particles for keeping the operation of the internal combustion engine in a good state, the air injection valve 8 is kept while keeping the operation of the internal combustion engine in a good state. It is possible to avoid unnecessarily operating. In the third embodiment, the amount of accumulated particulates is obtained, for example, from the pressure difference between the pressure in the exhaust passage 4 upstream of the filter 6 and the pressure in the exhaust passage 4 downstream of the filter 6.

【0023】ところで、第3実施形態において、フィル
タ6がその温度が連続酸化温度よりも高いときにのみ捕
集した微粒子を連続的に酸化除去することができるタイ
プのフィルタである場合には、空気噴射弁8から空気を
噴射するか否かを決定するときには、フィルタ温度をも
考慮すべきである。そこで、フィルタ6がその温度が連
続酸化温度よりも高いときにのみ捕集した微粒子を連続
的に酸化除去することができるタイプのフィルタである
場合に適用される第4実施形態では、内燃機関が理論空
燃比またはリッチ空燃比にて運転せしめられているとき
であって、堆積微粒子量が許容量を超え、且つ、フィル
タ温度が連続酸化温度よりも高くなっているときにの
み、空気噴射弁8から空気を噴射するようにする。
By the way, in the third embodiment, when the filter 6 is a type of filter capable of continuously oxidizing and removing fine particles collected only when the temperature is higher than the continuous oxidation temperature, the The filter temperature should also be considered when deciding whether to inject air from the injection valve 8. Therefore, in the fourth embodiment applied to the case where the filter 6 is a type of filter capable of continuously oxidizing and removing fine particles collected only when the temperature is higher than the continuous oxidation temperature, the internal combustion engine is Only when the engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, and the amount of accumulated fine particles exceeds the allowable amount and the filter temperature is higher than the continuous oxidation temperature, the air injection valve 8 To inject air from.

【0024】図3に、第4実施形態に従って空気噴射弁
8の動作を制御するためのフローチャートが示されてい
る。図3に示されているフローチャートでは、始めに、
ステップ20において、内燃機関における空燃比AFが
理論空燃比AFsよりも大きい(AF>AFs)か否
か、すなわち、内燃機関がリーン空燃比にて運転せしめ
られているか否かが判別される。ステップ20におい
て、AF≦AFsであると判別されたとき、すなわち、
内燃機関が理論空燃比またはリッチ空燃比にて運転せし
められていると判別されたときには、ルーチンはステッ
プ21に進んで、フィルタ6に堆積している微粒子の量
(堆積微粒子量)Apが許容量Apthよりも多い(A
p>Apth)か否かが判別される。
FIG. 3 shows a flowchart for controlling the operation of the air injection valve 8 according to the fourth embodiment. In the flow chart shown in FIG. 3, first,
At step 20, it is judged if the air-fuel ratio AF in the internal combustion engine is larger than the theoretical air-fuel ratio AFs (AF> AFs), that is, if the internal combustion engine is operated at a lean air-fuel ratio. When it is determined in step 20 that AF ≦ AFs, that is,
When it is determined that the internal combustion engine is operating at the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the routine proceeds to step 21, and the amount of fine particles accumulated on the filter 6 (amount of accumulated fine particles) Ap is the allowable amount. More than Apth (A
It is determined whether or not p> Apth).

【0025】ステップ21において、Ap>Apthで
あると判別されたときには、ルーチンはステップ22に
進んで、フィルタ温度TFが連続酸化温度Toよりも高
い(TF>To)か否かが判別される。ステップ22に
おいて、TF>Toであると判別されたときには、ルー
チンはステップ23に進んで、空気噴射弁8から空気が
噴射される。
When it is determined in step 21 that Ap> Apth, the routine proceeds to step 22 and it is determined whether the filter temperature TF is higher than the continuous oxidation temperature To (TF> To). When it is determined in step 22 that TF> To, the routine proceeds to step 23, and the air is injected from the air injection valve 8.

【0026】一方、ステップ20において、AF>AF
sであると判別されたとき、および、ステップ21にお
いて、Ap≦Apthであると判別されたとき、およ
び、ステップ22において、TF≦Toであると判別さ
れたときには、ルーチンはステップ24に進んで、空気
噴射弁8からの空気の噴射が停止される。
On the other hand, in step 20, AF> AF
When it is determined that s, and when it is determined at step 21 that Ap ≦ Apth, and when it is determined at step 22 that TF ≦ To, the routine proceeds to step 24. The injection of air from the air injection valve 8 is stopped.

【0027】ところで、第4実施形態において、空気噴
射弁8から噴射された空気による微粒子の酸化がより効
率的に行われるように、空気噴射弁8から空気を噴射す
るか否かを決定してもよい。すなわち、第5実施形態で
は、内燃機関が理論空燃比またはリッチ空燃比にて運転
せしめられているときであって、堆積微粒子量が許容量
を超え、且つ、フィルタ温度が連続酸化温度よりも高い
温度(以下、酸化促進温度と称す)よりも高いときにの
み、空気噴射弁8から空気を噴射するようにする。
By the way, in the fourth embodiment, it is determined whether or not the air is injected from the air injection valve 8 so that the fine particles are more efficiently oxidized by the air injected from the air injection valve 8. Good. That is, in the fifth embodiment, when the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the amount of accumulated fine particles exceeds the allowable amount, and the filter temperature is higher than the continuous oxidation temperature. The air is injected from the air injection valve 8 only when the temperature is higher than the temperature (hereinafter referred to as the oxidation promotion temperature).

【0028】また、第5実施形態において、空気噴射弁
8から噴射された空気による微粒子の酸化がより頻度高
く行われるようにしてもよい。すなわち、第6実施形態
では、内燃機関が理論空燃比またはリッチ空燃比にて運
転せしめられているときであって、堆積微粒子量が許容
量を超えたが、フィルタ温度が上記酸化促進温度よりも
高くないときには、フィルタの温度を高くするための昇
温処理を実行し、これによって、フィルタ温度が上記酸
化促進温度よりも高くするようにする。
Further, in the fifth embodiment, the fine particles may be more frequently oxidized by the air injected from the air injection valve 8. That is, in the sixth embodiment, when the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, and the amount of accumulated fine particles exceeds the allowable amount, the filter temperature is higher than the oxidation accelerating temperature. When the temperature is not high, a temperature raising process for increasing the temperature of the filter is executed, and thereby the filter temperature is made higher than the oxidation promoting temperature.

【0029】なお、第6実施形態において、昇温処理と
しては、例えば、燃焼室内に噴射された燃料を点火する
ときのその点火タイミングを遅らせる処理、或いは、主
に内燃機関を駆動するために燃料を噴射した後の膨張行
程または排気行程において少量の燃料を噴射する処理、
或いは、内燃機関が複数の燃焼室を有する場合におい
て、一部の燃焼室ではリッチ空燃比にて燃焼を行わせ、
残りの燃焼室ではリーン空燃比にて燃焼を行わせ、これ
によって、未燃炭化水素と酸素とをフィルタ6に供給し
て、フィルタ6において未燃炭化水素を酸素によって燃
焼させる処理、或いは、フィルタ6に電気ヒータまたは
燃焼式ヒータを取り付け、このヒータを作動する処理が
挙げられる。
In the sixth embodiment, the temperature raising process is, for example, a process of delaying the ignition timing of igniting the fuel injected into the combustion chamber, or a fuel mainly for driving the internal combustion engine. Injecting a small amount of fuel in the expansion stroke or exhaust stroke after injecting
Alternatively, when the internal combustion engine has a plurality of combustion chambers, some of the combustion chambers are made to burn at a rich air-fuel ratio,
In the remaining combustion chambers, combustion is performed at a lean air-fuel ratio, whereby unburned hydrocarbons and oxygen are supplied to the filter 6, and the unburned hydrocarbons are burned by oxygen in the filter 6, or An electric heater or a combustion type heater is attached to 6 and the heater is operated.

