DE10251686B4 - Emission control system and method for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine mit: einer Partikelfiltervorrichtung (42, 142) zum Fangen von Fremdstoffen, die in dem Abgas der Brennkraftmaschine enthalten sind, wobei die Filtervorrichtung (42, 142) wiederhergestellt werden kann durch Verbrennen der Fremdstoffe, die durch das Filter gefangen werden, mittels der Zufuhr von Kraftstoff zu dem Abgas und Erhöhen der Temperatur des Filters durch Verbrennen des Kraftstoffs; einer Brennkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung (13), die in einer Brennkammer des Motors vorgesehen ist, die nicht nur eine Hauptkraftstoffeinspritzung durchführen kann, die vorgesehen ist zum Erzeugen eines Drehmoments, sondern auch eine Sekundärkraftstoffeinspritzung, die vorgesehen ist zum Erhöhen der Temperatur der Filtervorrichtung (42, 142) durch Verbrennen dieses Kraftstoffes in dem Abgaskanal; und einer Abgaskanalkraftstoffeinspritzvorrichtung (17), die in einem Abgaskanal des Motors stromaufwärts der Filtervorrichtung (42, 142) vorgesehen ist; dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein Wiederherstellprozess der Filtervorrichtung (42, 142) durchgeführt werden soll, Kraftstoff durch die Brennkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung (13) zugeführt wird, wenn eine Betttemperatur...An exhaust purification system for an internal combustion engine comprising: a particulate filter device (42, 142) for trapping foreign matter contained in the exhaust gas of the internal combustion engine, the filter device (42, 142) being recoverable by burning the foreign matter trapped by the filter; by adding fuel to the exhaust gas and increasing the temperature of the filter by burning the fuel; a combustion chamber fuel injection device (13) which is provided in a combustion chamber of the engine, which can perform not only a main fuel injection, which is provided for generating a torque, but also a secondary fuel injection, which is provided for increasing the temperature of the filter device (42, 142) by burning this fuel in the exhaust passage; and an exhaust passage fuel injection device (17) provided in an exhaust passage of the engine upstream of the filter device (42, 142); characterized in that when a recovery process of the filter device (42, 142) is to be performed, fuel is supplied through the combustion chamber fuel injector (13) when a bed temperature ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystem und ein Verfahren für eine Brennkraftmaschine und insbesondere auf eine Kraftstofffördersteuerung beziehungsweise Regelung.The invention relates to an exhaust gas purification system and a method for an internal combustion engine and in particular to a fuel delivery control or regulation.

Angesichts von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen verwendet werden, ist es in den letzten Jahren erforderlich geworden, die Abgasemissionen zu vermindern durch Beseitigen schädlicher Gasbestandteile wie beispielsweise Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx), die in dem Abgas enthalten sind, das von einer Brennkraftmaschine abgegeben wird, bevor das Abgas in die Umgebungsluft freigegeben wird.In view of internal combustion engines used in automobiles, it has become necessary in recent years to reduce the exhaust emissions by eliminating harmful gas components such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) and nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas which is discharged from an internal combustion engine before the exhaust gas is released into the ambient air.

Bei einem Dieselmotor als ein selbstzündender Motor, der Leichtöl als Kraftstoff verwendet, ist es besonders wichtig, feine Partikel (Fremdstoffe) wie beispielsweise Ruß und SOF (lösliche organische Fraktion) zu beseitigen, die in dem Abgas enthalten sind, sowie Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC), Stickoxide (NOx) und so weiter.In a diesel engine as a self-igniting engine using light oil as a fuel, it is particularly important to eliminate fine particles (foreign matter) such as soot and SOF (soluble organic fraction) contained in the exhaust gas, and carbon monoxide (CO). Hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NOx) and so on.

Jeder Fremdstoff ist eine Mischung, die Ruß als ihren Hauptbestandteil enthält und eine Vielzahl anderer Substanzen. Der Ruß hat seinen Ursprung in dem Kraftstoff und bildet einen schwarzen Rauch. Diese Bestandteile werden in nicht lösliche Substanzen wie beispielsweise Ruß und Sulfate eingeteilt und lösliche Substanzen (SOF) wie beispielsweise unverbrannte Kraftstoffbestandteile und unverbrannte Ölbestandteile in Abhängigkeit dessen, ob sie in einem organischen Lösungsmittel löslich sind.Each impurity is a mixture containing soot as its main component and a variety of other substances. The soot has its origin in the fuel and forms a black smoke. These ingredients are classified into insoluble substances such as carbon black and sulfates, and soluble substances (SOF) such as unburned fuel components and unburned oil components depending on whether they are soluble in an organic solvent.

Es wird angenommen, dass Ruß als ein Ergebnis komplizierte Reaktionen erzeugt wird, die beim Verbrennen von Kraftstoff mit unzureichender Luftmenge auftreten. Insbesondere werden Kraftstoffmoleküle pyrolisiert, um dehydriert zu werden, wodurch Kerne von Fremdstoffen (Vorläufer von Ruß) erzeugt werden. Die Kerne kleben dann zusammen, um aneinander zu haften, wodurch Ruß erzeugt wird. Bei der Dieselverbrennung wird eine große Rußmenge erzeugt während einer Diffusionsverbrennung von Kraftstoff. Wenn Luft in eine Flamme bei einem späten Stadium der Verbrennung eingeführt wird, tritt jedoch eine Nachverbrennung auf und der erzeugte Ruß wird sofort vermindert. Sulfate werden in der Gestalt von Schwefelsäurenebel erzeugt, wenn Schwefelbestandteile oxidiert werden, um Wasser zu binden während der Verbrennung.As a result, it is believed that soot is produced as complicated as the reactions that occur when combusting fuel with an insufficient amount of air. In particular, fuel molecules are pyrolyzed to be dehydrated, thereby producing cores of foreign matter (precursors of carbon black). The cores then stick together to adhere to each other, thereby producing soot. In diesel combustion, a large amount of soot is generated during diffusion combustion of fuel. However, when air is introduced into a flame at a late stage of combustion, afterburning occurs and the generated soot is immediately reduced. Sulfates are produced in the form of sulfuric acid mist when sulfur components are oxidized to bind water during combustion.

Bei einem bekannten Verfahren ist jedoch ein Partikelfilter in einem Abgaskanal eines Dieselmotors angeordnet. Der Partikelfilter ist gebildet aus einem Substrat einschließlich einer großen Anzahl an feinen Poren, die durch mitgerissene Luftblasen gebildet werden, um seine spezifische Oberfläche pro Volumeneinheit zu erhöhen. Wenn das Abgas durch die Poren des Filters hindurchströmt, werden in dem Abgas enthaltene Fremdstoffe adsorbiert und somit an den Oberflächen des Filters gefangen.In a known method, however, a particulate filter is arranged in an exhaust passage of a diesel engine. The particulate filter is formed of a substrate including a large number of fine pores formed by entrained air bubbles to increase its specific surface area per unit volume. As the exhaust gas passes through the pores of the filter, foreign substances contained in the exhaust gas are adsorbed and thus trapped on the surfaces of the filter.

Wenn jedoch übermäßig viele Fremdstoffe an dem Partikelfilter gesammelt und akkumuliert sind, werden die Bahnen des Abgases in dem Filter verstopft, wodurch die Strömung des Abgases blockiert wird.However, if excess impurities are accumulated and accumulated on the particulate filter, the trajectories of the exhaust gas in the filter become clogged, thereby blocking the flow of the exhaust gas.

Wenn die Strömung des Abgases bei dem Partikelfilter wie vorstehend beschrieben blockiert ist, erhöht sich der Druck des Abgases in einem Abschnitt des Abgaskanals, der sich stromaufwärts des Partikelfilters befindet und der somit erhöhte Abgasdruck wirkt als ein Rückdruck auf die Brennkraftmaschine.When the flow of the exhaust gas is blocked at the particulate filter as described above, the pressure of the exhaust gas increases in a portion of the exhaust passage, which is upstream of the particulate filter and thus the increased exhaust pressure acts as a back pressure on the internal combustion engine.

Somit ist es notwendig, das Partikelfilter wiederherzustellen durch Beseitigen der Fremdstoffe, die daran akkumuliert sind, bevor deren Menge übermäßig groß wird.Thus, it is necessary to recover the particulate filter by eliminating the foreign matter accumulated there before the amount thereof becomes excessively large.

Ein Verfahren zum Wiederherstellen eines Partikelfilters besteht in dem Erzeugen einer Oxidationsatmosphäre in dem Partikelfilter, um daran gefangene Fremdstoffe zu oxidieren beziehungsweise zu verbrennen.One method of restoring a particulate filter is to create an oxidizing atmosphere in the particulate filter to oxidize or burn contaminants trapped thereon.

Die Fremdstoffe zünden jedoch bei einer hohen Temperatur von etwa 500 bis 700°C. Zum Oxidieren der gefangenen Fremdstoffe auf die vorstehende Weise ist es deshalb notwendig, die Temperatur der Atmosphäre in dem Partikelfilter auf 500 bis 700°C zu erhöhen und eine Sauerstoffüberschussatmosphäre in der Umgebung des Partikelfilters zu erzeugen.However, the foreign substances ignite at a high temperature of about 500 to 700 ° C. For oxidizing the trapped impurities in the above manner, therefore, it is necessary to raise the temperature of the atmosphere in the particulate filter to 500 to 700 ° C and to generate an oxygen surplus atmosphere in the vicinity of the particulate filter.

Da jedoch ein Dieselmotor im Allgemeinen eine magere Verbrennung durchführt in seinen meisten Betriebsbereichen durch Erzeugen von Atmosphären mit Luftüberschuss, zeigt die Verbrennungstemperatur des Luftkraftstoffgemisches die Neigung niedrig zu sein und die Temperatur des Abgases zeigt demgemäß die Neigung niedrig zu sein. Demgemäß ist es bei Dieselmotoren schwierig, die Temperatur der Atmosphäre in dem Partikelfilter auf 500°C oder höher zu erhöhen bloß durch Anwenden der Wärme des Abgases.However, since a diesel engine generally performs lean combustion in most operating ranges by generating excessively rich atmospheres, the combustion temperature of the air-fuel mixture tends to be low and the temperature of the exhaust gas accordingly exhibits a tendency to be low. Accordingly, in diesel engines, it is difficult to raise the temperature of the atmosphere in the particulate filter to 500 ° C or higher merely by applying the heat of the exhaust gas.

Diesbezüglich wurde ein Dieselabgaspartikelfilter vorgeschlagen, wie er in der Offenlegungsschrift der Japanischen Patentanmeldung Nr. 7-106290 offenbart ist, der in dieser Offenlegungsschrift offenbarte Abgaspartikelfilter kann eine Zündung der Fremdstoffe selbst bei einer relativ niedrigen Temperatur von etwa 350 bis 400°C veranlassen durch Tragen von katalytischen Substanzen einschließlich eines Gemisches aus einem Platingruppenmetall und einem Alkalierdemetalloxid.In this regard, a diesel exhaust particulate filter has been proposed, as in the published patent application of Japanese Patent Application No. 7-106290 is disclosed, the exhaust particulate filter disclosed in this publication can cause ignition of the foreign matters even at a relatively low temperature of about 350 to 400 ° C by carrying catalytic substances including a mixture of a platinum group metal and an alkaline earth metal oxide.

Bei Dieselmotoren erhöht sich jedoch die Abgastemperatur kaum auf 350°C oder höher bei einem Niedriglastbetriebsbereich, obwohl sie sich bei 350°C oder höher erhöhen kann in einem Hochlastbetriebsbereich. Wenn der Dieselmotor bei einer niedrigen Last betrieben wird, insbesondere wenn die Kraftstoffeinspritzung unterbrochen oder angehalten wird wie beispielsweise bei der Verzögerung des Fahrzeugs, wird deshalb ein Abgas mit einer niedrigen Temperatur von dem Dieselmotor abgegeben. Dabei wird angenommen, dass das Partikelfilter durch das Abgas heruntergekühlt wird, was zu einer Verminderung der Oxidationskapazität des Partikelfilters bezüglich der Fremdstoffe führt.However, in diesel engines, the exhaust gas temperature hardly increases to 350 ° C or higher in a low load operating range, although it may increase to 350 ° C or higher in a high load operating range. Therefore, when the diesel engine is operated at a low load, particularly when the fuel injection is stopped or stopped, such as in the deceleration of the vehicle, a low-temperature exhaust gas is discharged from the diesel engine. It is assumed that the particulate filter is cooled down by the exhaust gas, resulting in a reduction of the oxidation capacity of the particulate filter with respect to the foreign matters.

Wenn die Fremdstoffe an dem Partikelfilter oxidiert werden, während der Motor bei einer niedrigen Last betrieben wird, ist es demgemäß notwendig, dass Partikelfilter auf zumindest eine Minimaltemperatur zu erwärmen zum Veranlassen der Oxidation der Fremdstoffe.Accordingly, when the impurities at the particulate filter are oxidized while the engine is operated at a low load, it is necessary to heat the particulate filter to at least a minimum temperature for causing the oxidation of the impurities.

Ein Verfahren zum Erhöhen der Temperatur des Partikelfilters besteht im Aufbringen von Kraftstoff auf das Partikelfilter. Bei diesem Verfahren wird die Betttemperatur des Partikelfilters durch die Wärme erhöht, die erzeugt wird bei der Oxidation des aufgebrachten Kraftstoffs, um dadurch die Fremdstoffe an dem Filter zu verbrennen und zu oxidieren.One method of increasing the temperature of the particulate filter is to apply fuel to the particulate filter. In this method, the bed temperature of the particulate filter is increased by the heat generated in the oxidation of the applied fuel to thereby burn and oxidize the foreign matter on the filter.

Für die Zufuhr des Kraftstoffes zum Erhöhen der Betttemperatur des Partikelfilters werden die folgenden Verfahren verwendet. Ein Verfahren besteht in dem Durchführen einer Sekundärkraftstoffeinspritzung. Bei diesem Verfahren wird ein Teil des in jeden Zylinder des Motors einzuspritzenden Kraftstoffs als eine Kraftquelle sekundär eingespritzt nach dem der Verbrennungsprozess des Kraftstoffs beendet ist. Somit wird der Kraftstoff auf den Filter aufgebracht durch Abgeben des Abgases, dem unverbrannter Kraftstoff wie vorstehend beschrieben zugeführt wird, in den Abgaskanal hinein. Das andere Verfahren besteht in dem Vorsehen einer Kraftstoffeinspritzungsvorrichtung in dem Abgaskanal, um den Kraftstoff direkt in das Abgas hinein einzuspritzen.For the supply of the fuel for raising the bed temperature of the particulate filter, the following methods are used. One method is to perform a secondary fuel injection. In this method, a part of the fuel to be injected into each cylinder of the engine is secondarily injected as a power source after the combustion process of the fuel is finished. Thus, the fuel is applied to the filter by discharging the exhaust gas to which unburned fuel is supplied as described above into the exhaust passage. The other method is to provide a fuel injection device in the exhaust passage to inject the fuel directly into the exhaust gas.

Das erstgenannte Verfahren, wobei der Kraftstoff als unverbrannter Kraftstoff in die Zylinder hinein zugeführt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass der zugeführte Kraftstoff ausreichend zerstäubt werden kann. Insbesondere wird der Kraftstoff in der Gestalt eines Nebels in jede Brennkammer mit einer hohen Temperatur hinein eingespritzt. Dabei wird der Kraftstoff ausreichend zerstäubt durch Verdampfen in jeder Brennkammer. Somit ist die Verbrennungsreaktivität des Kraftstoffs an dem Partikelfilter verbessert, so dass der Kraftstoff reagieren kann, selbst wenn die Betttemperatur des Partikelfilters sich im Bereich der Minimaltemperatur zum Veranlassen einer Verbrennungsreaktion des Kraftstoffs befindet.The former method, wherein the fuel is supplied into the cylinders as unburned fuel, is characterized in that the supplied fuel can be sufficiently atomized. Specifically, the fuel in the form of a mist is injected into each combustion chamber at a high temperature. The fuel is sufficiently atomized by evaporation in each combustion chamber. Thus, the combustion reactivity of the fuel on the particulate filter is improved so that the fuel can react even when the bed temperature of the particulate filter is in the range of the minimum temperature for causing a combustion reaction of the fuel.

