JP2000186541A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device of internal combustion engine

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JP2000186541A
JP2000186541A JP10365776A JP36577698A JP2000186541A JP 2000186541 A JP2000186541 A JP 2000186541A JP 10365776 A JP10365776 A JP 10365776A JP 36577698 A JP36577698 A JP 36577698A JP 2000186541 A JP2000186541 A JP 2000186541A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep the whole of an exhaust emission control device at a desired temperature and improve purifying rate of the exhaust purifying device to prevent deterioration of exhaust emission by providing a means for intermittently introducing combustion gas of a combustion heater into an exhaust system on the upstream of an exhaust emission purifying catalyst. SOLUTION: An internal combustion engine 1 is provided with a combustion heater 14. A combustion gas exhaust passage 17 of the heater 14 is connected to an exhaust pipe 7 on the upstream of an exhaust emission purifying catalyst 8 of the internal combustion engine 1, and a solenoid valve 70 for opening and closing a passage is provided in the midway of the passage. An ECU 21 determines the operating condition of the engine 1 according to an output signal value of each kind of sensors to execute exhaust emission purifying control. The combustion gas discharged by the heater 14 is intermittently supplied to the exhaust pipe 7 by opening and closing the solenoid valve 70, so that the mixed gas of combustion gas and exhaust and only the exhaust gas are alternately let flow into a selective reducing type lean NOx catalyst 8. Therefore, the temperature of the whole of the catalyst is uniformly raised without an excessive temperature rise of a part of the catalyst so as to improve the purifying rate of NOx.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に関し、特に燃焼式ヒータを具備した内燃機関の
排気浄化装置に関する。
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine having a combustion type heater.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ディーゼルエンジン等の比較的発
熱量が少ない内燃機関では、冷間始動時における室内用
暖房装置の性能向上や内燃機関の暖機促進等を目的とし
て、燃焼式ヒータを併設する技術が提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in an internal combustion engine such as a diesel engine which generates relatively little heat, a combustion type heater is additionally provided for the purpose of improving the performance of an indoor heating device at the time of a cold start and promoting warm-up of the internal combustion engine. A technology to do this has been proposed.

【0003】上記した燃焼式ヒータは、内燃機関と独立
した燃焼室を具備するとともに、その燃焼室を包囲する
ように形成された水路を備えている。ヒータ内の水路と
内燃機関内の冷却水路とは、内燃機関の冷却水路からヒ
ータ内水路へ冷却水を導く冷却水導入通路、及びヒータ
内水路から内燃機関の冷却水路へ冷却水を導く冷却水排
出通路によって連通している。そして、冷却水排出通路
の途中には、暖房装置のヒータコアが設けられている。
The above-described combustion type heater has a combustion chamber independent of the internal combustion engine and a water passage formed so as to surround the combustion chamber. The water passage in the heater and the cooling water passage in the internal combustion engine are a cooling water introduction passage that guides cooling water from the cooling water passage of the internal combustion engine to the water passage in the heater, and a cooling water that guides cooling water from the water passage in the heater to the cooling water passage of the internal combustion engine. They are connected by a discharge passage. In the middle of the cooling water discharge passage, a heater core of the heating device is provided.

【0004】このように構成された燃焼式ヒータは、内
燃機関の冷間始動時等に、内燃機関の燃料の一部を燃焼
室で燃焼させるとともに、内燃機関の冷却水を冷却水導
入通路を介してヒータ内水路に導く。この場合、燃焼室
内の燃焼によって発生する熱がヒータ内水路へ伝達さ
れ、ヒータ内水路を流れる冷却水を昇温させる。このよ
うにして昇温された冷却水(温水)は、ヒータ内水路か
ら冷却水排出通路へ排出され、ヒータコアを経て内燃機
関の冷却水路へ戻される。前記温水がヒータコアを通過
する際、温水の熱の一部がヒータコア内の暖房用空気に
伝達され、暖房用空気を昇温させる。
[0004] The combustion type heater configured as described above burns a part of the fuel of the internal combustion engine in the combustion chamber at the time of cold start of the internal combustion engine and the like, and supplies the cooling water for the internal combustion engine to the cooling water introduction passage. To the water channel inside the heater. In this case, heat generated by the combustion in the combustion chamber is transmitted to the water passage in the heater, and the temperature of the cooling water flowing through the water passage in the heater is raised. The cooling water (warm water) whose temperature has been raised in this manner is discharged from the water passage in the heater to the cooling water discharge passage, and returned to the cooling water passage of the internal combustion engine via the heater core. When the hot water passes through the heater core, part of the heat of the hot water is transmitted to the heating air in the heater core, and the heating air is heated.

【0005】上記したような燃焼式ヒータによれば、冷
間始動時等に機関冷却水や暖房用空気を早期に昇温させ
ることができ、暖機の促進と暖房性能の向上とを図るこ
とが可能となる。
According to the above-described combustion type heater, the temperature of the engine cooling water or the heating air can be raised at an early stage at the time of a cold start or the like, so that warm-up is promoted and heating performance is improved. Becomes possible.

【0006】ところで、燃焼式ヒータでは、内燃機関用
の燃料の一部を利用して燃焼が行われるため、燃焼式ヒ
ータから排出された燃焼ガスには、内燃機関の排気と同
様の有害ガス成分が含まれることになり、その有害ガス
成分を浄化した上で放出する必要がある。
In the combustion type heater, combustion is performed by using a part of the fuel for the internal combustion engine. Therefore, the combustion gas discharged from the combustion type heater contains the same harmful gas component as the exhaust gas of the internal combustion engine. Therefore, it is necessary to release the harmful gas components after purifying them.

【0007】このような要求に対し、特開昭60−78
819号公報に記載された「燃焼式ヒータを備えた車両
の暖房装置」が知られている。この暖房装置は、燃焼式
ヒータ内で燃焼されたガスを排出するためのヒータ排気
管の排出口を、内燃機関の排気管の排気浄化装置上流に
設けることにより、燃焼式ヒータから排出される燃焼ガ
スを内燃機関用の排気浄化装置に導入し、内燃機関用排
気浄化装置で燃焼ガス中の有害ガス成分を浄化しようと
いうものである。
In response to such a demand, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
No. 819 discloses a "heating apparatus for a vehicle equipped with a combustion heater". This heating device is provided with a discharge port of a heater exhaust pipe for discharging gas burned in the combustion type heater upstream of an exhaust gas purification device of an exhaust pipe of an internal combustion engine, so that the combustion exhausted from the combustion type heater is provided. The gas is introduced into an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, and the exhaust gas purification device for an internal combustion engine purifies harmful gas components in the combustion gas.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】内燃機関用の排気浄化
装置としては、所定条件下で排気中のNOXを還元・浄
化するNOX触媒や、排気中に含まれる煤等の粒子状物
質(Particulate Matter)PMを捕捉するDPF(Dies
el Particulate Filter)等が知られている。
As an exhaust purifying apparatus for an internal combustion engine [0005] is, and NO X catalyst for reducing and purification of NO X in the exhaust gas under predetermined conditions, particulate matter such as soot contained in the exhaust gas ( DPF (Dies) to capture Particulate Matter PM
el Particulate Filter) is known.

【0009】NOX触媒としては、触媒に流入する排気
の状態が酸素過剰状態で且つHCが存在する状態のとき
に炭化水素(HC)を還元剤としてNOXを窒素
(N2)、水(H2O)、二酸化炭素(CO2)等に還元
する選択還元型リーンNOX触媒、あるいは、触媒に流
入する排気の空燃比がリーンのときに排気中のNOX
吸蔵し、排気中の酸素濃度が低下したときに吸蔵してい
たNOXを放出するとともに、放出されたNOXをHCや
一酸化炭素(CO)等の還元剤と反応させてN2等に還
元・浄化する吸蔵還元型リーンNOX触媒等が知られて
いる。
[0009] NO The X catalyst, the NO X as the reducing agent hydrocarbon (HC) in the state condition of the exhaust gas flowing into the catalyst is present and HC in the oxygen-excess state nitrogen (N 2), water ( H 2 O), a selective reduction type lean NO X catalyst that reduces to carbon dioxide (CO 2 ) or the like, or stores NO X in exhaust gas when the air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the catalyst is lean, and stores NO X in exhaust gas. with oxygen concentration emits NO X which has been occluded when lowered, absorbing the released NO X is reacted with HC and carbon monoxide (CO) or the like of the reducing agent to reduce and purification in N 2 or the like reducing type lean NO X catalyst and the like are known.

【0010】一方、DPFとしては、多孔質のセラミッ
ク等で形成され、排気が孔を通過する際に排気中のPM
を捕捉し、流入排気がリーン且つ排気温度が高温(例え
ば、500C°〜700C°)になると捕捉したPMを
燃焼させるものや、DPF内の排気流路表面に触媒を担
持し、その触媒上でHC等の還元剤と酸素とを反応さ
せ、その際に発生する反応熱によって、捕捉したPMを
燃焼させるもの等が知られている。
On the other hand, the DPF is formed of a porous ceramic or the like, and the PM contained in the exhaust gas when the exhaust gas passes through the hole is used.
When the inflow exhaust gas is lean and the exhaust gas temperature is high (for example, 500 ° C. to 700 ° C.), the trapped PM is burned, or a catalyst is carried on the surface of the exhaust passage in the DPF, and It is known that a reducing agent such as HC reacts with oxygen, and the trapped PM is burned by reaction heat generated at that time.

【0011】上記したようなNOX触媒やDPFは、所
定の温度域にある時に活性状態となるため、排気中の有
害ガス成分を確実に浄化するにはNOX触媒やDPF等
の温度を所定の温度域に維持する必要がある。特に、デ
ィーゼルエンジンのように発熱量が少なく、排気温度が
低い内燃機関の排気系に設けられるNOX触媒やDPF
は、冷間始動時等に所定温度域まで昇温し難く、また昇
温した後も低温の排気によって所定温度域未満に低下し
てしまう虞がある。
Since the above-described NO X catalyst or DPF is activated when it is in a predetermined temperature range, the temperature of the NO X catalyst, DPF, etc. must be adjusted to a certain level in order to reliably purify harmful gas components in the exhaust gas. Temperature range. In particular, small calorific value as a diesel engine, NO X catalyst and the DPF exhaust gas temperature is provided in the exhaust system of the lower engine
It is difficult to raise the temperature to a predetermined temperature range at the time of a cold start or the like, and even after the temperature is raised, there is a possibility that the temperature is lowered to a temperature lower than the predetermined temperature range by low-temperature exhaust.

