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JP2017145704A - Exhaust gas purification system for internal combustion engine - Google Patents

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JP2017145704A
JP2017145704A JP2016025941A JP2016025941A JP2017145704A JP 2017145704 A JP2017145704 A JP 2017145704A JP 2016025941 A JP2016025941 A JP 2016025941A JP 2016025941 A JP2016025941 A JP 2016025941A JP 2017145704 A JP2017145704 A JP 2017145704A
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Japanese (ja)
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康司 根本
Yasushi Nemoto
康司 根本
森 武史
Takeshi Mori
武史 森
昌史 迫田
Masashi Sakota
昌史 迫田
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

【課題】フィルタの過昇温を抑制しながらフィルタ及びNOx触媒の再生を効率的に行うものを提供すること。【解決手段】排気浄化システムは、酸化機能及び排気中のNOxを浄化する機能を有するNSCと、排気中のPMを捕集するフィルタと、ポスト噴射の実行を許可又は禁止するポスト噴射禁止手段と、フィルタに高温かつ酸化雰囲気の排気を供給することによってフィルタに堆積したPMを燃焼除去するとともに、ポスト噴射禁止手段によって許可されている期間内ではポスト噴射を実行して排気を昇温するフィルタ再生運転と、NSCに高温かつ還元雰囲気の排気を供給することによってSOxを脱離するDeSOx運転と、を交互に行う再生制御手段と、を備える。ポスト噴射禁止手段は、DeSOx運転からフィルタ再生運転に切り換わってから、直前のDeSOx運転の実行時間に応じて設定したポスト噴射禁止時間が経過するまでポスト噴射の実行を禁止する。【選択図】図8PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter and a NOx catalyst which are efficiently regenerated while suppressing an excessive temperature rise of the filter. An exhaust gas purification system includes an NSC having an oxidizing function and a function of purifying NOx in an exhaust, a filter for collecting PM in the exhaust, and a post-injection prohibiting means for permitting or prohibiting the execution of post-injection. By supplying exhaust gas with a high temperature and oxidizing atmosphere to the filter, PM accumulated on the filter is burned and removed, and post-injection is performed to raise the temperature of the exhaust gas within the period permitted by the post-injection prohibition means. It is provided with a regeneration control means for alternately performing an operation and a DeSOx operation for desorbing SOx by supplying exhaust gas having a high temperature and a reducing atmosphere to the NSC. The post-injection prohibition means prohibits the execution of post-injection until the post-injection prohibition time set according to the execution time of the immediately preceding DeSOx operation elapses after switching from the DeSOx operation to the filter regeneration operation. [Selection diagram] FIG. 8

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。より詳しくは、排気中のNOxを浄化するNOx触媒と排気中の粒子状物質を捕集するフィルタとを組み合わせた内燃機関の排気浄化システムに関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine. More specifically, the present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine that combines a NOx catalyst that purifies NOx in exhaust gas and a filter that collects particulate matter in the exhaust gas.

従来より、NOxを浄化するNOx触媒と粒子状物質(以下、「PM(パティキュレートマター)」ともいう)を捕集するフィルタとを、内燃機関の排気通路に沿って直列に設けることにより、内燃機関の排気に含まれるNOxとPMとの両方を浄化する内燃機関の排気浄化システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, an NOx catalyst for purifying NOx and a filter for collecting particulate matter (hereinafter also referred to as “PM (particulate matter)”) are provided in series along the exhaust passage of the internal combustion engine, thereby providing an internal combustion engine. An exhaust purification system for an internal combustion engine that purifies both NOx and PM contained in the exhaust of the engine has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

フィルタにおけるPMの捕集量が大きくなると、フィルタの前後での圧損が増加してしまい、燃費が悪化するおそれがある。このため、フィルタにある程度の量のPMが捕集されると、高温かつ酸化雰囲気の排気をフィルタへ供給することによって、フィルタに捕集されたPMを燃焼除去するフィルタ再生運転が行われる。   When the amount of collected PM in the filter increases, the pressure loss before and after the filter increases, and the fuel consumption may deteriorate. For this reason, when a certain amount of PM is collected in the filter, a filter regeneration operation is performed in which PM collected in the filter is burned and removed by supplying exhaust gas in a high temperature and oxidizing atmosphere to the filter.

一方、NOx触媒は、排気中のNOxを浄化することを主な機能としているが、燃料やオイルに含まれていたSOxを捕捉する機能も有する。NOx触媒に捕捉されているSOxの量が多くなると、NOx浄化性能が低下するおそれがある。このため、NOx触媒にある程度の量のSOxが捕捉されると、上記フィルタ再生運転と同程度に高温かつ還元雰囲気の排気をNOx触媒へ供給することによって、NOx触媒に捕捉されたSOxを脱離除去し、NOx触媒の機能を回復させるNOx触媒再生運転(以下、「DeSOx運転」ともいう)が行われる。以上のように、フィルタとNOx触媒とを組み合わせた排気浄化システムでは、各々の本来の機能を発揮できる状態に維持すべく、フィルタ再生運転とDeSOx運転との両方を適切なタイミングで実行する必要がある。   On the other hand, the NOx catalyst has a main function of purifying NOx in exhaust gas, but also has a function of capturing SOx contained in fuel and oil. When the amount of SOx trapped in the NOx catalyst increases, the NOx purification performance may be reduced. For this reason, when a certain amount of SOx is trapped in the NOx catalyst, SOx trapped in the NOx catalyst is desorbed by supplying exhaust gas in a reducing atmosphere at a temperature as high as that in the filter regeneration operation to the NOx catalyst. A NOx catalyst regeneration operation (hereinafter also referred to as “DeSOx operation”) that removes and restores the function of the NOx catalyst is performed. As described above, in the exhaust gas purification system that combines the filter and the NOx catalyst, it is necessary to execute both the filter regeneration operation and the DeSOx operation at appropriate timings in order to maintain the original functions. is there.

特許文献1の排気浄化システムでは、フィルタの再生とNOx触媒の再生との両方が必要と判断された場合には、排気の温度を上昇させるフィルタ再生運転を開始するとともに、NOx触媒に流入する排気を還元雰囲気にするDeSOx運転をパルス的に繰り返し行う。上述のようにNOx触媒に捕捉されたSOxを脱離するためには還元雰囲気にしかつ排気を高温にしなければならない。特許文献1の排気浄化システムによれば、フィルタ再生運転を行うことによってフィルタとともにNOx触媒も昇温できる。したがって、フィルタを昇温するためのエネルギーを利用してNOx触媒を昇温できるので、フィルタ再生運転とDeSOx運転とをそれぞれ別々のタイミングで実行した場合と比較して、フィルタ及びNOx触媒の再生による燃費の悪化を抑制できる。   In the exhaust purification system of Patent Document 1, when it is determined that both regeneration of the filter and regeneration of the NOx catalyst are necessary, the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is started while starting the filter regeneration operation for raising the temperature of the exhaust gas. The DeSOx operation in which the atmosphere is reduced is repeatedly performed in a pulse manner. As described above, in order to desorb SOx trapped by the NOx catalyst, a reducing atmosphere and exhaust gas must be heated to a high temperature. According to the exhaust gas purification system of Patent Document 1, the temperature of the NOx catalyst can be raised together with the filter by performing the filter regeneration operation. Therefore, the NOx catalyst can be heated using the energy for raising the temperature of the filter, so that the filter and NOx catalyst are regenerated compared to the case where the filter regeneration operation and the DeSOx operation are performed at different timings. Deterioration of fuel consumption can be suppressed.

特開2005−155374号公報JP 2005-155374 A

フィルタに堆積したPMを燃焼除去するにはフィルタの温度を強制的に上昇させる必要があるが、その際に用いる昇温手段としては、所謂ポスト噴射を採用する場合が多い。ポスト噴射とは主噴射後の所定期間以降の燃料噴射をいう。ポスト噴射を行うことによって供給された燃料の多くは燃焼室内での燃焼には寄与せずにそのまま排気通路へ供給され、排気通路内に設けられた触媒で燃焼し、フィルタの昇温に寄与する。フィルタ再生運転では、ポスト噴射を行うことによってフィルタに堆積したPMの温度を上昇させるとともに、リーン制御を行い酸素を多く含んだ酸化雰囲気の排気を供給することによって、PMを燃焼除去する。   In order to burn and remove PM accumulated on the filter, it is necessary to forcibly raise the temperature of the filter, and so-called post-injection is often employed as the temperature raising means used at that time. Post injection refers to fuel injection after a predetermined period after main injection. Most of the fuel supplied by performing post injection does not contribute to the combustion in the combustion chamber, but is supplied to the exhaust passage as it is, and burns with the catalyst provided in the exhaust passage, contributing to the temperature rise of the filter. . In the filter regeneration operation, the temperature of PM accumulated on the filter is increased by performing post injection, and PM is burned and removed by performing lean control and supplying exhaust gas in an oxidizing atmosphere containing a large amount of oxygen.

一方、DeSOx運転では、フィルタ再生運転を行うことによってNOx触媒の温度が上昇した状態でリーン制御からリッチ制御に切り換え、未燃HCやCO等の還元成分を多く含んだ還元雰囲気の排気をNOx触媒に供給することによって、NOx触媒に捕捉されたSOxを脱離させる。しかしながらDeSOx運転を行い、NOx触媒に還元雰囲気の排気を供給し続けると、フィルタに堆積しているPMには排気中の未燃HCの一部が燃焼しないまま付着する。このため上記特許文献1の発明のように、DeSOx運転を行った後、フィルタ再生運転を行うべくリッチ制御からリーン制御に切り換え、さらにポスト噴射を行うと、フィルタには酸化雰囲気の排気が供給され、PMに付着していた未燃HCが短時間で急速に燃焼してしまい、フィルタの温度が急激に上昇するおそれがある。   On the other hand, in the DeSOx operation, when the temperature of the NOx catalyst is increased by performing the filter regeneration operation, the lean control is switched to the rich control, and the exhaust in the reducing atmosphere containing a large amount of reducing components such as unburned HC and CO is reduced to the NOx catalyst. The SOx trapped by the NOx catalyst is desorbed by supplying to the catalyst. However, when the DeSOx operation is performed and exhaust gas in a reducing atmosphere is continuously supplied to the NOx catalyst, a part of the unburned HC in the exhaust gas adheres to the PM deposited on the filter without burning. For this reason, as in the invention of Patent Document 1 described above, after performing DeSOx operation, switching from rich control to lean control to perform filter regeneration operation, and further performing post injection, exhaust gas in an oxidizing atmosphere is supplied to the filter. The unburned HC adhering to the PM burns rapidly in a short time, and the filter temperature may rise rapidly.