Gemäß diesem Verfahren tritt der zerstäubte Kraftstoff durch den stromaufwärtigen Abschnitt hindurch, um in dem stromabwärtigen Abschnitt zu reagieren, selbst wenn die Temperaturverteilung in dem Partikelfilter ungleichmäßig ist, wobei die Temperatur eines stromabwärtigen Abschnitts des Filters die Reaktionstemperatur erreicht, wohingegen die Temperatur eines stromaufwärtigen Abschnitts dieses nicht tut. Somit ist es möglich, dass Partikelfilter insgesamt auf eine Temperatur zu erwärmen, die erforderlich ist zum Veranlassen der Oxidation der Fremdstoffe.According to this method, the atomized fuel passes through the upstream portion to react in the downstream portion even if the temperature distribution in the particulate filter is uneven, the temperature of a downstream portion of the filter reaches the reaction temperature, whereas the temperature of an upstream portion thereof does not do. Thus, it is possible to heat the particulate filter as a whole to a temperature required for causing the oxidation of the impurities.

Das vorstehende Verfahren, wobei der Kraftstoff in jeden Zylinder hinein als unverbrannter Kraftstoff zugeführt wird, beinhaltet jedoch die folgenden Probleme. Da erstens ein Teil des Kraftstoffs verwendet wird, der in Energie umgewandelt werden soll, ist die Absolutmenge des zuzuführenden Kraftstoffs beschränkt. Wenn zweitens der Motor bei einer hohen Last betrieben wird, kann es sein, dass die Zufuhr des Kraftstoffs nicht zugelassen wird, da eine resultierende Abnahme des Drehmoments befürchtet wird.However, the above method wherein the fuel is supplied into each cylinder as unburned fuel involves the following problems. First, because part of the fuel to be converted into energy is used, the absolute amount of the fuel to be supplied is limited. Second, if the engine is operated at a high load, it may be that the supply of the fuel is not allowed because a resulting decrease in torque is feared.

Gemäß dem anderen Verfahren, wobei Kraftstoff eingespritzt wird und somit in den Abgaskanal zugeführt wird, wird im Gegensatz der Kraftstoff über ein anderes System zugeführt, als jenes, das für die Zufuhr des Kraftstoffes in jedem Zylinder des Motors hinein verwendet wird. Deshalb ist es möglich, eine große Kraftstoffmenge zuzuführen und auf die Kraftstoffeinspritzung unabhängig von dem Betriebszustand des Motors auszuführen.In contrast, according to the other method, wherein fuel is injected and thus supplied into the exhaust passage, the fuel is supplied via a system other than that used for supplying the fuel in each cylinder of the engine. Therefore, it is possible to supply a large amount of fuel and execute on the fuel injection regardless of the operating state of the engine.

Dieses Verfahren, wobei der Kraftstoff in den Abgaskanal hinein eingespritzt wird, beinhaltet jedoch folgende Probleme. Da Kraftstoff in einem flüssigen Zustand in der Gestalt eines Nebels eingespritzt wird, muss die Abgastemperatur bei einem Kraftstoffeinspritzabschnitt, das heißt einem Abschnitt, bei dem der Kraftstoff eingespritzt wird, ausreichend hoch sein, um den Kraftstoff in einer kurzen Zeit zu zerstäuben. Des Weiteren kann der Kraftstoff nicht vollständig zerstäubt werden während der Zufuhr. Deshalb wird dem Partikelfilter bei der Reaktion des Kraftstoffs an diesem die Wärme als latente Wärme entzogen zum Umwandeln des Kraftstoffs in einem flüssigen Zustand zu einem Kraftstoffgas. Demgemäß muss die Betttemperatur des Partikelfilters höher sein als die Minimaltemperatur zum Veranlassen der Reaktion des Kraftstoffs. Beim Einspritzen des Kraftstoffs haftet auch ein Teil des Kraftstoffs an den Abgasleitungen. Wenn die Abgastemperatur dabei niedrig ist, kann sich der anhaftende Kraftstoff in einen flüssigen Zustand sammeln. Somit ist eine Gegenmaßnahme erforderlich insbesondere wenn der Kraftstoff bei einem Abschnitt mit einer Fallenform wie beispielsweise einem Krümmer eingespritzt wird.However, this method wherein the fuel is injected into the exhaust passage involves the following problems. Since fuel is injected in a liquid state in the form of a mist, the exhaust gas temperature at a fuel injection portion, that is, a portion where the fuel is injected, must be high enough to atomize the fuel in a short time. Furthermore, the fuel can not be completely atomized during the feed. Therefore, in the reaction of the fuel thereto, the heat of the particulate filter is removed as latent heat to convert the fuel in a liquid state to a fuel gas. Accordingly, the bed temperature of the particulate filter must be higher than the minimum temperature for causing the reaction of the fuel. When injecting the fuel also a part of the fuel adheres to the exhaust pipes. If the exhaust gas temperature is low, the adhering fuel may accumulate in a liquid state. Thus, a countermeasure is required in particular if the Fuel is injected at a portion having a trap shape such as a manifold.

DE 41 17 676 A1 offenbart ein Abgassystem zur Regeneration eines Partikelfilters, in dem eine Brennkammerkraftstoffeinspritzung oder eine Abgaskanalkraftstoffeinspritzung ausgeführt wird. Ferner offenbaren auch EP 0 070 619 A2 und JP-A 2003 120 373 Abgassystem mit einem Filter, dessen Temperatur durch Zugabe von unverbranntem Kraftstoff erhöht wird. DE 41 17 676 A1 discloses an exhaust system for regenerating a particulate filter in which combustor fuel injection or exhaust manifold fuel injection is performed. Further, also reveal EP 0 070 619 A2 and JP-A 2003 120 373 Exhaust system with a filter whose temperature is increased by adding unburned fuel.

Angesichts der vorstehenden Probleme wurde die Erfindung gemacht, um ein Abgasreinigungssystem nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 10 für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, das geeignet ist für die Auswahl eines effizienten Kraftstoffzufuhrverfahrens auf der Grundlage verschiedener Zustände einer Brennkraftmaschine und eines Abgassystems, um Fremdstoffe zu beseitigen, die an einem Partikelfilter akkumuliert sind.In view of the above problems, the invention has been made to provide an exhaust gas purifying system according to claim 1 and a method according to claim 10 for an internal combustion engine suitable for selecting an efficient fuel supply method based on various states of an internal combustion engine and an exhaust system to foreign matters eliminate that are accumulated on a particulate filter.

Das Abgasreinigungssystem der Erfindung umfasst ein Filter, das in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist und dem Fangen von Fremdstoffen dient, die in dem Abgas enthalten sind, eine Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung zum Einspritzen eines Sekundärkraftstoffs zusätzlich zu einer Haupteinspritzung von Kraftstoff, der in Energie umgewandelt wird in jeder Brennkammer der Brennkraftmaschine, und eine Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung, die in dem Abgaskanal angeordnet ist und dem Einspritzen von Kraftstoff in das Abgas hinein dient. Wenn die Sekundärkraftstoffeinspritzung durchgeführt werden kann und die Betttemperatur des Filters gleich oder höher als eine erste Temperatur ist, eine Temperatur, die eine Oxidation eines Kraftstoffgases veranlasst, spritzt das wie vorstehend beschrieben aufgebaute Abgasreinigungssystem Kraftstoff durch die Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung ein. Wenn andererseits die Temperatur gleich oder höher als eine zweite Temperatur ist, eine Temperatur die eine Kondensation des Kraftstoffs nicht veranlasst, der in den Abgaskanal hinein eingespritzt wird, und eine dritte Temperatur, eine Temperatur die eine Oxidation des Kraftstoffgases einschließlich Kraftstofftröpfchen veranlasst, spritzt das Abgasreinigungssystem Kraftstoff ein durch die Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung.The exhaust gas purification system of the invention includes a filter disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and for trapping foreign matter contained in the exhaust gas, combustor fuel supply means for injecting a secondary fuel in addition to a main injection of fuel converted to energy in each Combustion chamber of the internal combustion engine, and a Abgaskanalkellstoffzufuhreinrichtung, which is arranged in the exhaust passage and the injection of fuel into the exhaust gas inside. When the secondary fuel injection can be performed and the bed temperature of the filter is equal to or higher than a first temperature, a temperature that causes oxidation of a fuel gas, the exhaust gas purification system constructed as described above injects fuel through the combustor fuel supply. On the other hand, when the temperature is equal to or higher than a second temperature, a temperature that does not cause condensation of the fuel injected into the exhaust passage, and a third temperature, a temperature that causes oxidation of the fuel gas including fuel droplets, the exhaust purification system injects Fuel through the Abgaskanalkinnstoffzufuhreinrichtung.

Das Abgasreinigungssystem ist geeignet zum Aufbringen von Kraftstoff auf das Filter durch wahlweises Durchführen der Sekundärkraftstoffeinspritzung in jede Brennkammer hinein und der Kraftstoffeinspritzung in den Abgaskanal hinein in Übereinstimmung mit thermischen Zuständen der peripheren Elemente, die sich jeweils in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ändern.The exhaust gas purification system is adapted to apply fuel to the filter by selectively performing the secondary fuel injection into each combustion chamber and injecting fuel into the exhaust passage in accordance with thermal states of the peripheral elements that change depending on the operating state of the internal combustion engine, respectively.

Das heißt wenn der Zustand bezüglich der Brennkraftmaschine, der erfordert, dass die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Last läuft, so dass die Sekundärkraftstoffeinspritzung durchgeführt werden kann, und der Zustand bezüglich der Betttemperatur des Filters, der erfordert, dass die Betttemperatur gleich oder höher als eine vorgegebene Temperatur ist, beide erfüllt sind, führt das Abgasreinigungssystem die Zufuhr des Kraftstoffs durch Durchführen der Sekundärkraftstoffeinspritzung in jede Brennkammer hinein aus. Wenn andererseits der Zustand bezüglich dem Abgaskanal, der erfordert, dass die Temperatur des Abgaskanals gleich oder höher als eine vorgegebene Temperatur ist, und der Zustand bezüglich der Betttemperatur des Filters, der erfordert, dass die Betttemperatur des Filters gleich oder höher als die vorgegebene Temperatur ist, beide erfüllt sind, führt das Abgasreinigungssystem die Zufuhr des Kraftstoffs durch Einspritzen von Kraftstoff in den Abgaskanal hinein aus.That is, when the condition regarding the internal combustion engine that requires the internal combustion engine to run at a low load so that the secondary fuel injection can be performed and the condition regarding the bed temperature of the filter requires that the bed temperature be equal to or higher than a predetermined one When both are satisfied, the exhaust purification system performs the supply of the fuel by performing the secondary fuel injection into each combustion chamber. On the other hand, when the condition regarding the exhaust passage that requires the temperature of the exhaust passage is equal to or higher than a predetermined temperature, and the condition regarding the bed temperature of the filter requires that the bed temperature of the filter be equal to or higher than the predetermined temperature When both are met, the exhaust gas purifying system carries out the supply of the fuel by injecting fuel into the exhaust passage.

Es kann auch geschehen, dass die Zustände erlauben, dass die Zufuhr des Kraftstoffs durch jede der vorstehenden beiden Kraftstoffzufuhreinrichtungen ausgeführt wird. Dies ist nämlich dann der Fall, wenn die Sekundärkraftstoffeinspritzung in jede Brennkammer zulässig ist und die Betttemperatur des Filters gleich oder höher ist als sowohl die erste Temperatur, die eine Oxidation eines Kraftstoffgases veranlasst, und die dritte Temperatur, die eine Oxidation eines Kraftstoffgases einschließlich Kraftstofftröpfchen veranlasst und die Temperatur in der Abgaskanal gleich oder höher als die zweite Temperatur ist, die eine Kondensation des in den Abgaskanal einzuspritzenden Kraftstoffs nicht veranlasst. Dabei führt das Abgasreinigungssystem die Zufuhr des Kraftstoffs durch eine oder beide aus der Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung und der Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung aus.It may also happen that the conditions allow the supply of the fuel to be performed by each of the above two fuel supply devices. Namely, this is the case when the secondary fuel injection into each combustion chamber is permitted and the bed temperature of the filter is equal to or higher than both the first temperature causing oxidation of a fuel gas and the third temperature causing oxidation of a fuel gas including fuel droplets and the temperature in the exhaust passage is equal to or higher than the second temperature, which does not cause condensation of the fuel to be injected into the exhaust passage. At this time, the exhaust gas purifying system performs the supply of the fuel by one or both of the combustor fuel supply device and the exhaust gas piping fuel supply device.

Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Betttemperatur des Filters eingesetzt als ein Zustand zum Ausführen der Zufuhr des Kraftstoffs entweder durch die Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung oder die Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung. Die erste Temperatur, die erfüllt sein muss bei der Zufuhr des Kraftstoffs durch die Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung, ist eine Minimaltemperatur zum Veranlassen der Oxidation des Kraftstoffs an dem Filter. Andererseits ist die dritte Temperatur, die erfüllt sein muss bei der Zufuhr des Kraftstoffs durch die Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung, eine Minimaltemperatur zum Veranlassen der Oxidation des Kraftstoffs, selbst nach dem dem Filter die latente Wärme entzogen wurde zum vollständigen Zerstäuben eines Kraftstoffgases einschließlich der Kraftstofftröpfchen. Auf Grund der latenten Wärme, die erzeugt wird beim Umwandeln des Kraftstoffs in ein Kraftstoffgas, wie vorstehend beschrieben ist, muss somit die dritte Temperatur höher sein als die erste Temperatur.As described above, the bed temperature of the filter is employed as a state for carrying out the supply of the fuel either through the combustor fuel supply means or the exhaust gas fuel supply means. The first temperature to be met in the supply of the fuel through the combustor fuel supply means is a minimum temperature for causing the oxidation of the fuel at the filter. On the other hand, the third temperature to be satisfied upon supply of the fuel by the exhaust gas fuel supply means is a minimum temperature for causing the oxidation of the fuel even after the latent heat has been extracted from the filter to completely atomize a fuel gas including the fuel droplets. Due to the latent heat generated when converting the fuel into a fuel gas as described above, therefore, the third temperature to be higher than the first temperature.

Wenn der Kraftstoff durch die Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung zugeführt wird, wird der Kraftstoff vollständig zerstäubt in jeder Brennkammer mit einer hohen Temperatur vor dem Aufbringen auf das Filter, wodurch eine wünschenswerte Brennreaktivität des Kraftstoffs erzielt wird. Somit kann eine Brennreaktion des Kraftstoffs veranlasst werden selbst bei der ersten Temperatur in einem Niedrigtemperaturbereich. Wenn andererseits der Kraftstoff durch Einspritzen in den Abgaskanal hinein zugeführt wird, wird der Kraftstoff in der Gestalt eines Nebels eingespritzt und dann zerstäubt durch die Atmosphäre in der Umgebung des Kraftstoffeinspritzabschnitts vor dem Aufbringen auf das Filter. In einigen Fällen wird jedoch der eingespritzte Kraftstoff nicht vollständig zerstäubt in Abhängigkeit von dem Zustand der umgebenden Atmosphäre. Deshalb wird die Zufuhr des Kraftstoffs nur dann zugelassen, wenn die Betttemperatur des Filters gleich oder höher als die dritte Temperatur in einem Hochtemperaturbereich ist.When the fuel is supplied through the combustor fuel supply, the fuel is completely atomized in each combustion chamber at a high temperature prior to application to the filter, thereby achieving a desirable fuel burn reactivity. Thus, a combustion reaction of the fuel can be caused even at the first temperature in a low-temperature region. On the other hand, when the fuel is supplied by being injected into the exhaust passage, the fuel is injected in the form of a mist and then atomized by the atmosphere in the vicinity of the fuel injection portion before being applied to the filter. In some cases, however, the injected fuel is not completely atomized depending on the state of the surrounding atmosphere. Therefore, the supply of the fuel is allowed only when the bed temperature of the filter is equal to or higher than the third temperature in a high-temperature region.