【0012】これに対し、特開昭60−78819号公
報に記載された「燃焼式ヒータを備えた車両の暖房装
置」のように、燃焼式ヒータから排出される高温の燃焼
ガスを排気浄化装置上流の排気系に導入する方法が考え
れるが、燃焼式ヒータの燃焼ガスを連続的に排気浄化装
置の上流に供給すると、燃焼ガスの熱が主として排気浄
化装置の排気流入口近傍に伝達され、排気流入口近傍の
温度が過剰に高くなる虞がある。
On the other hand, a high-temperature combustion gas discharged from a combustion heater is purified by an exhaust gas purification apparatus such as a "heating apparatus for a vehicle equipped with a combustion heater" described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-78819. Although a method of introducing the gas into the upstream exhaust system is conceivable, if the combustion gas of the combustion heater is continuously supplied to the upstream of the exhaust gas purification device, the heat of the combustion gas is mainly transmitted to the vicinity of the exhaust gas inlet of the exhaust gas purification device, There is a possibility that the temperature near the exhaust gas inlet becomes excessively high.

【0013】例えば、排気浄化装置として、NOXを浄
化可能な温度範囲(触媒浄化ウインド)が限定される選
択還元型リーンNOX触媒が使用された場合は、燃焼式
ヒータの燃焼ガスが連続的に選択還元型リーンNOX
媒に供給されると、その選択還元型リーンNOX触媒の
入口部の温度が触媒浄化ウインドの上限値を越えてしま
い、選択還元型リーンNOX触媒の浄化性能が低下して
しまう。
For example, when a selective reduction type lean NO X catalyst having a limited temperature range in which NO X can be purified (catalyst purification window) is used as an exhaust gas purification device, the combustion gas of the combustion type heater is continuously discharged. When supplied to the selective reduction type lean NO X catalyst, the temperature of the inlet portion of the selective reduction type lean NO X catalyst will exceed the upper limit of the catalyst purification window, the purification performance of the selective reduction type lean NO X catalyst Will drop.

【0014】また、燃焼式ヒータの燃焼ガスが連続的に
排気浄化装置に添加された場合に、燃焼ガスがリッチ雰
囲気にあると、排気浄化装置内の酸素濃度が低下して有
害ガス成分の酸化反応が十分に行われなくなるため、排
気浄化装置内が有害ガス成分によって被毒し、排気浄化
装置の浄化性能が低下する虞がある。
Further, when the combustion gas of the combustion heater is continuously added to the exhaust gas purification device and the combustion gas is in a rich atmosphere, the oxygen concentration in the exhaust gas purification device is reduced and the oxidation of harmful gas components is reduced. Since the reaction is not sufficiently performed, the inside of the exhaust gas purification device may be poisoned by harmful gas components, and the purification performance of the exhaust gas purification device may be reduced.

【0015】本発明は、上記したような問題点に鑑みて
なされたものであり、燃焼式ヒータが併設された内燃機
関において、燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスを利
用して排気浄化装置全体を所望の温度にする技術を提供
し、排気浄化装置の浄化率を向上させて、排気エミッシ
ョンの悪化を防止することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and in an internal combustion engine provided with a combustion heater, the entire exhaust gas purifying apparatus utilizes combustion gas discharged from the combustion heater. To achieve a desired temperature of the exhaust gas, improve a purification rate of the exhaust gas purification device, and prevent deterioration of the exhaust emission.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために以下のような手段を採用した。すなわ
ち、本発明にかかる第1の排気浄化装置は、内燃機関の
関連要素を昇温させる燃焼式ヒータと、前記内燃機関の
排気系に設けられ、排気中の有害ガス成分を浄化する排
気浄化触媒と、前記燃焼式ヒータで燃焼されたガスを断
続的に前記排気浄化触媒上流の排気系に導入する燃焼ガ
ス供給手段と、を備えたことを特徴とする。
The present invention employs the following means to solve the above-mentioned problems. That is, a first exhaust gas purifying apparatus according to the present invention includes a combustion heater for increasing the temperature of related elements of an internal combustion engine, and an exhaust gas purification catalyst provided in an exhaust system of the internal combustion engine for purifying harmful gas components in exhaust gas. And combustion gas supply means for intermittently introducing the gas combusted by the combustion heater into an exhaust system upstream of the exhaust purification catalyst.

【0017】このように構成された排気浄化装置では、
燃焼ガス供給手段は、燃焼式ヒータで燃焼されたガスを
断続的に排気浄化触媒の上流の排気系に供給する。この
場合、排気浄化触媒の上流の排気系では、燃焼ガスの供
給と停止とが繰り返されることになる。そして、排気浄
化触媒には、燃焼ガスが混合された排気と排気のみとが
交互に流入することになる。
In the exhaust gas purification device configured as described above,
The combustion gas supply means intermittently supplies the gas burned by the combustion heater to an exhaust system upstream of the exhaust purification catalyst. In this case, in the exhaust system upstream of the exhaust purification catalyst, the supply and stop of the combustion gas are repeated. Then, the exhaust gas mixed with the combustion gas and only the exhaust gas alternately flow into the exhaust purification catalyst.

【0018】燃焼ガスが混合された排気は、排気のみの
場合に比べて温度が高くなる。このような混合ガスが排
気浄化触媒に流入すると、例えば、混合ガスの熱が排気
浄化触媒の排気流入口近傍に伝熱され、あるいは燃焼ガ
ス中に含まれる炭化水素や一酸化炭素等が排気浄化触媒
上で酸素と反応した際に発生する反応熱によって、排気
流入口近傍の温度が昇温する。
The temperature of the exhaust gas mixed with the combustion gas is higher than that of the exhaust gas alone. When such a mixed gas flows into the exhaust gas purification catalyst, for example, heat of the mixed gas is transferred to the vicinity of the exhaust gas inlet of the exhaust gas purification catalyst, or hydrocarbons and carbon monoxide contained in the combustion gas are purified. The reaction heat generated when reacting with oxygen on the catalyst raises the temperature near the exhaust inlet.

【0019】その後、燃焼ガスの供給が停止されると、
排気浄化触媒には排気のみが流入する。排気のみの温度
は、前記した混合ガスより低いため、排気流入口近傍が
過剰な熱を受けて昇温することがない。さらに、排気流
入口近傍の熱が排気浄化触媒上で他の部位に伝達され、
排気浄化触媒の他の部位が昇温する。
Thereafter, when the supply of the combustion gas is stopped,
Only exhaust gas flows into the exhaust purification catalyst. Since the temperature of only the exhaust gas is lower than the above-described mixed gas, the temperature near the exhaust gas inlet does not rise due to excessive heat. Further, heat near the exhaust inlet is transmitted to other parts on the exhaust purification catalyst,
The temperature of other parts of the exhaust purification catalyst rises.

【0020】尚、排気流入口近傍が既に活性化温度に達
していれば、排気流入口近傍において排気中の有害ガス
成分と触媒とが反応し、その際の反応熱も他の部位へ伝
達されるため、他の部位の昇温が促進される。
If the vicinity of the exhaust gas inlet has already reached the activation temperature, the harmful gas component in the exhaust gas reacts with the catalyst near the exhaust gas inlet, and the reaction heat at that time is also transmitted to other parts. Therefore, the temperature rise of other parts is promoted.

【0021】続いて、燃焼ガスの供給が再開されると、
燃焼ガスと排気との混合ガスが排気浄化触媒に流入し、
排気流入口近傍が再び昇温する。このように燃焼ガスの
供給と停止とが繰り返されることにより、排気浄化触媒
の一部が過剰に上昇することがなく、排気浄化触媒全体
が略均一に昇温する。
Subsequently, when the supply of the combustion gas is restarted,
The mixed gas of combustion gas and exhaust gas flows into the exhaust purification catalyst,
The temperature near the exhaust gas inlet rises again. By repeating the supply and the stop of the combustion gas in this way, the temperature of the entire exhaust purification catalyst rises substantially uniformly without a part of the exhaust purification catalyst rising excessively.

【0022】尚、前記した排気浄化触媒としては、触媒
温度が所定温度範囲内にあり且つ流入排気がリーン雰囲
気のときに炭化水素が存在すると、排気中の窒素酸化物
を還元及び浄化する選択還元型リーンNOX触媒を例示
することができる。これは、選択還元型リーンNOX
媒の一部が前記所定温度範囲より高くなると、その部分
において排気中のNOXを浄化することができなくなる
ため、選択還元型NOX触媒全体の温度を略均一に保つ
必要があるからである。
In the exhaust gas purifying catalyst described above, when a catalyst temperature is within a predetermined temperature range and hydrocarbons are present when the inflowing exhaust gas is in a lean atmosphere, a selective reduction for reducing and purifying nitrogen oxides in the exhaust gas. An example is a type lean NO X catalyst. This is because if the temperature of a part of the selective reduction type lean NO X catalyst becomes higher than the predetermined temperature range, it becomes impossible to purify the NO X in the exhaust at that part, so that the temperature of the entire selective reduction type NO X catalyst is substantially reduced. This is because it is necessary to keep it uniform.

【0023】次に、本発明に係る第2の排気浄化装置
は、内燃機関の関連要素を昇温させる燃焼式ヒータと、
前記内燃機関の排気系に設けられ、排気中の有害ガス成
分を浄化する排気浄化手段と、前記排気浄化手段の温度
分布を検出する温度分布検出手段と、前記温度分布検出
手段により前記排気浄化手段において所定温度未満の部
位が検出されたときに、前記燃焼式ヒータで燃焼された
ガスを前記所定温度未満の部位へ供給する燃焼ガス供給
手段と、を備えることを特徴とするようにしてもよい。
Next, a second exhaust gas purifying apparatus according to the present invention comprises: a combustion type heater for raising the temperature of related elements of an internal combustion engine;
An exhaust gas purification unit provided in an exhaust system of the internal combustion engine for purifying harmful gas components in exhaust gas; a temperature distribution detection unit for detecting a temperature distribution of the exhaust gas purification unit; and the exhaust gas purification unit by the temperature distribution detection unit And a combustion gas supply means for supplying gas burned by the combustion-type heater to the portion having a temperature lower than the predetermined temperature when a portion having a temperature lower than the predetermined temperature is detected. .