本発明は、フィルタとNOx触媒とを組み合わせて排気を浄化する内燃機関の排気浄化システムであって、フィルタの過昇温を抑制しながらフィルタ及びNOx触媒の再生を効率的に行うものを提供すること目的とする。   The present invention provides an exhaust gas purification system for an internal combustion engine that purifies exhaust gas by combining a filter and a NOx catalyst, and efficiently regenerates the filter and the NOx catalyst while suppressing excessive temperature rise of the filter. It is intended.

(1)内燃機関(例えば、後述のエンジン1)の排気浄化システム(例えば、後述の排気浄化システム2)は、前記内燃機関の排気通路(例えば、後述の排気管11)に設けられ、酸化機能及び排気中のNOxを浄化する機能を有するNOx触媒(例えば、後述の触媒コンバータ31のNSC)と、前記排気通路のうち前記NOx触媒の下流側に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ(例えば、後述のフィルタ32)と、主噴射後の所定期間以降の燃料噴射であるポスト噴射の実行を許可又は禁止するポスト噴射禁止手段(例えば、後述のECU7)と、前記フィルタに高温かつ酸化雰囲気の排気を供給することによって当該フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去するとともに、前記ポスト噴射禁止手段によって許可されている期間内では前記ポスト噴射を実行し、前記酸化機能を利用して未燃燃料を燃焼させることによって排気を昇温するフィルタ再生運転(例えば、後述の図4のS23のフィルタ再生運転)と、前記NOx触媒に高温かつ還元雰囲気の排気を供給することによって前記NOx触媒におけるSOxを脱離するNOx触媒再生運転(例えば、後述の図4のS24のDeSOx運転)と、を交互に行う再生制御手段(例えば、後述のECU7)と、を備える。前記ポスト噴射禁止手段は、前記NOx触媒再生運転から前記フィルタ再生運転に切り換わってから、直前の前記NOx触媒再生運転の実行時間及び当該NOx触媒再生運転の実行時における排気の空燃比の少なくとも何れかに応じて設定した禁止時間(例えば、後述の図6のS37のポスト噴射禁止時間)が経過するまで前記ポスト噴射の実行を禁止することを特徴とする。   (1) An exhaust purification system (for example, an exhaust purification system 2 to be described later) of an internal combustion engine (for example, an engine 1 to be described later) is provided in an exhaust passage (for example, an exhaust pipe 11 to be described later) of the internal combustion engine, and has an oxidation function. And a NOx catalyst having a function of purifying NOx in the exhaust (for example, NSC of a catalytic converter 31 described later) and a particulate matter in the exhaust is provided on the downstream side of the NOx catalyst in the exhaust passage. A filter (for example, a filter 32 to be described later), post injection prohibiting means (for example, an ECU 7 to be described later) for permitting or prohibiting execution of post injection that is fuel injection after a predetermined period after the main injection, and a high temperature in the filter. In addition, the particulate matter accumulated on the filter is burned and removed by supplying exhaust gas in an oxidizing atmosphere, and allowed by the post-injection prohibiting means. A filter regeneration operation (for example, a filter regeneration operation of S23 in FIG. 4 described later), in which the post injection is performed within the period and the exhaust temperature is increased by burning unburned fuel using the oxidation function; Regeneration control means for alternately performing NOx catalyst regeneration operation for desorbing SOx in the NOx catalyst by supplying exhaust gas of high temperature and reducing atmosphere to the NOx catalyst (for example, DeSOx operation of S24 in FIG. 4 described later). (For example, ECU 7 described later). The post-injection prohibiting means includes at least one of an execution time of the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation and an air-fuel ratio of exhaust at the time of execution of the NOx catalyst regeneration operation after switching from the NOx catalyst regeneration operation to the filter regeneration operation. The execution of the post-injection is prohibited until a prohibition time (for example, a post-injection prohibition time in S37 in FIG. 6 described later) elapses.

なお本発明で排気の空燃比とは、排気中のHCやCO等の還元成分に対する酸素の比をいう。なお以下では、空燃比との用語の代わりに、この空燃比を理論空燃比で除して得られる空気過剰率との用語を用いる場合もある。また本発明で酸化雰囲気とは、フィルタ又はNOx触媒における排気中の酸素濃度が上記還元成分の濃度に対して相対的に高い状態をいい、具体的には、例えば内燃機関における燃焼空燃比をストイキよりリーンにすることによって実現される。また本発明で還元雰囲気とは、フィルタ又はNOx触媒における排気中の酸素濃度が上記還元成分の濃度に対して相対的に低い状態をいう。この還元雰囲気は、具体的には、例えばアフター噴射等を行うことによって燃焼空燃比をストイキよりリッチにすることによって実現される。   In the present invention, the air-fuel ratio of exhaust refers to the ratio of oxygen to reducing components such as HC and CO in the exhaust. In the following, the term “air excess ratio” obtained by dividing the air-fuel ratio by the stoichiometric air-fuel ratio may be used instead of the term “air-fuel ratio”. In the present invention, the oxidizing atmosphere means a state in which the oxygen concentration in the exhaust gas in the filter or the NOx catalyst is relatively high with respect to the concentration of the reducing component. Specifically, for example, the combustion air-fuel ratio in the internal combustion engine is stoichiometric. Realized by making it leaner. In the present invention, the reducing atmosphere refers to a state in which the oxygen concentration in the exhaust gas in the filter or NOx catalyst is relatively low with respect to the concentration of the reducing component. Specifically, this reducing atmosphere is realized, for example, by making the combustion air-fuel ratio richer than stoichiometric by performing after injection or the like.

なお、主噴射の後に行う燃料噴射は、アフター噴射とこのアフター噴射よりさらに後に行うポスト噴射とに分けられる。本発明では、主噴射の後であって、例えば45〜65[degATDC]内の燃料噴射をアフター噴射と定義し、これ65[degATDC]以降の燃料噴射をポスト噴射と定義する。   The fuel injection performed after the main injection is classified into after injection and post injection performed after this after injection. In the present invention, after main injection, for example, fuel injection within 45 to 65 [degATDC] is defined as after injection, and fuel injection after 65 [degATDC] is defined as post injection.

(2)この場合、前記ポスト噴射禁止手段は、前記NOx触媒再生運転の実行中における前記ポスト噴射の実行を禁止することが好ましい。   (2) In this case, it is preferable that the post injection prohibiting unit prohibits the execution of the post injection during the execution of the NOx catalyst regeneration operation.

(3)この場合、前記ポスト噴射禁止手段は、前記直前のNOx触媒再生運転の実行時間が長いほど前記禁止時間を長く設定することが好ましい。   (3) In this case, it is preferable that the post-injection prohibiting unit sets the prohibition time longer as the execution time of the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation is longer.

(4)この場合、前記ポスト噴射禁止手段は、前記直前のNOx触媒再生運転の実行時における排気の空燃比が小さいほど前記禁止時間を長く設定することが好ましい。   (4) In this case, it is preferable that the post-injection prohibiting unit sets the prohibition time longer as the exhaust air-fuel ratio becomes smaller when the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation is executed.

(5)この場合、前記ポスト噴射禁止手段は、前記NOx触媒再生運転から前記フィルタ再生運転に切り換わった時における前記フィルタの温度が高いほど前記禁止時間を長く設定することが好ましい。   (5) In this case, it is preferable that the post-injection prohibiting unit sets the prohibition time longer as the temperature of the filter is higher when the NOx catalyst regeneration operation is switched to the filter regeneration operation.

(6)この場合、前記排気浄化システムは、前記フィルタに捕集されている粒子状物質量を推定する捕集量推定手段(例えば、後述の差圧センサ34及びECU7)と、前記NOx触媒に捕捉されているSOx量を推定するSOx量推定手段(例えば、後述のECU7)と、をさらに備え、前記再生制御手段は、前記粒子状物質量が、前記SOx量に基づいて設定された所定の閾値(例えば、後述の図2の再生開始閾値)を超えたことに応じて前記フィルタ再生運転及び前記NOx触媒再生運転の交互の実行を開始することが好ましい。   (6) In this case, the exhaust purification system includes a collection amount estimation means (for example, a differential pressure sensor 34 and an ECU 7 described later) for estimating the amount of particulate matter collected by the filter, and the NOx catalyst. SOx amount estimating means (for example, ECU 7 described later) for estimating the trapped SOx amount, and the regeneration control means has a predetermined amount in which the particulate matter amount is set based on the SOx amount. It is preferable to start the filter regeneration operation and the NOx catalyst regeneration operation alternately in response to exceeding a threshold value (for example, a regeneration start threshold value in FIG. 2 described later).

(7)この場合、前記再生制御手段は、前記SOx量が多いほど前記閾値を小さな値に設定することが好ましい。   (7) In this case, it is preferable that the regeneration control unit sets the threshold value to a smaller value as the SOx amount increases.