In Zusammenhang mit der ersten und dritten Temperatur muss die zweite Temperatur eine Temperatur sein, die eine Kondensation des Kraftstoffs nicht veranlasst, der in den Abgaskanal hinein eingespritzt wird, nämlich eine Temperatur, bei der der Kraftstoff, der in den Abgaskanal hinein eingespritzt wird, gehalten werden kann ohne Sammeln als ein flüssiger Kraftstoff in dem Kanal.In the context of the first and third temperatures, the second temperature must be a temperature that does not cause condensation of the fuel injected into the exhaust passage, namely, a temperature at which the fuel injected into the exhaust passage is maintained can be without collecting as a liquid fuel in the channel.

Das Filter trägt einen Speicherreduktions-NOx-Katalysator. Dieser Katalysator kann Stickoxide speichern, die in dem Abgas enthalten sind, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas hoch ist, und die gespeicherten Stickoxide freigeben, wenn die Sauerstoffkonzentration abnimmt und Kraftstoff vorhanden ist, der als ein Reduktionsmittel dient.The filter carries a storage reduction NOx catalyst. This catalyst can store nitrogen oxides contained in the exhaust gas when the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and release the stored nitrogen oxides when the oxygen concentration decreases and there is fuel serving as a reducing agent.

Außer den vorstehend beschriebenen Eigenschaften dient der Speicherreduktions-NOx-Katalysator auch zum Aktivieren zum Sauerstoff in dem Abgas, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas hoch ist, und zum Reduzieren der Stickoxide und Erzeugen von aktivem Sauerstoff, wenn die Sauerstoffkonzentration abnimmt und Kraftstoff vorhanden ist, der als ein Reduktionsmittel dient. Der aktive Sauerstoff, der somit erzeugt wird, wird verwendet zum Beseitigen von Stickoxiden in dem Abgas und wirkt auch als ein Oxidationsmittel, das bei der Verbrennung der Fremdstoffe verwendet wird.Besides the above-described properties, the storage-reduction type NOx catalyst also serves to activate oxygen in the exhaust gas when the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and to reduce the nitrogen oxides and generate active oxygen when the oxygen concentration decreases and fuel is present. which serves as a reducing agent. The active oxygen thus generated is used for removing nitrogen oxides in the exhaust gas and also acts as an oxidizing agent used in the combustion of the foreign matters.

Bei der Erfindung können Fremdstoffe, die an dem Partikelfilter gesammelt werden, wirksam beseitigt werden in Übereinstimmung mit verschiedenen Zuständen, die sich auf die Brennkraftmaschine und das Abgassystem beziehen.In the invention, foreign matters collected at the particulate filter can be effectively eliminated in accordance with various conditions relating to the internal combustion engine and the exhaust system.

Das vorstehend erwähnte beispielhafte Ausführungsbeispiel oder andere beispielhafte Ausführungsbeispiele, Aufgaben, Merkmale, Vorteile, technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden besser verständlich durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der beispielhaften Ausführungsbeispiele der Erfindung beim Betrachten im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.The above-mentioned exemplary embodiment or other exemplary embodiments, objects, features, advantages, technical and industrial significance of this invention will be better understood by reading the following detailed description of the exemplary embodiments of the invention when considered in conjunction with the accompanying drawings.

1 zeigt eine schematische Ansicht einer Bauweise eines Dieselmotorsystems einschließlich eines Abgasreinigungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows a schematic view of a construction of a diesel engine system including an exhaust gas purification system according to an embodiment of the invention.

2 zeigt eine schematische Ansicht einer Bauweise einer ECU des Abgasreinigungssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel einer Erfindung und ihrer Peripheriekonfiguration. 2 shows a schematic view of a construction of an ECU of the exhaust gas purification system according to the embodiment of an invention and its peripheral configuration.

3 zeigt eine schematische Ansicht eines Querschnitts eines Katalysatorgehäuses des Abgasreinigungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 shows a schematic view of a cross section of a catalyst housing of the exhaust gas purification system according to an embodiment of the invention.

4 zeigt schematische Querschnitte einer Brennkraftmaschine und eines Abgassystems, wenn eine Brennkammer-Kraftstoffeinspritzung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durchgeführt wird. 4 shows schematic cross sections of an internal combustion engine and an exhaust system when a combustion chamber fuel injection is performed according to an embodiment of the invention.

5 zeigt eine schematische Ansicht von Querschnitten der Brennkraftmaschine und des Abgassystems, wenn eine Abgaskanalkraftstoffeinspritzung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durchgeführt wird. 5 shows a schematic view of cross-sections of the internal combustion engine and the exhaust system when an exhaust gas fuel injection is performed according to an embodiment of the invention.

6 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Fremdstoffbeseitigungssteuerroutine, die bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung angewandt wird. 6 FIG. 10 is a flowchart of a foreign matter elimination control routine used in an embodiment of the invention. FIG.

Und 7 zeigt eine schematische Ansicht eines Querschnitts eines Katalysatorgehäuses einschließlich einer Filtervorrichtung gemäß einem abgewandelten Beispiel des Ausführungsbeispiels der Erfindung und stimmt mit 3 überein.And 7 shows a schematic view of a cross section of a catalyst housing including a filter device according to a modified example of the embodiment of the invention and agrees 3 match.

In der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung detaillierter beschrieben bezüglich der beispielhaften Ausführungsbeispiele.In the following description and the accompanying drawings, the invention will be described in more detail with respect to the exemplary embodiments.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ihre Ausführungsbeispiele beschrieben. Bei den Ausführungsbeispielen sind das Abgasreinigungssystem und das Verfahren gemäß der Erfindung in einen Dieselmotorsystem eingebaut.The invention will be described below with reference to its embodiments. In the embodiments, the exhaust gas purification system and the method according to the invention are incorporated in a diesel engine system.

Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 (die nachfolgend als ein Motor bezeichnet wird) ein Reihenvierzylinderdieselmotorsystem. Der Motor 1 umfasst als seine Hauptbestandteile ein Kraftstoffzufuhrsystem 10, Brennkammern 20, ein Ansaugsystem 30, ein Abgassystem 40 etc.With reference to 1 is an internal combustion engine 1 (hereinafter referred to as an engine a four-cylinder diesel engine system. The motor 1 includes as its main components a fuel supply system 10 , Combustion chambers 20 , an intake system 30 , an exhaust system 40 Etc.

Das Kraftstoffzufuhrsystem 10 umfasst eine Zufuhrpumpe 11, eine Speicher 12 (Common-Rail), Kraftstoffeinspritzventile 13, ein Absperrventil 14, eine Kraftstoffzufuhrdüse 17, einen Motorkraftstoffkanal P1, einen Zufuhrkraftstoffkanal P2 und andere Bestandteile.The fuel delivery system 10 includes a feed pump 11 , a store 12 (Common rail), fuel injection valves 13 , a shut-off valve 14 , a fuel supply nozzle 17 , an engine fuel passage P1, a supply fuel passage P2, and other components.

Die Zufuhrpumpe 11 ist geeignet, um von einem (nicht gezeigten) Kraftstofftank gelieferten Kraftstoff mit hohem Druck zu beaufschlagen und diesen zu der Common-Rail 12 zuzuführen über den Motorkraftstoffkanal P1. Die Common-Rail 12 dient als ein Speicher zum Halten des Kraftstoffs mit hohem Druck, der von der Zufuhrpumpe 11 zugeführt wird mit einem vorgegebenen hohen Druck und verteilt den gespeicherten Kraftstoff auf die Kraftstoffeinspritzventile 13. Jedes der Kraftstoffeinspritzventile 13 ist ein elektromagnetisches Ventil mit einem (nicht gezeigten) elektromagnetischen Elektromagneten, der im Inneren vorgesehen ist und wird gesteuert zum Öffnen falls nötig, um Kraftstoff in eine entsprechende der Brennkammern 20 einzuspritzen.The feed pump 11 is adapted to pressurize high pressure fuel supplied from a fuel tank (not shown) to the common rail 12 to be supplied via the engine fuel passage P1. The common rail 12 serves as a reservoir for holding the high pressure fuel from the feed pump 11 is supplied at a predetermined high pressure and distributes the stored fuel to the fuel injection valves 13 , Each of the fuel injection valves 13 is an electromagnetic valve with an electromagnetic solenoid (not shown) provided inside and is controlled to open, if necessary, to fuel in a corresponding one of the combustion chambers 20 inject.

Die Zufuhrpumpe 11 führt einen Teil des Kraftstoffs von dem Kraftstofftank zu der Kraftstoffzufuhrdüse 17 zu über den Zufuhrkraftstoffkanal P2. In dem Zufuhrkraftstoffkanal P2 ist das Absperrventil 14 zwischen der Zufuhrpumpe 11 und der Kraftstoffzufuhrdüse 17 angeordnet. Das Absperrventil 14 dient dem Absperren des Zufuhrkraftstoffkanals P2, um die Kraftstoffzufuhr bei einem Notfall anzuhalten. Wie die Kraftstoffeinspritzventile 13 ist die Kraftstoffzufuhrdüse 17 ein elektromagnetisches Ventil und geeignet zum Einspritzen des Kraftstoffs, der als ein Reduktionsmittel dient, in das Abgassystem 40 hinein.The feed pump 11 carries a part of the fuel from the fuel tank to the fuel supply nozzle 17 to via the feed fuel passage P2. In the feed fuel passage P2 is the check valve 14 between the feed pump 11 and the fuel supply nozzle 17 arranged. The shut-off valve 14 is used to shut off the supply fuel passage P2 to stop the fuel supply in an emergency. Like the fuel injectors 13 is the fuel supply nozzle 17 an electromagnetic valve and suitable for injecting the fuel serving as a reducing agent into the exhaust system 40 into it.

Das Ansaugsystem 30 bildet einen Kanal (einen Ansaugkanal) der Ansaugluft, um zu jeder Brennkammer 20 zugeführt zu werden. Andererseits bildet das Abgassystem 40 einen Kanal (einen Abgaskanal) des Abgases, das von der Brennkammer 20 abgegeben wird.The intake system 30 forms a channel (an intake passage) of the intake air to each combustion chamber 20 to be fed. On the other hand, the exhaust system forms 40 a passage (exhaust passage) of the exhaust gas coming from the combustion chamber 20 is delivered.

Der Motor 1 ist übrigens mit einer bekannten Aufladeeinrichtung 50 (das heißt einem Turbolader) versehen. Der Turbolader 50 umfasst ein Turbinenrad 52 und einen Kompressor 53, die über eine Welle 51 miteinander gekoppelt sind. Der Kompressor 53 ist der Ansaugluft in dem Ansaugsystem 30 ausgesetzt, wohingegen das Turbinenrad 52 dem Abgas in dem Abgassystem 40 ausgesetzt ist. Der somit aufgebaute Turbolader 50 dient (eine Aufladefunktion) dem Erhöhen des Drucks der Ansaugluft durch Drehen des Kompressors 53, wobei die hydrodynamische Energie der Strömung des Abgases angewandt wird, der das Turbinenrad 52 ausgesetzt ist.The motor 1 By the way, with a known charging device 50 (ie a turbocharger) provided. The turbocharger 50 includes a turbine wheel 52 and a compressor 53 that over a wave 51 coupled together. The compressor 53 is the intake air in the intake system 30 whereas the turbine wheel 52 the exhaust gas in the exhaust system 40 is exposed. The thus constructed turbocharger 50 Serves (a charging function) increasing the pressure of the intake air by turning the compressor 53 wherein the hydrodynamic energy is applied to the flow of the exhaust gas, which is the turbine wheel 52 is exposed.

In dem Ansaugsystem 30 ist ein Zwischenkühler 31 in dem Turbolader 50 vorgesehen zum geeigneten zwangsweisen Kühlen der Ansaugluft, die bei der Aufladung erwärmt wird. Eine Drosselklappe 32 ist stromabwärts des Zwischenkühlers 31 vorgesehen. Die Drosselklappe 32 ist ein elektronisch gesteuertes Auf-Zu-Ventil, das seinen Öffnungsbetrag kontinuierlich ändern kann und dem Einstellen (Vermindern) der Zufuhrmenge der Ansaugluft dient zum Vermindern der Fläche einer Strömungsbahn der Ansaugluft bei vorgegebenen Zuständen.In the intake system 30 is an intercooler 31 in the turbocharger 50 provided for suitably forcibly cooling the intake air, which is heated when charging. A throttle 32 is downstream of the intercooler 31 intended. The throttle 32 is an electronically controlled on-off valve that can continuously change its opening amount and adjusting (decreasing) the supply amount of the intake air is used to reduce the area of a flow path of the intake air at predetermined conditions.

In dem Motor 1 ist auch ein Abgasrückführkanal 60 (ein EGR-Kanal) vorgesehen. Der EGR-Kanal 60 dient als eine Umgehung zum Verbinden von Abschnitten stromaufwärts und stromabwärts der Brennkammern 20 (Abschnitte in dem Ansaugsystem 30 und dem Abgassystem 40). Insbesondere verbindet der EGR-Kanal 60 einen Abgaskrümmer 40a stromaufwärts des Turboladers 50 in dem Abgassystem 40 mit einem Abschnitt des Ansaugsystems 30 stromabwärts der Drosselklappe 32. Während dem Betrieb des Motors 1 wird ein Teil des Abgases durch den EGR-Kanal 60 zu dem Ansaugsystem 30 wie nötig zurückgeleitet. Der EGR-Kanal 60 ist mit einem EGR-Ventil 61 versehen, das elektronisch gesteuert wird, um kontinuierlich oder stufenlos geöffnet und geschlossen zu werden, und ist somit in der Lage, die Menge des Abgases flexibel einzustellen, die in dem EGR-Kanal 60 strömt. Der EGR-Kanal 60 ist auch mit einem EGR-Kühler 62 versehen, der dem Kühlen des Abgases dient, das durch den EGR-Kanal 60 hindurchströmt, während es zurückgeführt wird.In the engine 1 is also an exhaust gas recirculation channel 60 (an EGR channel) provided. The EGR channel 60 serves as a bypass for connecting sections upstream and downstream of the combustors 20 (Sections in the intake system 30 and the exhaust system 40 ). In particular, the EGR channel connects 60 an exhaust manifold 40a upstream of the turbocharger 50 in the exhaust system 40 with a section of the intake system 30 downstream of the throttle 32 , During operation of the engine 1 becomes a part of the exhaust gas through the EGR channel 60 to the intake system 30 returned as necessary. The EGR channel 60 is with an EGR valve 61 which is electronically controlled to be continuously and continuously opened and closed, and thus is able to flexibly adjust the amount of exhaust gas in the EGR passage 60 flows. The EGR channel 60 is also with an EGR cooler 62 provided for cooling the exhaust gas passing through the EGR passage 60 flows through it while it is returned.

Des Weiteren sind auf der stromabwärtigen Seite eines Abschnitts des Abgassystems 40, in dem der Abgaskrümmer 40a, der mit den jeweiligen Brennkammern 20 verbunden ist, und das Turbinenrad 52 vorgesehen sind, ein Abgaskanal 40b, ein NOx-Katalystator-Gehäuse 2, und ein Abgaskanal 40c nacheinander entlang der Strömung des Abgases angeordnet. Das Katalysatorgehäuse 42 nimmt einen Speicherreduktions-NOx-Katalysator 42b auf zum Beseitigen von schädlichen Bestandteilen, die in dem Abgas enthalten sind, wie beispielsweise NOx, und ein Partikelfilter 42a zum Beseitigen von Fremdstoffen (PM), die in dem Abgas enthalten sind, wie beispielsweise Ruß zusammen mit schädlichen Bestandteilen wie NOx, wie später beschrieben wird (siehe 3). In dem Ausführungsbeispiel wird das Katalysatorgehäuse 42 auch als eine Filtervorrichtung 42 bezeichnet.Further, on the downstream side of a portion of the exhaust system 40 in which the exhaust manifold 40a that with the respective combustion chambers 20 connected, and the turbine wheel 52 are provided, an exhaust passage 40b , a NOx catalyst housing 2 , and an exhaust duct 40c arranged sequentially along the flow of the exhaust gas. The catalyst housing 42 takes a storage reduction NOx catalyst 42b for eliminating harmful components contained in the exhaust gas, such as NOx, and a particulate filter 42a for removing foreign matter (PM) contained in the exhaust gas, such as soot together with harmful components such as NOx, as described later (see 3 ). In the embodiment, the catalyst housing 42 also as a filter device 42 designated.