【0024】このように構成された排気浄化装置では、
温度分布検出手段が排気浄化手段の温度分布を検出す
る。その際、温度分布検出手段が排気浄化手段において
所定温度未満の部位を検出すると、燃焼ガス供給手段
は、その所定温度未満の部位に燃焼式ヒータから排出さ
れる燃焼ガスを供給する。
In the exhaust gas purifying apparatus configured as described above,
The temperature distribution detecting means detects a temperature distribution of the exhaust gas purifying means. At this time, when the temperature distribution detecting means detects a portion having a temperature lower than the predetermined temperature in the exhaust gas purifying means, the combustion gas supply means supplies the gas having a temperature lower than the predetermined temperature with the combustion gas discharged from the combustion heater.

【0025】この場合、排気浄化装置において所定温度
未満の部位には、燃焼ガスの熱が伝達され、あるいは燃
焼ガス中に含まれる炭化水素や一酸化炭素等が排気浄化
手段上で酸素と反応した際に発生する反応熱によって、
前記部位の温度が昇温する。
In this case, the heat of the combustion gas is transmitted to a portion of the exhaust gas purification device which is lower than a predetermined temperature, or hydrocarbons, carbon monoxide and the like contained in the combustion gas react with oxygen on the exhaust gas purification means. Due to the heat of reaction
The temperature of the site increases.

【0026】この結果、本発明の排気浄化装置では、排
気浄化手段において温度が低い部位、言い換えれば昇温
させる必要がある部位にのみ燃焼ガスが供給されるの
で、その他の部位が過剰に昇温することがなく、排気浄
化手段全体が略均一に適温に保たれる。
As a result, in the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, since the combustion gas is supplied only to a portion of the exhaust gas purifying means where the temperature is low, in other words, only the portion that needs to be heated, the other portions are excessively heated. Therefore, the entire exhaust gas purifying means can be maintained at an appropriate temperature substantially uniformly.

【0027】前記した排気浄化手段としては、複数に分
割された排気浄化触媒を例示することができる。この場
合、温度分布検出手段は、各排気浄化触媒の触媒床温を
検出し、燃焼ガス供給手段は、温度分布検出手段により
触媒床温が所定温度未満の排気浄化触媒が検出されたと
きに、燃焼式ヒータの燃焼ガスを前記所定温度未満の排
気浄化触媒へ供給するようにしてもよい。
An example of the exhaust gas purifying means is an exhaust gas purifying catalyst divided into a plurality of parts. In this case, the temperature distribution detecting means detects the catalyst bed temperature of each exhaust gas purifying catalyst, and the combustion gas supply means detects when the temperature distribution detecting means detects the exhaust gas purifying catalyst whose catalyst bed temperature is lower than the predetermined temperature. The combustion gas of the combustion type heater may be supplied to the exhaust gas purification catalyst having a temperature lower than the predetermined temperature.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる内燃機関の
排気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づい
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】〈実施の形態1〉本発明に係る内燃機関の
排気浄化装置の第1の実施の形態について図1〜図3に
基づいて説明する。
<First Embodiment> A first embodiment of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0030】図1は、本実施の形態に係る排気浄化装置
を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図1に
示す内燃機関1は、多気筒の水冷式ディーゼルエンジン
である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust gas purification device according to the present embodiment is applied. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a multi-cylinder water-cooled diesel engine.

【0031】内燃機関1には、吸気枝管2が接続され、
この吸気枝管2の各枝管が各気筒の燃焼室と図示しない
吸気ポートを介して連通している。前記吸気枝管2は、
吸気管3に接続され、吸気管3は、エアフィルタを内装
したエアクリーナボックス4に接続されている。
An intake branch pipe 2 is connected to the internal combustion engine 1.
Each branch pipe of the intake branch pipe 2 communicates with a combustion chamber of each cylinder via an intake port (not shown). The intake branch pipe 2 is
The intake pipe 3 is connected to an air cleaner box 4 in which an air filter is provided.

【0032】このように構成された吸気系では、エアク
リーナボックス4に流入した新気がエアフィルタにて埃
や塵を除去された後、吸気管3を経て吸気枝管2へ導か
れ、吸気枝管2の各枝管を通って各気筒の燃焼室に分配
される。
In the intake system configured as described above, fresh air flowing into the air cleaner box 4 is removed by an air filter to remove dust and dirt, and then guided to the intake branch pipe 2 through the intake pipe 3 to be taken into the intake branch. The fuel is distributed to the combustion chamber of each cylinder through each branch pipe of the pipe 2.

【0033】一方、内燃機関1には、排気枝管6が接続
され、この排気枝管6の各枝管が各気筒の燃焼室と図示
しない排気ポートを介して連通している。前記排気枝管
6は、排気管7に接続され、排気管7は、下流にて図示
しないマフラーに接続されている。
On the other hand, an exhaust branch 6 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch of the exhaust branch 6 communicates with a combustion chamber of each cylinder via an exhaust port (not shown). The exhaust branch pipe 6 is connected to an exhaust pipe 7, and the exhaust pipe 7 is connected downstream to a muffler (not shown).

【0034】前記排気管7の途中には、排気浄化触媒8
が配置されている。この排気浄化触媒8としては、選択
還元型リーンNOX触媒、吸蔵還元型リーンNOX触媒、
あるいは酸化触媒を担持したDPG等を例示することが
できるが、本実施の形態では、選択還元型リーンNOX
触媒を例に挙げて説明する。
In the middle of the exhaust pipe 7, an exhaust purification catalyst 8
Is arranged. The exhaust purification catalyst 8 includes a selective reduction type lean NO X catalyst, an occlusion reduction type lean NO X catalyst,
Alternatively, a DPG supporting an oxidation catalyst or the like can be exemplified, but in the present embodiment, the selective reduction type lean NO X
A description will be given using a catalyst as an example.

【0035】前記選択還元型リーンNOX触媒8は、触
媒床温が所定の温度範囲(触媒浄化ウインド)内にある
場合に、この選択還元型リーンNOX触媒8に流入する
排気の空燃比がリーン雰囲気にあり、且つ炭化水素HC
が存在する状況下で排気中のNOXを還元あるいは分解
する触媒であり、例えば、ゼオライトからなる担体にC
u等の遷移金属をイオン交換して担持したものや、ゼオ
ライトもしくはアルミナからなる担体に貴金属を担持し
たもの等を例示することができる。
[0035] The selective reduction type lean NO X catalyst 8, when the catalyst bed temperature is within a predetermined temperature range (catalytic purification window), the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction type lean NO X catalyst 8 Lean atmosphere and hydrocarbon HC
Is a catalyst that reduces or decomposes NO X in exhaust gas under the presence of, for example, C
Examples thereof include those in which a transition metal such as u is supported by ion exchange, and those in which a noble metal is supported on a support made of zeolite or alumina.

【0036】このように構成された排気系では、各気筒
の燃焼室で燃焼された混合気が排気枝管6の各枝管を通
って排気管7へ導かれ、選択還元型リーンNOX触媒8
に流れ込む。その際、選択還元型リーンNOX触媒8の
触媒床温が触媒浄化ウインド内にあって、流入する排気
の空燃比がリーン雰囲気であり、更に排気中にHCが存
在していれば、選択還元型リーンNOX触媒8において
HCの一部が部分酸化して活性種を生成し、その活性種
が排気中のNOXと反応して、NOXをN2、H2O、CO
2等に還元する。
In the exhaust system configured as described above, the air-fuel mixture burned in the combustion chamber of each cylinder is guided to the exhaust pipe 7 through each branch pipe of the exhaust branch pipe 6, and is provided with a selective reduction type lean NO X catalyst. 8
Flow into At this time, if the catalyst bed temperature of the selective reduction type lean NO X catalyst 8 is in the catalyst purification window, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, and HC is present in the exhaust gas, the selective reduction is performed. Part of the HC is partially oxidized to form active species in the type lean NO X catalyst 8, and the active species reacts with NO X in the exhaust gas to convert NO X into N 2 , H 2 O, CO 2
Reduce to 2 mag.

【0037】次に、内燃機関1には、各気筒毎に1つの
燃料噴射弁10が取り付けられている。各燃料噴射弁1
0は、その噴孔が各気筒の燃焼室に臨むよう取り付けら
れており、燃焼室内に直接燃料を噴射可能となってい
る。燃料噴射弁10は、燃料分配管11を介して蓄圧室
(コモンレール)12と連通しており、コモンレール1
2は、燃料通路13を介して図示しない燃料ポンプと連
通している。
Next, the internal combustion engine 1 is provided with one fuel injection valve 10 for each cylinder. Each fuel injection valve 1
Numeral 0 is attached so that the injection hole faces the combustion chamber of each cylinder so that fuel can be directly injected into the combustion chamber. The fuel injection valve 10 communicates with a pressure accumulation chamber (common rail) 12 via a fuel distribution pipe 11, and the common rail 1
Numeral 2 communicates with a fuel pump (not shown) via a fuel passage 13.

【0038】このように構成された燃料噴射系では、燃
料ポンプから吐出された燃料が燃料通路13を介してコ
モンレール12に供給され、コモンレール12にて所定
圧まで蓄圧され、蓄圧された燃料が燃料分配管11を介
して燃料噴射弁10に印加される。そして、燃料噴射弁
10が開弁されると、蓄圧された燃料が燃焼室内に噴射
され、前述した吸気系を介して燃焼室に供給された新気
と混ざり合って混合気を形成する。
In the fuel injection system configured as described above, the fuel discharged from the fuel pump is supplied to the common rail 12 through the fuel passage 13 and accumulated in the common rail 12 to a predetermined pressure. It is applied to the fuel injection valve 10 via the distribution pipe 11. When the fuel injection valve 10 is opened, the accumulated fuel is injected into the combustion chamber, and mixes with the fresh air supplied to the combustion chamber via the above-described intake system to form an air-fuel mixture.

【0039】また、内燃機関1には、燃焼式ヒータ14
が併設されている。この燃焼式ヒータ14には、吸気導
入通路15と燃焼ガス排出通路17とが接続されてい
る。前記吸気導入通路15は、吸気管3に接続されてい
る。この吸気導入通路15の途中には、吸気管3内を流
れる吸気の一部を燃焼式ヒータ14へ圧送するエアポン
プ16が設けられている。
The internal combustion engine 1 includes a combustion heater 14.
Is attached. The combustion heater 14 is connected to an intake introduction passage 15 and a combustion gas discharge passage 17. The intake passage 15 is connected to the intake pipe 3. An air pump 16 for feeding a part of the intake air flowing through the intake pipe 3 to the combustion type heater 14 is provided in the middle of the intake introduction passage 15.

