JP2000234509A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JP2000234509A
JP2000234509A JP11034581A JP3458199A JP2000234509A JP 2000234509 A JP2000234509 A JP 2000234509A JP 11034581 A JP11034581 A JP 11034581A JP 3458199 A JP3458199 A JP 3458199A JP 2000234509 A JP2000234509 A JP 2000234509A
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ash
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cylinder
particulate filter
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Yoshimitsu Henda
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To separate ash deposited on a particulate filter without influencing on the driving condition of an engine. SOLUTION: This device is individually placed with a particulate filter (DPF) 40 on each exhaust branch pipe 41 which connects an exhaust manifold 31 of a diesel engine 1 to an exhaust port of each cylinder, and DPF upper steam side part of the exhaust branch pipe of an adjacent cylinder is connected each other with a communicating path 41 with providing a communication valve 43 which can close each communication path. When an amount of ash deposited on DPF is increased, the communication valve 43 is closed at the end of acceleration or the start of deceleration in driving of the engine under a specified load condition. A condition where pressure is lower in the exhaust port than in the exhaust manifold 31 is thereby generated and exhaust air flows backward in DPF. The ash deposited on DPF can be easily separated from DPF by the back flow of the exhaust air without influencing on a driving condition of the engine.

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、詳細には排気中のパティキュレートを捕
集するパティキュレートフィルタを備えた内燃機関の排
気浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine provided with a particulate filter for trapping particulates in exhaust gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の排気、特にディーゼルエンジ
ンの排気にはカーボン(すす)を主成分とする排気微粒
子(パティキュレート)が含まれている。このため、こ
のパティキュレートの大気放出を防止するためにパティ
キュレートフィルタを用いて排気を浄化する排気浄化装
置が種々考案されている。
2. Description of the Related Art The exhaust gas of an internal combustion engine, particularly the exhaust gas of a diesel engine, contains exhaust particulates mainly composed of carbon (soot). For this reason, various exhaust purification devices have been devised for purifying exhaust gas using a particulate filter in order to prevent the release of the particulates to the atmosphere.

【0003】パティキュレートフィルタとしては、通常
セラミック、多孔質金属、金属繊維不織布等のフィルタ
材を用いたものが使用される。例えば金属繊維不織布を
フィルタ部材として用いたものでは、Fe−Cr−Al
合金やNi−Cr−Al合金等の耐熱性金属繊維を用い
た帯状の不織布を同様な材質の耐熱性金属の波板と交互
に積層したものをロール状に巻いてパティキュレートフ
ィルタが形成される(特開平9−262414号公報参
照)。このパティキュレートフィルタでは、波板により
金属繊維不織布相互が間隙をあけて保持されるため、波
板にそった軸線方向通路が渦巻き状に配列した構成とな
っている。パティキュレートフィルタの一端では、互い
に対向する不織布端部は一層おきに渦巻き状に連続して
溶着されて上記軸線方向通路の半数の端部を閉塞するよ
うにされている。また、パティキュレートフィルタの反
対側の端部では、上記一端側とは異なる層の不織布端部
が渦巻き状に相互に溶着されて軸線方向通路の端部を閉
塞している。これにより、ロール状パティキュレートフ
ィルタ内には、一端が閉塞された軸線方向通路と他端が
閉塞された軸線方向通路とが金属繊維不織布の壁を隔て
て半径方向に交互に配列されるようになる。
As the particulate filter, a filter using a filter material such as ceramic, porous metal, or metal fiber non-woven fabric is usually used. For example, in the case where a metal fiber nonwoven fabric is used as a filter member, Fe-Cr-Al
A particulate filter is formed by winding a belt-shaped nonwoven fabric using a heat-resistant metal fiber such as an alloy or a Ni-Cr-Al alloy on a corrugated sheet of a heat-resistant metal of the same material alternately and winding it in a roll shape. (See JP-A-9-262414). In this particulate filter, since the metal fiber nonwoven fabrics are held with a gap therebetween by the corrugated sheet, the axial passages along the corrugated sheet are arranged in a spiral shape. At one end of the particulate filter, the ends of the nonwoven fabric facing each other are continuously spirally welded every other layer so as to close half of the ends of the axial passage. At the opposite end of the particulate filter, the ends of the nonwoven fabric of a layer different from the one end are spirally welded to each other to close the end of the axial passage. Thereby, in the roll-shaped particulate filter, the axial passage closed at one end and the axial passage closed at the other end are alternately arranged in the radial direction across the wall of the metal fiber nonwoven fabric. Become.

【0004】このパティキュレートフィルタを排気通路
に配置することにより、排気はパティキュレートフィル
タの上流側端が開放された軸線方向通路に流入し、通路
間を隔てる不織布を通過して下流側端が開放された軸線
方向通路に入り、この通路を通って下流側に排出され
る。このため、不織布通過時に排気中のパティキュレー
トが不織布に捕集される。
By arranging the particulate filter in the exhaust passage, the exhaust gas flows into the axial passage in which the upstream end of the particulate filter is opened, passes through the nonwoven fabric separating the passages, and opens the downstream end. Into the defined axial passage, and is discharged downstream through this passage. Therefore, when passing through the nonwoven fabric, the particulates in the exhaust gas are collected by the nonwoven fabric.