【0030】次に、図4を参照して、第7実施形態につ
いて説明する。図4(A)において、VSは空気噴射弁
8の動作を制御するための制御信号(以下、制御信号と
称す)であり、TFはフィルタ温度であり、tは時刻で
ある。図4(A)に示されている例では、空気噴射弁8
から空気を噴射すべきであると決定されたとき、すなわ
ち、時刻t1において、制御信号VSが開弁信号とさ
れ、これによって、空気噴射弁8からの空気の噴射が開
始される。そして、時刻t4において、制御信号VSが
閉弁信号とされ、これによって、空気噴射弁8からの空
気の噴射が停止される。これにより、所定の量の空気が
空気噴射弁8から噴射される。ここで、図4(A)に示
されている例において、空気噴射弁8からの一回の空気
の噴射で供給される空気の量は、図4(A)に示されて
いる面積Sに相当する。
Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4A, VS is a control signal (hereinafter, referred to as a control signal) for controlling the operation of the air injection valve 8, TF is the filter temperature, and t is the time. In the example shown in FIG. 4A, the air injection valve 8
When it is determined that the air should be injected from the control valve VS, that is, at the time t1, the control signal VS is set to the valve opening signal, and the injection of the air from the air injection valve 8 is started. Then, at time t4, the control signal VS is set to the valve closing signal, whereby the injection of air from the air injection valve 8 is stopped. As a result, a predetermined amount of air is injected from the air injection valve 8. Here, in the example shown in FIG. 4 (A), the amount of air supplied by one injection of air from the air injection valve 8 is equal to the area S shown in FIG. 4 (A). Equivalent to.

【0031】そして、このように面積Sに相当する量の
空気が空気噴射弁8からの一回の噴射によって供給され
ると、フィルタ6において微粒子が一気に酸化し、フィ
ルタ温度TFがフィルタ6の熱劣化を引き起こす可能性
のある温度(以下、熱劣化温度と称す)Totを超えて
しまう。したがって、フィルタ6の熱劣化を抑制するた
めには、空気噴射弁8から空気を噴射したときにフィル
タ温度が熱劣化温度を超えてしまわないようにすること
が好ましい。
When the air corresponding to the area S is supplied by one injection from the air injection valve 8 in this manner, the fine particles are oxidized at once in the filter 6, and the filter temperature TF becomes the heat of the filter 6. A temperature (hereinafter referred to as a heat deterioration temperature) Tot that may cause deterioration is exceeded. Therefore, in order to suppress the heat deterioration of the filter 6, it is preferable that the filter temperature does not exceed the heat deterioration temperature when the air is injected from the air injection valve 8.

【0032】そこで、第7実施形態では、上記面積Sに
相当する量の空気を複数回に亘る空気噴射弁8からの空
気の噴射によって供給する。すなわち、第7実施形態で
は、図4(B)に示されているように、空気噴射弁8か
ら空気を噴射すべきであると決定されたとき、すなわ
ち、時刻t1において、制御信号VSが開弁信号とさ
れ、これによって、空気噴射弁8からの空気の噴射が開
始されるが、時刻t2において、制御信号VSが閉弁信
号とされ、これによって、空気噴射弁8からの空気の噴
射がいったん停止される。次いで、時刻t3において、
制御信号VSが開弁信号とされ、時刻t4において、制
御信号VSが閉弁信号とされる。さらに、時刻t5にお
いて、制御信号VSが開弁信号とされ、時刻t6におい
て、制御信号VSが閉弁信号とされる。
Therefore, in the seventh embodiment, an amount of air corresponding to the area S is supplied by injecting air from the air injection valve 8 a plurality of times. That is, in the seventh embodiment, as shown in FIG. 4B, when it is determined that the air should be injected from the air injection valve 8, that is, at the time t1, the control signal VS is opened. The air injection valve 8 starts to inject air from the air injection valve 8. However, at time t2, the control signal VS is changed to a valve closing signal, whereby the air injection valve 8 injects air. Once stopped. Then, at time t3,
The control signal VS is made a valve opening signal, and at time t4, the control signal VS is made a valve closing signal. Further, at time t5, the control signal VS is made a valve opening signal, and at time t6, the control signal VS is made a valve closing signal.

【0033】ここで、図4(B)に示されている面積S
1,S2,S3の合計が、図4(A)に示されている面
積Sに一致するように、空気噴射弁8の開閉弁が制御さ
れる。これによれば、トータルとして、所定の量の空気
が空気噴射弁8から噴射されるが、フィルタ6において
微粒子が一気に酸化することが抑制されるので、フィル
タ温度が熱劣化温度Totを超えて高くなることが抑制
される。
Here, the area S shown in FIG.
The opening / closing valve of the air injection valve 8 is controlled so that the total of 1, S2, S3 matches the area S shown in FIG. 4 (A). According to this, a predetermined amount of air is jetted from the air jet valve 8 as a total, but since the particulates are suppressed from being oxidized at once in the filter 6, the filter temperature becomes higher than the thermal deterioration temperature Tot. Is suppressed.

【0034】なお、第7実施形態とは異なり、フィルタ
温度を監視し、フィルタ温度が熱劣化温度に達したとき
に、空気噴射弁8からの空気の噴射を停止し、フィルタ
温度が熱劣化温度よりも低くなったときに、空気噴射弁
8からの空気の噴射を再開するようにしてもよい。すな
わち、第8実施形態では、図5に示されているように、
空気噴射弁8から空気を噴射すべきであると決定された
とき、すなわち、時刻t1において、制御信号VSが開
弁信号とされ、これによって、空気噴射弁8からの空気
の噴射が開始される。そして、フィルタ温度TFが上昇
し、時刻t3において、熱劣化温度Totを超えたとき
に、制御信号VSが閉弁信号とされ、これによって、空
気噴射弁8からの空気の噴射が停止される。以後、フィ
ルタ温度TFが熱劣化温度よりも低くなれば、制御信号
VSが開弁信号とされ、フィルタ温度TFが熱劣化温度
を超えれば、制御信号VSが閉弁信号とされる制御が繰
り返される。
Unlike the seventh embodiment, the filter temperature is monitored, and when the filter temperature reaches the heat deterioration temperature, air injection from the air injection valve 8 is stopped and the filter temperature is changed to the heat deterioration temperature. When it becomes lower than the above, the injection of air from the air injection valve 8 may be restarted. That is, in the eighth embodiment, as shown in FIG.
When it is determined that the air should be injected from the air injection valve 8, that is, at the time t1, the control signal VS is made a valve opening signal, whereby the injection of air from the air injection valve 8 is started. . Then, when the filter temperature TF rises and exceeds the heat deterioration temperature Tot at the time t3, the control signal VS is made a valve closing signal, whereby the injection of air from the air injection valve 8 is stopped. After that, if the filter temperature TF becomes lower than the heat deterioration temperature, the control signal VS is made an opening signal, and if the filter temperature TF exceeds the heat deterioration temperature, the control signal VS is made a valve closing signal. .

【0035】図6に、第8実施形態に従って空気噴射弁
8の動作を制御するためのフローチャートが示されてい
る。図6に示されているフローチャートでは、ステップ
30において、内燃機関における空燃比AFが理論空燃
比AFsよりも大きい(AF>AFs)か否か、すなわ
ち、内燃機関がリーン空燃比にて運転せしめられている
か否かが判別される。また、ステップ31において、フ
ィルタ6に堆積している微粒子の量(堆積微粒子量)A
pが許容量Apthよりも多い(Ap>Apth)か否
かが判別される。さらに、ステップ32において、フィ
ルタ温度TFが連続酸化温度Toよりも高い(TF>T
o)か否かが判別される。
FIG. 6 shows a flowchart for controlling the operation of the air injection valve 8 according to the eighth embodiment. In the flowchart shown in FIG. 6, in step 30, it is determined whether the air-fuel ratio AF in the internal combustion engine is larger than the theoretical air-fuel ratio AFs (AF> AFs), that is, the internal combustion engine is operated at the lean air-fuel ratio. Is determined. Further, in step 31, the amount of fine particles accumulated on the filter 6 (amount of accumulated fine particles) A
It is determined whether or not p is larger than the allowable amount Apth (Ap> Apth). Further, in step 32, the filter temperature TF is higher than the continuous oxidation temperature To (TF> T
o) or not.