Des Weiteren sind verschiedene Sensoren in den jeweiligen Abschnitten des Motors 1 eingebaut. Jeder der Sensoren erzeugt ein Signal, das einen Umgebungszustand eines entsprechenden Abschnitts des Motors 1 oder dem Betriebszustand des Motors 1 andeutet.Furthermore, there are different sensors in the respective sections of the engine 1 built-in. Each of the sensors generates a signal representing an environmental condition of a corresponding one Section of the engine 1 or the operating condition of the engine 1 suggests.

Insbesondere erzeugt ein Common-Rail-Drucksensor 70 ein Erfassungssignal, das den Druck des Kraftstoffs anzeigt, der in der Common-Rail 12 gespeichert ist. Ein Kraftstoffdrucksensor 71 erzeugt ein Erfassungssignal, das einen Druck PG (einen Kraftstoffdruck) des Kraftstoffs anzeigt, der durch den Zufuhrkraftstoffkanal P2 hindurchtritt und in die Kraftstoffzufuhrdüse 17 eingeführt wird. Ein Luftmengenmesser 72 ist in einem Abschnitt des Ansaugsystems 30 vorgesehen stromaufwärts der Drosselklappe 32 und erzeugt ein Erfassungssignal, das eine Ansaugluftmenge GA anzeigt. Ein Luftkraftstoffsensor 73 ist in einem Abschnitt des Abgassystems 40 stromaufwärts des Katalysatorgehäuses 43 vorgesehen und erzeugt ein Erfassungssignal, das sich kontinuierlich ändert in Übereinstimmung mit der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas. Ein Abgastemperatursensor 74 ist auch in einem Abschnitt des Abgassystems 40 stromabwärts des Katalysatorgehäuses 42 vorgesehen und erzeugt ein Erfassungssignal, das eine Abgastemperatur TEX des Abgases anzeigt. Ein NOx-Sensor 75 ist auch in einem Abschnitt des Abgassystems 40 stromabwärts des Katalysatorgehäuses 42 vorgesehen und erzeugt ein Erfassungssignal, das sich kontinuierlich ändert in Übereinstimmung mit der NOx-Konzentration in dem Abgas. Ein Katalysatoreintrittabgastemperatursensor 78 ist in einem Abschnitt des Abgassystems 40 eines Einlasses des Katalysatorgehäuses 42 vorgesehen und erzeugt ein Erfassungssignal, das die Temperatur des Abgases anzeigt, das in das Katalysatorgehäuses 42 hineinströmt. Ein Filterbetttemperatursensor 79 ist in dem Katalysatorgehäuse 42 vorgesehen und erzeugt ein Erfassungssignal, das die Betttemperatur des Katalysators anzeigt. Ein Drucksensor 90 ist stromaufwärts des Katalysatorgehäuses 42 vorgesehen und erzeugt ein Erfassungssignal, das den Druck in dem Abgaskanal anzeigt.In particular, generates a common rail pressure sensor 70 a detection signal indicative of the pressure of the fuel in the common rail 12 is stored. A fuel pressure sensor 71 generates a detection signal indicative of a pressure PG (a fuel pressure) of the fuel passing through the supply fuel passage P2 and into the fuel supply nozzle 17 is introduced. An air flow meter 72 is in a section of the intake system 30 provided upstream of the throttle 32 and generates a detection signal indicating an intake air amount GA. An air fuel sensor 73 is in a section of the exhaust system 40 upstream of the catalyst housing 43 and generates a detection signal that changes continuously in accordance with the oxygen concentration in the exhaust gas. An exhaust gas temperature sensor 74 is also in a section of the exhaust system 40 downstream of the catalyst housing 42 and generates a detection signal indicative of exhaust gas temperature TEX of the exhaust gas. A NOx sensor 75 is also in a section of the exhaust system 40 downstream of the catalyst housing 42 and generates a detection signal that changes continuously in accordance with the NOx concentration in the exhaust gas. A catalyst inlet exhaust gas temperature sensor 78 is in a section of the exhaust system 40 an inlet of the catalyst housing 42 and generates a detection signal indicative of the temperature of the exhaust gas entering the catalyst housing 42 into flows. A filter bed temperature sensor 79 is in the catalyst housing 42 and generates a detection signal indicating the bed temperature of the catalyst. A pressure sensor 90 is upstream of the catalyst housing 42 and generates a detection signal indicative of the pressure in the exhaust passage.

Darüber hinaus ist ein Gaspedalöffnungssensor 76 an einem (nicht gezeigten) Gaspedal angebracht und erzeugt ein Erfassungssignal, das einen Niederdrückungsbetrag ACC des Gaspedals anzeigt, das als eine Basis zum Ermitteln der erforderlichen Betriebslast verwendet wird. Ein Kurbelwinkelsensor 77 ist geeignet zum Erzeugen eines Erfassungssignals (Impuls) jedes Mal, wenn eine Abtriebswelle (eine Kurbelwelle) des Motors 1 sich um einen vorgegebenen Winkel dreht. Jeder dieser Sensoren 70 bis 79 und 90 ist elektrisch mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 80 verbunden.In addition, an accelerator opening sensor 76 attached to an accelerator pedal (not shown) and generates a detection signal indicative of a depression amount ACC of the accelerator pedal used as a basis for determining the required operation load. A crank angle sensor 77 is suitable for generating a detection signal (pulse) every time an output shaft (a crankshaft) of the engine 1 turns around a predetermined angle. Each of these sensors 70 to 79 and 90 is electric with an electronic control unit (ECU) 80 connected.

Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die ECU 80 eine zentrale Verarbeitungseinheit 81 (CPU), einen Nur-Lese-Speicher 82 (ROM), einen flüchtigen Zugriffsspeicher 83 (RAM), einen Sicherungs-RAM 84, der aufgezeichnete Informationen hält nach dem der Betrieb angehalten wird, einen Zeitzähler 85 und so weiter. Diese Komponenten 81 bis 85, eine externen Eingangsschaltkreis 86 einschließlich einem Analogdigitalumwandler und ein externer Ausgangsschaltkreis 87 sind durch einen bidirektionalen Bus 88 miteinander verbunden, wodurch ein logischer Berechnungsschaltkreis gebildet wird.As in 2 is shown, the ECU includes 80 a central processing unit 81 (CPU), a read-only memory 82 (ROM), a volatile random access memory 83 (RAM), a backup RAM 84 , the recorded information stops after the operation is stopped, a time counter 85 and so on. These components 81 to 85 , an external input circuit 86 including an analog-to-digital converter and an external output circuit 87 are through a bidirectional bus 88 connected together, whereby a logical calculation circuit is formed.

Die ECU 80 ist angeordnet zum Empfangen von Erfassungssignalen von den jeweiligen Sensoren über den externen Eingangsschaltkreis und Durchführen von Grundsteuerungen wie beispielsweise einer Kraftstoffeinspritzsteuerung bei dem Motor 1 durch Ausführen eines Programms, das in dem ROM 82 in der CPU 81 gespeichert ist. Bei der Zufuhr führt die ECU 80 verschiedene andere Steuerungen und Regelungen aus, die sich auf den Betriebszustand des Motors 1 beziehen, wie beispielsweise eine Reduktionszufuhrsteuerung (Kraftstoff), eine Steuerung, die durchgeführt wird bei der Zufuhr eines Reduktionsmittels (beispielsweise Kraftstoff, der als ein Reduktionsmittel dient) zum Bestimmen der Kraftstoffmenge, die eingespritzt werden soll, und einer Zeitgebung für die Zufuhr des Kraftstoffs.The ECU 80 is arranged to receive detection signals from the respective sensors via the external input circuit and perform basic controls such as a fuel injection control on the engine 1 by executing a program stored in the ROM 82 in the CPU 81 is stored. When feeding the ECU leads 80 various other controls and regulations based on the operating condition of the engine 1 such as a reduction feed control (fuel), a control performed upon the supply of a reducing agent (for example, fuel serving as a reducing agent) for determining the amount of fuel to be injected and a timing for supplying the fuel.

Wie vorstehend beschrieben ist, ist das Abgasreinigungssystem des Motors 1 durch das Kraftstoffzufuhrsystem 10 gebildet, das angeordnet ist für die Zufuhr des Kraftstoffs zu jedem Zylinder über ein entsprechendes der Kraftstoffeinspritzventile 13, den NOx-Katalysator und das Partikelfilter, das in dem Abgassystem 40 angeordnet ist, die ECU 80, die betreibbar ist zum Steuern und Regeln der Funktionen des Kraftstoffzufuhrsystems 10, den NOx-Katalysator, das Partikelfilter und andere Komponenten. Somit werden die Steuerungen einschließlich der vorstehend beschriebenen Kraftstoffzufuhrsteuerung durch die Betriebe der ECU 80 durchgeführt, die Anweisungssignale erzeugt, die sich auf die Steuerungen beziehen, und die anderen Komponenten, die das Abgasreinigungssystem bilden.As described above, the exhaust gas purification system of the engine is 1 through the fuel supply system 10 arranged to supply the fuel to each cylinder via a corresponding one of the fuel injection valves 13 , the NOx catalyst and the particulate filter used in the exhaust system 40 is arranged, the ECU 80 which is operable to control and regulate the functions of the fuel supply system 10 , the NOx catalyst, the particulate filter and other components. Thus, the controls including the above-described fuel supply control by the operations of the ECU 80 which generates instruction signals related to the controls and the other components constituting the exhaust gas purification system.

Als nächstes wird die Bauweise und Funktion des Katalysatorgehäuses 42, das in dem Abgassystem 40 als eine der Komponenten, die den Motor 1 bilden, vorgesehen ist, detailliert beschrieben.Next, the construction and function of the catalyst housing 42 that in the exhaust system 40 as one of the components that the engine 1 form, is provided, described in detail.

3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts der internen Struktur des in 1 gezeigten Katalysatorgehäuses 42. Das Katalysatorgehäuse 42 nimmt das Partikelfilter 42a auf, das den Speicherreduktions-NOx-Katalysator 42b trägt. 3 FIG. 10 is an enlarged sectional view of a portion of the internal structure of FIG 1 shown catalyst housing 42 , The catalyst housing 42 takes the particle filter 42a on which the storage reduction NOx catalyst 42b wearing.

Der NOx-Katalysator 42b umfasst einen Stütze, die beispielsweise aus Aluminium (Al2O3) als ihr Hauptmaterial gebildet ist, zumindest ein Element, das an der Oberfläche der Stütze getragen wird und ausgewählt ist aus Alkalimetallen wie beispielsweise Kalium (K), Natrium (Na), Lithium (Li) und Cäsium (Cs), Alkalierdemetalle, wie beispielsweise Barium (Ba), Calcium (Ca) und seltene Erdmetalle wie beispielsweise Yttrium (Y) und zumindest ein Edelmetall, das als ein Oxidationskatalysator (Edelmetallkatalysator dient), wie beispielsweise Platin (Pt) die auch auf der Stütze getragen werden.The NOx catalyst 42b comprises a support formed, for example, of aluminum (Al 2 O 3) as its main material, at least one element supported on the surface of the support and selected from alkali metals such as potassium (K), sodium (Na), lithium (Li) and cesium (Cs), alkaline earth metals, such as Barium (Ba), calcium (Ca) and rare earth metals such as yttrium (Y), and at least one noble metal serving as an oxidation catalyst (noble metal catalyst) such as platinum (Pt) supported on the support.

Das Partikelfilter 42a ist aus einem porösen Material wie beispielsweise Kordierit gebildet. Da jedes Ende des Partikelfilters 42a geschlossen ist, tritt das Abgas, das eingeströmt ist in einen Einlassabgaskanal, durch eine Umgebungsteilung hindurch, die aus einem porösem Material gebildet ist, und tritt in einen benachbarten Ausgangsabgaskanal ein, wie durch Pfeile in 3 gezeigt ist.The particle filter 42a is formed of a porous material such as cordierite. As each end of the particulate filter 42a is closed, the exhaust gas, which has flowed into an inlet exhaust passage, passes through an environmental partition formed of a porous material and enters an adjacent exhaust outlet passage, as indicated by arrows in FIG 3 is shown.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist bei dem Partikelfilter 42a eine Schicht der Stütze, die aus Aluminium oder dergleichen ausgebildet ist, an einer Oberfläche der Teilung vorgesehen und an eine internen Fläche von jeder Pore der Teilung. An dieser Stütze wird der NOx-Katalysator 42b getragen, der aus dem Edelmetallkatalysator und einem NOx-Absorptionsmittel gebildet ist.In the embodiment, in the particulate filter 42a a layer of the support formed of aluminum or the like provided on a surface of the partition and on an internal surface of each pore of the partition. At this support, the NOx catalyst 42b supported, which is formed of the noble metal catalyst and a NOx absorbent.

Das NOx-Absorptionsmittel hat eine Speichereigenschaft (Absorption) bezüglich NOx, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas hoch ist, und eine Freigabeeigenschaft bezüglich der NOx, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas niedrig ist. Wenn die NOx in das Abgas freigegeben werden, wobei Substanzen wie beispielsweise HC und CO vorhanden sind, fördert der Edelmetallkatalysator auch die Oxidation der HC und CO und veranlasst somit die Oxidationsreduktionsreaktionen zwischen NOx als eine Oxidationssubstanz und HC und CO als eine Reduktionssubstanz. In Folge dessen werden HC und CO jeweils zu CO2 und H2O oxidiert, wohingegen NOx zu N2 reduziert wird.The NOx absorbent has a storage property (absorption) with respect to NOx when the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and a release property with respect to the NOx when the oxygen concentration in the exhaust gas is low. When the NO x is released into the exhaust gas with substances such as HC and CO, the noble metal catalyst also promotes the oxidation of HC and CO, thus causing the oxidation reduction reactions between NO x as an oxidizing substance and HC and CO as a reduction substance. As a result, HC and CO are oxidized to CO2 and H2O, respectively, whereas NOx is reduced to N2.

Bei der Oxidation von HC, die durch den Edelmetallkatalysator gefördert wird, der den NOx-Katalysator 42b wie vorstehend beschrieben bildet, wird hier eine Reaktionswärme erzeugt, um die Betttemperatur des NOx-Katalysators 42b zu erhöhen.In the oxidation of HC, which is promoted by the noble metal catalyst, the NOx catalyst 42b As described above, a heat of reaction is generated here around the bed temperature of the NOx catalyst 42b to increase.

Wenn das NOx-Absorptionsmittel die NOx mit einer vorgegebenen Grenzmenge absorbiert hat, hält es übrigens die Speicherung weiterer NOx an, selbst wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas hoch ist. In dem Motor 1 wird deshalb ein Reduktionsmittel zu einem Abschnitt des Abgaskanals stromaufwärts des Katalysatorgehäuses 42 zugeführt, um den NOx-Katalysator 42b zu reaktivieren durch eine Reduktion und somit die absorbierten NOx zu beseitigen. Diese Steuerung wird wiederholt durchgeführt bei vorgegebenen Intervallen, um eine NOx-Speicherkapazität (eine NOx-Absorptionskapazität) des NOx-Katalysators 42b wiederherzustellen bevor NOx mit der Grenzmenge gespeichert werden (absorbiert werden).Incidentally, when the NOx absorbent has absorbed the NOx with a predetermined limit amount, it will continue to store further NOx even if the oxygen concentration in the exhaust gas is high. In the engine 1 Therefore, a reducing agent to a portion of the exhaust passage upstream of the catalyst housing 42 fed to the NOx catalyst 42b to reactivate by reducing and thus eliminating the absorbed NOx. This control is repeatedly performed at predetermined intervals to a NOx storage capacity (a NOx absorption capacity) of the NOx catalyst 42b restore before NOx is stored with the limit amount (absorbed).