【0040】一方、前記燃焼ガス排出通路17は、選択
還元型リーンNOX触媒8上流の排気管7に接続されて
いる。この燃焼ガス排出通路17の途中には、燃焼ガス
排出通路17内の流路を開閉する電磁弁70が設けられ
ている。
On the other hand, the combustion gas discharge passage 17 is connected to the exhaust pipe 7 upstream of the selective reduction type lean NO X catalyst 8. An electromagnetic valve 70 for opening and closing a flow path in the combustion gas discharge passage 17 is provided in the middle of the combustion gas discharge passage 17.

【0041】続いて、前記燃焼式ヒータ14には、内燃
機関1の冷却水を燃焼式ヒータ14へ導く冷却水導入通
路18と、燃焼式ヒータ14内で暖められた冷却水を内
燃機関1へ導く冷却水排出通路19とが接続されてい
る。
Subsequently, the combustion type heater 14 has a cooling water introduction passage 18 for guiding the cooling water of the internal combustion engine 1 to the combustion type heater 14, and the cooling water heated in the combustion type heater 14 to the internal combustion engine 1. The leading cooling water discharge passage 19 is connected.

【0042】さらに、燃焼式ヒータ14には、燃料導入
通路20が接続され、燃料導入通路20は、前記した燃
料通路13に接続されている。これにより、燃料通路1
3を流れる燃料の一部を燃焼式ヒータ14へ供給するこ
とが可能になっている。
Further, a fuel introduction passage 20 is connected to the combustion type heater 14, and the fuel introduction passage 20 is connected to the above-described fuel passage 13. Thereby, the fuel passage 1
3 can be supplied to the combustion heater 14.

【0043】ここで、燃焼式ヒータ14の具体的な構成
について図2に基づいて説明する。燃焼式ヒータ14
は、内燃機関1の図示しないウォータジャケットと冷却
水導入通路18及び冷却水排出通路19を介して連通し
ており、燃焼式ヒータ14の内部には、前記ウォータジ
ャケットからの冷却水を流すためのヒータ内部冷却水通
路14aが形成されている。
Here, a specific configuration of the combustion heater 14 will be described with reference to FIG. Combustion heater 14
Communicates with a not-shown water jacket of the internal combustion engine 1 via a cooling water introduction passage 18 and a cooling water discharge passage 19, and inside the combustion type heater 14, for flowing cooling water from the water jacket. A heater internal cooling water passage 14a is formed.

【0044】前記ヒータ内部冷却水通路14aは、燃焼
式ヒータ14の内部に形成された燃焼室14dの周りを
巡回するよう配置され、ヒータ内部冷却水路14a内を
流れる冷却水が燃焼室14dからの熱を受けて昇温する
ようになっている。これについては、順次述べる。
The heater internal cooling water passage 14a is arranged so as to circulate around a combustion chamber 14d formed inside the combustion type heater 14, and the cooling water flowing through the heater internal cooling water passage 14a is discharged from the combustion chamber 14d. The temperature rises due to the heat. This will be described sequentially.

【0045】燃焼室14dは、火炎を発生させる燃焼源
としての燃焼筒14bと、燃焼筒14bを覆うことで火
炎が外部に漏れないようにする円筒状の隔壁14cとか
ら構成されている。このように燃焼筒14bを隔壁14
cで覆うことにより、燃焼室14dが隔壁14c内に画
されることになる。そして、隔壁14cは、燃焼式ヒー
タ14の燃焼室本体43の外壁43aによって覆われて
いる。尚、隔壁14cと外壁43aとの間には、環状の
隙間が設けられ、この隙間が前述したヒータ内部冷却水
路14aとして機能するようになっている。
The combustion chamber 14d includes a combustion tube 14b as a combustion source for generating a flame, and a cylindrical partition wall 14c that covers the combustion tube 14b to prevent the flame from leaking to the outside. Thus, the combustion cylinder 14b is
By covering with c, the combustion chamber 14d is defined in the partition wall 14c. The partition wall 14c is covered by an outer wall 43a of the combustion chamber main body 43 of the combustion type heater 14. An annular gap is provided between the partition wall 14c and the outer wall 43a, and this gap functions as the above-described heater internal cooling water passage 14a.

【0046】燃焼式ヒータ14には、空気供給口14d
1と排気排出口14d2とが形成され、これらの空気供給
口14d1と排気排出口14d2とが燃焼室14dに連通
している。前記空気供給口14d1には前述した吸気導
入通路15が接続され、前記排気排出口14d2には前
述した燃焼ガス排出通路17が接続されている。
The combustion type heater 14 has an air supply port 14d.
1 and an exhaust outlet 14d 2 and is formed, these air supply ports 14d 1 and an exhaust outlet 14d 2 is communicated with the combustion chamber 14d. Wherein the air supply port 14d 1 is connected to the intake introduction passage 15 described above, the combustion gas discharge passageway 17 described above is connected to the exhaust outlet 14d 2.

【0047】続いて、燃焼式ヒータ14には、冷却水導
入口14a1と冷却水排出口14a2とが形成され、これ
らの冷却水導入口14a1と冷却水排出口14a2とが前
記ヒータ内部冷却水通路14aに連通している。前記冷
却水導入口14a1には前述した冷却水導入通路18が
接続され、前記冷却水排出口14a2には前述した冷却
水排出通路19が接続されている。
[0047] Then, the combustion heater 14, a cooling water inlet 14a 1 and the cooling water outlet 14a 2 are formed, these cooling water inlet 14a 1 and the cooling water outlet 14a 2 and said heater It communicates with the internal cooling water passage 14a. Wherein the cooling water inlet 14a 1 is connected a cooling water introducing passageway 18 described above, the cooling water discharge passage 19 is connected to said cooling water outlet 14a 2 described above.

【0048】前記燃焼筒14bには、前記した燃料導入
通路20が接続され、燃料ポンプから吐出された燃料の
一部が燃焼筒14bに供給されるようになっている。さ
らに、燃焼筒14bには、前記燃料導入通路20によっ
て供給された燃料を気化するための気化グロープラグ
(図示せず)と、気化燃料に着火するための点火グロー
プラグ(図示せず)とが内装されている。尚、気化グロ
ープラグと点火グロープラグとは、単一のグロープラグ
で兼用されるようにしてもよい。
The above-mentioned fuel introduction passage 20 is connected to the above-mentioned combustion cylinder 14b, so that a part of the fuel discharged from the fuel pump is supplied to the combustion cylinder 14b. Further, a vaporizing glow plug (not shown) for vaporizing the fuel supplied through the fuel introduction passage 20 and an ignition glow plug (not shown) for igniting the vaporized fuel are provided in the combustion cylinder 14b. It is decorated. The vaporizing glow plug and the ignition glow plug may be shared by a single glow plug.

【0049】このように構成された燃焼式ヒータ14で
は、吸気導入通路15から空気供給口14d1に流れ込
んだ吸気が燃焼室14dに導かれるとともに、燃料導入
通路20によって燃焼筒14bに供給された燃料が気化
グロープラグによって気化される。そして、前記吸気と
前記気化燃料とが混合して混合気を形成し、その混合気
が燃焼室14d内の点火グロープラグによって着火され
て燃焼する。
[0049] In the thus configured combustion heater 14, with flowing from intake air passage 15 to the air supply port 14d 1 intake air is introduced into the combustion chamber 14d, which is supplied to the combustion cylinder 14b with the fuel introducing passage 20 The fuel is vaporized by the vaporizing glow plug. Then, the intake air and the vaporized fuel are mixed to form an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is ignited by an ignition glow plug in the combustion chamber 14d and burns.

【0050】前記燃焼室14dで燃焼されたガスは、燃
焼室14dから排気排出口14d2に導かれ、次いで排
気排出口14d2から燃焼ガス排出通路17へ排出され
る。燃焼ガス排出通路17へ排出された燃焼ガスは、燃
焼ガス排出通路17を通って電磁弁70へ到達する。そ
の際、電磁弁70が開弁していれば、前記燃焼ガスは、
選択還元型リーンNOX触媒8上流の排気管7に導かれ
る。
The combusted in the combustion chamber 14d gas is introduced from the combustion chamber 14d to the exhaust outlet 14d 2, and then is discharged from the exhaust outlet 14d 2 into the combustion gas discharge passage 17. The combustion gas discharged to the combustion gas discharge passage 17 reaches the solenoid valve 70 through the combustion gas discharge passage 17. At that time, if the solenoid valve 70 is open, the combustion gas is:
It is guided to the exhaust pipe 7 upstream of the selective reduction type lean NO X catalyst 8.

【0051】排気管7に導入された燃焼ガスは、排気管
7の上流から流れてきた排気と混ざり合いながら選択還
元型リーンNOX触媒8に流入する。そして、燃焼ガス
が持っている熱が選択還元型リーンNOX触媒8に伝達
され、選択還元型リーンNOX触媒8の触媒床温が上昇
する。その際、選択還元型リーンNOX触媒8の触媒床
温が既に触媒浄化ウインド内にあり、燃焼ガスと排気の
混合ガス中に十分な酸素が存在していれば、燃焼ガス中
に含まれていたHCが部分酸化して活性種を形成し、そ
の活性種が排気中のNOXと反応してNOXをN2、H
2O、CO2等に還元する。
The combustion gas introduced into the exhaust pipe 7 flows into the selective reduction type lean NO X catalyst 8 while being mixed with the exhaust gas flowing from the upstream of the exhaust pipe 7. The heat which the combustion gas has is transmitted to the selective reduction type lean NO X catalyst 8, a catalyst bed temperature of the selective reduction type lean NO X catalyst 8 increases. At this time, if the catalyst bed temperature of the selective reduction type lean NO X catalyst 8 is already in the catalyst purification window and sufficient oxygen is present in the mixed gas of the combustion gas and the exhaust gas, the oxygen is contained in the combustion gas. The HC is partially oxidized to form active species, and the active species reacts with NO x in the exhaust gas to convert NO x into N 2 and H 2 .
Reduce to 2 O, CO 2, etc.

【0052】また、燃焼式ヒータ14では、燃焼室14
d内の燃焼によって発生した熱が隔壁14cを介して前
記ヒータ内部冷却水通路14a内を流れる冷却水に伝達
され、冷却水を昇温させる。
In the combustion type heater 14, the combustion chamber 14
Heat generated by the combustion in d is transmitted to the cooling water flowing in the heater internal cooling water passage 14a through the partition wall 14c, and the temperature of the cooling water is raised.