【0036】ステップ30において、AF≦AFsであ
ると判別され、次いで、ステップ31において、Ap>
Apthであると判別され、次いで、ステップ32にお
いて、TF>Toであると判別されたときには、ルーチ
ンはステップ33に進む。すなわち、内燃機関が理論空
燃比またはリッチ空燃比にて運転せしめられており、且
つ、堆積微粒子量が許容量を超えており、且つ、フィル
タ温度が連続酸化温度よりも高いときに、ルーチンがス
テップ33に進む。
At step 30, it is judged that AF≤AFs, then at step 31, Ap>
If it is determined that Apth and then TF> To in step 32, the routine proceeds to step 33. That is, when the internal combustion engine is operated at the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the amount of accumulated particulates exceeds the allowable amount, and the filter temperature is higher than the continuous oxidation temperature, the routine is stepped. Proceed to 33.

【0037】ステップ33では、フィルタ温度TFがフ
ィルタ6の熱劣化を引き起こしてしまう可能性のある温
度(熱劣化温度)Tdよりも高い(TF>Td)か否か
が判別される。ステップ33において、TF>Tdであ
ると判別されたときには、ルーチンはステップ35に進
んで、空気噴射弁8からの空気の噴射が停止される。一
方、ステップ33において、TF≦Tdであると判別さ
れたときには、ルーチンはステップ34に進んで、空気
噴射弁8から空気が噴射される。
At step 33, it is judged if the filter temperature TF is higher than the temperature (heat deterioration temperature) Td (TF> Td) which may cause the heat deterioration of the filter 6. When it is determined in step 33 that TF> Td, the routine proceeds to step 35, and the injection of air from the air injection valve 8 is stopped. On the other hand, when it is determined in step 33 that TF ≦ Td, the routine proceeds to step 34, and the air is injected from the air injection valve 8.

【0038】なお、ステップ30において、AF>AF
sであると判別されたとき、および、ステップ31にお
いて、Ap≦Apthであると判別されたとき、およ
び、ステップ32において、TF≦Toであると判別さ
れたときには、ルーチンはステップ24に進んで、空気
噴射弁8からの空気の噴射が停止される。
In step 30, AF> AF
When it is determined that s is satisfied, when Ap ≦ Apth is determined at step 31, and when TF ≦ To is determined at step 32, the routine proceeds to step 24. The injection of air from the air injection valve 8 is stopped.

【0039】なお、内燃機関から排出される排気ガス中
に微粒子が含まれていないときには、排気ガスをフィル
タ6に通す必要はなく、それどころか、排気ガスをフィ
ルタ6に通している間においてはフィルタ6は内燃機関
の排気抵抗となるので、内燃機関の排気抵抗をできるだ
け小さくするという観点では、排気ガスをフィルタ6に
通す必要がないときには排気ガスがフィルタ6をバイパ
スするようにしたほうが好ましい。そこで、図7に示さ
れている構成を採用してもよい。すなわち、図7に示さ
れている構成では、フィルタ6上流の排気通路4からフ
ィルタ6下流の排気通路4まで延びるフィルタ6をバイ
パスするバイパス通路9が設けられている。そして、フ
ィルタ6上流の排気通路4からのバイパス通路9の分岐
領域には、排気ガスをフィルタ6に流入させるのか、或
いは、バイパス通路9に流入させるのかを切り換えるた
めの切換弁10が配置されている。
When the exhaust gas discharged from the internal combustion engine does not contain fine particles, it is not necessary to pass the exhaust gas through the filter 6, and on the contrary, while the exhaust gas is passing through the filter 6, the filter 6 is not required. Is the exhaust resistance of the internal combustion engine, so from the viewpoint of minimizing the exhaust resistance of the internal combustion engine, it is preferable that the exhaust gas bypass the filter 6 when it is not necessary to pass the exhaust gas through the filter 6. Therefore, the configuration shown in FIG. 7 may be adopted. That is, in the configuration shown in FIG. 7, the bypass passage 9 that bypasses the filter 6 extending from the exhaust passage 4 upstream of the filter 6 to the exhaust passage 4 downstream of the filter 6 is provided. A switching valve 10 for switching whether the exhaust gas flows into the filter 6 or the bypass passage 9 is arranged in a branch region of the bypass passage 9 from the exhaust passage 4 upstream of the filter 6. There is.

【0040】図7に示されている構成では、内燃機関の
運転状態に応じて、排気ガス中に微粒子が含まれている
ときには、排気ガスがフィルタ6に流入するように切換
弁10の動作位置が切り換えられ、一方、排気ガス中に
微粒子が含まれていないときには、排気ガスがバイパス
通路9に流入するように切換弁10の動作位置が切り換
えられる。これによれば、フィルタ6に起因する内燃機
関の排気抵抗は、全体として、低く維持される。
In the configuration shown in FIG. 7, the operating position of the switching valve 10 is such that the exhaust gas flows into the filter 6 when the exhaust gas contains fine particles, depending on the operating state of the internal combustion engine. On the other hand, when the exhaust gas does not contain fine particles, the operating position of the switching valve 10 is switched so that the exhaust gas flows into the bypass passage 9. According to this, the exhaust resistance of the internal combustion engine caused by the filter 6 is kept low as a whole.

【0041】ところで、上述した実施形態では、排気通
路内にはフィルタのみが配置されているが、以下では、
フィルタ上流の排気通路4内に2つの三元触媒が直列的
に配置されている実施形態について、図8〜図10を参
照して説明する。
By the way, in the above-mentioned embodiment, only the filter is arranged in the exhaust passage.
An embodiment in which two three-way catalysts are arranged in series in the exhaust passage 4 upstream of the filter will be described with reference to FIGS. 8 to 10.

【0042】図8は第8実施形態の排気浄化装置を備え
た内燃機関を示している。図8において、11は吸気
弁、12は吸気ポート、13は排気弁、14は排気ポー
ト、15は燃焼室、16はピストン、17はシリンダヘ
ッド、18はシリンダブロック、19は燃料噴射弁であ
る。排気通路4は排気ポート14に接続されている。排
気通路4内には、フィルタ6が配置されている。フィル
タ6には温度センサ7が取り付けられている。フィルタ
6上流の排気通路4内には、メイン三元触媒20が配置
されている。さらに、メイン三元触媒20上流の排気通
路4内には、サブの三元触媒21が配置されている。こ
れら三元触媒20,21は、そこに流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比であるときに、排気ガス中の一酸化
炭素(CO)、未燃炭化水素(HC)、および、窒素酸
化物(NOX)を高い浄化率でもって同時に浄化するこ
とができる触媒である。
FIG. 8 shows an internal combustion engine equipped with the exhaust emission control device of the eighth embodiment. In FIG. 8, 11 is an intake valve, 12 is an intake port, 13 is an exhaust valve, 14 is an exhaust port, 15 is a combustion chamber, 16 is a piston, 17 is a cylinder head, 18 is a cylinder block, and 19 is a fuel injection valve. . The exhaust passage 4 is connected to the exhaust port 14. A filter 6 is arranged in the exhaust passage 4. A temperature sensor 7 is attached to the filter 6. A main three-way catalyst 20 is arranged in the exhaust passage 4 upstream of the filter 6. Further, a sub three-way catalyst 21 is arranged in the exhaust passage 4 upstream of the main three-way catalyst 20. When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalysts 20 and 21 is the stoichiometric air-fuel ratio, carbon monoxide (CO), unburned hydrocarbon (HC), and nitrogen oxidation in the exhaust gas are generated. It is a catalyst that can simultaneously purify substances (NO x ) with a high purification rate.

【0043】サブ三元触媒21は、メイン三元触媒20
よりも、その温度が上昇しやすく構成されている。した
がって、サブ三元触媒21は、主に、内燃機関が始動さ
れてから一定期間が経過するまでにおいて、メイン三元
触媒20よりも早期にその温度が上昇し、メイン三元触
媒20の温度がその活性温度に到達するまでの間に、内
燃機関から排出される排気ガス中の特定成分(CO、H
C、および、NOX)を浄化するための触媒である。
The sub three-way catalyst 21 is the main three-way catalyst 20.
It is configured so that its temperature rises more easily. Therefore, the temperature of the sub three-way catalyst 21 mainly rises earlier than that of the main three-way catalyst 20 until a certain period of time elapses after the internal combustion engine is started, and the temperature of the main three-way catalyst 20 increases. By the time the activation temperature is reached, the specific components (CO, H) in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine are
It is a catalyst for purifying C and NO x ).