(1)本発明では、フィルタにおける粒子状物質を燃焼除去するフィルタ再生運転と、NOx触媒におけるSOxを脱離するNOx触媒再生運転とを交互に行う。またフィルタ再生運転では、ポスト噴射禁止手段によって許可されている期間内でポスト噴射を実行し、NOx触媒における酸化機能を利用してポスト噴射によって供給された燃料を燃焼させることによってフィルタやNOx触媒の温度を上昇させる。またポスト噴射禁止手段は、NOx触媒再生運転からフィルタ再生運転に切り換わってから、所定の禁止時間が経過するまでポスト噴射の実行を禁止する。これにより、NOx触媒再生運転を行っている間にフィルタの粒子状物質に付着した未燃HCとともにフィルタに堆積しているPMが、NOx触媒再生運転からフィルタ再生運転に切り換わった後、急激に燃焼するのを防止できるので、フィルタの過昇温を防止できる。また本発明では、直前のNOx触媒再生運転の実行時間及び実行時の排気の空燃比の少なくとも何れかに応じて上記禁止時間の長さを設定する。これら実行時間や排気の空燃比は、NOx触媒再生運転からフィルタ再生運転に切り換えた時に、フィルタに堆積している粒子状物質に付着する未燃HCの量と相関があることから、このようなパラメータに応じて禁止時間の長さを設定することにより、フィルタの過昇温をより確実に防止できる。また本発明では、NOx触媒再生運転からフィルタ再生運転に切り換えてから上記禁止時間が経過するまでの間は、ポスト噴射を実行しない代わりに直前のNOx触媒再生運転によって供給された未燃HCを利用してフィルタの温度を高温に維持できるので、フィルタの過昇温を回避しながら、ポスト噴射に利用する燃料の消費を抑制できる。   (1) In the present invention, the filter regeneration operation for burning and removing particulate matter in the filter and the NOx catalyst regeneration operation for desorbing SOx in the NOx catalyst are alternately performed. Further, in the filter regeneration operation, the post injection is executed within the period permitted by the post injection prohibiting means, and the fuel supplied by the post injection is burned by using the oxidation function in the NOx catalyst, so that the filter and the NOx catalyst are burned. Increase temperature. The post-injection prohibiting unit prohibits the execution of post-injection until a predetermined prohibition time has elapsed after switching from the NOx catalyst regeneration operation to the filter regeneration operation. As a result, the PM accumulated on the filter together with the unburned HC adhering to the particulate matter of the filter during the NOx catalyst regeneration operation is suddenly changed from the NOx catalyst regeneration operation to the filter regeneration operation. Since combustion can be prevented, overheating of the filter can be prevented. In the present invention, the length of the prohibition time is set according to at least one of the execution time of the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation and the air-fuel ratio of the exhaust gas at the time of execution. Since the execution time and the air-fuel ratio of the exhaust are correlated with the amount of unburned HC adhering to the particulate matter deposited on the filter when the NOx catalyst regeneration operation is switched to the filter regeneration operation, By setting the length of the prohibition time according to the parameter, it is possible to more reliably prevent overheating of the filter. Further, in the present invention, the unburned HC supplied by the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation is used instead of not performing the post-injection until the prohibition time elapses after switching from the NOx catalyst regeneration operation to the filter regeneration operation. Since the temperature of the filter can be maintained at a high temperature, it is possible to suppress consumption of fuel used for post injection while avoiding excessive temperature rise of the filter.

(2)本発明では、フィルタ再生運転とNOx触媒再生運転とを交互に行うことから、フィルタ再生運転を行った後しばらくの間は、ポスト噴射を行わずともNOx触媒の温度はSOxが脱離する程度の温度に維持される。そこで本発明では、NOx触媒再生運転からフィルタ再生運転に切り換わった直後だけでなく、NOx触媒再生運転を実行している間のポスト噴射も禁止する。これにより、ポスト噴射を禁止する期間をさらに長くできるので、ポスト噴射に利用する燃料の消費をさらに抑制できる。   (2) In the present invention, since the filter regeneration operation and the NOx catalyst regeneration operation are alternately performed, the SOx is desorbed at the temperature of the NOx catalyst without performing post injection for a while after the filter regeneration operation. The temperature is maintained at such a level. Therefore, in the present invention, not only immediately after switching from the NOx catalyst regeneration operation to the filter regeneration operation, but also post injection during execution of the NOx catalyst regeneration operation is prohibited. Thereby, since the period which prohibits post-injection can be made longer, consumption of the fuel utilized for post-injection can further be suppressed.

(3)フィルタ再生運転の開始時点において粒子状物質に付着している未燃HCの量は、直前のNOx触媒再生運転の実行時間が長くなるほど多くなる。よって直前のNOx触媒再生運転の実行時間が長いほど、粒子状物質に付着した未燃HCが酸化雰囲気の排気の下で穏やかに燃焼させるために必要な時間も長くなる。本発明では、直前のNOx触媒再生運転の実行時間が長いほどポスト噴射の禁止時間を長く設定する。これにより、直前のNOx触媒再生運転の実行時間に応じてポスト噴射の禁止時間を過不足のない適切な長さに設定できる。   (3) The amount of unburned HC adhering to the particulate matter at the start of the filter regeneration operation increases as the execution time of the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation becomes longer. Therefore, the longer the execution time of the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation, the longer the time required for the unburned HC adhering to the particulate matter to be gently burned under the exhaust of the oxidizing atmosphere. In the present invention, the post-injection prohibition time is set longer as the execution time of the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation is longer. As a result, the post-injection prohibition time can be set to an appropriate length without excess or deficiency in accordance with the execution time of the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation.

(4)フィルタ再生運転の開始時点において粒子状物質に付着している未燃HCの量は、直前のNOx触媒再生運転の実行時における排気の空燃比が小さくなるほど(すなわち、リッチ側に深くなるほど)多くなる。よって直前のNOx触媒再生運転における排気の空燃比が小さいほど、粒子状物質に付着した未燃HCが酸化雰囲気の排気の下で穏やかに燃焼させるために必要な時間も長くなる。本発明では、直前のNOx触媒再生運転における排気の空燃比が小さいほどポスト噴射の禁止時間を長く設定する。これにより、直前のNOx触媒再生運転における排気の空燃比に応じてポスト噴射の禁止時間を過不足のない適切な長さに設定できる。   (4) The amount of unburned HC adhering to the particulate matter at the start of the filter regeneration operation becomes smaller as the air-fuel ratio of the exhaust gas at the time of execution of the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation becomes smaller (that is, as it becomes deeper toward the rich side). ) Become more. Therefore, the smaller the air-fuel ratio of the exhaust gas in the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation, the longer the time required for gently burning the unburned HC adhering to the particulate matter under the oxidizing atmosphere exhaust gas. In the present invention, the post-injection prohibition time is set longer as the exhaust air-fuel ratio in the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation is smaller. As a result, the post-injection inhibition time can be set to an appropriate length without excess or deficiency in accordance with the air-fuel ratio of the exhaust gas in the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation.

(5)フィルタ再生運転の開始時点におけるフィルタの温度が高いほど、フィルタに堆積している粒子状物質は直前のNOx触媒再生運転によって付着した未燃HCとともに急激に燃焼しやすくなる。本発明では、フィルタ再生運転の開始時点でのフィルタの温度が高いほど、禁止時間を長く設定し、フィルタの温度を低下又は温度のさらなる上昇を抑制させるための期間を長く設ける。これにより、フィルタ再生運転の開始時点におけるフィルタの温度に応じてポスト噴射の禁止時間を過不足のない適切な長さに設定できる。   (5) The higher the temperature of the filter at the start of the filter regeneration operation, the easier the particulate matter deposited on the filter burns rapidly with the unburned HC adhering to the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation. In the present invention, the higher the temperature of the filter at the start of the filter regeneration operation, the longer the prohibition time is set, and the longer the period for decreasing the temperature of the filter or suppressing the temperature from rising further. Thus, the post injection prohibited time can be set to an appropriate length without excess or deficiency in accordance with the temperature of the filter at the start of the filter regeneration operation.

(6)フィルタ再生運転には昇温するために余分な燃料が必要となることから、燃料の消費をできるだけ抑制するため、フィルタ再生運転はフィルタに捕集されている粒子状物質量がある閾値を超えてから開始する。ここで本発明のようにフィルタ再生運転とNOx触媒再生運転とを交互に同じ期間内に行う場合、上記閾値をフィルタの粒子状物質の許容能力に合わせて大きな値に設定すると、その分だけ燃料の消費を抑制できるが、NOx触媒にはSOxが捕捉された状態が維持されがちになり、十分なNOx浄化性能を発揮できなくなるおそれがある。本発明では、NOx触媒に捕捉されているSOx量を推定し、このSOx量に基づいてフィルタ再生運転を開始するための閾値を設定する。これにより、NOx触媒のNOx浄化性能が低下しすぎないような適切なタイミングでフィルタ再生運転及びNOx触媒再生運転を実行できる。   (6) Since extra fuel is required to raise the temperature in the filter regeneration operation, the filter regeneration operation has a threshold value with a certain amount of particulate matter collected in the filter in order to suppress fuel consumption as much as possible. Start over. Here, when the filter regeneration operation and the NOx catalyst regeneration operation are alternately performed within the same period as in the present invention, if the threshold value is set to a large value in accordance with the permissible capacity of the particulate matter of the filter, the fuel is correspondingly increased. However, the NOx catalyst tends to maintain the trapped state of SOx, and there is a possibility that sufficient NOx purification performance cannot be exhibited. In the present invention, the amount of SOx trapped in the NOx catalyst is estimated, and a threshold value for starting the filter regeneration operation is set based on the amount of SOx. Thereby, the filter regeneration operation and the NOx catalyst regeneration operation can be executed at an appropriate timing so that the NOx purification performance of the NOx catalyst does not deteriorate too much.

(7)本発明では、NOx触媒におけるSOx量が多いほどフィルタ再生運転の閾値を小さな値に設定する。これにより、NOx触媒におけるSOx量が多い場合には、少ない場合よりも速いタイミングでフィルタ再生運転及びNOx触媒再生運転を実行できるので、多くのSOxを捕捉することによるNOx浄化性能の低下を抑制できる。   (7) In the present invention, the filter regeneration operation threshold is set to a smaller value as the amount of SOx in the NOx catalyst increases. As a result, when the amount of SOx in the NOx catalyst is large, the filter regeneration operation and the NOx catalyst regeneration operation can be executed at a faster timing than when the amount of SOx is small. .