【0053】ここで図1に戻り、内燃機関1には、機関
制御用の電子制御ユニット(ECU:Electronic Contr
ol Unit)21が併設されている。ECU21は、双方
向性バスによって相互に接続された、CPU、ROM、
RAM、入力インタフェース回路、出力インタフェース
回路等から構成されている。そして、前記入力インタフ
ェース回路には各種のセンサが電気配線を介して接続さ
れ、前記出力インタフェース回路には、燃料噴射弁1
0、燃焼式ヒータ14、エアポンプ16、及び電磁弁7
0が電気配線を介して接続されている。
Returning to FIG. 1, the internal combustion engine 1 includes an electronic control unit (ECU) for controlling the engine.
ol Unit) 21 is also provided. The ECU 21 includes a CPU, a ROM,
It comprises a RAM, an input interface circuit, an output interface circuit and the like. Various sensors are connected to the input interface circuit via electric wiring, and the output interface circuit is connected to the fuel injection valve 1.
0, combustion type heater 14, air pump 16, and solenoid valve 7
0 is connected via electric wiring.

【0054】前記した各種センサとしては、吸気管3に
取り付けられたエアフローメータ5、内燃機関1に取り
付けられたクランクポジションセンサ22及び水温セン
サ23、図示しないアクセルペダルもしくはアクセルペ
ダルと連動して動作するアクセルレバー等に取り付けら
れたアクセルポジションセンサ24等を例示することが
できる。
The various sensors described above operate in conjunction with an air flow meter 5 attached to the intake pipe 3, a crank position sensor 22 and a water temperature sensor 23 attached to the internal combustion engine 1, and an accelerator pedal or accelerator pedal (not shown). An accelerator position sensor 24 attached to an accelerator lever or the like can be exemplified.

【0055】前記エアフローメータ5は、吸気管3内を
流れる吸気の質量に対応した電気信号を出力するセンサ
である。前記クランクポジションセンサ22は、内燃機
関1の図示しないクランクシャフトが所定角度回転する
都度パルス信号を出力するセンサである。前記水温セン
サ23は、内燃機関1のウォータジャケットを流れる冷
却水の温度に対応した電気信号を出力するセンサであ
る。アクセルポジションセンサ24は、アクセルペダル
の操作量に対応した電気信号を出力するセンサである。
The air flow meter 5 is a sensor that outputs an electric signal corresponding to the mass of the intake air flowing through the intake pipe 3. The crank position sensor 22 is a sensor that outputs a pulse signal each time a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 1 rotates by a predetermined angle. The water temperature sensor 23 is a sensor that outputs an electric signal corresponding to the temperature of the cooling water flowing through the water jacket of the internal combustion engine 1. The accelerator position sensor 24 is a sensor that outputs an electric signal corresponding to the operation amount of the accelerator pedal.

【0056】ECU21は、上記したような各種センサ
の出力信号値に基づいて内燃機関1の運転状態を判定
し、その判定結果に基づいて燃料噴射制御や燃焼式ヒー
タ制御を行うとともに、本発明の要旨となる排気浄化制
御を実行する。
The ECU 21 determines the operating state of the internal combustion engine 1 based on the output signal values of the various sensors as described above, and performs fuel injection control and combustion type heater control based on the determination result. Exhaust gas purification control is executed.

【0057】以下、本実施の形態にかかる排気浄化制御
について述べる。本実施の形態に係る排気浄化制御は、
ECU21が図3に示すような排気浄化制御ルーチンを
実行することによって実現される。この排気浄化制御ル
ーチンは、ECU21が所定時間毎(例えば、クランク
ポジションセンサ22がパルス信号を出力する都度)に
実行するルーチンである。
Hereinafter, the exhaust gas purification control according to this embodiment will be described. The exhaust gas purification control according to the present embodiment
This is realized by the ECU 21 executing an exhaust gas purification control routine as shown in FIG. The exhaust gas purification control routine is a routine executed by the ECU 21 at predetermined time intervals (for example, every time the crank position sensor 22 outputs a pulse signal).

【0058】排気浄化制御ルーチンにおいて、ECU2
1は、先ずS301で燃焼式ヒータ14が作動状態にあ
るか否かを判別する。前記S301において燃焼式ヒー
タ14が作動状態にあると判定した場合は、ECU21
は、S302へ進み、電磁弁70が開弁状態にあるか否
かを判別する。
In the exhaust gas purification control routine, the ECU 2
First, in S301, it is determined whether or not the combustion type heater 14 is in an operating state. If it is determined in step S301 that the combustion type heater 14 is operating, the ECU 21
Proceeds to S302, and determines whether the electromagnetic valve 70 is in the open state.

【0059】前記S302において電磁弁70が開弁状
態にあると判定した場合、すなわち燃焼式ヒータ14の
燃焼ガスが排気管7に供給されている状態にあると判定
した場合は、ECU21は、S303へ進み、ECU2
1に内装されたレジスタ等から構成され、電磁弁70の
開弁時間を計時するカウンタ(以下、開弁時間計測カウ
ンタと称する)の値をインクリメントする。
If it is determined in step S302 that the solenoid valve 70 is in the open state, that is, if it is determined that the combustion gas of the combustion heater 14 is being supplied to the exhaust pipe 7, the ECU 21 proceeds to step S303. Go to ECU2
The counter is configured by a register or the like provided in the counter 1 and counts a valve opening time of the solenoid valve 70 (hereinafter, referred to as a valve opening time measurement counter), and increments the value.

【0060】続いて、ECU21は、S304へ進み、
前記S303においてインクリメントされた開弁時間計
測カウンタの値が所定時間T1以上であるか否かを判別
する。
Subsequently, the ECU 21 proceeds to S304,
The value of the incremented opening time measuring counter at the S303 it is determined whether a predetermined time above T 1.

【0061】ECU21は、前記S304において前記
開弁時間計測カウンタの値が所定時間T1未満であると
判定した場合は本ルーチンの実行を一旦終了し、前記開
弁時間計測カウンタの値が所定時間T1以上であると判
定した場合はS305へ進む。
If the ECU 21 determines in step S304 that the value of the valve opening time measurement counter is less than the predetermined time T 1 , the ECU 21 temporarily terminates the execution of this routine, and stops the execution of this routine. If it is determined to be above T 1 proceeds to S305.

【0062】S305では、ECU21は、燃焼式ヒー
タ14の燃焼ガスが排気管7へ供給されないようにすべ
く、電磁弁70を閉弁する。次いで、ECU21は、S
306へ進み、前記開弁時間計測カウンタをリセット
し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
In step S305, the ECU 21 closes the solenoid valve 70 so that the combustion gas from the combustion heater 14 is not supplied to the exhaust pipe 7. Next, the ECU 21 executes S
Proceeding to 306, the valve opening time measurement counter is reset, and the execution of this routine is temporarily ended.

【0063】また、前記S302において電磁弁70が
閉弁状態にあると判定した場合、すなわち燃焼式ヒータ
14の燃焼ガスが排気管7へ供給されていない状態にあ
ると判定した場合は、ECU21は、S307へ進み、
ECU21に内装されたレジスタ等から構成され、電磁
弁70の閉弁時間を計時するカウンタ(以下、閉弁時間
計測カウンタと称する)の値をインクリメントする。
If it is determined in S302 that the solenoid valve 70 is in the closed state, that is, if it is determined that the combustion gas of the combustion heater 14 is not being supplied to the exhaust pipe 7, the ECU 21 determines , Proceed to S307,
The value of a counter (hereinafter, referred to as a valve closing time measurement counter) configured by a register or the like provided in the ECU 21 and measuring the valve closing time of the solenoid valve 70 is incremented.

【0064】S308では、ECU21は、前記S30
7でインクリメントされた閉弁時間計測カウンタの値が
所定時間T2以上であるか否かを判別する。ECU21
は、前記S308において前記閉弁時間計測カウンタの
値が所定時間T2未満であると判定した場合は本ルーチ
ンの実行を一旦終了し、前記閉弁時間計測カウンタの値
が所定時間T2以上であると判定した場合はS309へ
進む。
In step S308, the ECU 21 executes the processing in step S30.
Incremented value of the valve closing time measuring counter 7 is discriminated whether a predetermined time T 2 or more. ECU 21
In the S308 the value of the closing time measurement counter once terminates execution of this routine If it is determined that the 2 less than the predetermined time T in, the value of the closing time measurement counter of the predetermined time T 2 or more If it is determined that there is, the process proceeds to S309.

【0065】S309では、ECU21は、燃焼式ヒー
タ14の燃焼ガスが排気管7へ供給されるようにすべ
く、電磁弁70を開弁する。次いで、ECU21は、S
310へ進み、前記閉弁時間計測カウンタをリセット
し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
In step S309, the ECU 21 opens the solenoid valve 70 so that the combustion gas from the combustion heater 14 is supplied to the exhaust pipe 7. Next, the ECU 21 executes S
Proceeding to 310, the valve closing time measurement counter is reset, and the execution of this routine is temporarily terminated.

【0066】一方、前記S301において燃焼式ヒータ
14が非作動状態にあると判定した場合は、ECU21
は、S311へ進み、電磁弁70を閉弁し、次いでS3
12において開弁時間計測カウンタ及び閉弁時間計測カ
ウンタをリセットし、本ルーチンの実行を一旦終了す
る。
On the other hand, if it is determined in step S301 that the combustion type heater 14 is not operating, the ECU 21
Goes to S311 to close the solenoid valve 70, and then to S311.
In step 12, the valve opening time measurement counter and the valve closing time measurement counter are reset, and the execution of this routine is temporarily terminated.

【0067】このようにECU21が排気浄化制御ルー
チンを実行することにより、燃焼式ヒータ14から排出
された燃焼ガスが所定時間T1の間排気管7に供給され
る状態と、所定時間T2の間排気管7へ供給されない状
態とが交互に繰り返され、燃焼式ヒータ14の燃焼ガス
が断続的に排気管7に供給されることになり、本発明に
かかる燃焼ガス供給手段が実現される。
As described above, when the ECU 21 executes the exhaust gas purification control routine, the state in which the combustion gas discharged from the combustion type heater 14 is supplied to the exhaust pipe 7 for a predetermined time T 1 and the time when the predetermined time T 2 The state in which the combustion gas is not supplied to the exhaust pipe 7 is alternately repeated, and the combustion gas of the combustion heater 14 is intermittently supplied to the exhaust pipe 7, thereby realizing the combustion gas supply means according to the present invention.