【0044】さて、第8実施形態では、サブ三元触媒2
1上流の排気通路4、詳細には、排気ポートに空気噴射
弁8が取り付けられている。このように、サブ三元触媒
21上流に空気噴射弁8が取り付けられていると、例え
ば、サブ三元触媒21の温度、または、メイン三元触媒
20の温度を上昇させたいときに、内燃機関をリッチ空
燃比にて運転せしめ、これによって、三元触媒20,2
1に未燃炭化水素を供給し、これと同時に、空気噴射弁
8から空気を噴射し、これによって、三元触媒20,2
1に空気を供給すれば、三元触媒20,21において未
燃炭化水素が空気によって燃焼するので、三元触媒2
0,21の温度を素早く上昇させることができる。すな
わち、空気噴射弁8をフィルタ6における微粒子の酸化
促進のためだけでなく、三元触媒20,21の昇温にも
利用することができる。なお、第8実施形態において、
フィルタ6における微粒子の酸化を促進するための空気
噴射弁8の動作の制御は、第1〜第7実施形態における
制御と同様である。
Now, in the eighth embodiment, the sub three-way catalyst 2
An air injection valve 8 is attached to the exhaust passage 4 at the upstream side, specifically, the exhaust port. In this way, when the air injection valve 8 is attached upstream of the sub three-way catalyst 21, for example, when it is desired to raise the temperature of the sub three-way catalyst 21 or the temperature of the main three-way catalyst 20, the internal combustion engine Of the three-way catalysts 20, 2 by operating the engine at a rich air-fuel ratio.
1 is supplied with unburned hydrocarbons, and at the same time, air is injected from the air injection valve 8, whereby the three-way catalysts 20, 2
If air is supplied to 1, the unburned hydrocarbons in the three-way catalysts 20 and 21 are burned by the air.
The temperature of 0 and 21 can be raised quickly. That is, the air injection valve 8 can be used not only for accelerating the oxidation of fine particles in the filter 6, but also for raising the temperature of the three-way catalysts 20, 21. In the eighth embodiment,
The control of the operation of the air injection valve 8 for promoting the oxidation of fine particles in the filter 6 is the same as the control in the first to seventh embodiments.

【0045】図9は第9実施形態の排気浄化装置を備え
た内燃機関を示している。図9に示されている構成は、
空気噴射弁8がサブ三元触媒21とメイン三元触媒20
との間の排気通路4に取り付けられていることを除け
ば、第8実施形態における構成と同様である。図9に示
されている構成には、以下のような利点がある。
FIG. 9 shows an internal combustion engine equipped with an exhaust purification system of the ninth embodiment. The configuration shown in FIG. 9 is
The air injection valve 8 has a sub three-way catalyst 21 and a main three-way catalyst 20.
The structure is the same as that of the eighth embodiment except that the structure is attached to the exhaust passage 4 between and. The configuration shown in FIG. 9 has the following advantages.

【0046】すなわち、第9実施形態においても、フィ
ルタ6における微粒子の酸化を促進するための空気噴射
弁8の動作の制御は、第1〜第7実施形態における制御
と同様であるので、内燃機関が理論空燃比にて運転せし
められており、且つ、その他の条件が成立すると、空気
噴射弁8から空気が噴射される。ところが、上述したよ
うに、三元触媒はそこに流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比であるときに排気ガス中の3つの成分を同時に
高い浄化率でもって浄化することができる。
That is, also in the ninth embodiment, the control of the operation of the air injection valve 8 for promoting the oxidation of the fine particles in the filter 6 is the same as the control in the first to seventh embodiments, so that the internal combustion engine Is operated at the stoichiometric air-fuel ratio, and when other conditions are satisfied, air is injected from the air injection valve 8. However, as described above, the three-way catalyst can simultaneously purify three components in the exhaust gas with a high purification rate when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing therein is the stoichiometric air-fuel ratio.

【0047】したがって、例えば、空気噴射弁8がサブ
三元触媒21上流の排気通路4に取り付けられている
と、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比が理論空
燃比であるときに、フィルタ6における微粒子の酸化を
促進するために空気噴射弁8から空気が噴射されると、
サブ三元触媒21に流入する排気ガスの空燃比はリーン
空燃比となってしまう。この場合、サブ三元触媒21で
は、NOXの浄化率が低下してしまう。このように、空
気噴射弁8がサブ三元触媒21上流の排気通路4に取り
付けられていると、サブ三元触媒21におけるNOX
浄化率が低くなってしまうことがある。
Therefore, for example, when the air injection valve 8 is attached to the exhaust passage 4 upstream of the sub three-way catalyst 21, when the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is the theoretical air-fuel ratio, the filter When air is injected from the air injection valve 8 to accelerate the oxidation of the fine particles in 6,
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the sub three-way catalyst 21 becomes a lean air-fuel ratio. In this case, the sub three-way catalyst 21 has a reduced NO x purification rate. As described above, when the air injection valve 8 is attached to the exhaust passage 4 upstream of the sub three-way catalyst 21, the NO x purification rate of the sub three way catalyst 21 may be low.

【0048】しかしながら、第9実施形態では、空気噴
射弁8から噴射された空気がサブ三元触媒21に流入す
ることはないので、内燃機関から排出される排気ガスの
空燃比が理論空燃比であるときに、空気噴射弁8から空
気が噴射されたとしても、サブ三元触媒21では、高い
浄化率でもってNOXが浄化されることとなる。もちろ
ん、第9実施形態では、メイン三元触媒20の温度を上
昇させたいときには、内燃機関をリッチ空燃比にて運転
せしめると共に、空気噴射弁8から空気を噴射すれば、
メイン三元触媒20には、未燃HCと空気とが供給さ
れ、未燃HCはそこで燃焼するので、メイン三元触媒2
0の温度を迅速に上昇させることができる。
However, in the ninth embodiment, since the air injected from the air injection valve 8 does not flow into the sub three-way catalyst 21, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is the theoretical air-fuel ratio. Even if air is injected from the air injection valve 8 at a certain time, the sub three-way catalyst 21 purifies NO X with a high purification rate. Of course, in the ninth embodiment, when it is desired to raise the temperature of the main three-way catalyst 20, by operating the internal combustion engine at a rich air-fuel ratio and injecting air from the air injection valve 8,
The unburned HC and the air are supplied to the main three-way catalyst 20, and the unburned HC burns there.
The temperature of 0 can be raised quickly.

【0049】図10は第10実施形態の排気浄化装置を
備えた内燃機関を示している。図10に示されている構
成は、空気噴射弁8がメイン三元触媒20とフィルタ6
との間の排気通路4に取り付けられていることを除け
ば、第8実施形態における構成と同様である。図10に
示されている構成には、以下のような利点がある。
FIG. 10 shows an internal combustion engine equipped with the exhaust purification system of the tenth embodiment. In the configuration shown in FIG. 10, the air injection valve 8 includes the main three-way catalyst 20 and the filter 6.
The structure is the same as that of the eighth embodiment except that the structure is attached to the exhaust passage 4 between and. The configuration shown in FIG. 10 has the following advantages.

【0050】すなわち、第10実施形態においても、フ
ィルタ6における微粒子の酸化を促進するための空気噴
射弁8の動作の制御は、第1〜第7実施形態における制
御と同様であるので、内燃機関が理論空燃比にて運転せ
しめられており、且つ、その他の条件が成立すると、空
気噴射弁8から空気が噴射される。ところが、上述した
ように、三元触媒はそこに流入する排気ガスの空燃比が
理論空燃比であるときに排気ガス中の3つの成分を同時
に高い浄化率でもって浄化することができる。
That is, also in the tenth embodiment, the control of the operation of the air injection valve 8 for promoting the oxidation of fine particles in the filter 6 is the same as the control in the first to seventh embodiments, so that the internal combustion engine Is operated at the stoichiometric air-fuel ratio, and when other conditions are satisfied, air is injected from the air injection valve 8. However, as described above, the three-way catalyst can simultaneously purify three components in the exhaust gas with a high purification rate when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing therein is the stoichiometric air-fuel ratio.