本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化システムの構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. フィルタ及びNSCを再生するタイミングを決定するフローチャートである。It is a flowchart which determines the timing which reproduces | regenerates a filter and NSC. SOx捕捉量とこれに応じた再生開始閾値との関係を規定したマップの一例である。It is an example of the map which prescribed | regulated the relationship between the SOx trapping amount and the reproduction | regeneration start threshold value according to this. 交互再生運転の具体的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific procedure of an alternating regeneration driving | operation. 交互再生運転の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of an alternating regeneration driving | operation. ポスト噴射禁止処理の具体的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific procedure of a post injection prohibition process. ポスト噴射禁止時間決定テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the post injection prohibition time determination table. 交互再生運転中に図6のポスト噴射禁止処理を適用した場合におけるポスト噴射量の変化の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the change of the post injection quantity at the time of applying the post injection prohibition process of FIG. 6 during alternate regeneration operation.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る内燃機関(以下、「エンジン」という)1及びその排気浄化システム2の構成を示す図である。排気浄化システム2は、エンジン1の排気ポートから延びる排気管11に設けられた触媒浄化装置3と、エンジン1及び触媒浄化装置3を制御する電子制御ユニット(以下、「ECU」という)7と、を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 1 and its exhaust purification system 2 according to the present embodiment. The exhaust purification system 2 includes a catalyst purification device 3 provided in an exhaust pipe 11 extending from an exhaust port of the engine 1, an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 7 that controls the engine 1 and the catalyst purification device 3, Is provided.

エンジン1は、燃焼空燃比をストイキよりもリーンとする所謂リーン燃焼を基本とするもの、より具体的には例えばディーゼルエンジンやリーンバーンガソリンエンジン等を言うが、これに限るものではない。エンジン1には、各シリンダに燃料を噴射する燃料噴射弁17が設けられている。この燃料噴射弁17を駆動するアクチュエータは、ECU7からの制御信号に応じて電磁的に接続されている。ECU7は、図示しない燃料噴射制御の下で燃料噴射弁17からの燃料噴射量や燃料噴射時期を決定し、これが実現されるように燃料噴射弁17を駆動する。   The engine 1 is based on so-called lean combustion in which the combustion air-fuel ratio is leaner than stoichiometric, more specifically, for example, a diesel engine or a lean burn gasoline engine, but is not limited thereto. The engine 1 is provided with a fuel injection valve 17 that injects fuel into each cylinder. The actuator that drives the fuel injection valve 17 is electromagnetically connected in accordance with a control signal from the ECU 7. The ECU 7 determines the fuel injection amount and fuel injection timing from the fuel injection valve 17 under fuel injection control (not shown), and drives the fuel injection valve 17 so that this is realized.

触媒浄化装置3は、それぞれ排気管11に設けられた触媒コンバータ31と、フィルタ32と、フィルタ前温度センサ33と、差圧センサ34と、空燃比センサ35と、を備える。   The catalyst purification device 3 includes a catalytic converter 31 provided in the exhaust pipe 11, a filter 32, a pre-filter temperature sensor 33, a differential pressure sensor 34, and an air-fuel ratio sensor 35.

触媒コンバータ31は、フロースルー型のハニカム構造体を基材として、この基材にNOx吸蔵還元型触媒(以下では、「NSC」との略称を用いる)を担持して構成される。NSCは、酸化雰囲気下では排気中のNOxを吸蔵し、還元雰囲気下では吸蔵しているNOxを還元浄化するNOx浄化機能と、酸化雰囲気下では排気中のHC、CO、及び後述のポスト噴射によって供給された未燃燃料等を燃焼する酸化機能と、を備える。NSCで吸蔵できるNOxの量には上限がある。またNSCのNOx吸蔵量が増加すると、NSCによるNOx浄化性能が低下する。このためECU7は、NSCに還元雰囲気の排気を供給することによってNSCに吸蔵されているNOxを還元浄化するDeNOx運転を所定のタイミングで実行し、NSCのNOx浄化性能を高く維持する。   The catalytic converter 31 includes a flow-through honeycomb structure as a base material, and a NOx occlusion reduction type catalyst (hereinafter abbreviated as “NSC”) is supported on the base material. NSC stores NOx in exhaust under an oxidizing atmosphere, and reduces and purifies NOx stored in a reducing atmosphere, and HC, CO in exhaust, and post-injection described later under an oxidizing atmosphere. And an oxidation function for burning supplied unburned fuel and the like. There is an upper limit to the amount of NOx that can be stored by NSC. Further, when the NOx storage amount of NSC increases, the NOx purification performance by NSC decreases. Therefore, the ECU 7 performs a DeNOx operation for reducing and purifying NOx stored in the NSC by supplying exhaust gas in a reducing atmosphere to the NSC at a predetermined timing, and maintains the NOx purification performance of the NSC at a high level.

NSCは、エンジン1の燃料やオイルに含まれていたSOxを捕捉する機能も有しており、またSOx捕捉量が増加すると、NSCによるNOx浄化性能が低下する。そこでECU7は、NSCに高温かつ還元雰囲気の排気を供給することによってNSCに捕捉されているSOxの脱離を促進するDeSOx運転を所定のタイミングで実行し、NSCのNOx浄化性能を高く維持する。このDeSOx運転の具体的な手順や実行タイミング等については、後に図2〜図8等を参照しながら詳細に説明する。   The NSC also has a function of capturing SOx contained in the fuel and oil of the engine 1, and the NOx purification performance by the NSC decreases when the SOx trapping amount increases. Therefore, the ECU 7 performs a DeSOx operation that promotes the desorption of SOx trapped in the NSC by supplying exhaust gas of high temperature and reducing atmosphere to the NSC at a predetermined timing, and maintains the NOx purification performance of the NSC at a high level. Specific procedures, execution timings, and the like of this DeSOx operation will be described later in detail with reference to FIGS.

フィルタ32は、排気管11のうち触媒コンバータ31の下流側に設けられる。フィルタ32は、多孔質壁で区画形成された複数のセルを有するウォールフロー型のハニカム構造体と、各セルに対し上流側と下流側とで互い違いに設けられた目封じと、を備える。エンジン1から排出された排気に含まれるスート及びSOF等のPMは、フィルタ32の多孔質壁の細孔を通過する過程で捕集される。フィルタ32に過剰な量のPMが堆積すると、フィルタ32の前後の圧力降下が増加し、これによってエンジン1における燃料噴射量が増加し、結果として燃費が悪化するおそれがある。また、過剰な量のPMが堆積すると異常昇温が起こり、フィルタ32が溶損するおそれもある。そこでECU7は、フィルタ32に高温かつ酸化雰囲気の排気を供給することによってフィルタ32に堆積したPMの燃焼除去を促進するフィルタ再生運転を所定のタイミングで実行し、フィルタ32には過剰な量のPMが堆積しないようにする。このフィルタ再生運転の具体的な手順や実行タイミング等については、後に図2〜図8等を参照しながら詳細に説明する。   The filter 32 is provided in the exhaust pipe 11 on the downstream side of the catalytic converter 31. The filter 32 includes a wall flow type honeycomb structure having a plurality of cells partitioned by a porous wall, and plugs provided alternately on the upstream side and the downstream side with respect to each cell. PM such as soot and SOF contained in the exhaust discharged from the engine 1 is collected in the process of passing through the pores of the porous wall of the filter 32. If an excessive amount of PM accumulates on the filter 32, the pressure drop before and after the filter 32 increases, which increases the fuel injection amount in the engine 1, and as a result, the fuel consumption may deteriorate. Further, when an excessive amount of PM is deposited, an abnormal temperature rise occurs and the filter 32 may be melted. Therefore, the ECU 7 performs a filter regeneration operation that promotes combustion removal of PM accumulated on the filter 32 by supplying exhaust gas in a high temperature and oxidizing atmosphere to the filter 32, and the filter 32 has an excessive amount of PM. To prevent deposition. The specific procedure and execution timing of the filter regeneration operation will be described later in detail with reference to FIGS.

フィルタ前温度センサ33は、排気管11のうちフィルタ32の上流側に設けられる。フィルタ前温度センサ33は、フィルタ32に流入する排気の温度を検出し、検出値に応じた信号をECU7に送信する。ECU7では、フィルタ前温度センサ33の出力信号に基づいて、フィルタ32の温度(以下、単に「フィルタ温度」ともいう)を算出する。   The pre-filter temperature sensor 33 is provided on the upstream side of the filter 32 in the exhaust pipe 11. The pre-filter temperature sensor 33 detects the temperature of the exhaust gas flowing into the filter 32 and transmits a signal corresponding to the detected value to the ECU 7. The ECU 7 calculates the temperature of the filter 32 (hereinafter also simply referred to as “filter temperature”) based on the output signal of the pre-filter temperature sensor 33.

差圧センサ34は、フィルタ32の前後で発生する差圧(圧力降下)を検出し、検出値に応じた信号をECU7に送信する。ECU7では、差圧センサ34の出力信号に基づいて、フィルタ32のPM堆積量を算出する。   The differential pressure sensor 34 detects a differential pressure (pressure drop) generated before and after the filter 32 and transmits a signal corresponding to the detected value to the ECU 7. In the ECU 7, the PM accumulation amount of the filter 32 is calculated based on the output signal of the differential pressure sensor 34.

空燃比センサ35は、例えば排気管11のうち触媒コンバータ31の上流側に設けられる。空燃比センサ35は、触媒コンバータ31に流入する排気の空燃比を検出し、検出値に応じた信号をECU7に送信する。   The air-fuel ratio sensor 35 is provided, for example, on the upstream side of the catalytic converter 31 in the exhaust pipe 11. The air-fuel ratio sensor 35 detects the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalytic converter 31, and transmits a signal corresponding to the detected value to the ECU 7.

ECU7は、センサの検出信号をA/D変換するI/Oインターフェース、後述の図2、図4及び図6等に示すフローチャートに沿った処理を実行するCPU、この処理の下で決定した態様で各種デバイスを駆動する駆動回路、及び後述の図3のマップや禁止時間決定テーブル等の各種データを記憶するRAMやROM等で構成されるマイクロコンピュータである。   The ECU 7 is an I / O interface that performs A / D conversion of the sensor detection signal, a CPU that executes processing in accordance with flowcharts shown in FIGS. 2, 4, and 6 to be described later, and the mode determined under this processing. The microcomputer includes a drive circuit that drives various devices, and a RAM, a ROM, and the like that store various data such as a map and a prohibited time determination table in FIG.