【0068】尚、前記した所定時間T1、T2は、固定値
でもよく、選択還元型リーンNOX触媒8の触媒床温や
選択還元型リーンNOX触媒8から排出された排気の温
度等をパラメータとして変更される可変値としてもよ
い。
[0068] The predetermined time T 1, T 2 described above may be a fixed value, the temperature or the like is discharged from the catalyst bed temperature and selective reduction type lean NO X catalyst 8 of the selective reduction lean NO X catalyst 8 exhaust May be a variable value changed as a parameter.

【0069】以上述べた実施の形態では、燃焼式ヒータ
14から排出された燃焼ガスが断続的に排気管7に供給
されるため、燃焼ガス及び排気の混合ガスと排気のみと
が交互に選択還元型リーンNOX触媒8に流入すること
になる。
In the above-described embodiment, since the combustion gas discharged from the combustion heater 14 is intermittently supplied to the exhaust pipe 7, only the mixed gas of the combustion gas and the exhaust gas and the exhaust gas are selectively reduced. It flows into the type lean NO X catalyst 8.

【0070】燃焼ガスと排気との混合ガスが選択還元型
リーンNOX触媒8に流入したときは、混合ガス中の燃
焼ガスの熱が選択還元型リーンNOX触媒8の主に排気
流入口近傍に伝達され、選択還元型リーンNOX触媒8
の排気流入口近傍の温度が上昇する。その後、燃焼ガス
の供給が停止されて排気のみが選択還元型リーンNO X
触媒8に流入すると、選択還元型リーンNOX触媒8の
排気流入口近傍の熱が排気流出口側の部位へ伝達され、
排気流入口近傍の温度が低下する。そして、燃焼ガスの
供給が再開されて燃焼ガスと排気との混合ガスが選択還
元型リーンNOX触媒8に流入すると、燃焼ガスの熱が
排気流入口近傍に伝達され、排気流入口近傍の温度が再
び上昇する。
The mixed gas of the combustion gas and the exhaust gas is of a selective reduction type.
Lean NOXWhen flowing into the catalyst 8, the fuel in the mixed gas
The heat of the burning gas is selectively reduced lean NOXMain exhaust of catalyst 8
It is transmitted to the vicinity of the inlet, and the selective reduction type lean NOXCatalyst 8
The temperature in the vicinity of the exhaust inflow port rises. Then the combustion gas
Supply is stopped and only exhaust is selective reduction type lean NO X
When flowing into the catalyst 8, the selective reduction type lean NOXCatalyst 8
Heat near the exhaust inlet is transmitted to the exhaust outlet side,
The temperature near the exhaust inlet decreases. And of the combustion gas
Supply resumed and mixed gas of combustion gas and exhaust gas was selectively returned
Original type lean NOXWhen flowing into the catalyst 8, the heat of the combustion gas is
The temperature is transmitted to the vicinity of the exhaust inlet, and the temperature near the exhaust inlet is restored.
And rise.

【0071】このように燃焼ガスの供給と停止とが交互
に繰り返されると、選択還元型リーンNOX触媒8の一
部が過剰に昇温することが無く、選択還元型リーンNO
X触媒8全体が略均一に昇温する。
When the supply and stop of the combustion gas are alternately repeated as described above, the temperature of the selective reduction type lean NO X catalyst 8 does not rise excessively, and the selective reduction type lean NO X
The temperature of the entire X catalyst 8 rises substantially uniformly.

【0072】この結果、選択還元型リーンNOX触媒8
の一部が過剰に昇温して触媒浄化ウインドから外れるこ
とが無く、選択還元型リーンNOX触媒8全体を触媒浄
化ウインド内まで昇温させることができるため、選択還
元型リーンNOX触媒8全体で排気中のNOXを還元及び
浄化することが可能となり、NOXの浄化率が向上す
る。
As a result, the selective reduction type lean NO X catalyst 8
It is excessively heated and there is no departing from the catalyst purification window a part of, since it is possible to raise the temperature of the entire selective reduction type lean NO X catalyst 8 to the catalytic purification window, selective reduction type lean NO X catalyst 8 total becomes the NO X in the exhaust gas can be reduced and purified, the purification rate of the NO X is improved.

【0073】また、燃焼ガスの断続的な供給により、選
択還元型リーンNOX触媒の触媒床温が昇温と降温とを
繰り返すと、燃焼ガスの供給が停止されて触媒床温が降
温したときに排気中の未燃HCが選択還元型リーンNO
X触媒に吸着され、その後、燃焼ガスが供給されて触媒
床温が昇温したときに先に吸着したHCを還元剤として
排気中のNOXを還元及び浄化することが可能となるた
め、NOX浄化率が一層向上する。
[0073] Also, the intermittent supply of the combustion gas, the catalyst bed temperature of the selective reduction type lean NO X catalyst repeating the cooling and heating, when the supply of the combustion gas is cooled is stopped catalyst bed temperature Unburned HC in exhaust gas is selectively reduced lean NO
X is adsorbed by the X catalyst, and thereafter, when the combustion gas is supplied and the catalyst bed temperature rises, it is possible to reduce and purify NO X in the exhaust gas by using the previously adsorbed HC as a reducing agent, X purification rate is further improved.

【0074】〈実施の形態2〉本発明に係る内燃機関の
排気浄化装置の第2の実施の形態について図4〜図5に
基づいて説明する。ここでは、前述の第1の実施の形態
と異なる構成について説明し、同様の構成については説
明を省略する。
<Second Embodiment> A second embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from that of the above-described first embodiment will be described, and a description of a similar configuration will be omitted.

【0075】図4は、本実施の形態に係る排気浄化装置
を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。本実施
の形態では、排気管7の途中に、2つに分割された選択
還元型リーンNOX触媒8a、8bが直列に配置されて
いる(以下、上流側に位置する選択還元型リーンNOX
触媒8aを第1の選択還元型リーンNOX触媒8aと称
し、下流側に位置する選択還元型リーンNOX触媒8b
を第2の選択還元型リーンNOX触媒8bと称する)。
これら第1及び第2の選択還元型リーンNOX触媒8
a、8bは、本発明に係る排気浄化手段を実現するもの
である。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust emission control device according to the present embodiment is applied. In the present embodiment, the selective reduction type lean NO X catalysts 8a and 8b divided into two parts are arranged in series in the middle of the exhaust pipe 7 (hereinafter, the selective reduction type lean NO X located on the upstream side).
The catalyst 8a is referred to as a first selective reduction type lean NO X catalyst 8a, and a selective reduction type lean NO X catalyst 8b located on the downstream side.
Is referred to as a second selective reduction type lean NO X catalyst 8b).
These first and second selective reduction type lean NO X catalysts 8
a and 8b realize an exhaust gas purifying means according to the present invention.

【0076】第1の選択還元型リーンNOX触媒8aに
は、この第1の選択還元型リーンNOX触媒8aの触媒
床温に対応した電気信号を出力する第1の触媒温度セン
サ80が取り付けられ、第2の選択還元型リーンNOX
触媒8bには、この第2の選択還元型リーンNOX触媒
8bの触媒床温に対応した電気信号を出力する第2の触
媒温度センサ81が取り付けられている。
[0076] The first selective reduction type lean NO X catalyst 8a, the first catalyst temperature sensor 80 for outputting an electric signal corresponding to the catalyst bed temperature of the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a is attached And the second selective reduction type lean NO X
The catalyst 8b, the second catalyst temperature sensor 81 is attached to output an electric signal corresponding to the catalyst bed temperature of the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b.

【0077】前記した第1及び第2の触媒温度センサ8
0、81は、それぞれ電気配線を介してECU21に接
続され、第1及び第2の触媒温度センサ80、81の出
力信号がECU21に入力されるようになっている。
The first and second catalyst temperature sensors 8
Numerals 0 and 81 are connected to the ECU 21 via electric wires, respectively, and output signals of the first and second catalyst temperature sensors 80 and 81 are input to the ECU 21.

【0078】一方、燃焼式ヒータ14には、燃焼ガス排
出通路17が接続され、この燃焼ガス排出通路17は、
三方切換弁71に接続されている。そして、三方切換弁
71には、2本の燃焼ガス通路72、73が接続されて
いる。
On the other hand, a combustion gas discharge passage 17 is connected to the combustion type heater 14, and this combustion gas discharge passage 17
It is connected to a three-way switching valve 71. The three-way switching valve 71 is connected to two combustion gas passages 72 and 73.

【0079】前記した2本の燃焼ガス通路72、73の
中の一方の燃焼ガス通路72は、第1の選択還元型リー
ンNOX触媒8a上流の排気管7に接続され、他方の燃
焼ガス通路73は、第1の選択還元型リーンNOX触媒
8aと第2の選択還元型リーンNOX触媒8bとの間に
位置する排気管7に接続されている(以下、燃焼ガス通
路72を第1の燃焼ガス通路72と称し、燃焼ガス通路
73を第2の燃焼ガス通路73と称する)。
[0079] One of the combustion gas passages 72 in the two combustion gas passage 72, 73 described above is connected to a first selective reduction type lean NO X catalyst 8a upstream of the exhaust pipe 7, the other combustion gas passage 73 is connected to the exhaust pipe 7 located between the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a and the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b (hereinafter, the combustion gas passage 72 is connected to the first , And the combustion gas passage 73 is referred to as a second combustion gas passage 73).

【0080】前記三方切換弁71は、電気配線を介して
ECU21に接続されており、ECU21から出力され
る制御信号に応じて、第1の燃焼ガス通路71と第2の
燃焼ガス通路72との何れか一方を閉弁する。すなわ
ち、三方切換弁71は、ECU21からの制御信号に応
じて、燃焼ガス排出通路17及び第1の燃焼ガス通路7
2の導通と、燃焼ガス排出通路17及び第2の燃焼ガス
通路73の導通とを切り換えるものである。
The three-way switching valve 71 is connected to the ECU 21 via electric wiring, and connects the first combustion gas passage 71 and the second combustion gas passage 72 in response to a control signal output from the ECU 21. Close either one. That is, the three-way switching valve 71 is configured to control the combustion gas discharge passage 17 and the first combustion gas passage 7 in accordance with a control signal from the ECU 21.
2 and the conduction of the combustion gas discharge passage 17 and the second combustion gas passage 73 are switched.