Der NOx-Katalysator 42b, der an dem Partikelfilter 42a getragen wird, wird erwärmt, während eine Reihe von den Prozessen zum Fangen, Vermindern und Beseitigen der NOx wie vorstehend beschrieben wiederholt durchgeführt wird. Dabei erzeugt der NOx-Katalysator auf sekundäre Weise aktiven Sauerstoff. Wenn das Abgas durch das Partikelfilter 42a hindurchtritt, werden Fremdstoffe, die in dem Abgas enthalten sind, wie beispielsweise Ruß durch das poröse Material gefangen. Die gefangenen Fremdstoffe reagieren sofort mit dem aktiven Sauerstoff, der als ein Oxidationsmittel mit einer äußerst hohen Reaktionsfähigkeit (Aktivität) wirkt. Somit werden die Fremdstoffe ohne Erzeugung von leuchtenden Flammen an dem NOx-Katalysator 42b beseitigt, der in Folge der Zufuhr des Kraftstoffs erwähnt wird.The NOx catalyst 42b that is attached to the particulate filter 42a is carried, while a series of the processes for catching, reducing and eliminating the NOx is repeatedly performed as described above. The NOx catalyst generates secondary oxygen in a secondary way. When the exhaust gas through the particulate filter 42a As a result, foreign matter contained in the exhaust gas such as soot is trapped by the porous material. The trapped impurities immediately react with the active oxygen, which acts as an oxidant with extremely high reactivity (activity). Thus, the impurities become without generation of luminous flames on the NOx catalyst 42b eliminated, which is mentioned as a result of the supply of the fuel.

Nachfolgend werden Prozesse und Verfahren der Beseitigung der NOx detailliert beschrieben.In the following, processes and methods of NOx removal will be described in detail.

Bei Dieselmotoren ist im Allgemeinen die Sauerstoffkonzentration in den Luftkraftstoffgemischen, die in den Brennkammern verbrannt werden sollen, bei den meisten Betriebsbereichen der Motoren hoch. Normalerweise wird die Sauerstoffkonzentration in einem Luftkraftstoffgemisch vor der Verbrennung in den Brennkammern direkt wiedergespiegelt durch die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas. Insbesondere vermindert sich die Sauerstoffkonzentration in dem Luftkraftstoffgemisch nach seiner Verbrennung um einen Grad in Übereinstimmung mit der Menge des Sauerstoffs, die bei der Verbrennung verwendet wird. Wenn die Sauerstoffkonzentration (Luftkraftstoffverhältnis) in dem Luftkraftstoffgemisch hoch ist, wird deshalb die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas grundsätzlich hoch auf eine ähnliche Weise.In diesel engines, in general, the oxygen concentration in the air-fuel mixtures to be burned in the combustion chambers is high in most engine operating ranges. Normally, the oxygen concentration in an air-fuel mixture before combustion in the combustion chambers is directly reflected by the oxygen concentration in the exhaust gas. In particular, the oxygen concentration in the air-fuel mixture after combustion thereof decreases by one degree in accordance with the amount of oxygen used in the combustion. Therefore, when the oxygen concentration (air-fuel ratio) in the air-fuel mixture is high, the oxygen concentration in the exhaust gas basically becomes high in a similar manner.

Wie vorstehend beschrieben ist, hat der NOx-Katalysator 42b eine Speichereigenschaft bezüglich NOx, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas hoch ist, und eine Verminderungseigenschaft bezüglich NOx zu NO2 oder NO, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas niedrig ist. Somit setzt der NOx-Katalysator die Absorption von NOx fort so lange wie die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas hoch ist. Die Menge der NOx, die in dem NOx-Katalysator gespeichert werden kann, ist jedoch wie vorstehend beschrieben begrenzt. Wenn der NOx-Katalysator 42b bereits NOx absorbiert hat mit der Grenzmenge, werden die NOx aus dem Abgas nicht gefangen deshalb durch den NOx-Katalysator, sondern treten wie sie sind durch das Katalysatorgehäuse 42 hindurch.As described above, the NOx catalyst has 42b a storage property with respect to NOx when the oxygen concentration in the exhaust gas is high and a reduction property with respect to NOx at NO2 or NO when the oxygen concentration in the exhaust gas is low. Thus, the NOx catalyst continues to absorb NOx as long as the oxygen concentration in the exhaust gas is high. However, the amount of NOx that can be stored in the NOx catalyst is limited as described above. When the NOx catalyst 42b Already NOx has absorbed with the limit amount, the NOx from the exhaust gas will not be trapped therefore by the NOx catalyst, but will enter as they are through the catalyst housing 42 therethrough.

Bei dem vorstehenden Fall muss ein Reduktionsmittel auf das NOx-Absorptionsmittel aufgebracht werden zum Wiederherstellen der NOx-Speicherkapazität des NOx-Katalysators wie vorstehend beschrieben ist. Wenn der Kraftstoff auf eine normale Weise eingespritzt wird, ist es jedoch schwierig bezüglich der Motorbauweise, ein Abgas zu erzeugen, das viel Kraftstoff enthält, der als ein Reduktionsmittel dient.In the above case, a reducing agent needs to be applied to the NOx absorbent for restoring the NOx storage capacity of the NOx catalyst as described above. If the fuel is normal However, it is difficult to generate an exhaust gas containing much fuel serving as a reducing agent with respect to the engine construction.

Bei dem Ausführungsbeispiel wird deshalb der Kraftstoff in das Abgas zugeführt unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Verfahren. Ein Verfahren besteht in der Zufuhr von unverbrannten Kraftstoff durch Einspritzen eines Sekundärkraftstoffs zusätzlich zu einem Hauptkraftstoff für die Umwandlung in Energie in jeder Brennkammer der Brennkraftmaschine und das andere Verfahren besteht in dem Einspritzen von Kraftstoff in das Abgas hinein unter Verwendung der Kraftstoffzufuhreinrichtung, die in dem Abgaskanal vorgesehen ist. Unter Verwendung eines oder beider dieser Verfahren wird die Menge des Reduktionsmittels in dem Abgas erhöht, um die NOx-Speicherkapazität des NOx-Katalysators wiederherzustellen.In the embodiment, therefore, the fuel is supplied into the exhaust gas using the methods described above. One method is to supply unburned fuel by injecting a secondary fuel in addition to a main fuel for conversion to energy in each combustion chamber of the internal combustion engine and the other method is injecting fuel into the exhaust gas using the fuel supply device located in the exhaust passage is provided. Using one or both of these methods, the amount of reducing agent in the exhaust gas is increased to restore the NOx storage capacity of the NOx catalyst.

Die ECU 80 des Motors 1 erfasst kontinuierlich die NOx-Konzentration in dem Abgas in einem Abschnitt des Abgassystems 40 stromabwärts des NOx-Katalysators 42b auf der Grundlage eines Ausgangssignals von dem NOx-Sensor 75. Die NOx-Speicherkapazität (die NOx-Speichereffizienz) des NOx-Katalysators 42b vermindert sich, wenn sich die Menge der in dem NOx-Katalysator 42b gespeicherten NOx erhöht, in anderen Worten wenn die in dem NOx-Katalysator 42b gespeicherte NOx-Menge näher einer Maximalmenge kommt (einer Sättigungsmenge) der NOx, die in dem NOx-Katalysator 42b gespeichert werden können. Das heißt, wenn die Menge der in dem NOx-Katalysator 42b gespeicherten NOx sich erhöht, tritt eine größere NOx-Menge durch das Katalysatorgehäuse 42 hindurch, wie sie abgegeben werden soll auf der stromabwärtigen Seite, wodurch die NOx-Konzentration in dem Abgas erhöht wird. Mit einer derartigen korrelativen Beziehung zwischen der NOx-Konzentration in dem Abgas und der in dem NOx-Katalysator 42b gespeicherten NOx-Menge ist es möglich, die Menge der NOx zu bestimmen, die in dem NOx-Katalysator 42b gespeichert ist auf der Grundlage der erfassten NOx-Konzentration.The ECU 80 of the motor 1 continuously detects the NOx concentration in the exhaust gas in a portion of the exhaust system 40 downstream of the NOx catalyst 42b based on an output signal from the NOx sensor 75 , The NOx storage capacity (the NOx storage efficiency) of the NOx catalyst 42b decreases as the amount of in the NOx catalyst 42b stored NOx, in other words when in the NOx catalyst 42b NO x amount stored closer to a maximum amount (a saturation amount) of the NO x coming into the NO x catalyst 42b can be stored. That is, when the amount of in the NOx catalyst 42b stored NOx increases, a larger amount of NOx passes through the catalyst housing 42 through, as it is to be discharged on the downstream side, whereby the NOx concentration in the exhaust gas is increased. With such a correlative relationship between the NOx concentration in the exhaust gas and that in the NOx catalyst 42b stored NOx amount, it is possible to determine the amount of NOx contained in the NOx catalyst 42b is stored on the basis of the detected NOx concentration.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist somit die ECU 80 angeordnet zum Bestimmen, dass die in dem NOx-Katalysator 42b gespeicherte NOx-Menge eine vorgegebene Menge erreicht hat, wenn die NOx-Konzentration in einem Abschnitt des Abgassystems 40 stromabwärts des Katalysatorgehäuses 42 einen vorgegebenen Wert überschreitet. Wenn ermittelt wird, dass NOx gespeichert sind mit der vorgegebenen Menge, wird Kraftstoff zu einem Abschnitt des Abgassystems 40 stromaufwärts des Katalysatorgehäuses 42 zugeführt. Insbesondere wird Kraftstoff in das Abgas hinein zugeführt als unverbrannter Kraftstoff unter Verwendung der Kraftstoffzufuhreinrichtung, wodurch die Menge des Reduktionsmittels in dem Abgas zeitweilig erhöht wird. Dabei vermindert sich das Luftkraftstoffverhältnis, um zu veranlassen, dass in dem Katalysator gespeicherte NOx mit dem Kraftstoff reagieren, der als ein Reduktionsmittel dient, um dadurch beseitigt zu werden.Thus, in the embodiment, the ECU 80 arranged to determine that in the NOx catalyst 42b stored NOx amount has reached a predetermined amount when the NOx concentration in a portion of the exhaust system 40 downstream of the catalyst housing 42 exceeds a predetermined value. When it is determined that NOx is stored at the predetermined amount, fuel becomes a portion of the exhaust system 40 upstream of the catalyst housing 42 fed. Specifically, fuel is supplied into the exhaust gas as unburned fuel using the fuel supply device, whereby the amount of the reducing agent in the exhaust gas is temporarily increased. At this time, the air-fuel ratio decreases to cause NOx stored in the catalyst to react with the fuel serving as a reducing agent to thereby be eliminated.

Als nächstes werden die Prozesse und Verfahren zum Beseitigen von Fremdstoffen (die nachfolgend als PM bezeichnet werden) beschrieben, die in dem Abgas enthalten sind.Next, the processes and methods for removing foreign matters (to be referred to as PM hereinafter) included in the exhaust gas will be described.

Wie NOx werden die Fremdstoffe unter Verwendung des Kraftstoffes beseitigt. Die Beseitigung der NOx wird bewirkt unter Anwendung chemischer Reaktionen zwischen HC als eine Hauptkomponente des Kraftstoffs und NOx, wie vorstehend beschrieben ist. Bei der Beseitigung der Fremdstoffe wird andererseits HC hauptsächlich als eine Wärmequelle angewandt, um die Betttemperatur des Katalysators zu erhöhen, so dass Fremdstoffe und Sauerstoff (O2) aktiviert werden, um eine Oxidation der Fremdstoffe zu veranlassen und diese somit zu beseitigen.Like NOx, the foreign matter is eliminated using the fuel. The elimination of the NOx is effected by using chemical reactions between HC as a main component of the fuel and NOx as described above. On the other hand, in the removal of the foreign matters, HC is mainly used as a heat source to increase the bed temperature of the catalyst so that foreign matters and oxygen (O2) are activated to cause oxidation of the foreign matters and thus eliminate them.

Das heißt, dass die Beseitigung der Fremdstoffe bewirkt wird unter Verwendung des Kraftstoffs als eine Wärmequelle in dem Partikelfilter 42a, nämlich durch Anwenden der Verbrennungsreaktivität des Kraftstoffs.That is, the elimination of the foreign matters is effected by using the fuel as a heat source in the particulate filter 42a namely by applying the combustion reactivity of the fuel.

Bei einem Beispiel eines Steuerverfahrens zum Beseitigen von Fremdstoffen auf die vorstehende Weise führt die ECU 81 ein Programm aus, das in dem ROM 82 gespeichert ist, um eine Vergleichsbeurteilung durchzuführen an einer Betriebsgeschichte, die in dem Sicherungs-RAM 84 aufgezeichnet ist, einem Signal von dem Drucksensor 90, der in dem Abgaskanal angeordnet ist und so weiter. Die Betriebsgeschichte wird eingerichtet auf der Grundlage der Ausgangssignale von dem Gaspedalöffnungssensor 76, dem Kurbelwinkelsensor 77, dem Zeitzähler 85 und anderen Komponenten. Gemäß dem Ergebnis der Beurteilung wird ermittelt, ob die Zufuhr des Kraftstoffs als ein Prozess zum Beseitigen der Fremdstoffe durchgeführt werden soll.In an example of a control method for removing foreign matters in the above manner, the ECU performs 81 a program made in the ROM 82 is stored to make a comparison judgment on a history of operation stored in the backup RAM 84 is recorded, a signal from the pressure sensor 90 which is disposed in the exhaust passage and so on. The operating history is established based on the output signals from the accelerator opening sensor 76 , the crank angle sensor 77 , the time counter 85 and other components. According to the result of the judgment, it is determined whether the supply of the fuel is to be performed as a process for removing the foreign matter.

Bei dem Beseitigen der Fremdstoffe wird der Kraftstoff auch bei dem selben Verfahren zugeführt, wie es zum Beseitigen von NOx eingesetzt wird. Das heißt ein Verfahren besteht im Durchführen einer Sekundärkraftstoffeinspritzung (Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung). Bei der Sekundärkraftstoffeinspritzung wird ein Teil des Hauptkraftstoffs, der zu Energie umgewandelt werden soll in jeder Brennkammer der Brennkraftmaschine, eingespritzt nach dem der Verbrennungsprozess des Hauptkraftstoffs beendet ist, wodurch unverbrannter Kraftstoff in das Abgas zugeführt wird, wie in 4 gezeigt ist. Das andere Verfahren besteht in der Schaffung eines Kraftstoffeinspritzvorrichtung oder -Geräts in dem Abgaskanal (Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung). Bei diesem Verfahren wird der Kraftstoff direkt in das Abgas hinein eingespritzt, wie in 5 gezeigt ist. Diese Verfahren haben unterschiedliche Eigenschaften und die Eigenschaft von jedem Verfahren ist einer von wiederzuspiegelten Faktoren bei der vorstehenden Beurteilung, ob die Zufuhr des Kraftstoffs ausgeführt werden soll.In removing the foreign matter, the fuel is also supplied in the same process as used for removing NOx. That is, a method is to perform a secondary fuel injection (combustor fuel supply device). In the secondary fuel injection, a part of the main fuel to be converted into energy is injected into each combustion chamber of the internal combustion engine after the combustion process of the main fuel is finished, whereby unburned fuel is supplied into the exhaust gas, as in FIG 4 is shown. The other method is to provide a fuel injector or device in the exhaust passage (FIG. Exhaust duct fuel supply means). In this method, the fuel is injected directly into the exhaust gas as in 5 is shown. These methods have different characteristics and the characteristic of each method is one of reflected factors in the above judgment as to whether the supply of the fuel should be carried out.

Nachfolgend werden die Eigenschaften der Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung und der Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung jeweils beschrieben.Hereinafter, the characteristics of the combustor fuel supply device and the exhaust gas fuel supply device will be described, respectively.

Zunächst hat die Verbrennungskammerkraftstoffzufuhreinrichtung die folgenden Eigenschaften:

  • (1) Da der Kraftstoff in jede Brennkammer hinein eingespritzt wird, wird der Kraftstoff ausreichend zerstäubt.
  • (2) Da der Kraftstoff zerstäubt wird und somit in aktiviertem Zustand in das Katalysatorgehäuse 42 eingeführt wird, tritt eine Verbrennungsreaktion des Kraftstoffs auf, selbst wenn die Betttemperatur des Katalysators bei einer ersten Temperatur liegt (die bei etwa 200°C angenommen wird), einer Minimaltemperatur, die erforderlich ist zum Veranlassen einer Verbrennungsreaktion des Kraftstoffs, der zerstäubt und somit aktiviert ist.
  • (3) Die Kraftstoffeinspritzmenge kann nicht direkt gesteuert werden, da sie von der erforderlichen Kraftstoffmenge abhängig ist, die bestimmt wird auf der Grundlage des Niederdrückungsbetrags des Gaspedals. Eine große Kraftstoffmenge kann übrigens nicht verwendet werden.
  • (4) Der Kraftstoff kann nicht zugeführt werden, wenn der Motor mit einer hohen Last betrieben wird oder wenn der Motor gestartet wird, um das Erzeugen einer Drehmomentabstufung oder dergleichen zu vermeiden.
First, the combustion chamber fuel supply device has the following characteristics:
  • (1) Since the fuel is injected into each combustion chamber, the fuel is sufficiently atomized.
  • (2) Since the fuel is atomized and thus in the activated state in the catalyst housing 42 is introduced, a combustion reaction of the fuel occurs even if the bed temperature of the catalyst is at a first temperature (assumed to be about 200 ° C), a minimum temperature required to cause a combustion reaction of the fuel, which is atomized and thus activated is.
  • (3) The fuel injection amount can not be controlled directly because it depends on the required amount of fuel that is determined based on the depression amount of the accelerator pedal. Incidentally, a large amount of fuel can not be used.
  • (4) The fuel can not be supplied when the engine is operated at a high load or when the engine is started to avoid generating a torque step or the like.