図2は、フィルタ及びNSCを再生するタイミングを決定するフローチャートである。より具体的には、図2は、フィルタ再生運転及びNSCを再生するためのDeSOx運転を実行するタイミングを規定する交互再生フラグ及びDeSOx許可フラグの値を更新する手順を示すフローチャートであり、ECUにおいて所定の周期で繰り返し実行される。ここで交互再生フラグとは、フィルタ再生運転及びDeSOx運転の交互の実行(以下ではこれを、「交互再生運転」ともいう)が許可された状態であることを明示するフラグである。DeSOx許可フラグとは、DeSOx運転の実行が許可された状態であることを明示するフラグである。ECUでは、後に図3を参照して説明するように、交互再生フラグのみが1にセットされている場合にはフィルタ再生運転を行い、交互再生フラグ及びDeSOx許可フラグの両方が1にセットされている場合にはDeSOx運転を行う。   FIG. 2 is a flowchart for determining the timing for reproducing the filter and the NSC. More specifically, FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for updating the values of the alternate regeneration flag and the DeSOx permission flag that define the timing for executing the filter regeneration operation and the DeSOx operation for regenerating the NSC. It is repeatedly executed at a predetermined cycle. Here, the alternating regeneration flag is a flag that clearly indicates that the alternate execution of the filter regeneration operation and the DeSOx operation (hereinafter also referred to as “alternate regeneration operation”) is permitted. The DeSOx permission flag is a flag that clearly indicates that execution of the DeSOx operation is permitted. As will be described later with reference to FIG. 3, the ECU performs the filter regeneration operation when only the alternate regeneration flag is set to 1, and both the alternate regeneration flag and the DeSOx permission flag are set to 1. If so, the DeSOx operation is performed.

始めにS1では、ECUは、現在のフィルタのPM堆積量を推定し、S2に移る。このPM堆積量は、例えば差圧センサの出力を用いて直接取得することもできるし、燃料噴射量や排気温度等のエンジンの運転状態の履歴に基づいて推定することもできる。S2では、ECUは、交互再生フラグが1であるか否かを判定する。S2の判定がNOである場合、交互再生運転を開始する時期に達したか否かを判断すべくS3以降の処理を実行し、S2の判定がYESである場合、実行中の交互再生運転を終了する時期に達したか否かを判断すべくS11以降の処理を実行する。   First, in S1, the ECU estimates the current PM accumulation amount of the filter, and proceeds to S2. The PM accumulation amount can be directly acquired using, for example, the output of the differential pressure sensor, or can be estimated based on the history of the operating state of the engine such as the fuel injection amount and the exhaust temperature. In S2, the ECU determines whether or not the alternate regeneration flag is 1. When the determination of S2 is NO, the process after S3 is executed to determine whether or not the time for starting the alternate regeneration operation has been reached, and when the determination of S2 is YES, the alternate regeneration operation being performed is performed. The processing after S11 is executed to determine whether or not it is time to finish.

S3では、ECUは、現在のNSCに捕捉されているSOxの量であるSOx捕捉量を推定し、S4に移る。NSCのSOx捕捉量は、例えば燃料噴射量の積算値や車両の走行距離等に基づいて推定できるが、SOx捕捉量を推定する手段はこれに限らない。NSCにおけるNOx浄化率はSOx捕捉量に応じて低下することから、SOx捕捉量はNSCのNOx浄化率を用いて間接的に取得できる。   In S3, the ECU estimates the SOx trapping amount that is the amount of SOx trapped by the current NSC, and proceeds to S4. The amount of SOx trapped by the NSC can be estimated based on, for example, the integrated value of the fuel injection amount or the travel distance of the vehicle. Since the NOx purification rate in NSC decreases according to the SOx trapping amount, the SOx trapping amount can be indirectly acquired using the NSC NOx purification rate.

S4では、ECUは、S3で取得したSOx捕捉量に基づいて、交互再生運転を開始するタイミングを決定するためにPM堆積量に対して設定される閾値である再生開始閾値を設定する。S4では、例えば、SOx捕捉量とこれに応じた再生開始閾値との関係を規定したマップ(例えば、図3参照)を用いることによって、S3で取得したSOx捕捉量に応じた再生開始閾値を設定する。ここで再生開始閾値は、図3に例示するように、SOx捕捉量が多いほど小さな値に設定することが好ましい。これにより、NSCに多くのSOxが捕捉されているほど速いタイミングで交互再生運転が開始するので、再生開始閾値を固定した場合と比較して、NSCのNOx浄化性能を安定化することができる。特に本実施形態のように交互再生運転を行う場合、フィルタのPMの許容能力に合わせて再生開始閾値を大きな値で固定すると、その分だけ燃料の消費を抑制できるが、NSCにはSOxが捕捉された状態が維持されがちになり、十分なNOx浄化性能を発揮できなくなるおそれがある。本実施形態では、SOx捕捉量が多いほど再生開始閾値を小さな値に設定することにより、NSCのNOx浄化性能が低下しすぎないような適切なタイミングで交互再生運転を実行できる。   In S4, the ECU sets a regeneration start threshold, which is a threshold set for the PM accumulation amount, in order to determine the timing for starting the alternate regeneration operation based on the SOx trapping amount acquired in S3. In S4, for example, by using a map (for example, see FIG. 3) that defines the relationship between the SOx capture amount and the regeneration start threshold corresponding thereto, the regeneration start threshold corresponding to the SOx capture amount acquired in S3 is set. To do. Here, as exemplified in FIG. 3, it is preferable to set the regeneration start threshold value to a smaller value as the SOx trapping amount increases. As a result, the alternating regeneration operation starts at a faster timing as more SOx is captured by the NSC, so that the NOx purification performance of the NSC can be stabilized as compared with the case where the regeneration start threshold is fixed. In particular, when alternating regeneration operation is performed as in this embodiment, if the regeneration start threshold value is fixed to a large value in accordance with the PM allowable capacity of the filter, fuel consumption can be suppressed by that amount, but SOx is captured by NSC. The maintained state tends to be maintained, and there is a risk that sufficient NOx purification performance cannot be exhibited. In the present embodiment, by setting the regeneration start threshold value to a smaller value as the SOx trapping amount increases, the alternate regeneration operation can be performed at an appropriate timing so that the NOx purification performance of the NSC does not deteriorate too much.

S5では、ECUは、S1で取得したPM堆積量がS4で設定した再生開始閾値を超えたか否かを判定する。S5の判定がYESである場合、ECUは、交互再生運転を開始する時期に達したと判断し、交互再生フラグを0から1にセットし(S6参照)、この処理を終了する。ここで交互再生フラグを1にセットすることにより、フィルタ再生運転とDeSOx運転の交互再生運転が開始する(後述の図4のS21参照)。またS5の判定がNOである場合、交互再生フラグ及びDeSOx許可フラグを共に0に維持したまま、この処理を終了する。   In S5, the ECU determines whether or not the PM accumulation amount acquired in S1 exceeds the regeneration start threshold set in S4. If the determination in S5 is YES, the ECU determines that it is time to start the alternate regeneration operation, sets the alternate regeneration flag from 0 to 1 (see S6), and ends this process. Here, by setting the alternate regeneration flag to 1, the alternate regeneration operation of the filter regeneration operation and the DeSOx operation starts (see S21 in FIG. 4 described later). If the determination in S5 is NO, the process ends with both the alternate regeneration flag and the DeSOx permission flag maintained at 0.

S11では、ECUは、フィルタに堆積していたPMがほぼ全て燃焼除去されたか否か、より具体的には、S1で取得したPM堆積量が0より僅かに大きな値に設定された所定の再生終了閾値以下になったか否かを判定する。S11の判定がYESである場合、ECUは、交互再生運転を終了する時期に達したと判断し、交互再生フラグを0にリセットし(S12参照)、さらにDeSOx許可フラグも0にリセットし(S13参照)、この処理を終了する。S11の判定がNOである場合、すなわちフィルタに堆積したPMが未だ十分に除去されていない場合には、S14に移る。   In S11, the ECU determines whether or not almost all PM accumulated on the filter has been burned and removed, more specifically, the predetermined regeneration in which the PM accumulation amount acquired in S1 is set to a value slightly larger than 0. It is determined whether or not the end threshold value is reached. If the determination in S11 is YES, the ECU determines that it is time to end the alternate regeneration operation, resets the alternate regeneration flag to 0 (see S12), and further resets the DeSOx permission flag to 0 (S13). This process is terminated. If the determination in S11 is NO, that is, if the PM deposited on the filter has not been sufficiently removed, the process proceeds to S14.

S14では、ECUは、DeSOx許可フラグが1であるか否かを判定する。S14の判定がNOである場合、すなわちフィルタ再生運転の実行中である場合には、ECUは、DeSOx運転を開始する時期に達したか否かを判断すべく、S15に移る。S14の判定がYESである場合には、ECUは、実行中のDeSOx運転を終了する時期に達したか否かを判断すべく、S18に移る。   In S14, the ECU determines whether or not the DeSOx permission flag is 1. If the determination in S14 is NO, that is, if the filter regeneration operation is being performed, the ECU proceeds to S15 to determine whether it is time to start the DeSOx operation. If the determination in S14 is YES, the ECU proceeds to S18 to determine whether or not it is time to end the currently executing DeSOx operation.

S15では、ECUは、所定のDeSOx運転条件を充足しているか否かを判定する。ここでDeSOx運転条件とは、DeSOx運転を開始するための条件を規定したものであり、例えば以下の(A)〜(E)の5つの条件で構成される。   In S15, the ECU determines whether or not a predetermined DeSOx operating condition is satisfied. Here, the DeSOx operation condition defines a condition for starting the DeSOx operation, and includes, for example, the following five conditions (A) to (E).

(A)前回のDeSOx運転が終了してから所定の最低インターバル時間が経過したこと。
(B)PM堆積量が再生開始閾値より小さな所定値以下であること。
(C)エンジンの運転状態が、少なくともアイドル運転領域を除いた所定の領域内であること。
(D)フィルタの上流側の排気の温度が、少なくともNSCのSOx脱離温度を含む所定のDeSOx許可温度範囲内であること。
(E)脱離すべきSOxが所定量以上、NSCに捕捉されていること。
(A) A predetermined minimum interval time has elapsed since the last DeSOx operation was completed.
(B) The PM accumulation amount is not more than a predetermined value smaller than the regeneration start threshold value.
(C) The operating state of the engine is within a predetermined region excluding at least the idle operation region.
(D) The temperature of the exhaust gas upstream of the filter is within a predetermined DeSOx allowable temperature range including at least the NSC SOx desorption temperature.
(E) A predetermined amount or more of SOx to be desorbed is captured by the NSC.