【0051】したがって、例えば、空気噴射弁8がメイ
ン三元触媒20上流の排気通路4に取り付けられている
と、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比が理論空
燃比であるときに、フィルタ6における微粒子の酸化を
促進するために空気噴射弁8から空気が噴射されると、
メイン三元触媒20に流入する排気ガスの空燃比はリー
ン空燃比となってしまう。この場合、メイン三元触媒2
0では、NOXの浄化率が低下してしまう。このよう
に、空気噴射弁8がメイン三元触媒20上流の排気通路
4に取り付けられていると、メイン三元触媒20におけ
るNOXの浄化率が低くなってしまうことがある。
Therefore, for example, when the air injection valve 8 is installed in the exhaust passage 4 upstream of the main three-way catalyst 20, when the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is the theoretical air-fuel ratio, the filter When air is injected from the air injection valve 8 to accelerate the oxidation of the fine particles in 6,
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the main three-way catalyst 20 becomes a lean air-fuel ratio. In this case, the main three-way catalyst 2
At 0, the purification rate of NO X is reduced. As described above, when the air injection valve 8 is attached to the exhaust passage 4 upstream of the main three-way catalyst 20, the NO x purification rate of the main three-way catalyst 20 may be low.

【0052】しかしながら、第10実施形態では、空気
噴射弁8から噴射された空気がメイン三元触媒20に流
入することはないので、内燃機関から排出される排気ガ
スの空燃比が理論空燃比であるときに、空気噴射弁8か
ら空気が噴射されたとしても、メイン三元触媒20で
は、高い浄化率でもってNOXが浄化されることとな
る。もちろん、空気噴射弁8から噴射された空気がサブ
三元触媒21に流入することもないので、内燃機関から
排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比であるとき
に、空気噴射弁8から空気が噴射されたとしても、サブ
三元触媒21では、高い浄化率でもってNOXが浄化さ
れることとなる。
However, in the tenth embodiment, since the air injected from the air injection valve 8 does not flow into the main three-way catalyst 20, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is the theoretical air-fuel ratio. Even if air is injected from the air injection valve 8 at a certain time, the main three-way catalyst 20 will be purified of NO x with a high purification rate. Of course, since the air injected from the air injection valve 8 does not flow into the sub three-way catalyst 21, when the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is the theoretical air-fuel ratio, the air injection valve 8 Even if air is injected, the sub three-way catalyst 21 purifies NO X with a high purification rate.

【0053】ところで、内燃機関がリーン空燃比にて運
転せしめられると、内燃機関から排出される微粒子の量
が多くなる。こうした場合、フィルタ6に捕集された微
粒子は連続的に酸化除去されるとはいうものの、フィル
タ温度や単位時間当たりにフィルタに流入する微粒子の
量によっては、フィルタ6内に微粒子が堆積してしま
う。このようにフィルタ6内に堆積している微粒子の量
(堆積微粒子量)が多くなると、これら堆積微粒子は酸
化によっては除去されづらくなる。そこで、堆積微粒子
量を監視し、堆積微粒子量が予め定められた量よりも多
くなったときには、フィルタ温度を上昇させて、フィル
タ6に堆積している微粒子を酸化ではなく燃焼によって
除去することが好ましい。
By the way, when the internal combustion engine is operated at a lean air-fuel ratio, the amount of fine particles discharged from the internal combustion engine increases. In such a case, although the fine particles collected in the filter 6 are continuously oxidized and removed, the fine particles are accumulated in the filter 6 depending on the filter temperature and the amount of fine particles flowing into the filter per unit time. I will end up. If the amount of fine particles deposited in the filter 6 (the amount of deposited fine particles) increases in this way, it becomes difficult for these deposited fine particles to be removed by oxidation. Therefore, the amount of deposited particulates is monitored, and when the amount of deposited particulates exceeds a predetermined amount, the filter temperature is raised to remove the particulates deposited on the filter 6 by combustion instead of oxidation. preferable.

【0054】そこで、上述した実施形態における許容量
を、微粒子が酸化によって除去されづらくなる堆積微粒
子の量に代え、さらに、上述した実施形態における連続
酸化温度または酸化促進温度を、微粒子が燃焼する温度
に代えて、空気噴射弁8の動作を制御するようにしても
よい。最後に、フィルタ6の構成とその微粒子酸化作用
について説明する。以下では、内燃機関がリーン空燃比
にて運転せしめられ、したがって、フィルタ6に流入す
る排気ガスの空燃比がリーン空燃比であるときを例にと
って微粒子酸化作用を説明する。図11(A)はフィル
タ6の端面図であり、図11(B)はフィルタ6の縦断
面図である。図11(A)および図11(B)に示した
ように、フィルタ6はハニカム構造をなす隔壁54を具
備する。これら隔壁54によって互いに平行をなして延
びる複数個の排気流通路50,51が形成される。これ
ら排気流通路のうち略半数の排気流通路50がその下流
端開口を栓52で閉鎖されている。以下、これら排気流
通路50を排気ガス流入通路と称す。一方、残りの半数
の排気流通路51はその上流端開口を栓53で閉鎖され
ている。以下、これら排気流通路51を排気流出通路5
1と称す。排気ガス流入通路50には4つの排気ガス流
出通路51が隣接する。一方、排気ガス流出通路51に
は4つの排気ガス流入通路50が隣接する。
Therefore, the permissible amount in the above-described embodiment is replaced with the amount of the deposited fine particles that make it difficult for the fine particles to be removed by oxidation, and the continuous oxidation temperature or oxidation accelerating temperature in the above-described embodiment is set to the temperature at which the fine particles burn. Instead of this, the operation of the air injection valve 8 may be controlled. Finally, the structure of the filter 6 and its particulate oxidizing action will be described. In the following, the particulate oxidation action will be described by taking as an example the case where the internal combustion engine is operated at a lean air-fuel ratio and therefore the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter 6 is the lean air-fuel ratio. 11A is an end view of the filter 6, and FIG. 11B is a vertical sectional view of the filter 6. As shown in FIGS. 11A and 11B, the filter 6 includes partition walls 54 having a honeycomb structure. These partition walls 54 form a plurality of exhaust flow passages 50, 51 extending in parallel with each other. Of the exhaust flow passages, approximately half of the exhaust flow passages 50 have their downstream end openings closed by plugs 52. Hereinafter, these exhaust flow passages 50 are referred to as exhaust gas inflow passages. On the other hand, the remaining half of the exhaust flow passages 51 have their upstream end openings closed by plugs 53. Hereinafter, the exhaust flow passage 51 will be referred to as the exhaust flow passage 5
It is called 1. Four exhaust gas outflow passages 51 are adjacent to the exhaust gas inflow passage 50. On the other hand, four exhaust gas inflow passages 50 are adjacent to the exhaust gas outflow passage 51.

【0055】排気ガスは排気ガス流入通路50に流入す
る。隔壁54はコージェライトのような多孔質材料から
なるので、図11(B)において矢印で示したように、
排気ガス流入通路50内の排気ガスは、隔壁54の細孔
を通って、隣接する排気ガス流出通路51内に流れ込
む。
The exhaust gas flows into the exhaust gas inflow passage 50. Since the partition wall 54 is made of a porous material such as cordierite, as shown by the arrow in FIG.
The exhaust gas in the exhaust gas inflow passage 50 flows into the adjacent exhaust gas outflow passage 51 through the pores of the partition wall 54.

【0056】フィルタ6内には、隔壁54の両壁面上、
および、隔壁54の細孔を画成する壁面上に全面に亘っ
て、例えば、アルミナからなる担体層が形成され、この
担体層上に、貴金属触媒と、活性酸素生成剤とが担持さ
れている。
In the filter 6, on both wall surfaces of the partition wall 54,
Further, a carrier layer made of, for example, alumina is formed on the entire wall surface defining the pores of the partition wall 54, and the noble metal catalyst and the active oxygen generator are carried on this carrier layer. .