Andererseits hat die Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung die folgenden Eigenschaften:

  • (1) Da der Kraftstoff in den Abgaskanal hinein eingespritzt wird, wird befürchtet, dass der Kraftstoff nicht zerstäubt wird, sondern an der Innenfläche des Abgaskanals anhaftet, um daran zu kondensieren, außer wenn die Temperatur des Abgases gleich oder höher als eine zweite Temperatur ist (die bei etwa 300°C angenommen wird).
  • (2) Es kann passieren, dass der Kraftstoff nicht vollständig zerstäubt wird und deshalb ein Teil des Kraftstoffs in das Katalysatorgehäuse 42 hineinfließt in der Gestalt von Kraftstofftröpfchen. Dabei wird dem Filter die Wärme als latente Wärme entzogen zum vollständigen Zerstäuben des Kraftstoffgases einschließlich der Kraftstofftröpfchen. Deshalb wird eine dritte Temperatur (die bei etwa 250°C angenommen wird), die höher als die erste Temperatur ist, als die Minimaltemperatur eingesetzt, die erforderlich ist zum Veranlassen einer Verbrennungsreaktion des Kraftstoffs an dem Filter.
  • (3) Der Kraftstoff wird von einem separaten Kraftstoffzufuhrsystem zugeführt, gegenüber dem für die Zufuhr des Kraftstoffs, der bei der Motorverbrennung verwendet wird, deshalb ist es möglich, die Zufuhr des Kraftstoffs unabhängig von dem Betrieb des Motors auszuführen und die Einspritzmenge direkt zu steuern. Des Weiteren kann eine große Kraftstoffmenge verwendet werden.
On the other hand, the exhaust gas fuel supply device has the following characteristics:
  • (1) Since the fuel is injected into the exhaust passage, it is feared that the fuel will not be atomized but will adhere to the inner surface of the exhaust passage to condense thereon unless the temperature of the exhaust gas is equal to or higher than a second temperature (which is assumed at about 300 ° C).
  • (2) It may happen that the fuel is not completely atomized and therefore part of the fuel is in the catalyst housing 42 flows in the form of fuel droplets. The heat is removed from the filter as latent heat to completely atomize the fuel gas including the fuel droplets. Therefore, a third temperature (assumed to be about 250 ° C) higher than the first temperature is used as the minimum temperature required to cause a combustion reaction of the fuel to the filter.
  • (3) The fuel is supplied from a separate fuel supply system to that for the supply of the fuel used in the engine combustion, therefore, it is possible to carry out the supply of the fuel independently of the operation of the engine and to directly control the injection amount. Furthermore, a large amount of fuel can be used.

Die Eigenschaften der Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung und der Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung werden folgendermaßen zusammengefasst. Zunächst kann gemäß der Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung der Kraftstoff zugeführt werden, selbst wenn die Betttemperatur des Katalysators niedrig ist, obwohl das Hinzufügen des Kraftstoffs angewandt wird in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Motors. Eine große Kraftstoffmenge kann jedoch nicht verwendet werden und die Einspritzmenge kann nicht einfach eingestellt werden. Gemäß der Abgas kanalkraftstoffzufuhreinrichtung kann andererseits der Kraftstoff unabhängig von dem Betriebszustand des Motors zugeführt werden und die Einspritzmenge kann einfach eingestellt werden. Die Betttemperatur des Katalysators muss jedoch hoch sein und die Temperatur des Abgaskanals ist beschränkt.The characteristics of the combustor fuel supply system and the exhaust gas fuel supply device are summarized as follows. First, according to the combustor fuel supply device, the fuel may be supplied even if the bed temperature of the catalyst is low, although the addition of the fuel is applied depending on the operating state of the engine. However, a large amount of fuel can not be used and the injection amount can not be easily adjusted. On the other hand, according to the exhaust gas fuel supply device, the fuel can be supplied regardless of the operating state of the engine, and the injection amount can be easily adjusted. However, the bed temperature of the catalyst must be high and the temperature of the exhaust passage is limited.

Als nächstes werden Steuerungen beschrieben, die ausgeführt werden zum Ermitteln, ob die Zufuhr des Kraftstoffs ausgeführt werden soll. Die Programme werden bestimmt auf der Grundlage der Eigenschaften der jeweiligen Kraftstoffzufuhrverfahren. Wenn bestimmt wird, dass es notwendig ist, die gespeicherten Fremdstoffe zu beseitigen, wird zunächst eine Katalysatorausgangsabgastemperatur, das heißt eine Temperatur des Abgases, das von dem Katalysator herausströmt, mittels des Abgastemperatursensors 74 gemessen. Wenn der Kraftstoff zugeführt wird, wenn die Temperatur in dem Katalysatorgehäuse 42 in einem Hochtemperaturbereich (≥ 700°C) liegt, erhöht sich die Temperatur weiter, was zu einer Wärmeverschlechterung des NOx-Katalysators 42b führen kann. Die vorstehende Messung wird hauptsächlich durchgeführt um die Zufuhr des Kraftstoffs zu verbieten, wenn die Temperatur in dem Katalysatorgehäuse 42 in dem Hochtemperaturbereich liegt.Next, controls will be described that are performed to determine whether the supply of the fuel is to be performed. The programs are determined based on the characteristics of the respective fuel supply methods. When it is determined that it is necessary to eliminate the stored foreign matters, first, a catalyst exit exhaust temperature, that is, a temperature of the exhaust gas flowing out from the catalyst is detected by the exhaust gas temperature sensor 74 measured. When the fuel is supplied, when the temperature in the catalyst housing 42 is in a high temperature range (≥ 700 ° C), the temperature further increases, resulting in heat deterioration of the NOx catalyst 42b can lead. The above measurement is mainly performed to prohibit the supply of the fuel when the temperature in the catalyst housing 42 in the high temperature range.

Als nächstes wird eine Steuerung beschrieben zum Ermitteln, ob die Zufuhr des Kraftstoffs durch die Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung ausgeführt werden soll. Nach dem die Katalysatorausgangsabgastemperatur wie vorstehend beschrieben gemessen ist, wird bestimmt, ob der Motor sich bei einem Hochlastzustand befindet, auf der Grundlage von Signalen von dem Gaspedalöffnungssensor 76 und dem Kurbelwinkelsensor 77 und die Temperatur eines Motorkühlmittels wird mittels eines (nicht gezeigten) Wassertemperaturmessgeräts gemessen. Die Motordrehzahl ist insbesondere instabil unmittelbar nach dem Start des Motors und deshalb wird dabei der Kraftstoff nicht zugeführt. Bei dem Ausführungsbeispiel wird demgemäß die gemessene Kühlmitteltemperatur verwendet als eines der Kriterien zum ermitteln, ob der Motor nach dem Start des Motors aufgewärmt wurde. Als nächstes wird die Betttemperatur des Katalysators mittels des Filterbetttemperatursensors 79 gemessen. Wenn ermittelt wird, dass die Betttemperatur gleich oder höher als die erste Temperatur (200°0) ist, wird der Kraftstoff in die Brennkammern hinein zugeführt.Next, a control for determining whether to supply the fuel by the combustor fuel supply means will be described. After the catalyst exit exhaust gas temperature is measured as described above, it is determined whether the engine is in a high load state based on signals from the accelerator opening sensor 76 and the crank angle sensor 77 and the Temperature of an engine coolant is measured by means of a water temperature gauge (not shown). The engine speed is particularly unstable immediately after the start of the engine and therefore the fuel is not supplied. Accordingly, in the embodiment, the measured coolant temperature is used as one of the criteria for determining whether the engine has been warmed up after starting the engine. Next, the bed temperature of the catalyst by means of the filter bed temperature sensor 79 measured. When it is determined that the bed temperature is equal to or higher than the first temperature (200 ° C), the fuel is supplied into the combustion chambers.

Als nächstes wird eine Steuerung beschrieben zum Ermitteln, ob der Kraftstoff durch die Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung zugeführt werden soll. Nach dem die Katalysatorausgangsabgastemperatur wie vorstehend beschrieben gemessen ist, wird eine Katalysatoreingangsabgastemperatur, das heißt eine Temperatur des Abgases, das in das Katalysatorgehäuse 42 hineinströmt, mittels des Katalysatoreingangsabgastemperatursensors 78 gemessen. Obwohl es tatsächlich zu bevorzugen ist, die Temperatur des Abgases bei dem Kraftstoffeinspritzabschnitt tatsächlich zu messen, ist es schwierig bezüglich der Anordnung der Sensoren. Bei dem Ausführungsbeispiel wird deshalb die Katalysatoreingangstemperatur gemessen und die Temperatur des Abgases bei dem Kraftstoffeinspritzabschnitt wird geschätzt aus der erfassten Katalysatoreingangsabgastemperatur. Wenn die Katalysatoreingangsabgastemperatur gleich oder höher als die zweite Temperatur (300°C) ist, dann wird die Betttemperatur des Katalysators mittels des Filterbetttemperatursensors 79 gemessen. Wenn die Betttemperatur gleich oder höher als die dritte Temperatur ist (250°C) ist, wird der Kraftstoff in den Abgaskanal hinein zugeführt und die Kraftstoffzufuhrsteuerung zum beseitigen der Fremdstoffe wird beendet.Next, a control for determining whether to supply the fuel through the exhaust gas fuel supply means will be described. After the catalyst exit exhaust gas temperature is measured as described above, a catalyst input exhaust temperature, that is, a temperature of the exhaust gas that enters the catalyst housing 42 flows in, by means of the catalyst input exhaust gas temperature sensor 78 measured. Although it is actually preferable to actually measure the temperature of the exhaust gas in the fuel injection portion, it is difficult to arrange the sensors. In the embodiment, therefore, the catalyst input temperature is measured, and the temperature of the exhaust gas at the fuel injection portion is estimated from the detected catalyst input exhaust gas temperature. If the catalyst input exhaust gas temperature is equal to or higher than the second temperature (300 ° C), then the bed temperature of the catalyst by means of the filter bed temperature sensor 79 measured. When the bed temperature is equal to or higher than the third temperature (250 ° C), the fuel is supplied into the exhaust passage and the fuel supply control for removing the foreign matters is stopped.

Nachfolgend wird die Prozedur einer ”Kraftstoffzufuhrsteuerung” detailliert unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm von 6 beschrieben, die durch die ECU 80 des Motors 1 bei dem Ausführungsbeispiel durchgeführt werden soll.Hereinafter, the procedure of "fuel supply control" will be described in detail with reference to a flowchart of FIG 6 described by the ECU 80 of the motor 1 to be performed in the embodiment.

6 zeigt ein Ablaufdiagramm von Prozessen einer ”Partikelfilterbeseitigungsroutine”, eine Routine, die angewandt werden soll zum Steuern des Kraftstoffzufuhrverfahrens und der Kraftstoffzufuhrmenge beim Durchführen einer Partikelbeseitigungssteuerung. Die ECU 80 startet die Anwendung einer Routine bei derselben Zeit wie der Start des Motors 1. 6 FIG. 12 is a flowchart showing processes of a "particulate filter removal routine", a routine to be used for controlling the fuel supply method and the fuel supply amount when performing particulate removal control. The ECU 80 starts the application of a routine at the same time as the start of the engine 1 ,

Wenn diese Routine gestartet wird, ermittelt die ECU 80 zunächst beim Schritt S101, ob es notwendig ist, die Partikelbeseitigungssteuerung auf der Grundlage der Betriebsgeschichte, eines Signals von dem Drucksensor 90 und anderer Komponenten durchzuführen. Die Betriebsgeschichte wird eingerichtet durch Akkumulieren von Betriebsdaten, die erhalten werden über den Gaspedalöffnungssensor 76, den Kurbelwinkelsensor 77, den Zeitzähler 85 und so weiter. Wenn ermittelt wird, dass es unnötig ist, die Partikelbeseitigungssteuerung durchzuführen, dann schreitet die ECU 80 zum Schritt S112 und zum Schritt S113 fort, um eine normale Verbrennung durchzuführen ohne Ausführen entweder der Brennkammerkraftstoffzufuhr oder der Abgaskraftstoffzufuhr und die ECU 80 beendet danach die Routine. Wenn im Gegensatz beim Schritt S101 ermittelt wird, dass die Partikelbeseitigungssteuerung durchgeführt werden muss, schreitet die ECU 80 zum Schritt S102 fort.When this routine is started, the ECU determines 80 first at step S101, if necessary, the particulate removal control based on the operation history of a signal from the pressure sensor 90 and other components. The operation history is established by accumulating operation data obtained via the accelerator opening sensor 76 , the crank angle sensor 77 , the time counter 85 and so on. If it is determined that it is unnecessary to perform the particulate removal control, then the ECU proceeds 80 to step S112 and to step S113 to perform normal combustion without executing either the combustor fuel supply or the exhaust fuel supply and the ECU 80 then finish the routine. In contrast, when it is determined in step S101 that the particulate removal control needs to be performed, the ECU proceeds 80 to step S102.

Beim Schritt S102 ermittelt die ECU 80 den Zustand des Katalysatorgehäuses 42 auf der Grundlage der Katalysatorausgangsabgastemperatur. Wenn die Katalysatorausgangsabgastemperatur gleich oder höher als 700°C ist, schreitet die ECU 80 zum Schritt S112 und zum Schritt S113 fort, um eine normale Verbrennung durchzuführen ohne Ausführen entweder der Brennkammerkraftstoffzufuhr oder der Abgaskanalkraftstoffzufuhr und die ECU 80 beendet danach die Routine. Wenn im Gegensatz beim Schritt S102 ermittelt wird, dass die Katalysatorausgangsabgastemperatur niedriger als 700°C ist, schreitet die ECU 80 zum Schritt S103 fort.In step S102, the ECU determines 80 the state of the catalyst housing 42 based on the catalyst exit exhaust temperature. When the catalyst exit exhaust temperature is equal to or higher than 700 ° C, the ECU advances 80 to step S112 and to step S113 to perform normal combustion without executing either the combustor fuel supply or the exhaust gasoline fuel supply and the ECU 80 then finish the routine. In contrast, when it is determined in step S102 that the catalyst exit exhaust gas temperature is lower than 700 ° C, the ECU advances 80 to step S103.

Bei den folgenden Schritten nach dem Schritt S102 werden Prozesse durchgeführt zum Ermitteln, ob die Brennkammerkraftstoffzufuhr ausgeführt werden kann. Zunächst wird die Kühlmitteltemperatur des Motors 1 beim Schritt S103 gemessen. Wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger als 60°C ist, schreitet die ECU 80 zum Schritt S107 und zum Schritt S108 fort ohne Ausführen der Brennkammerkraftstoffzufuhr. Wenn im Gegensatz die Kühlmitteltemperatur gleich oder höher als 60°C ist, schreitet die ECU 80 zum Schritt S104 fort.In the following steps after the step S102, processes are performed to determine whether the combustor fuel supply can be performed. First, the coolant temperature of the engine 1 measured at step S103. If the coolant temperature is lower than 60 ° C, the ECU will advance 80 to step S107 and to step S108 without executing the combustor fuel supply. In contrast, when the coolant temperature is equal to or higher than 60 ° C, the ECU advances 80 to step S104.