DeSOx運転を長時間にわたって連続して実行したり、フィルタに多くのPMが堆積した状態でDeSOx運転を実行したりすると、多くのPMに未燃HCが付着するため、DeSOx運転からフィルタ再生運転に切り換えた際に、フィルタが過昇温に至るおそれがある。S15の処理では、条件(A)や(B)を課すことによって、このような理由によってフィルタが過昇温に至るのを防止する。またDeSOx運転からフィルタ再生運転に切り換わった際に、例えばエンジンの運転状態がアイドル状態であると、フィルタには低流量かつ高酸素濃度の排気が流入するため、フィルタが過昇温に至る可能性がさらに高くなる。そこでS15の処理では、条件(C)をさらに課すことにより、エンジンの運転状態が所定の領域内である場合にDeSOx運転を開始できるようにしている。また、実行しようとするDeSOx運転において、NSCから効率的にSOxを脱離させるため、S15の処理では、条件(D)や(E)をさらに課している。   If the DeSOx operation is performed continuously over a long period of time or if the DeSOx operation is performed with a large amount of PM deposited on the filter, unburned HC will adhere to many PMs, so the DeSOx operation will change to the filter regeneration operation. When switching, the filter may reach an excessive temperature rise. In the process of S15, the conditions (A) and (B) are imposed to prevent the filter from being overheated for such a reason. In addition, when switching from DeSOx operation to filter regeneration operation, for example, if the engine is in an idle state, exhaust gas with a low flow rate and high oxygen concentration flows into the filter, so the filter may reach an excessive temperature rise. The sex becomes even higher. Therefore, in the process of S15, a condition (C) is further imposed so that the DeSOx operation can be started when the operating state of the engine is within a predetermined region. In addition, in the DeSOx operation to be performed, in order to efficiently desorb SOx from the NSC, conditions (D) and (E) are further imposed in the process of S15.

ECUは、上記(A)〜(E)の5つの条件の全てが満たされた場合には、DeSOx運転が許可されたと判断し、DeSOx許可フラグを0から1にセットし(S16参照)、さらにDeSOx運転を継続して実行する時間に相当する目標リッチ時間を設定し、この処理を終了する。またECUは、(A)〜(E)の何れかの条件が満たされていない場合には、DeSOx運転を開始する時期には達していないと判断し、DeSOx許可フラグを0に維持したまま、この処理を終了する。   When all of the above five conditions (A) to (E) are satisfied, the ECU determines that the DeSOx operation is permitted, sets the DeSOx permission flag from 0 to 1 (see S16), and further A target rich time corresponding to a time during which the DeSOx operation is continuously executed is set, and this process ends. If any of the conditions (A) to (E) is not satisfied, the ECU determines that it is not time to start the DeSOx operation, and maintains the DeSOx permission flag at 0. This process ends.

S18では、ECUは、DeSOx運転を開始してからS17で設定した目標リッチ時間が経過したか否かを判定する。S18の判定がYESである場合、ECUは、DeSOx運転からフィルタ再生運転に切り換えるべく、DeSOx許可フラグを1から0にリセットし(S13参照)、この処理を終了する。S18の判定がNOである場合、ECUは、DeSOx運転を継続すべくDeSOx許可フラグを1に維持したまま、この処理を終了する。   In S18, the ECU determines whether or not the target rich time set in S17 has elapsed since the DeSOx operation was started. If the determination in S18 is YES, the ECU resets the DeSOx permission flag from 1 to 0 in order to switch from the DeSOx operation to the filter regeneration operation (see S13), and ends this process. If the determination in S18 is NO, the ECU ends this process while maintaining the DeSOx permission flag at 1 to continue the DeSOx operation.

図4は、交互再生運転の具体的な手順を示すフローチャートである。図4の処理は、図2の処理で更新される交互再生フラグ及びDeSOx許可フラグや、後述の図6において更新されるポスト噴射禁止フラグ等を参照しながら、ECUにおいて所定の周期で繰り返し実行される。   FIG. 4 is a flowchart showing a specific procedure of the alternating regeneration operation. The processing in FIG. 4 is repeatedly executed at a predetermined cycle in the ECU while referring to the alternate regeneration flag and the DeSOx permission flag updated in the processing in FIG. 2, the post injection prohibition flag updated in FIG. The

S21では、ECUは、交互再生フラグが1であるか否かを判定する。S21の判定がNOである場合、ECUは、フィルタ再生運転及びDeSOx運転を行わずに直ちにこの処理を終了する。S21の判定がYESである場合、ECUは、S22に移る。   In S21, the ECU determines whether or not the alternate regeneration flag is 1. If the determination in S21 is NO, the ECU immediately ends this process without performing the filter regeneration operation and the DeSOx operation. If the determination in S21 is YES, the ECU proceeds to S22.

S22では、ECUは、DeSOx許可フラグが1であるか否かを判定する。S22の判定がNOである場合、すなわち交互再生フラグのみ1である場合には、ECUは、フィルタにPMの燃焼温度より高温かつ酸化雰囲気の排気を供給することによって、フィルタに堆積したPMの燃焼除去を促進するフィルタ再生運転を実行する(S23参照)。より具体的には、フィルタ再生運転では、燃焼空燃比をストイキよりリーンにするリーン制御を行うとともに、後述のポスト噴射禁止フラグが0である期間内ではポスト噴射を実行し、NSCの酸化機能を利用してポスト噴射で供給した未燃燃料を燃焼させることによって排気を昇温する。ポスト噴射量は、フィルタ温度がPMの燃焼温度に維持されるように、例えばフィルタ前温度センサの出力を用いて制御される。ここで、ポスト噴射禁止フラグとはポスト噴射の実行が禁止された状態であることを明示するフラグであり、その値は、後述の図6の処理において、フィルタの過昇温が防止されるような適切なタイミングで更新される。   In S22, the ECU determines whether or not the DeSOx permission flag is 1. When the determination of S22 is NO, that is, when only the alternate regeneration flag is 1, the ECU burns the PM accumulated on the filter by supplying exhaust gas having an oxidizing atmosphere higher than the combustion temperature of PM to the filter. A filter regeneration operation that promotes removal is executed (see S23). More specifically, in the filter regeneration operation, lean control is performed so that the combustion air-fuel ratio becomes leaner than stoichiometric, and post-injection is executed during a period in which the post-injection prohibition flag described later is 0, and the NSC oxidation function is performed. The exhaust gas is heated by burning unburned fuel supplied by post injection. The post injection amount is controlled using, for example, the output of the pre-filter temperature sensor so that the filter temperature is maintained at the PM combustion temperature. Here, the post-injection prohibition flag is a flag that clearly indicates that the execution of post-injection is prohibited, and the value thereof is used to prevent overheating of the filter in the process of FIG. 6 described later. It is updated at an appropriate timing.

S22の判定がYESである場合、すなわち交互再生フラグ及びDeSOx許可フラグの両方が1である場合には、ECUは、NSCにおけるSOxの脱離温度より高温かつ還元雰囲気の排気をNSCに供給することによって、NSCにおけるSOxの脱離を促進するDeSOx運転を実行する(S24参照)。より具体的には、DeSOx運転では、空燃比センサの出力を用いることによってNSCに流入する排気の空燃比がストイキよりリッチ側に設定された所定の目標リッチ空燃比になるように、燃焼空燃比をストイキよりリッチにするリッチ制御を行うことによって、上記のような高温かつ還元雰囲気の排気をNSCに供給し、SOxを脱離させる。   If the determination in S22 is YES, that is, if both the alternate regeneration flag and the DeSOx permission flag are 1, the ECU supplies the NSC with exhaust gas having a temperature higher than the desorption temperature of SOx in NSC and reducing atmosphere. Thus, a DeSOx operation that promotes SOx desorption in the NSC is executed (see S24). More specifically, in the DeSOx operation, by using the output of the air-fuel ratio sensor, the combustion air-fuel ratio is set so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NSC becomes a predetermined target rich air-fuel ratio set richer than the stoichiometry. By performing rich control that makes the gas richer than stoichiometric, exhaust gas in a high temperature and reducing atmosphere as described above is supplied to the NSC, and SOx is desorbed.

図5は、図2〜図4の交互再生運転の一例を示すタイムチャートである。図5の上段にはPM堆積量(図5中、線51参照)とNSCの温度(図5中、線52参照)と車速(図5中、線53参照)とを示し、中段には空気過剰率λを示し、下段にはSOx捕捉量を示す。また図5では、フィルタ再生運転が実行されている期間をハッチングで示し、DeSOx運転が実行されている期間をグレーで示す。   FIG. 5 is a time chart showing an example of the alternating regeneration operation of FIGS. The upper part of FIG. 5 shows the PM accumulation amount (see line 51 in FIG. 5), the NSC temperature (see line 52 in FIG. 5), and the vehicle speed (see line 53 in FIG. 5). The excess ratio λ is shown, and the SOx trapping amount is shown in the lower part. In FIG. 5, the period during which the filter regeneration operation is performed is indicated by hatching, and the period during which the DeSOx operation is performed is indicated by gray.