【0081】次に、本実施の形態に係る排気浄化制御に
ついて述べる。本実施の形態に係る排気浄化制御は、E
CU21が図5に示すような排気浄化制御ルーチンを実
行することによって実現される。この排気浄化制御ルー
チンは、所定時間毎に繰り返し実行されるルーチンであ
る。
Next, the exhaust gas purification control according to the present embodiment will be described. The exhaust gas purification control according to the present embodiment
This is realized by the CU 21 executing an exhaust gas purification control routine as shown in FIG. This exhaust gas purification control routine is a routine that is repeatedly executed at predetermined time intervals.

【0082】排気浄化ルーチンにおいて、ECU21
は、先ずS501で燃焼式ヒータ14が作動状態にある
か否かを判別する。前記S501において燃焼式ヒータ
14が非作動状態にあると判定した場合は、ECU21
は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
In the exhaust gas purification routine, the ECU 21
First, in S501, it is determined whether or not the combustion type heater 14 is operating. If it is determined in step S501 that the combustion heater 14 is in the non-operation state, the ECU 21
Terminates the execution of this routine once.

【0083】一方、前記S501において燃焼式ヒータ
14が作動状態にあると判定した場合は、ECU21
は、S502へ進み、第1の触媒温度センサ80の出力
信号(第1の選択還元型リーンNOX触媒8aの触媒床
温)TEMP1と第2の触媒温度センサ81の出力信号
(第2の選択還元型リーンNOX触媒8bの触媒床温)
TEMP2とを入力する。
On the other hand, if it is determined in step S501 that the combustion type heater 14 is operating, the ECU 21
Proceeds to S502, the output signal of the first catalyst temperature sensor 80 (the catalyst bed temperature of the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a) TEMP 1 and the output signal of the second catalyst temperature sensor 81 (the second (Catalyst bed temperature of the selective reduction type lean NO X catalyst 8b)
Enter TEMP 2 .

【0084】続いて、ECU21は、S503におい
て、第1の選択還元型リーンNOX触媒8aの触媒床温
TEMP1が第2の選択還元型リーンNOX触媒8bの触
媒床温TEMP2より高いか否かを判別する。
[0084] Subsequently, whether ECU21, in S503, the catalyst bed temperature TEMP 1 of the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a is higher than the catalyst bed temperature TEMP 2 of the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b It is determined whether or not.

【0085】前記S503において第1の選択還元型リ
ーンNOX触媒8aの触媒床温TEMP1が第2の選択還
元型リーンNOX触媒8bの触媒床温TEMP2より高い
と判定した場合は、ECU21は、S504へ進み、燃
焼ガス排出通路17と第2の燃焼ガス通路73とを導通
させるべく三方切換弁71を制御し、本ルーチンの実行
を一旦終了する。
If it is determined in S503 that the catalyst bed temperature TEMP 1 of the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a is higher than the catalyst bed temperature TEMP 2 of the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b, the ECU 21 Proceeds to S504, controls the three-way switching valve 71 to make the combustion gas discharge passage 17 and the second combustion gas passage 73 conductive, and once ends the execution of this routine.

【0086】この場合、燃焼式ヒータ14から排出され
た燃焼ガスは、第1の選択還元型リーンNOX触媒8a
と第2の選択還元型リーンNOX触媒8bとの間に位置
する排気管7に導かれ、第1の選択還元型リーンNOX
触媒8aから排出された排気と混ざり合って混合ガスを
形成する。
[0086] In this case, the combustion gas discharged from the combustion heater 14, a first selective reduction type lean NO X catalyst 8a
When guided to the exhaust pipe 7 which is located between the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b, the first selective reduction type lean NO X
It mixes with the exhaust gas discharged from the catalyst 8a to form a mixed gas.

【0087】前記混合ガスは、排気管7を通って第2の
選択還元型リーンNOX触媒8bに流入する。そして、
混合ガスに含まれる燃焼ガスの熱が第2の選択還元型リ
ーンNOX触媒8bに伝達され、第2の選択還元型リー
ンNOX触媒8bの触媒床温が上昇する。
The mixed gas flows into the second selective reduction type lean NO X catalyst 8 b through the exhaust pipe 7. And
Heat of the combustion gas contained in the mixed gas is transmitted to the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b, the catalyst bed temperature of the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b is increased.

【0088】このような排気浄化制御によれば、第1の
選択還元型リーンNOX触媒8aが活性状態にあり、且
つ第2の選択還元型リーンNOX触媒8bが未活性状態
にある場合等に、第1の選択還元型リーンNOX触媒8
aの触媒床温を過剰に上昇させることなく、第2の選択
還元型リーンNOX触媒8bの触媒床温のみを上昇させ
ることができるため、第1の選択還元型リーンNOX
媒8aを触媒浄化ウインドの範囲内に保ちつつ第2の選
択還元型リーンNOX触媒8bを触媒浄化ウインドの範
囲内まで床温させることができる。
According to such an exhaust gas purification control, the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a is in an active state and the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b is in an inactive state. The first selective reduction type lean NO X catalyst 8
Since only the catalyst bed temperature of the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b can be increased without excessively increasing the catalyst bed temperature of the first selective reduction type lean NO X catalyst 8b, while keeping within the scope of the purification window of the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b can cause the bed temperature of up to a range of catalyst purification window.

【0089】また、第1及び第2の選択還元型リーンN
X触媒8a、8bが未活性状態のときに内燃機関1が
加速運転されると、高温且つ多量の排気によって上流側
に位置する第1の選択還元型リーンNOX触媒8aは速
やかに昇温して活性化するが、下流側に位置する第2の
選択還元型リーンNOX触媒8bが活性化するまでに多
少の時間がかかってしまう。このため、第2の選択還元
型リーンNOX触媒8bが活性化するまでの間は第1の
選択還元型リーンNOX触媒8aのみで排気中のNOX
処理することになる。加速運転時等の高負荷運転時は排
気中のNOX量が増加するため、第1の選択還元型リー
ンNOX触媒8aのみでは全てのNOXを処理しきれなく
なる。
The first and second selective reduction type lean N
O X catalyst 8a, the 8b the internal combustion engine 1 is accelerating operation when the non-activated state, first is the selective reduction type lean NO X catalyst 8a rapidly heated positioned on the upstream side by the high temperature and a large amount of exhaust However, it takes some time until the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b located on the downstream side is activated. Therefore, until the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b is activated will process the NO X in the exhaust only the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a. For accelerating the high load operation of such during operation of the amount of NO X in the exhaust gas is increased, only the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a is not completely process all NO X.

【0090】このような場合に、上記したような排気浄
化制御を行って燃料式ヒータ14の燃焼ガスを第2の選
択還元型リーンNOX触媒8bに供給することにより、
第2の選択還元型リーンNOX触媒8bを速やかに昇温
させて活性化させることができるため、排気中に含まれ
る大量のNOXを確実に処理することが可能となる。
In such a case, by performing the above-described exhaust gas purification control and supplying the combustion gas of the fuel-type heater 14 to the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b,
Since the temperature of the second selective reduction lean NO X catalyst 8b can be quickly raised and activated, a large amount of NO X contained in the exhaust gas can be reliably processed.

【0091】ここで、図5の排気浄化制御ルーチンに戻
り、前記S503において第2の選択還元型リーンNO
X触媒8bの触媒床温TEMP2が第1の選択還元型リー
ンNOX触媒8aの触媒床温TEMP1より高いと判定し
た場合は、ECU21は、S505へ進み、燃焼ガス排
出通路17と第1の燃焼ガス通路73とを導通させるべ
く三方切換弁71を制御し、本ルーチンの実行を終了す
る。
Here, returning to the exhaust gas purification control routine of FIG. 5, in S503, the second selective reduction type lean NO
When the ECU 21 determines that the catalyst bed temperature TEMP 2 of the X catalyst 8b is higher than the catalyst bed temperature TEMP 1 of the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a, the ECU 21 proceeds to S505 and connects the combustion gas discharge passage 17 and the first Then, the three-way switching valve 71 is controlled so as to establish communication with the combustion gas passage 73, and the execution of this routine ends.

【0092】この場合、燃焼式ヒータ14から排出され
た燃焼ガスは、第1の選択還元型リーンNOX触媒8a
上流の排気管7に導かれ、排気管7の上流から流れてき
た排気と混ざり合って混合ガスを形成する。
[0092] In this case, the combustion gas discharged from the combustion heater 14, a first selective reduction type lean NO X catalyst 8a
The mixture is guided to the exhaust pipe 7 upstream and mixed with the exhaust gas flowing from the upstream of the exhaust pipe 7 to form a mixed gas.

【0093】前記混合ガスは、排気管7を通って第1の
選択還元型リーンNOX触媒8aに流入する。そして、
混合ガスに含まれる燃焼ガスの熱が第1の選択還元型リ
ーンNOX触媒8aに伝達され、第1の選択還元型リー
ンNOX触媒8aの触媒床温が上昇する。
The mixed gas flows into the first selective reduction type lean NO X catalyst 8 a through the exhaust pipe 7. And
Heat of the combustion gas contained in the mixed gas is transmitted to the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a, the catalyst bed temperature of the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a increases.

【0094】このような排気浄化制御によれば、第2の
選択還元型リーンNOX触媒8bが活性状態にあり、且
つ第1の選択還元型リーンNOX触媒8aが未活性状態
にある場合等に、第2の選択還元型リーンNOX触媒8
bの触媒床温を過剰に上昇させることなく、第1の選択
還元型リーンNOX触媒8aの触媒床温を上昇させるこ
とができるため、第2の選択還元型リーンNOX触媒8
bを触媒浄化ウインドの範囲内に保ちつつ第1の選択還
元型リーンNOX触媒8aを触媒浄化ウインドの範囲内
まで床温させることができる。
According to such exhaust gas purification control, for example, when the second selective reduction type lean NO X catalyst 8b is in the active state and the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a is in the inactive state, etc. Then, the second selective reduction type lean NO X catalyst 8
b without excessively raising the catalyst bed temperature of, for the catalyst bed temperature of the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a can be raised, the second selective reduction type lean NO X catalyst 8
b the first selective reduction type lean NO X catalyst 8a while keeping within the scope of the catalyst purification window can cause the bed temperature of up to a range of catalyst purification window.