Beim Schritt S104 ermittelt die ECU 80 den Lastzustand des Motors. Wenn ermittelt wird, dass der Motor bei einer hohen Last betrieben wird, schreitet die ECU 80 zum Schritt S107 und zum Schritt S108 fort ohne Ausführen der Brennkammerkraftstoffzufuhr. Wenn im Gegensatz der Motor bei niedriger Last betrieben wird, schreitet die ECU 80 zum Schritt S105 fort.In step S104, the ECU determines 80 the load condition of the engine. When it is determined that the engine is operating at a high load, the ECU advances 80 to step S107 and to step S108 without executing the combustor fuel supply. Conversely, when the engine is operated at low load, the ECU advances 80 to step S105.

Beim Schritt S105 wird die Betttemperatur des Katalysators gemessen. Wenn die Betttemperatur niedriger als 200°C ist, schreitet die ECU 80 zum Schritt S107 und zum Schritt S108 fort ohne Ausführen der Brennkammerkraftstoffzufuhr. Wenn im Gegensatz die Betttemperatur gleich oder höher als 200°C ist, schreitet die ECU 80 zum Schritt S106 fort, um die Brennkammerkraftstoffzufuhr auszuführen und schreitet danach zum Schritt S108 fort.In step S105, the bed temperature of the catalyst is measured. When the bed temperature is lower than 200 ° C, the ECU advances 80 to step S107 and to step S108 without executing the combustor fuel supply. In contrast, when the bed temperature is equal to or higher than 200 ° C, the ECU advances 80 to step S106 continues to perform the combustion chamber fuel supply and then proceeds to step S108.

Von S108 werden Prozesse durchgeführt zum Ermitteln, ob die Abgaskanalkraftstoffzufuhr ausgeführt werden kann. Zunächst wird die Katalysatoreingangsabgastemperatur beim Schritt S108 gemessen. Wenn die Katalysatoreingangsabgastemperatur niedriger als 300°C ist, schreitet die ECU 80 zum Schritt S111 fort, um die Routine zu beenden ohne Ausführen der Abgaskanalkraftstoffzufuhr. Wenn im Gegensatz die Katalysatoreingangsabgastemperatur gleich oder höher als 300°C ist, schreitet die ECU 80 zum Schritt S109 fort.From S108, processes are performed to determine if the exhaust gas fueling can be performed. First, the catalyst input exhaust gas temperature is measured at step S108. When the catalyst input exhaust gas temperature is lower than 300 ° C, the ECU advances 80 to step S111 to complete the routine without performing the exhaust gas fueling. In contrast, when the catalyst input exhaust gas temperature is equal to or higher than 300 ° C, the ECU advances 80 to step S109.

Beim Schritt 109 wird die Betttemperatur des Katalysators gemessen. Wenn die Betttemperatur niedriger als 250°C ist, schreitet die ECU 80 zum Schritt S111 fort, um die Routine zu beenden ohne Ausführen der Abgaskanalkraftstoffzufuhr. Wenn im Gegensatz die Betttemperatur gleich oder höher als 250°C ist, schreitet die ECU 80 zum Schritt S110 fort, um die Abgaskanalkraftstoffzufuhr auszuführen und beendet danach die Routine.At the step 109 the bed temperature of the catalyst is measured. When the bed temperature is lower than 250 ° C, the ECU advances 80 to step S111 to complete the routine without performing the exhaust gas fueling. In contrast, when the bed temperature is equal to or higher than 250 ° C, the ECU advances 80 to step S110 to perform the exhaust gas fueling and thereafter terminate the routine.

Bei der vorstehend beschriebenen Routine ermittelt die ECU 80 zunächst, ob die Brennkammerkraftstoffzufuhr ausgeführt wird und ermittelt dann, ob die Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung ausgeführt wird. Tatsächlich werden diese beiden Kraftstoffzufuhrsteuerungen vorzugsweise unabhängig voneinander durchgeführt und sind in separaten Steuerroutinen repräsentiert. In der Routine des Ausführungsbeispiels ermittelt die ECU 80 jedoch die Durchführung der Brennkammerkraftstoffzufuhr und danach der Abgaskanalkraftstoffzufuhr für eine Vereinfachung der Steuerung. Wenn im Gegensatz die ECU 80 angeordnet ist, um die Durchführung der Abgaskanalkraftstoffzufuhr durchzuführen und danach die Brennkammerkraftstoffzufuhr, macht diese somit keinen Unterschied bei der tatsächlichen Steuerung.In the routine described above, the ECU determines 80 first, whether the combustor fuel supply is being executed, and then determines whether the exhaust gas fuel supply device is being executed. In fact, these two fueling controls are preferably performed independently of each other and are represented in separate control routines. In the routine of the embodiment, the ECU determines 80 however, performing the combustor fueling and then the exhaust gasoline fueling for ease of control. If, in contrast, the ECU 80 is arranged to perform the execution of the Abgaskanalkraftstoffzufuhr and then the combustion chamber fuel supply, this makes thus no difference in the actual control.

Nachfolgend wird ein abgewandeltes Beispiel des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels beschrieben, wobei ein Katalysatorgehäuse 110 einschließlich einer Filtervorrichtung 142, wie es in 7 gezeigt ist, an Stelle des Katalysatorgehäuses 42 (Filtervorrichtung) verwendet wird. 7 stimmt übrigens mit 3 überein.Hereinafter, a modified example of the embodiment described above will be described, wherein a catalyst housing 110 including a filter device 142 as it is in 7 is shown in place of the catalyst housing 42 (Filter device) is used. 7 By the way, that's right 3 match.

Dieses abgewandelte Beispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel dadurch, dass ein Katalysator 120 mit einer Oxidationseigenschaft, wie beispielsweise ein sogenannter Oxidationskatalysator stromaufwärts des Filters 42a (142a in 7) der Filtervorrichtung 42 (142 in 7) angeordnet ist; ein Abgastemperatursensor 178 vorgesehen ist zwischen dem Katalysator 120 und dem Filter 142a; und der Filterbetttemperatursensor 79 nicht vorgesehen ist. Bei dem abgewandelten Beispiel wird somit das Katalysatorgehäuse 110 durch den Katalysator 120, das Filter 142a und den Abgastemperatursensor 178 gebildet.This modified example differs from the embodiment in that a catalyst 120 with an oxidation property such as a so-called oxidation catalyst upstream of the filter 42a ( 142a in 7 ) of the filter device 42 ( 142 in 7 ) is arranged; an exhaust gas temperature sensor 178 is provided between the catalyst 120 and the filter 142a ; and the filter bed temperature sensor 79 is not provided. In the modified example, therefore, the catalyst housing 110 through the catalyst 120 , the filter 142a and the exhaust gas temperature sensor 178 educated.

Bei dem Katalysatorgehäuse 110 sind insbesondere das Filter 142a der Filtervorrichtung 142 und der Katalysator 120, der ein Katalysator einer Honigwabenstruktur ist mit einer Oxidationseigenschaft (beispielsweise ein Oxidationskatalysator, der Platin Pt trägt) und der stromaufwärts des Filters 142a angeordnet ist, in Reihe zueinander angeordnet, während sie voneinander beabstandet sind, und der Abgastemperatursensor 178 ist zwischen dem Katalysator 120 und dem Filter 142a vorgesehen.In the catalyst housing 110 are in particular the filter 142a the filter device 142 and the catalyst 120 which is a catalyst of a honeycomb structure having an oxidation property (for example, an oxidation catalyst carrying platinum Pt) and the upstream of the filter 142a is arranged in series with each other while being spaced from each other, and the exhaust gas temperature sensor 178 is between the catalyst 120 and the filter 142a intended.

Mit dieser Anordnung werden das Kraftstoffgas, das in das Abgas zugeführt wird bei der Sekundärkraftstoffeinspritzung und/oder das Kraftstoffgas einschließlich der Kraftstofftröpfchen, die in den Abgaskanal eingespritzt werden, verbrannt (oxidiert) an dem Oxidationskatalysator 120, wodurch die Temperatur des Abgases erhöht wird, das hindurchtritt. Wenn das somit erwärmte Abgas in das Filter 142a hinein strömt, veranlasst es, dass die gefangenen und gesammelten Fremdstoffe an dem Filter 142a oxidiert und somit davon beseitigt werden.With this arrangement, the fuel gas supplied into the exhaust gas in the secondary fuel injection and / or the fuel gas including the fuel droplets injected into the exhaust passage are burned (oxidized) on the oxidation catalyst 120 , whereby the temperature of the exhaust gas is increased, which passes. When the thus heated exhaust gas in the filter 142a flows into it, causing the trapped and collected foreign matter on the filter 142a oxidized and thus eliminated.

Es kann übrigens ein Katalysator mit einer Oxidationseigenschaft wie beispielsweise ein NOx-Katalysator, der Platin oder dergleichen trägt, als der Katalysator 120 verwendet werden, der stromaufwärts des Filters 142a angeordnet ist.Incidentally, a catalyst having an oxidation property such as a NOx catalyst carrying platinum or the like may be used as the catalyst 120 be used, the upstream of the filter 142a is arranged.

Der Oxidationskatalysator 120 ist stromaufwärts des Filters 142a bei dem abgewandelten Beispiel angeordnet, deshalb ist es unnötig, einen Katalysator an dem Filter 142a zu tragen. Ein Filter, der einen NOx-Katalysator trägt, der in 3 gezeigt ist, kann jedoch als das Filter 142a verwendet werden.The oxidation catalyst 120 is upstream of the filter 142a In the modified example, therefore, it is unnecessary to add a catalyst to the filter 142a to wear. A filter carrying a NOx catalyst, which in 3 can be shown, however, as the filter 142a be used.

Nachfolgend wird eine Steuerprozedur beschrieben, die bei dem abgewandelten Beispiel eingesetzt wird.Hereinafter, a control procedure used in the modified example will be described.

Zunächst wird ermittelt, ob die Sekundärkraftstoffeinspritzung in die Brennkammer 20 der Brennkraftmaschine 1 hinein durchgeführt werden soll. Hier wird die Sekundärkraftstoffeinspritzung in der Brennkammer 20 der Brennkraftmaschine 1 durchgeführt, wenn die Abgastemperatur, die durch den Abgastemperatursensor 178 erfasst wird, eine Temperatur erreicht, die veranlasst, dass Kraftstoffgas in dem Abgas oxidiert wird an dem Oxidationskatalysator 120 (beispielsweise 200°C oder höher).First, it determines if the secondary fuel injection into the combustion chamber 20 the internal combustion engine 1 to be carried out in it. Here is the secondary fuel injection in the combustion chamber 20 the internal combustion engine 1 performed when the exhaust gas temperature passing through the exhaust gas temperature sensor 178 is reached, reaches a temperature that causes fuel gas in the exhaust gas to be oxidized on the oxidation catalyst 120 (For example, 200 ° C or higher).

Anschließend wird ermittelt, ob Kraftstoff in den Abgaskanal eingespritzt werden soll auf der Grundlage der folgenden beiden Bedingungen. Die erste Bedingung erfordert, dass die Abgastemperatur, die durch den Abgastemperatursensor 178 erfasst wird, hoch genug ist, um zu veranlassen, dass ein Kraftstoffgas einschließlich Kraftstofftröpfchen in dem Abgas an dem Oxidationskatalysator 120 oxidiert wird (beispielsweise 250°C oder höher). Die zweite Bedingung erfordert, dass die Temperatur (Abgastemperatur) in einem Abschnitt des Abgaskanals, in den Kraftstoff eingespritzt wird von der Kraftstoffzufuhrdüse 17, dessen Temperatur geschätzt wird auf der Grundlage der Betriebszustände des Motors 1 (das heißt Last- und Motordrehzahl), eine Temperatur ist, die eine Kondensation des Kraftstoffs nicht veranlasst, der in dem Abschnitt der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird (beispielsweise 300°C oder höher). Wenn diese beiden Bedingungen nicht erfüllt sind, wird Kraftstoff von der Kraftstoffzufuhrdüse 17 in den Abgaskanal hinein eingespritzt.Next, it is determined whether fuel is to be injected into the exhaust passage based on the following two conditions. The first condition requires that the exhaust gas temperature passing through the exhaust temperature sensor 178 is high enough to cause a fuel gas including fuel droplets in the exhaust gas to the oxidation catalyst 120 is oxidized (for example, 250 ° C or higher). The second condition requires that the temperature (exhaust gas temperature) in a portion of the exhaust passage into which fuel is injected from the fuel supply nozzle 17 whose temperature is estimated based on the operating conditions of the engine 1 (that is, load and engine speed), is a temperature that does not cause condensation of the fuel that is in the portion of the engine 1 is injected (for example, 300 ° C or higher). If these two conditions are not met, fuel will leak from the fuel delivery nozzle 17 injected into the exhaust duct.

Des Weiteren ist es bei dem abgewandelten Beispiel mit dem Abgastemperatursensor 178, der zwischen dem Oxidationskatalysator 120 und dem Filter 142a angeordnet ist, möglich, die Temperatur des Abgases direkt zu erfassen, das erwärmt wird durch die Oxidation des Kraftstoffs, der darin enthalten ist, an dem Oxidationskondensator, der stromaufwärts des Abgastemperatursensors 178 angeordnet ist.Furthermore, in the modified example with the exhaust gas temperature sensor 178 that is between the oxidation catalyst 120 and the filter 142a It is possible to directly detect the temperature of the exhaust gas that is heated by the oxidation of the fuel contained therein on the oxidation condenser upstream of the exhaust gas temperature sensor 178 is arranged.

Übrigens sind die Temperaturen, die bei den jeweiligen Prozessen der Routine des Ausführungsbeispiels eingesetzt werden, nicht beschränkt, sondern können geändert werden in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschine und dem verwendeten Abgassystem. Beim Schritt S108 wird die Betttemperatur auch gemessen und verwendet zum Schätzen der Temperatur des Abgases bei dem Kraftstoffeinspritzabschnitt. Diese ist jedoch nur ein Verfahren zum Schätzen der Temperatur des Abgases bei dem Kraftstoffeinspritzabschnitt. Somit kann die Temperatur des Abgases bei dem Kraftstoffeinspritzabschnitt mit einem anderen Verfahren geschätzt werden beispielsweise auf der Grundlage der Kühlmitteltemperatur, der Ansauglufttemperatur, der Einspritzmenge, der Drehzahl und so weiter. Es kann nämlich jedes Verfahren eingesetzt werden so lange wie die Temperatur geschätzt werden kann. Dies gilt auch für die anderen Prozesse. Beispielsweise werden die Kühlmitteltemperatur und die Last des Motors jeweils bei den Schritten S103 und S104 der Routine ermittelt. Jeder dieser Prozesse stellt jedoch nur ein Beispiel der Prozesse zum Ermitteln dar, ob die Sekundärkraftstoffeinspritzung des Motors durchgeführt werden soll.Incidentally, the temperatures used in the respective processes of the routine of the embodiment are not limited, but may be changed depending on the engine and the exhaust system used. At step S108, the bed temperature is also measured and used for estimating the temperature of the exhaust gas at the fuel injection portion. However, this is only one method of estimating the temperature of the exhaust gas at the fuel injection portion. Thus, the temperature of the exhaust gas in the fuel injection portion may be estimated by another method, for example, based on the coolant temperature, the intake air temperature, the injection amount, the rotational speed, and so on. Any method can be used as long as the temperature can be estimated. This also applies to the other processes. For example, the coolant temperature and the load of the engine are respectively determined at steps S103 and S104 of the routine. However, each of these processes is just one example of the processes for determining if the secondary fuel injection of the engine is to be performed.

Wenn die Brennkammerkraftstoffzufuhr und die Abgaskanalkraftstoffzufuhr beide zulässig sind, kann auch eine oder beide durchgeführt werden. Wenn beispielsweise die vorgegebenen Temperaturen, die bei den jeweiligen thermischen Zuständen zum Durchführen der Abgaskanalkraftstoffzufuhr eingesetzt werden, ausreichend erfüllt sind wenn der Motor im Leerlauf läuft, ist es nicht notwendig, die Abgaskanalkraftstoffzufuhr auszuführen. Dabei können die in dem Katalysator gesammelten Fremdstoffe ausreichend beseitigt werden nur durch Durchführen der Brennkammerkraftstoffzufuhr. Wenn der Motor abwechselnd mit hoher Last und niedriger Last betrieben wird, können die Fremdstoffe auch ausreichend beseitigt werden nur durch Durchführen der Abgaskanalkraftstoffzufuhr während dem Betrieb des Motors mit niedriger Last ohne Durchführen der Brennkammerkraftstoffzufuhr.If the combustor fuel supply and the exhaust gas fuel supply are both allowable, one or both may also be performed. For example, if the predetermined temperatures used in the respective thermal states for performing the exhaust gas fuel supply are sufficiently satisfied when the engine is idling, it is not necessary to carry out the exhaust gas fuel supply. At this time, the foreign matters collected in the catalyst can be sufficiently removed only by performing the combustor fuel supply. Also, when the engine is alternately operated at a high load and a low load, the foreign matters can be sufficiently removed only by performing the exhaust gasoline fuel supply during the operation of the low load engine without performing the combustor fuel supply.