始めに時刻t1では、PM堆積量がSOx捕捉量に応じて設定された再生開始閾値を超えたことに応じて交互再生フラグが1になり(図2のS3〜S6参照)、これにより、フィルタ再生運転とDeSOx運転とを交互に実行する交互再生運転が開始する(図4のS21参照)。初めは、フィルタ再生運転が実行される(図4のS23参照)。フィルタ再生運転では、後述の図6のポスト噴射禁止処理によって許可されている期間内でのみポスト噴射を行うことによってフィルタに高温かつ酸化雰囲気の排気を供給する。これによって、フィルタの温度が上昇し、堆積していたPMが徐々に燃焼除去され、PM堆積量が減少し始める。またフィルタ再生運転ではポスト噴射によって供給した未燃燃料をNSCの酸化機能を利用して燃焼することによって排気の温度を上昇させるため、フィルタの温度上昇とともにNSCの温度も上昇する。   First, at time t1, the alternate regeneration flag becomes 1 (see S3 to S6 in FIG. 2) in response to the PM accumulation amount exceeding the regeneration start threshold set in accordance with the SOx trapping amount. The alternate regeneration operation in which the regeneration operation and the DeSOx operation are alternately performed is started (see S21 in FIG. 4). Initially, the filter regeneration operation is executed (see S23 in FIG. 4). In the filter regeneration operation, exhaust gas in a high-temperature and oxidizing atmosphere is supplied to the filter by performing post-injection only within a period permitted by post-injection prohibition processing in FIG. As a result, the temperature of the filter rises, and the accumulated PM is gradually burned and removed, and the amount of accumulated PM begins to decrease. Further, in the filter regeneration operation, the unburned fuel supplied by the post injection is burned by using the oxidation function of the NSC to raise the temperature of the exhaust gas. Therefore, the temperature of the NSC rises as the temperature of the filter rises.

時刻t2では、図2のS15におけるDeSOx運転が充足したと判定されることにより、DeSOx許可フラグが1になり(図2のS15,S16参照)、これによりDeSOx運転が開始する(図4のS24参照)。DeSOx運転では、NSCに高温かつ還元雰囲気の排気を供給する。これによって、NSCに捕捉されていたSOxが脱離し、SOx捕捉量が減少する。図2のS17で設定した目標リッチ時間にわたってDeSOx運転を行うとDeSOx許可フラグが0にリセットされ(図2のS18,S13参照)、ふたたびフィルタ再生運転が開始する。その後は図2のS15のDeSOx運転条件が充足される度にDeSOx運転が実行され、これにより時刻t3においてPM堆積量が再生終了閾値を下回るまでフィルタ再生運転とDeSOx運転が交互に実行される。ここでDeSOx運転条件では最低インターバル時間を設けていることから、各DeSOx運転の間隔は、少なくとも最低インターバル時間以上空けられる。   At time t2, when it is determined that the DeSOx operation in S15 of FIG. 2 is satisfied, the DeSOx permission flag is set to 1 (see S15 and S16 of FIG. 2), thereby starting the DeSOx operation (S24 of FIG. 4). reference). In the DeSOx operation, the NSC is supplied with high-temperature and reducing atmosphere exhaust. As a result, the SOx trapped in the NSC is desorbed, and the amount of SOx trapped decreases. When the DeSOx operation is performed for the target rich time set in S17 of FIG. 2, the DeSOx permission flag is reset to 0 (see S18 and S13 of FIG. 2), and the filter regeneration operation is started again. Thereafter, every time the DeSOx operation condition of S15 in FIG. 2 is satisfied, the DeSOx operation is executed, and thereby, at time t3, the filter regeneration operation and the DeSOx operation are executed alternately until the PM accumulation amount falls below the regeneration end threshold. Here, since the minimum interval time is provided in the DeSOx operation condition, the interval of each DeSOx operation is at least longer than the minimum interval time.

図6は、ポスト噴射の実行を許可又は禁止するポスト噴射禁止処理の具体的な手順を示すフローチャートであり、ECUにおいて、所定の周期で繰り返し実行される。   FIG. 6 is a flowchart showing a specific procedure of the post-injection prohibiting process for permitting or prohibiting the execution of post-injection, and is repeatedly executed in the ECU at a predetermined cycle.

S31では、ECUは、交互再生フラグが1であるか否かを判定する。S31の判定がNOである場合には、ECUは、ポスト噴射の実行を許可すべくポスト噴射禁止フラグを0にセットし(S32参照)、この処理を終了する。S31の判定がYESである場合、ECUは、DeSOx許可フラグが1であるか否かを判定する(S33参照)。   In S31, the ECU determines whether or not the alternate regeneration flag is 1. If the determination in S31 is NO, the ECU sets a post-injection prohibition flag to 0 to permit execution of post-injection (see S32), and ends this process. If the determination in S31 is YES, the ECU determines whether or not the DeSOx permission flag is 1 (see S33).

S33の判定がYESである場合、すなわち現在DeSOx運転が行われている場合には、ECUは、フィルタの過昇温を防止するためにポスト噴射の実行を禁止すべくポスト噴射禁止フラグを1にセットし(S34参照)、この処理を終了する。   If the determination in S33 is YES, that is, if the DeSOx operation is currently being performed, the ECU sets the post-injection prohibition flag to 1 to prohibit the execution of post-injection in order to prevent overheating of the filter. Set (see S34), and the process is terminated.

S33の判定がNOである場合、ECUは、DeSOx許可フラグが前回から今回にかけて1から0に切り換わったか否か、換言すれば前回から今回にかけてDeSOx運転からフィルタ再生運転に切り換わった否かを判定する(S35参照)。S35の判定がYESである場合、ECUは、S36に移り、直前まで実行していたDeSOx運転の実行時間と現時点でのフィルタ温度とを取得し、S37に移る。S37では、ECUは、S36で取得した実行時間とフィルタ温度とに応じて、後述のポスト噴射禁止時間の長さを設定した後、S34に移り、ポスト噴射禁止フラグを1にセットし、この処理を終了する。   If the determination in S33 is NO, the ECU determines whether the DeSOx permission flag has been switched from 1 to 0 from the previous time to this time, in other words, whether the DeSOx operation has been switched from the previous time to the current time to the filter regeneration operation. Determine (see S35). If the determination in S35 is YES, the ECU proceeds to S36, acquires the execution time of the DeSOx operation that has been performed until immediately before and the current filter temperature, and proceeds to S37. In S37, the ECU sets the length of the post-injection prohibition time described later according to the execution time and filter temperature acquired in S36, and then proceeds to S34 to set the post-injection prohibition flag to 1, and this process Exit.

S37では、ECUは、DeSOx運転の実行時間とフィルタ温度を用いて、例えば図7に示すようなポスト噴射禁止時間決定テーブルを検索することによってポスト噴射禁止時間の長さを設定する。図7のテーブルに示すように、ポスト噴射禁止時間は、フィルタ温度が高いほど長く設定し、また直前のDeSOx運転の実行時間が長いほど長く設定することが好ましい。   In S37, using the execution time of the DeSOx operation and the filter temperature, the ECU sets the length of the post injection prohibition time by searching a post injection prohibition time determination table as shown in FIG. 7, for example. As shown in the table of FIG. 7, it is preferable to set the post-injection prohibition time longer as the filter temperature is higher and to be longer as the execution time of the immediately preceding DeSOx operation is longer.

S35の判定がNOである場合、ECUは、DeSOx運転からフィルタ再生運転に切り換わってから、S37でその長さを設定したポスト噴射禁止時間が経過したか否かを判定する(S38参照)。ECUは、DeSOx運転からフィルタ再生運転に切り換わってからポスト噴射禁止時間が経過するまでの間(すなわち、S38の判定がNOである間)は、ポスト噴射禁止フラグを1にセットし(S34参照)、ポスト噴射禁止時間が経過した後(すなわち、S38の判定がYESとなった後)は、ポスト噴射禁止フラグを0にセットする(S32参照)。   If the determination in S35 is NO, the ECU determines whether or not the post-injection prohibition time for which the length has been set in S37 has elapsed after switching from the DeSOx operation to the filter regeneration operation (see S38). The ECU sets the post-injection prohibition flag to 1 until the post-injection prohibition time has elapsed after switching from the DeSOx operation to the filter regeneration operation (that is, while the determination in S38 is NO) (see S34). ) After the post-injection prohibition time has elapsed (that is, after the determination in S38 is YES), the post-injection prohibition flag is set to 0 (see S32).

以上のようなポスト噴射禁止処理によれば、DeSOx運転の実行中と、フィルタ再生運転中であってDeSOx運転からフィルタ再生運転に切り換わってからS37で設定したポスト噴射禁止時間が経過するまでの間ではポスト噴射の実行が禁止され、フィルタ再生運転中であって上記ポスト噴射禁止時間が経過した後ではポスト噴射の実行が許可される。   According to the post-injection prohibition process as described above, the post-injection prohibition time set in S37 elapses after the DeSOx operation is being executed and the filter regeneration operation is being performed and the DeSOx operation is switched to the filter regeneration operation. In the meantime, execution of post injection is prohibited, and execution of post injection is permitted after the post injection prohibition time has elapsed during the filter regeneration operation.

図8は、交互再生運転中に図6のポスト噴射禁止処理を適用した場合におけるポスト噴射量の変化の一例を示すタイムチャートである。図8の上段にはフィルタ温度(図8中、線81参照)と空気過剰率(図8中、線82参照)とDeSOx許可フラグ(図8中、線83参照)とを示し、下段にはポスト噴射量を示す。図8には、従来のポスト噴射量、すなわち上述のポスト噴射禁止処理を適用しなかった場合におけるポスト噴射量の変化を比較のため破線で示す。また図8には、薄いグレーで示す期間、すなわち時刻t1〜t2の間と、時刻t4〜t5の間と、時刻t7〜t8の間とで、DeSOx運転を実行し、それ以外の期間ではフィルタ再生運転を行った場合の例を示す。   FIG. 8 is a time chart showing an example of a change in the post injection amount when the post injection prohibiting process of FIG. 6 is applied during the alternating regeneration operation. 8 shows the filter temperature (see line 81 in FIG. 8), the excess air ratio (see line 82 in FIG. 8), and the DeSOx permission flag (see line 83 in FIG. 8). Indicates the post injection amount. In FIG. 8, the change of the post injection amount in the case where the conventional post injection amount, that is, the above-described post injection prohibiting process is not applied is shown by a broken line for comparison. In FIG. 8, the DeSOx operation is performed during the period indicated in light gray, that is, between time t1 and t2, between time t4 and t5, and between time t7 and t8. An example in the case of performing the regeneration operation is shown.