【0057】貴金属触媒としては、白金(Pt)が用い
られる。一方、活性酸素生成剤としては、カリウム
(K)、ナトリウム(Na)、リチウム(Li)、セシ
ウム(Cs)、ルビジウム(Rb)のようなアルカリ金
属、バリウム(Ba)、カルシウム(Ca)、ストロン
チウム(Sr)のようなアルカリ土類金属、ランタン
(La)、イットリウム(Y)、セリウム(Ce)のよ
うな希土類、鉄(Fe)のような遷移金属、およびスズ
(Sn)のような炭素族元素から選ばれた少なくとも一
つが用いられる。
Platinum (Pt) is used as the noble metal catalyst. On the other hand, as the active oxygen generator, potassium (K), sodium (Na), lithium (Li), cesium (Cs), alkali metal such as rubidium (Rb), barium (Ba), calcium (Ca), strontium. Alkaline earth metals such as (Sr), lanthanum (La), rare earths such as yttrium (Y), cerium (Ce), transition metals such as iron (Fe), and carbon groups such as tin (Sn). At least one selected from the elements is used.

【0058】活性酸素生成剤は、周囲に過剰な酸素が存
在すると酸素を吸収によって保持し且つ周囲の酸素濃度
が低下すると保持している酸素を活性酸素の形で解放す
ることによって活性酸素を生成する。次に、活性酸素生
成剤の活性酸素生成作用について、担体上に白金および
カリウムを担持させた場合を例にとって説明するが、他
の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類、
遷移金属を用いても同様な活性酸素生成作用が行われ
る。
The active oxygen generator generates active oxygen by retaining oxygen by absorption when excess oxygen is present in the surroundings and releasing retained oxygen in the form of active oxygen when the ambient oxygen concentration decreases. To do. Next, the active oxygen generating action of the active oxygen generating agent will be described by taking as an example the case of supporting platinum and potassium on the carrier, but other noble metals, alkali metals, alkaline earth metals, rare earths,
A similar active oxygen generating action is performed by using a transition metal.

【0059】排気ガスの空燃比はリーンであるので、フ
ィルタ6に流入する排気ガスは多量の過剰空気を含んで
いる。また、燃焼室内ではNOが発生する。したがっ
て、排気ガス中にはNOが含まれている。このため過剰
酸素、および、NOを含んだ排気ガスがフィルタ6の排
気ガス流入通路50内に流入することになる。
Since the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, the exhaust gas flowing into the filter 6 contains a large amount of excess air. Further, NO is generated in the combustion chamber. Therefore, NO is contained in the exhaust gas. Therefore, the exhaust gas containing excess oxygen and NO flows into the exhaust gas inflow passage 50 of the filter 6.

【0060】図12(A)および(B)は、隔壁54上
に形成された担体層の表面の拡大図を模式的に表わして
いる。なお、図12(A)および(B)において、60
は白金の粒子を示し、61はカリウムを含んでいる活性
酸素生成剤を示している。
12 (A) and 12 (B) schematically show enlarged views of the surface of the carrier layer formed on the partition wall 54. Note that in FIGS. 12A and 12B, 60
Indicates particles of platinum, and 61 indicates an active oxygen generator containing potassium.

【0061】排気ガスがフィルタ6の排気ガス流入通路
50内に流入すると、図12(A)に示したように、排
気ガス中の酸素(O2)がO2 -またはO2-の形で白金の
表面に付着する。排気ガス中のNOはこれらO2 -または
2-と反応し、NO2となる。斯くして生成されたNO2
の一部は、白金上で酸化されつつ活性酸素生成剤61内
に吸収によって保持され、図12(A)に示したよう
に、カリウム(K)と結合しながら硝酸イオン(N
3 -)の形で活性酸素生成剤61内に拡散し、硝酸カリ
ウム(KNO3)を生成する。すなわち、排気ガス中の
酸素が硝酸カリウム(KNO3)の形で活性酸素生成剤
61内に吸収によって保持される。
When the exhaust gas flows into the exhaust gas inflow passage 50 of the filter 6, as shown in FIG. 12 (A), oxygen (O 2 ) in the exhaust gas becomes O 2 or O 2 −. Adheres to the surface of platinum. NO in the exhaust gas reacts with these O 2 or O 2 to become NO 2 . NO 2 thus generated
12A is partially oxidized and retained on the active oxygen generator 61 by absorption while being oxidized on platinum, and as shown in FIG.
It diffuses in the active oxygen generator 61 in the form of O 3 ) to generate potassium nitrate (KNO 3 ). That is, oxygen in the exhaust gas is retained in the active oxygen generator 61 by absorption in the form of potassium nitrate (KNO 3 ).

【0062】ここで、燃焼室内においては主にカーボン
(C)からなる微粒子が生成される。したがって、排気
ガス中にはこれら微粒子が含まれている。排気ガス中に
含まれているこれら微粒子は排気ガスが排気ガス流入通
路50内を流れているとき、或いは、隔壁54の細孔内
を通過するときに、図12(B)において62で示した
ように、活性酸素生成剤61の表面上に接触して付着す
る。
Here, fine particles mainly composed of carbon (C) are produced in the combustion chamber. Therefore, the exhaust gas contains these fine particles. These fine particles contained in the exhaust gas are indicated by 62 in FIG. 12B when the exhaust gas is flowing in the exhaust gas inflow passage 50 or when passing through the pores of the partition wall 54. As described above, the active oxygen generator 61 comes into contact with and adheres to the surface of the active oxygen generator 61.

【0063】このように微粒子62が活性酸素生成剤6
1の表面上に付着すると、微粒子62と活性酸素生成剤
61との接触面では酸素濃度が低下する。すなわち、活
性酸素生成剤61の周囲の酸素濃度が低下する。酸素濃
度が低下すると酸素濃度の高い活性酸素生成剤61内と
の間で濃度差が生じ、斯くして、活性酸素生成剤61内
の酸素が微粒子62と活性酸素生成剤61との接触面に
向けて移動しようとする。その結果、活性酸素生成剤6
1内に形成されている硝酸カリウム(KNO3)がカリ
ウム(K)と酸素(O)とNOとに分解され、酸素
(O)が微粒子62と活性酸素生成剤61との接触面に
向かい、その一方で、NOが活性酸素生成剤61から外
部に放出される。
Thus, the fine particles 62 are the active oxygen generator 6
When it adheres to the surface of No. 1, the oxygen concentration decreases at the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen generator 61. That is, the oxygen concentration around the active oxygen generator 61 decreases. When the oxygen concentration decreases, a difference in concentration occurs between the active oxygen generating agent 61 and the active oxygen generating agent 61 having a high oxygen concentration. Try to move towards. As a result, the active oxygen generator 6
The potassium nitrate (KNO 3 ) formed in 1 is decomposed into potassium (K), oxygen (O) and NO, and the oxygen (O) goes to the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen generator 61, On the other hand, NO is released from the active oxygen generator 61 to the outside.

【0064】ここで、微粒子62と活性酸素生成剤61
との接触面に向かう酸素は、硝酸カリウムといった化合
物から分解された酸素であるので、不対電子を有し、し
たがって、極めて高い反応性を有する活性酸素となって
いる。こうして活性酸素生成剤61は活性酸素を生成す
る。なお、外部に放出されたNOは下流側の白金上にお
いて酸化され、再び活性酸素生成剤61内に保持され
る。活性酸素生成剤61によって生成される活性酸素は
そこに付着した微粒子を酸化除去するために消費され
る。すなわち、フィルタ6に捕集された微粒子は活性酸
素生成剤61によって生成される活性酸素によって酸化
除去される。
Here, the fine particles 62 and the active oxygen generator 61
Oxygen directed to the contact surface with is oxygen decomposed from a compound such as potassium nitrate, and therefore has unpaired electrons, and is thus active oxygen having extremely high reactivity. In this way, the active oxygen generator 61 generates active oxygen. The NO released to the outside is oxidized on the platinum on the downstream side, and is retained again in the active oxygen generator 61. The active oxygen generated by the active oxygen generator 61 is consumed to oxidize and remove the fine particles attached thereto. That is, the fine particles collected by the filter 6 are oxidized and removed by the active oxygen generated by the active oxygen generator 61.