Wie vorstehend beschrieben ist, führt das Abgasreinigungssystem der Erfindung die Zufuhr des Kraftstoffs durch in Abhängigkeit von den Zuständen der Brennkraftmaschine des Abgassystems, um die Temperatur des Partikelfilters zu erhöhen, was der Oxidation der Fremdstoffe dient, die in dem Abgas enthalten sind. Somit können die Fremdstoffe zuverlässig mit Effizienz beseitigt werden.As described above, the exhaust gas purification system of the invention performs the supply of the fuel depending on the conditions of the engine of the exhaust system to increase the temperature of the particulate filter, which serves to oxidize the foreign matters contained in the exhaust gas. Thus, the foreign matter can be reliably eliminated with efficiency.

Insbesondere wählt das Abgasreinigungssystem der Erfindung ein geeignetes Kraftstoffzufuhrverfahren auf der Grundlage des Betriebszustands der Brennkraftmaschine und des thermischen Zustands des Abgassystems. Somit können die Fremdstoffe stabil an dem Filter verbrannt werden ohne Veranlassen einer Verschlechterung der Bestandteile des Abgases, das in das Katalysatorgehäuse einströmt, und wobei ein Verstopfen des Katalysatorgehäuses durch den zugeführten Kraftstoff verhindert wird.In particular, the exhaust gas purification system of the invention selects a suitable fueling method based on the operating state of the internal combustion engine and the thermal state of the exhaust system. Thus, the foreign matters can stably be burned on the filter without causing deterioration of the constituents of the exhaust gas flowing into the catalyst case, and clogging of the catalyst case by the supplied fuel is prevented.

Ein Abgasreinigungssystem und Verfahren für eine Brennkraftmaschine werden geschaffen, die eine Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung (13), die geeignet ist für die Zufuhr eines Teils eines Kraftstoffs, der in jeweilige Brennkammern (20) eingespritzt werden soll, als ein sekundär eingespritzter Kraftstoff, und eine Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung (17) verwenden, die geeignet ist zum direkten Zuführen von Kraftstoff in einen Abgaskanal hinein. Die Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung (13) wird verwendet, wenn eine sekundäre Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden kann und eine Betttemperatur eines Partikelfilters (42a) gleich oder höher als eine erste Temperatur ist. Die Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung (17) wird verwendet, wenn eine Temperatur des Abgaskanals gleich oder höher als eine zweite Temperatur ist und die Betttemperatur des Filters (42a) gleich oder höher als eine dritte Temperatur ist.An exhaust gas purification system and method for an internal combustion engine is provided, which includes a combustion chamber fuel supply device ( 13 ) suitable for the supply of a part of a fuel, which into respective combustion chambers ( 20 ), as a secondary injected fuel, and an exhaust gas fuel supply device ( 17 ) suitable for directly feeding fuel into an exhaust passage. The combustion chamber fuel supply device ( 13 ) is used when a secondary fuel injection can be performed and a bed temperature of a particulate filter ( 42a ) is equal to or higher than a first temperature. The exhaust gas fuel feed device ( 17 ) is used when a temperature of the exhaust passage is equal to or higher than a second temperature and the bed temperature of the filter ( 42a ) is equal to or higher than a third temperature.

Claims (12)

Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine mit: einer Partikelfiltervorrichtung (42, 142) zum Fangen von Fremdstoffen, die in dem Abgas der Brennkraftmaschine enthalten sind, wobei die Filtervorrichtung (42, 142) wiederhergestellt werden kann durch Verbrennen der Fremdstoffe, die durch das Filter gefangen werden, mittels der Zufuhr von Kraftstoff zu dem Abgas und Erhöhen der Temperatur des Filters durch Verbrennen des Kraftstoffs; einer Brennkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung (13), die in einer Brennkammer des Motors vorgesehen ist, die nicht nur eine Hauptkraftstoffeinspritzung durchführen kann, die vorgesehen ist zum Erzeugen eines Drehmoments, sondern auch eine Sekundärkraftstoffeinspritzung, die vorgesehen ist zum Erhöhen der Temperatur der Filtervorrichtung (42, 142) durch Verbrennen dieses Kraftstoffes in dem Abgaskanal; und einer Abgaskanalkraftstoffeinspritzvorrichtung (17), die in einem Abgaskanal des Motors stromaufwärts der Filtervorrichtung (42, 142) vorgesehen ist; dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein Wiederherstellprozess der Filtervorrichtung (42, 142) durchgeführt werden soll, Kraftstoff durch die Brennkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung (13) zugeführt wird, wenn eine Betttemperatur der Filtervorrichtung (42, 142) gleich oder höher als eine erste Temperatur ist, und Kraftstoff durch die Abgaskanalkraftstoffeinspritzvorrichtung (17) zugeführt wird, wenn eine Temperatur des Abgases gleich oder höher als eine zweite Temperatur ist und die Betttemperatur der Filtervorrichtung (42, 142) gleich oder höher als eine dritte Temperatur ist.An exhaust purification system for an internal combustion engine, comprising: a particulate filter device ( 42 . 142 ) for capturing foreign matter contained in the exhaust gas of the internal combustion engine, wherein the filter device ( 42 . 142 ) can be recovered by burning the foreign matter caught by the filter by means of the supply of fuel to the exhaust gas and raising the temperature of the filter by burning the fuel; a combustion chamber fuel injection device ( 13 ) provided in a combustion chamber of the engine capable of performing not only a main fuel injection provided for generating a torque but also a secondary fuel injection provided for raising the temperature of the filtering device (FIG. 42 . 142 by burning this fuel in the exhaust passage; and an exhaust gas fuel injection device ( 17 ) located in an exhaust passage of the engine upstream of the filter device ( 42 . 142 ) is provided; characterized in that when a recovery process of the filter device ( 42 . 142 ) fuel through the combustion chamber fuel injection device ( 13 ) is supplied when a bed temperature of the filter device ( 42 . 142 ) is equal to or higher than a first temperature, and fuel through the exhaust gas fuel injection device ( 17 ) is supplied when a temperature of the exhaust gas is equal to or higher than a second temperature and the bed temperature of the filter device ( 42 . 142 ) is equal to or higher than a third temperature. Abgasreinigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftstoff zugeführt wird durch eine oder beide aus der Brennkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung (13) und der Abgaskanalkraftstoffeinspritzvorrichtung (17), wenn die Betttemperatur der Filtervorrichtung (42, 142) gleich oder höher als die erste Temperatur ist, die eine Oxidation des Kraftstoffgases veranlasst, und die dritte Temperatur, die eine Oxidation des Kraftstoffgases einschließlich der Kraftstofftröpfchen veranlasst und eine Temperatur des Abgases in dem Abgaskanal gleich oder höher als die zweite Temperatur ist, die eine Kondensation des in den Abgaskanal eingespritzten Kraftstoffs nicht veranlasst.Exhaust gas purification system according to claim 1, characterized in that fuel is supplied by one or both of the combustion chamber fuel injection device ( 13 ) and the exhaust gas fuel injection device ( 17 ), when the bed temperature of the filter device ( 42 . 142 ) is equal to or higher than the first temperature that causes oxidation of the fuel gas, and the third temperature that causes oxidation of the fuel gas including the fuel droplets and a temperature of the exhaust gas in the exhaust passage is equal to or higher than the second temperature Condensation of the fuel injected into the exhaust passage does not cause. Abgasreinigungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtervorrichtung (42, 142) ein Filter (42a, 142a) umfasst, das einen Katalysator trägt.Exhaust gas purification system according to claim 1 or 2, characterized in that the filter device ( 42 . 142 ) a filter ( 42a . 142a ) carrying a catalyst. Abgasreinigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Temperatur gleich oder höher als 200°C ist und die dritte Temperatur gleich oder höher als 250°C ist.An exhaust gas purification system according to claim 3, characterized in that the first temperature is equal to or higher than 200 ° C and the third temperature is equal to or higher than 250 ° C. Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Temperatur gleich oder höher als 300°C ist.An exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the second temperature is equal to or higher than 300 ° C. Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (42a, 142a) einen Speicherreduktions-NOx-Katalysator (42b) trägt, der geeignet ist zum Speichern von Stickoxiden, die in dem Abgas enthalten sind, wenn eine Sauerstoffkonzentration in dem Abgas hoch ist, und zum Reduzieren der gespeicherten Stickoxide, wenn die Sauerstoffkonzentration abnimmt und Kraftstoff vorhanden ist, der als ein Reduktionsmittel dient.Exhaust gas purification system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the filter ( 42a . 142a ) a storage reduction NOx catalyst ( 42b ) capable of storing nitrogen oxides contained in the exhaust gas when an oxygen concentration in the exhaust gas is high, and for reducing the stored nitrogen oxides when the oxygen concentration decreases and there is fuel serving as a reducing agent. Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, des Weiteren gekennzeichnet durch einen Filterbetttemperatursensor (79), der innerhalb der Filtervorrichtung (42) angeordnet ist zum Erfassen dessen Temperatur.An exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 6, further characterized by a filter bed temperature sensor ( 79 ) inside the filter device ( 42 ) is arranged to detect its temperature. Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, des Weiteren gekennzeichnet durch einen Abgastemperatursensor (78, 178), der stromaufwärts der Filtervorrichtung (42, 142) angeordnet ist zum Erfassen der Temperatur des Abgases.An exhaust purification system according to any one of claims 1 to 7, further characterized by an exhaust gas temperature sensor ( 78 . 178 ) located upstream of the filter device ( 42 . 142 ) is arranged to detect the temperature of the exhaust gas. Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 8, des Weiteren gekennzeichnet durch einen Abgassensor (74), der stromabwärts der Filtervorrichtung (42, 142) vorgesehen ist, der geeignet ist zum Erfassen einer Temperatur des Abgases, das aus dem Katalysator herausströmt.Exhaust gas purification system according to one of claims 3 to 8, further characterized by an exhaust gas sensor ( 74 ) located downstream of the filter device ( 42 . 142 ) is provided, which is suitable for detecting a temperature of the exhaust gas, which flows out of the catalyst. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine folgendes aufweist: eine Partikelfiltervorrichtung (42, 142) zum Fangen von Fremdstoffen, die in dem Abgas der Brennkraftmaschine enthalten sind, wobei die Filtervorrichtung (42, 142) wiederhergestellt werden kann durch Verbrennen. der Fremdstoffe, die durch das Filter gefangen werden, mittels der Zufuhr von Kraftstoff zu dem Filter und Erhöhen der Temperatur des Filters durch Verbrennen des Kraftstoffs; eine Brennkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung (13), die in einer Brennkammer des Motors vorgesehen ist, die nicht nur eine Hauptkraftstoffeinspritzung durchführen kann, die vorgesehen ist zum Erzeugen eines Drehmoments, sondern auch eine Sekundärkraftstoffeinspritzung, die vorgesehen ist zum Erhöhen der Temperatur der Filtervorrichtung (42, 142) durch Verbrennen dieses Kraftstoffes in dem Abgaskanal; und eine Abgaskanalkraftstoffeinspritzvorrichtung (17), die in einem Abgaskanal des Motors stromaufwärts der Filtervorrichtung (42, 142) vorgesehen ist; gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Ermitteln der Notwendigkeit für einen Wiederherstellprozess der Filtervorrichtung (42, 142) und wenn die Notwendigkeit eines Wiederherstellprozesses ermittelt wird: Ermitteln einer Betttemperatur der Filtervorrichtung (42, 142); Ermitteln einer Abgastemperatur; Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung durch die Brennkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung (13), wenn eine Betttemperatur der Filtervorrichtung (42, 142) gleich oder höher als eine erste Temperatur ist; und Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung durch die Abgaskanalkraftstoffeinspritzvorrichtung (17), wenn eine Temperatur des Abgases gleich oder höher als eine zweite Temperatur ist und die Betttemperatur der Filtervorrichtung (42, 142) gleich oder höher als eine dritte Temperatur ist.An exhaust gas purification method for an internal combustion engine, the internal combustion engine comprising: a particulate filter device ( 42 . 142 ) for capturing foreign matter contained in the exhaust gas of the internal combustion engine, wherein the filter device ( 42 . 142 ) can be restored by burning. the foreign matter trapped by the filter by means of the supply of fuel to the filter and raising the temperature of the filter by burning the fuel; a combustion chamber fuel injection device ( 13 ) provided in a combustion chamber of the engine capable of performing not only a main fuel injection provided for generating a torque but also a secondary fuel injection provided for raising the temperature of the filtering device (FIG. 42 . 142 by burning this fuel in the exhaust passage; and an exhaust gas fuel injection device ( 17 ) located in an exhaust passage of the engine upstream of the filter device ( 42 . 142 ) is provided; characterized by the following steps: determining the need for a filter device recovery process ( 42 . 142 ) and if the need for a recovery process is determined: determining a bed temperature of the filter device ( 42 . 142 ); Determining an exhaust gas temperature; Performing fuel injection by the combustor fuel injection device (10) 13 ), when a bed temperature of the filter device ( 42 . 142 ) is equal to or higher than a first temperature; and performing fuel injection by the exhaust gas fuel injection device (10) 17 ) when a temperature of the exhaust gas is equal to or higher than a second temperature and the bed temperature of the filter device ( 42 . 142 ) is equal to or higher than a third temperature. Abgasreinigungsverfahren nach Anspruch 10, des Weiteren gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Einspritzen von Kraftstoff durch eine oder beide aus der Brennkammerkraftstoffeinspritzvorrichtung (13) und der Abgaskanalkraftstoffeinspritzvorrichtung (17), wenn die Betttemperatur des Filters (42, 142) gleich oder höher als die erste Temperatur ist, die eine Oxidation des Kraftstoffgases veranlasst, und die dritte Temperatur, die eine Oxidation des Kraftstoffgases einschließlich der Kraftstofftröpfchen veranlasst, und eine Temperatur des Abgases in dem Abgaskanal gleich oder höher als die zweite Temperatur ist, die eine Kondensation des in den Abgaskanal hinein eingespritzten Kraftstoffs nicht veranlasst.An exhaust purification method according to claim 10, further characterized by the step of: injecting fuel through one or both of said combustion chamber fuel injection device (10); 13 ) and the exhaust gas fuel injection device ( 17 ), when the bed temperature of the filter ( 42 . 142 ) is equal to or higher than the first temperature that causes oxidation of the fuel gas, and the third temperature that causes oxidation of the fuel gas including the fuel droplets and a temperature of the exhaust gas in the exhaust passage is equal to or higher than the second temperature does not cause condensation of the fuel injected into the exhaust passage. Abgasreinigungsverfahren nach Anspruch 10 oder 11, des Weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Erfassen einer Temperatur des Abgases, das aus der Filtervorrichtung (42, 142) herausströmt; und Verbieten der Zufuhr des Kraftstoffs von der Brennkammerkraftstoffzufuhreinrichtung (13) und der Abgaskanalkraftstoffzufuhreinrichtung (17), wenn die erfasste Temperatur des Abgases gleich oder höher als eine vorgegebene Temperatur ist, eine obere Grenztemperatur zum Gewährleisten, das eine Wärmeverschlechterung des Katalysators nicht veranlasst wird.An exhaust gas purification method according to claim 10 or 11, further characterized by the steps of: detecting a temperature of the exhaust gas discharged from the filter device (10); 42 . 142 ) flows out; and prohibiting the supply of the fuel from the combustor fuel supply device ( 13 ) and the exhaust gas fuel feed device ( 17 ), when the detected temperature of the exhaust gas is equal to or higher than a predetermined temperature, an upper limit temperature for ensuring that heat deterioration of the catalyst is not caused.
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