先ず、DeSOx運転を実行している間は、ポスト噴射の実行が禁止される(図6のS33,S34参照)。このため、図8に示すようにDeSOx運転を実行する時刻t1〜t2,t4〜t5,t7〜t8では、ポスト噴射量は0になる。またDeSOx運転を行っている間は、NSCには高温かつ空気過剰率が1より小さな還元雰囲気の排気が供給されるので(図4のS24参照)、NSCの下流側のフィルタに堆積したPMには排気中の未燃HCが付着する。   First, during execution of the DeSOx operation, the execution of post injection is prohibited (see S33 and S34 in FIG. 6). For this reason, as shown in FIG. 8, the post-injection amount becomes 0 at times t1 to t2, t4 to t5, and t7 to t8 when the DeSOx operation is executed. During the DeSOx operation, the NSC is supplied with exhaust gas in a reducing atmosphere having a high temperature and an excess air ratio of less than 1 (see S24 in FIG. 4), so the PM accumulated on the filter on the downstream side of the NSC To which unburned HC in the exhaust adheres.

またDeSOx運転が終了しフィルタ再生運転に切り換わった後、フィルタ再生運転を開始した直後は、図6のS37で設定したポスト噴射禁止時間が経過するまでポスト噴射の実行が禁止される(図6のS38参照)。図8では、ポスト噴射の実行が禁止される期間を濃いグレーで示す。このため、DeSOx運転からフィルタ再生運転に切り換わってからポスト噴射禁止時間(図8中、時刻t2〜t3,t5〜t6,t8〜t9)は、フィルタ再生運転中であってもポスト噴射の実行が禁止され、ポスト噴射量は0になる。このようにDeSOx運転からフィルタ再生運転に切り換わった直後にポスト噴射禁止時間にわたりポスト噴射の実行を禁止することにより、PMに付着した未燃HCをこの禁止時間の間で穏やかに燃焼させることができるので、DeSOx運転からフィルタ再生運転に切り換わった直後にPMが急速燃焼し、フィルタが過昇温に至るのを防止できる(図8中、破線84a,84b,84c参照)。またこのようにポスト噴射の実行を禁止する期間ではPMに付着した未燃HCを用いてPMの燃焼が促進されるので、ポスト噴射を禁止しても直ちにフィルタ温度が低下することもないので、その分だけポスト噴射に消費する燃料の量を抑制できる(図8中、破線85a,85b,85c参照)。また、フィルタ温度及び直前のDeSOx運転の実行時間に応じてポスト噴射禁止時間の長さを設定することにより(図7参照)、ポスト噴射禁止時間を過不足のない適切な長さに設定できる。   Immediately after the DeSOx operation is finished and the filter regeneration operation is started, the execution of the post injection is prohibited until the post injection inhibition time set in S37 of FIG. 6 has passed (FIG. 6). S38). In FIG. 8, the period during which post injection is prohibited is shown in dark gray. For this reason, the post-injection prohibition time (from time t2 to t3, t5 to t6, t8 to t9 in FIG. 8) after the switch from the DeSOx operation to the filter regeneration operation is performed even during the filter regeneration operation. Is prohibited and the post-injection amount becomes zero. Immediately after switching from the DeSOx operation to the filter regeneration operation as described above, the post-injection is prohibited during the post-injection prohibition time, so that the unburned HC adhering to the PM can be gently burned during the prohibition time. Therefore, it is possible to prevent PM from rapidly burning immediately after switching from the DeSOx operation to the filter regeneration operation and causing the filter to overheat (see broken lines 84a, 84b, 84c in FIG. 8). In addition, since the combustion of PM is promoted by using unburned HC adhering to the PM during the period in which the execution of the post injection is prohibited, the filter temperature does not immediately decrease even if the post injection is prohibited. Accordingly, the amount of fuel consumed for post injection can be suppressed (see broken lines 85a, 85b, 85c in FIG. 8). Further, by setting the length of the post-injection prohibition time according to the filter temperature and the execution time of the immediately preceding DeSOx operation (see FIG. 7), the post-injection prohibition time can be set to an appropriate length without excess or deficiency.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。
例えば、上記実施形態では、ポスト噴射禁止時間の長さを直前のDeSOx運転の実行時間に応じて変更したが(図6のS37参照)、本発明はこれに限らない。ポスト噴射禁止時間の長さは、直前のDeSOx運転の実行時における排気の空燃比に応じて変更してもよいし、実行時間と排気の空燃比との両方に応じて変更してよく、このようにしてもほぼ同じ効果を奏する。また排気の空燃比に応じて変更する場合、直前のDeSOx運転の実行時の排気の空燃比が小さいほどPMに付着する未燃HCの量も増えることから、ポスト噴射禁止時間はより長く設定することが好ましい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this.
For example, in the above embodiment, the length of the post-injection prohibition time is changed according to the execution time of the immediately preceding DeSOx operation (see S37 in FIG. 6), but the present invention is not limited to this. The length of the post-injection prohibition time may be changed according to the exhaust air / fuel ratio at the time of execution of the immediately preceding DeSOx operation, or may be changed according to both the execution time and the exhaust air / fuel ratio. Even if it does, it has the almost same effect. Also, when changing according to the air-fuel ratio of the exhaust, the post-injection prohibition time is set longer because the amount of unburned HC adhering to the PM increases as the air-fuel ratio of the exhaust during the immediately preceding DeSOx operation decreases. It is preferable.

1…エンジン(内燃機関)
11…排気管(排気通路)
2…排気浄化システム
31…触媒コンバータ(NOx触媒)
32…フィルタ
34…差圧センサ(捕集量推定手段)
7…ECU(ポスト噴射禁止手段、再生制御手段、捕集量推定手段、SOx量推定手段)
1. Engine (internal combustion engine)
11 ... Exhaust pipe (exhaust passage)
2. Exhaust purification system 31 ... Catalytic converter (NOx catalyst)
32 ... Filter 34 ... Differential pressure sensor (collection amount estimation means)
7 ... ECU (post injection prohibiting means, regeneration control means, collection amount estimation means, SOx amount estimation means)

Claims (7)

内燃機関の排気通路に設けられ、酸化機能及び排気中のNOxを浄化する機能を有するNOx触媒と、
前記排気通路のうち前記NOx触媒の下流側に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
主噴射後の所定期間以降の燃料噴射であるポスト噴射の実行を許可又は禁止するポスト噴射禁止手段と、
前記フィルタに高温かつ酸化雰囲気の排気を供給することによって当該フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去するとともに、前記ポスト噴射禁止手段によって許可されている期間内では前記ポスト噴射を実行し、前記酸化機能を利用して未燃燃料を燃焼させることによって排気を昇温するフィルタ再生運転と、前記NOx触媒に高温かつ還元雰囲気の排気を供給することによって前記NOx触媒におけるSOxを脱離するNOx触媒再生運転と、を交互に行う再生制御手段と、を備え、
前記ポスト噴射禁止手段は、前記NOx触媒再生運転から前記フィルタ再生運転に切り換わってから、直前の前記NOx触媒再生運転の実行時間及び当該NOx触媒再生運転の実行時における排気の空燃比の少なくとも何れかに応じて設定した禁止時間が経過するまで前記ポスト噴射の実行を禁止することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
A NOx catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and having an oxidation function and a function of purifying NOx in the exhaust;
A filter that is provided downstream of the NOx catalyst in the exhaust passage and collects particulate matter in the exhaust;
Post-injection prohibiting means for permitting or prohibiting execution of post-injection which is fuel injection after a predetermined period after main injection;
The particulate matter deposited on the filter is burned and removed by supplying high-temperature and oxidizing atmosphere exhaust to the filter, and the post-injection is executed within a period permitted by the post-injection prohibiting means, and the oxidation Filter regeneration operation that raises the temperature of exhaust gas by burning unburned fuel using the function, and NOx catalyst regeneration that desorbs SOx in the NOx catalyst by supplying high-temperature and reducing atmosphere exhaust gas to the NOx catalyst And a regeneration control means for alternately driving and
The post-injection prohibiting means includes at least one of an execution time of the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation and an air-fuel ratio of exhaust at the time of execution of the NOx catalyst regeneration operation after switching from the NOx catalyst regeneration operation to the filter regeneration operation. An exhaust purification system for an internal combustion engine, wherein execution of the post-injection is prohibited until a prohibition time set according to the time elapses.
前記ポスト噴射禁止手段は、前記NOx触媒再生運転の実行中における前記ポスト噴射の実行を禁止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システム。   The exhaust purification system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the post-injection prohibiting unit prohibits the execution of the post-injection during the execution of the NOx catalyst regeneration operation. 前記ポスト噴射禁止手段は、前記直前のNOx触媒再生運転の実行時間が長いほど前記禁止時間を長く設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排気浄化システム。   The exhaust purification system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the post-injection prohibiting unit sets the prohibition time to be longer as the execution time of the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation is longer. 前記ポスト噴射禁止手段は、前記直前のNOx触媒再生運転の実行時における排気の空燃比が小さいほど前記禁止時間を長く設定することを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。   4. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the post-injection prohibiting unit sets the prohibition time longer as the air-fuel ratio of exhaust at the time of execution of the immediately preceding NOx catalyst regeneration operation is smaller. Exhaust purification system. 前記ポスト噴射禁止手段は、前記NOx触媒再生運転から前記フィルタ再生運転に切り換わった時における前記フィルタの温度が高いほど前記禁止時間を長く設定することを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。   The post-injection prohibiting unit sets the prohibition time longer as the temperature of the filter is higher when the NOx catalyst regeneration operation is switched to the filter regeneration operation. 2. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to 1. 前記フィルタに捕集されている粒子状物質量を推定する捕集量推定手段と、
前記NOx触媒に捕捉されているSOx量を推定するSOx量推定手段と、をさらに備え、
前記再生制御手段は、前記粒子状物質量が、前記SOx量に基づいて設定された所定の閾値を超えたことに応じて前記フィルタ再生運転及び前記NOx触媒再生運転の交互の実行を開始することを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
A collection amount estimating means for estimating the amount of particulate matter collected in the filter;
SOx amount estimation means for estimating the amount of SOx trapped in the NOx catalyst,
The regeneration control means starts alternating execution of the filter regeneration operation and the NOx catalyst regeneration operation in response to the particulate matter amount exceeding a predetermined threshold set based on the SOx amount. An exhaust purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein:
前記再生制御手段は、前記SOx量が多いほど前記閾値を小さな値に設定することを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の排気浄化システム。   The exhaust purification system for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the regeneration control means sets the threshold value to a smaller value as the SOx amount increases.
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