【0095】以上述べたように、本実施の形態によれ
ば、選択還元型リーンNOX触媒において触媒床温を上
昇させるべき部位にのみ高温の燃焼ガスを供給すること
ができるので、既に触媒浄化ウインドの範囲内まで昇温
している部位を過剰に昇温させることなく、昇温させる
べき部位のみを触媒浄化ウインドの範囲内まで昇温させ
ることができ、選択還元型リーンNOX触媒全体のNOX
浄化率を向上させることができる。
[0095] As described above, according to this embodiment, it is possible to supply hot combustion gases only at the site to increase the catalyst bed temperature in the selective reduction type lean NO X catalyst, previously catalyst purification without excessively raising the temperature of the portion that was heated to the range of the window, only the portion to be heated to can be raised to within the range of catalytic purification window, selective reduction type lean NO X catalyst whole NO X
The purification rate can be improved.

【0096】尚、本実施の形態では、触媒浄化ウインド
より低い触媒に燃焼ガスの熱を伝熱することにより触媒
床温を上昇させる例について述べたが、触媒床温が一酸
化酸素(CO)や炭化水素(HC)を酸化可能な温度域
にある場合は、燃焼ガス中のCO濃度あるいはHC濃度
を高めるよう燃焼式ヒータを制御して、触媒でCOやH
Cを酸素と反応(燃焼)させて、その際に発生する反応
熱で触媒床温を上昇させるようにしてもよい。
In the present embodiment, an example has been described in which the catalyst bed temperature is raised by transferring the heat of the combustion gas to a catalyst lower than the catalyst purification window, but the catalyst bed temperature is reduced to oxygen monoxide (CO). If the temperature is in a temperature range where hydrocarbons and hydrocarbons (HC) can be oxidized, the combustion type heater is controlled so as to increase the CO concentration or HC concentration in the combustion gas, and CO or H 2
C may be reacted (burned) with oxygen, and the heat of the reaction generated at that time may increase the catalyst bed temperature.

【0097】また、前述した第1及び第2の実施の形態
では、暖房性能や暖機性能等の向上を目的として燃焼式
ヒータが作動している場合に限り、燃焼式ヒータから排
出される燃焼ガスを利用する例について述べたが、暖房
性能や暖機性能の向上を目的として燃焼式ヒータを作動
させる必要がない場合であっても、触媒を昇温させる必
要があるときは、燃焼式ヒータを積極的に作動させて、
燃焼式ヒータからの燃焼ガスを利用するようにしてもよ
い。
In the first and second embodiments described above, only when the combustion type heater is operating for the purpose of improving the heating performance and the warming-up performance, the combustion discharged from the combustion type heater is performed. Although the example using gas has been described, even if it is not necessary to operate the combustion heater for the purpose of improving the heating performance and warm-up performance, when it is necessary to raise the temperature of the catalyst, the combustion heater is required. Activate the
Combustion gas from a combustion type heater may be used.

【0098】[0098]

【発明の効果】本発明に係る第1の排気浄化装置では、
排気浄化触媒に対する燃焼ガスの供給と非供給とが交互
に繰り返されるため、排気浄化触媒の一部が過剰に上昇
することなく排気浄化触媒全体が略均一に昇温する。こ
の結果、排気浄化触媒全体が均一に活性し、排気中の有
害ガス成分を確実に浄化することが可能となる。
According to the first exhaust gas purification apparatus of the present invention,
Since the supply and non-supply of the combustion gas to the exhaust purification catalyst are alternately repeated, the temperature of the entire exhaust purification catalyst rises substantially uniformly without a part of the exhaust purification catalyst rising excessively. As a result, the entire exhaust purification catalyst is uniformly activated, and it is possible to reliably purify harmful gas components in exhaust gas.

【0099】また、本発明に係る第2の排気浄化装置で
は、燃焼式ヒータで燃焼されたガスを排気浄化手段にお
いて所定温度未満の部位にのみ供給するため、既に所定
温度以上に達している部位を過剰に昇温させることな
く、所定温度未満の部位のみを昇温させることができ、
排気浄化手段全体を均一に昇温させることができる。こ
の結果、排気浄化手段全体が均一に活性し、排気中の有
害ガス成分を確実に浄化することが可能となる。
In the second exhaust gas purifying apparatus according to the present invention, the gas burned by the combustion heater is supplied only to a portion of the exhaust gas purifying means which is lower than a predetermined temperature. Without excessively raising the temperature, it is possible to raise only the temperature below a predetermined temperature,
The entire exhaust gas purifying means can be uniformly heated. As a result, the entire exhaust gas purifying means is uniformly activated, and it is possible to reliably purify harmful gas components in the exhaust gas.

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

【図1】 第1の実施の形態にかかる内燃機関の排気浄
化装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to a first embodiment is applied;

【図2】 燃焼式ヒータの内部構成を示す図FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of a combustion heater.

【図3】 第1の実施の形態にかかる排気浄化制御ルー
チンを示すフローチャート図
FIG. 3 is a flowchart illustrating an exhaust gas purification control routine according to the first embodiment;

【図4】 第2の実施の形態にかかる内燃機関の排気浄
化装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to a second embodiment is applied;

【図5】 第2の実施の形態にかかる排気浄化制御ルー
チンを示すフローチャート図
FIG. 5 is a flowchart illustrating an exhaust gas purification control routine according to a second embodiment;

【符号の説明】 1・・・内燃機関 2・・・吸気枝管 3・・・吸気管 6・・・排気枝管 7・・・排気管 8a・・第1の選択還元型リーンNOX触媒 8b・・第2の選択還元型リーンNOX触媒 9・・・排気温度センサ 14・・燃焼式ヒータ 15・・吸気導入通路 16・・エアポンプ 17・・燃焼ガス排出通路 20・・燃料導入通路 21・・ECU 70・・電磁弁 71・・三方切換弁 72・・第1の燃焼ガス通路 73・・第2の燃焼ガス通路 80・・第1の触媒温度センサ 81・・第2の触媒温度センサ[Description of Signs] 1 ... Internal combustion engine 2 ... Intake branch pipe 3 ... Intake pipe 6 ... Exhaust branch pipe 7 ... Exhaust pipe 8a ... First selective reduction type lean NO X catalyst 8b ... second selective reduction type lean NO X catalyst 9 ... exhaust gas temperature sensor 14 ... combustion heater 15 ... intake air introduction passage 16 .. the air pump 17 .. combustion gas discharge passageway 20 ... fuel introducing passage 21 ··· ECU 70 ··· Solenoid valve 71 ··· Three-way switching valve 72 ··· First combustion gas passage 73 ··· Second combustion gas passage 80 ··· First catalyst temperature sensor 81 ··· Second catalyst temperature sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G091 AA02 AA18 AA28 AB02 AB05 AB06 BA03 BA14 BA32 CA02 CA13 CB02 CB08 DA03 DB06 DB10 EA01 EA05 EA07 EA16 EA18 EA30 EA31 FA02 FA04 FA14 FA16 FA17 FB02 FB10 FC07 GB01W GB01X GB05W GB09X GB10X HA08 HA39 HA42  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) 3G091 AA02 AA18 AA28 AB02 AB05 AB06 BA03 BA14 BA32 CA02 CA13 CB02 CB08 DA03 DB06 DB10 EA01 EA05 EA07 EA07 EA16 EA18 EA30 EA31 FA02 FA04 FA14 FA16 FA17 FB02 FB10 FC07 GB01 GB01 GB01 GB01 GB01 GB01 GB01 GB01 GB01 HA39 HA42

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の関連要素を昇温させる燃焼式
ヒータと、 前記内燃機関の排気系に設けられ、排気中の有害ガス成
分を浄化する排気浄化触媒と、 前記燃焼式ヒータで燃焼されたガスを断続的に前記排気
浄化手段上流の排気系に導入する燃焼ガス供給手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
1. A combustion heater for increasing the temperature of a related element of an internal combustion engine; an exhaust purification catalyst provided in an exhaust system of the internal combustion engine for purifying harmful gas components in exhaust gas; Combustion gas supply means for intermittently introducing the exhaust gas into an exhaust system upstream of the exhaust gas purification means;
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, comprising:
【請求項2】 前記排気浄化触媒は、この排気浄化触媒
が所定温度範囲内にあり且つ流入排気がリーン雰囲気の
ときに炭化水素が存在すると、排気中の窒素酸化物を還
元及び浄化する選択還元型リーンNOX触媒であること
を特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。
2. The exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein said exhaust gas purifying catalyst is within a predetermined temperature range and said hydrocarbon is present when said inflowing exhaust gas is in a lean atmosphere, and selectively reduces and purifies nitrogen oxides in said exhaust gas. an exhaust purification system of an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that a type lean NO X catalyst.
【請求項3】 内燃機関の関連要素を昇温させる燃焼式
ヒータと、 前記内燃機関の排気系に設けられ、排気中の有害ガス成
分を浄化する排気浄化手段と、 前記排気浄化手段の温度分布を検出する温度分布検出手
段と、 前記温度分布検出手段により前記排気浄化手段において
所定温度未満の部位が検出されたときに、前記燃焼式ヒ
ータで燃焼されたガスを前記所定温度未満の部位へ供給
する燃焼ガス供給手段と、を備えることを特徴とする内
燃機関の排気浄化装置。
3. A combustion heater for raising the temperature of a related element of the internal combustion engine, an exhaust purification unit provided in an exhaust system of the internal combustion engine for purifying harmful gas components in exhaust gas, and a temperature distribution of the exhaust purification unit. A temperature distribution detecting means for detecting the temperature of the gas, and when the temperature distribution detecting means detects a portion having a temperature lower than a predetermined temperature in the exhaust gas purification means, supplying the gas burned by the combustion heater to the portion having a temperature lower than the predetermined temperature. Exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, comprising:
【請求項4】 前記排気浄化手段は、複数に分割された
排気浄化触媒からなり、 前記温度分布検出手段は、各排気浄化触媒の触媒床温を
検出し、 前記燃焼ガス供給手段は、前記温度分布検出手段により
触媒床温が所定温度未満の排気浄化触媒が検出されたと
きに、前記燃焼式ヒータの燃焼ガスを前記所定温度未満
の排気浄化触媒へ供給することを特徴とする請求項3記
載の内燃機関の排気浄化装置。
4. The exhaust gas purifying means comprises a plurality of divided exhaust gas purifying catalysts; the temperature distribution detecting means detects a catalyst bed temperature of each exhaust gas purifying catalyst; 4. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 3, wherein when the distribution detecting means detects an exhaust gas purifying catalyst having a catalyst bed temperature lower than a predetermined temperature, the combustion gas of the combustion heater is supplied to the exhaust gas purifying catalyst having a temperature lower than the predetermined temperature. Exhaust purification device for internal combustion engine.
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