【0065】このように本発明では、フィルタ6に捕集
されている微粒子は、反応性の高い活性酸素によって、
輝炎を発することなく酸化除去される。このように輝炎
を発することのない酸化によって微粒子を除去すれば、
フィルタ6の温度が過剰に高くなることがなく、したが
って、フィルタ6が熱劣化することがない。
As described above, in the present invention, the fine particles trapped in the filter 6 are generated by the highly reactive active oxygen.
It is oxidized and removed without emitting bright flame. In this way, if the fine particles are removed by oxidation that does not emit a luminous flame,
The temperature of the filter 6 does not become excessively high, so that the filter 6 is not thermally deteriorated.

【0066】さらに、微粒子を酸化除去するために利用
される活性酸素は反応性が高いので、フィルタ6の温度
が比較的低くても、微粒子は酸化除去される。すなわ
ち、圧縮点火式内燃機関から排出される排気ガスの温度
が比較的低く、このため、フィルタ6の温度も比較的低
いことが多いが、本発明によれば、フィルタ6の温度を
上昇させるための特別な処理を実行しなくても、フィル
タ6に捕集された微粒子は酸化除去され続ける。
Further, since the active oxygen used to oxidize and remove the fine particles is highly reactive, the fine particles are oxidatively removed even if the temperature of the filter 6 is relatively low. That is, the temperature of the exhaust gas discharged from the compression ignition internal combustion engine is relatively low, and therefore the temperature of the filter 6 is often relatively low. However, according to the present invention, the temperature of the filter 6 is increased. The fine particles trapped in the filter 6 continue to be oxidized and removed even if the special processing of (1) is not performed.

【0067】なお、活性酸素生成剤61は周囲に過剰な
酸素が存在するとNOXを硝酸イオンの形で保持するこ
とによって結果的に酸素を保持する。すなわち、活性酸
素生成剤61は周囲に過剰な酸素が存在するとNOX
吸収によって保持する。一方、活性酸素生成剤61は周
囲の酸素濃度が低下すると硝酸イオンの形で保持されて
いるNOXを解放することによって活性酸素を生成す
る。すなわち、活性酸素生成剤61は周囲の酸素濃度が
低下するとNOXを解放する。したがって、本発明の活
性酸素生成剤61はNOX保持剤としても機能する。
The active oxygen generator 61 retains NO x in the form of nitrate ions when excess oxygen is present in the surroundings, and consequently retains oxygen. That is, the active oxygen generator 61 retains NO X by absorbing it when excess oxygen exists in the surroundings. On the other hand, the active oxygen generating agent 61 generates active oxygen by releasing NO X retained in the form of nitrate ions when the ambient oxygen concentration decreases. That is, the active oxygen generator 61 releases NO X when the surrounding oxygen concentration decreases. Therefore, the active oxygen generator 61 of the present invention also functions as a NO X holding agent.

【0068】ここで、活性酸素生成剤61周りの酸素濃
度が低下する場合とは、上述したように、周囲の雰囲気
はリーン雰囲気であるが活性酸素生成剤61に微粒子が
付着した場合の他に、フィルタ6に流入する排気ガスの
空燃比がリッチとなって周囲の雰囲気がリッチ雰囲気と
なった場合がある。
Here, the case where the oxygen concentration around the active oxygen generator 61 decreases is as described above, in addition to the case where the surrounding atmosphere is a lean atmosphere but fine particles adhere to the active oxygen generator 61. In some cases, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter 6 becomes rich and the surrounding atmosphere becomes rich.

【0069】周囲の雰囲気はリッチ雰囲気であるが活性
酸素生成剤61に微粒子が付着することで活性酸素生成
剤61周りの酸素濃度が低下した場合に解放されたNO
Xは、上述したように、再び活性酸素生成剤61に吸収
によって保持される。一方、フィルタ6に流入する排気
ガスの空燃比がリッチとなって周囲の雰囲気がリッチ雰
囲気となった場合に解放されたNOXは、白金の作用に
よって排気ガス中の炭化水素で還元浄化される。云い換
えれば、内燃機関からリッチ空燃比の排気ガスが排出さ
れるように内燃機関の運転を制御すれば、活性酸素生成
剤61に保持されているNOXを還元浄化することがで
きる。したがって、本発明のフィルタ6は、活性酸素生
成剤61と白金とからなるNOX触媒を具備するとも言
える。
Although the surrounding atmosphere is a rich atmosphere, the NO released when the oxygen concentration around the active oxygen generator 61 decreases due to the adhesion of fine particles to the active oxygen generator 61.
As described above, X is again held by the active oxygen generator 61 by absorption. On the other hand, NO X in which ambient atmosphere is released when it becomes a rich atmosphere air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter 6 becomes rich is reduced and purified by hydrocarbons in the exhaust gas by the action of the platinum . In other words, if the operation of the internal combustion engine is controlled so that exhaust gas with a rich air-fuel ratio is discharged from the internal combustion engine, NO X retained in the active oxygen generator 61 can be reduced and purified. Therefore, it can be said that the filter 6 of the present invention is provided with the NO x catalyst composed of the active oxygen generator 61 and platinum.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明によれば、内燃機関がほぼ理論空
燃比にて運転せしめられるときに、酸素供給手段から排
気ガス中に酸素が供給される。すなわち、内燃機関がほ
ぼ理論空燃比にて運転せしめられるときには、排気ガス
中の酸素は少ないが、本発明によれば、この場合に、排
気ガスに酸素が供給されるので、パティキュレートフィ
ルタにおいて捕集した微粒子が良好に酸化される。すな
わち、本発明によれば、内燃機関から排出される排気ガ
ス中の酸素が少ないとしても、パティキュレートフィル
タに捕集された微粒子が良好に酸化される。
According to the present invention, when the internal combustion engine is operated at substantially the stoichiometric air-fuel ratio, oxygen is supplied from the oxygen supply means into the exhaust gas. That is, when the internal combustion engine is operated at almost the stoichiometric air-fuel ratio, the amount of oxygen in the exhaust gas is small, but according to the present invention, since oxygen is supplied to the exhaust gas, the particulate filter traps oxygen. The collected fine particles are well oxidized. That is, according to the present invention, even if the amount of oxygen in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is small, the fine particles trapped in the particulate filter are favorably oxidized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施形態の排気浄化装置を備えた内燃機関
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an internal combustion engine equipped with an exhaust emission control device of a first embodiment.

【図2】第1実施形態に従って空気噴射弁の動作を制御
するためのフローチャートを示す図である。
FIG. 2 is a view showing a flowchart for controlling the operation of the air injection valve according to the first embodiment.

【図3】第3実施形態に従って空気噴射弁の動作を制御
するためのフローチャートを示す図である。
FIG. 3 is a view showing a flowchart for controlling the operation of the air injection valve according to the third embodiment.

【図4】第7実施形態に従った空気噴射弁の動作を説明
するための図であり、(A)において、VSは第7実施
形態と比較される実施形態に従って空気噴射弁の動作を
制御するための制御信号であり、TFはフィルタ温度で
あり、tは時刻であり、(B)において、VSは第7実
施形態に従って空気噴射弁の動作を制御するための制御
信号であり、TFはフィルタ温度であり、tは時刻であ
る。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the air injection valve according to the seventh embodiment, and in (A), VS controls the operation of the air injection valve according to an embodiment compared with the seventh embodiment. TF is a filter temperature, t is a time, VS is a control signal for controlling the operation of the air injection valve according to the seventh embodiment, and TF is It is the filter temperature and t is the time.

【図5】第8実施形態に従った空気噴射弁の動作を説明
するための図であり、VSは第8実施形態に従って空気
噴射弁の動作を制御するための制御信号であり、TFは
フィルタ温度であり、tは時刻である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the air injection valve according to the eighth embodiment, VS is a control signal for controlling the operation of the air injection valve according to the eighth embodiment, and TF is a filter. Is temperature and t is time.

【図6】第8実施形態に従って空気噴射弁の動作を制御
するためのフローチャートを示す図である。
FIG. 6 is a view showing a flowchart for controlling the operation of the air injection valve according to the eighth embodiment.

【図7】第9実施形態の排気浄化装置を備えた内燃機関
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an internal combustion engine equipped with an exhaust emission control device of a ninth embodiment.

【図8】第10実施形態の排気浄化装置を備えた内燃機
関を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an internal combustion engine equipped with an exhaust emission control device of a tenth embodiment.

【図9】第11実施形態の排気浄化装置を備えた内燃機
関を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an internal combustion engine equipped with an exhaust emission control device of an eleventh embodiment.

【図10】第12実施形態の排気浄化装置を備えた内燃
機関を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an internal combustion engine equipped with an exhaust emission control device of a twelfth embodiment.

【図11】パティキュレートフィルタを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a particulate filter.

【図12】パティキュレートフィルタにおける微粒子の
酸化除去作用を説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the function of oxidizing and removing fine particles in the particulate filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…機関本体 4…排気通路 6…パティキュレートフィルタ 7…温度センサ 8…空気噴射弁 20,21…三元触媒 1 ... Engine body 4 ... Exhaust passage 6 ... Particulate filter 7 ... Temperature sensor 8 ... Air injection valve 20, 21 ... Three-way catalyst

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/24 B E Fターム(参考) 3G090 AA03 BA01 CA01 CA04 CB18 DA13 EA02 EA04 3G091 AA17 AB02 AB03 AB13 BA00 BA14 BA15 BA19 CA23 DB10 DC01 EA00 EA18 GA06 GB01W GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB17X HA12 HA15─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/24 F01N 3/24 B EF term (reference) 3G090 AA03 BA01 CA01 CA04 CB18 DA13 EA02 EA04 3G091 AA17 AB02 AB03 AB13 BA00 BA14 BA15 BA19 CA23 DB10 DC01 EA00 EA18 GA06 GB01W GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB17X HA12 HA15

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気ガス中の微粒子を捕集すると共に酸
化能を有するパティキュレートフィルタを内燃機関の排
気通路内に具備する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た排気ガスにパティキュレートフ
ィルタ上流において酸素を供給するための酸素供給手段
を具備し、内燃機関がほぼ理論空燃比にて運転せしめら
れるときに該酸素供給手段から排気ガスに酸素が供給さ
れることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
1. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: a particulate filter which collects fine particles in exhaust gas and has an oxidizing ability, in an exhaust passage of the internal combustion engine.
The exhaust gas discharged from the internal combustion engine is provided with oxygen supply means for supplying oxygen in the upstream side of the particulate filter, and when the internal combustion engine is operated at substantially the stoichiometric air-fuel ratio, oxygen is supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas. An exhaust emission control device for an internal combustion engine, characterized in that:
【請求項2】 上記パティキュレートフィルタの温度が
特定の温度よりも高いときに該パティキュレートフィル
タが微粒子を連続的に酸化除去することができ、内燃機
関がほぼ理論空燃比にて運転せしめられているときであ
ってもパティキュレートフィルタの温度が上記特定の温
度よりも低いときには酸素供給手段から排気ガスへの酸
素の供給が停止され、内燃機関がほぼ理論空燃比にて運
転せしめられ且つパティキュレートフィルタの温度が上
記特定の温度よりも高いときに酸素供給手段から排気ガ
スに酸素が供給され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 particulate filter is capable of continuously oxidizing and removing fine particles when the temperature of the particulate filter is higher than a specific temperature, and the internal combustion engine is operated at substantially the stoichiometric air-fuel ratio. Even when the temperature of the particulate filter is lower than the above specific temperature, the supply of oxygen from the oxygen supply means to the exhaust gas is stopped, the internal combustion engine is operated at approximately the stoichiometric air-fuel ratio, and the particulates The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein oxygen is supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas when the temperature of the filter is higher than the specific temperature.
【請求項3】 上記パティキュレートフィルタの温度が
特定の温度よりも高いときに該パティキュレートフィル
タが微粒子を連続的に酸化除去することができ、内燃機
関がほぼ理論空燃比にて運転せしめられているときであ
ってもパティキュレートフィルタの温度が上記特定の温
度よりも低いか、或いは、パティキュレートフィルタに
堆積している微粒子の量が予め定められた量よりも少な
いときには酸素供給手段から排気ガスへの酸素の供給が
停止され、内燃機関がほぼ理論空燃比にて運転せしめら
れ且つパティキュレートフィルタの温度が上記特定の温
度よりも高く且つパティキュレートフィルタに堆積して
いる微粒子の量が予め定められた量よりも多いときに酸
素供給手段から排気ガスに酸素が供給されることを特徴
とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. The particulate filter can continuously oxidize and remove fine particles when the temperature of the particulate filter is higher than a specific temperature, and the internal combustion engine is operated at substantially the stoichiometric air-fuel ratio. Even if the particulate filter temperature is lower than the specific temperature, or if the amount of particulates deposited on the particulate filter is less than a predetermined amount, exhaust gas from the oxygen supply means Supply of oxygen to the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine is operated at a substantially stoichiometric air-fuel ratio, the temperature of the particulate filter is higher than the specific temperature, and the amount of particulates accumulated on the particulate filter is predetermined. Oxygen is supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas when the amount is larger than the specified amount. Exhaust gas purification device for internal combustion engine.
【請求項4】 酸素供給手段から排気ガス中に酸素が供
給されている間に、パティキュレートフィルタの温度が
上記特定の温度よりも高い第2の特定の温度であって該
パティキュレートフィルタを熱劣化させてしまうほどの
第2の特定の温度よりも高くなったときには酸素供給手
段から排気ガスへの酸素の供給が停止されることを特徴
とする請求項2または3に記載の内燃機関の排気浄化装
置。
4. While the oxygen is being supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas, the temperature of the particulate filter is a second specific temperature higher than the specific temperature and the particulate filter is heated. The exhaust gas of an internal combustion engine according to claim 2 or 3, characterized in that the supply of oxygen from the oxygen supply means to the exhaust gas is stopped when the temperature becomes higher than the second specific temperature which causes deterioration. Purification device.
【請求項5】 酸素供給手段から排気ガスに酸素を供給
すべきときに排気ガスに供給すべき酸素のトータル量が
予め設定されており、酸素供給手段から排気ガスに酸素
を供給するときには複数回に亘る酸素供給手段からの酸
素の供給によって上記予め設定されているトータル量の
酸素が排気ガスに供給されることを特徴とする請求項1
〜3に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. A total amount of oxygen to be supplied to the exhaust gas when oxygen is to be supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas is preset, and a plurality of times is supplied when the oxygen is supplied from the oxygen supply means to the exhaust gas. 2. The total amount of oxygen set in advance is supplied to the exhaust gas by the supply of oxygen from the oxygen supply means over the entire length.
The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
【請求項6】 パティキュレートフィルタ上流の排気通
路内に三元触媒が配置されており、上記酸素供給手段が
該三元触媒上流に配置されていることを特徴とする請求
項1〜3に記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. The three-way catalyst is arranged in the exhaust passage upstream of the particulate filter, and the oxygen supply means is arranged upstream of the three-way catalyst. Exhaust gas purification device for internal combustion engine.
【請求項7】 流入する排気ガスの空燃比がほぼ理論空
燃比であるときに排気ガス中の複数の特定成分を高い浄
化率でもって同時に浄化することができる三元触媒がパ
ティキュレートフィルタ上流の排気通路内に配置され、
上記酸素供給手段が該三元触媒下流に配置されているこ
とを特徴とする請求項1〜3に記載の内燃機関の排気浄
化装置。
7. A three-way catalyst that can simultaneously purify a plurality of specific components in the exhaust gas with a high purification rate when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is substantially the stoichiometric air-fuel ratio is located upstream of the particulate filter. Placed in the exhaust passage,
The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the oxygen supply means is arranged downstream of the three-way catalyst.
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