【0005】一般にパティキュレートフィルタのフィル
タ材の孔径はパティキュレートフィルタ自体の排気抵抗
を低くするため15〜50ミクロン程度と比較的大きく
設定されており、パティキュレートの主成分のカーボン
粒子(すす)の径(0.1ミクロン程度)よりかなり大
きくなっている。従って、パティキュレートフィルタの
使用開始時には排気中のパティキュレートの相当量がフ
ィルタを通過するためパティキュレートフィルタの捕集
効率は比較的低くなる。しかし、使用とともに、フィル
タ材の空孔まわりにパティキュレートが付着し、この付
着したパティキュレート粒子が互いに結びついて成長す
ることによりパティキュレートの堆積層が形成されるよ
うになりパティキュレートの堆積とともに実質的なフィ
ルタ孔径は小さくなる。このため、パティキュレートの
堆積とともにフィルタの捕集効率は増大し、同時にフィ
ルタの排気圧損も増大する。
[0005] Generally, the pore size of the filter material of the particulate filter is set to a relatively large value of about 15 to 50 microns in order to reduce the exhaust resistance of the particulate filter itself, and carbon particles (soot) as the main component of the particulate filter are formed. It is much larger than the diameter (about 0.1 micron). Therefore, at the start of use of the particulate filter, a considerable amount of the particulates in the exhaust gas pass through the filter, so that the collection efficiency of the particulate filter is relatively low. However, with use, particulates adhere around the pores of the filter material, and the attached particulate particles grow together with each other to form a deposited layer of particulates. The effective filter hole diameter becomes smaller. Therefore, the trapping efficiency of the filter increases with the accumulation of particulates, and at the same time, the exhaust pressure loss of the filter also increases.

【0006】パティキュレートフィルタでは、パティキ
ュレートの堆積(捕集量)が増大するにつれて排気圧損
が増加するため、定期的に排気温度を上昇させる等の方
法によりフィルタに堆積したパティキュレート(カーボ
ン粒子)を燃焼させ排気圧損の過度の増大による機関性
能の低下を防止する必要がある。このようなパティキュ
レートフィルタを用いた排気浄化装置の例としては、例
えば実開平5−69311号公報に記載されたものがあ
る。同公報の装置は、ディーゼルエンジンの各気筒の排
気ポートと排気集合部との間をそれぞれ接続する排気枝
管上に小容量のパティキュレートフィルタを配置した構
成となっている。同公報の装置では、パティキュレート
フィルタを排気系で最も排気温度が高い排気ポート近傍
に設けたこと、及び各気筒個別にパティキュレートフィ
ルタを設けてそれぞれのパティキュレートフィルタの熱
容量を小さくしたことにより、機関運転中に負荷の上昇
等により排気温度が高くなるとパティキュレートフィル
タに堆積したパティキュレートが容易に燃焼する。この
ため、別途パティキュレート燃焼用の加熱装置等を設け
ることなく効率的にパティキュレートを燃焼させること
が可能となっている。
In the particulate filter, the exhaust pressure loss increases as the accumulation (collection amount) of the particulate increases. Therefore, the particulate (carbon particles) deposited on the filter by a method such as periodically raising the exhaust temperature. It is necessary to prevent engine performance from being deteriorated due to excessive increase in exhaust pressure loss. An example of an exhaust gas purifying apparatus using such a particulate filter is described in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-69311. The device disclosed in the publication has a configuration in which a small-capacity particulate filter is arranged on an exhaust branch pipe that connects between an exhaust port of each cylinder of a diesel engine and an exhaust collecting portion. In the device of the publication, the particulate filter is provided near the exhaust port having the highest exhaust temperature in the exhaust system, and the particulate filter is provided individually for each cylinder to reduce the heat capacity of each particulate filter. If the exhaust gas temperature rises due to an increase in load during operation of the engine, the particulates deposited on the particulate filter easily burn. For this reason, it is possible to efficiently burn the particulates without providing a separate heating device for burning the particulates.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記実開平
5−69311号公報の装置では、パティキュレートフ
ィルタに堆積したパティキュレートは良好に燃焼させる
ことができるものの、パティキュレートフィルタ上に堆
積したアッシュを脱離させることができず、アッシュの
堆積によりフィルタの圧損が徐々に増大する問題が生じ
る。
However, in the apparatus disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 5-69311, although the particulates accumulated on the particulate filter can be satisfactorily burned, the ash accumulated on the particulate filter is removed. Since the filter cannot be desorbed, the pressure loss of the filter gradually increases due to the accumulation of ash.

【0008】排気には、カーボン粒子(すす)を主成分
とするパティキュレートの他に、例えば潤滑油等の燃焼
生成物を主成分とするアッシュが含まれている。アッシ
ュは主に硫酸カルシウム等の無機成分からなり、パティ
キュレートと同様、通常0.1ミクロン程度の大きさと
なっている。また、アッシュもパティキュレートと同じ
メカニズムでパティキュレートフィルタのフィルタ材上
に粒子相互が結合した堆積層を形成する。排気中に含ま
れるアッシュの量はパティキュレートに比較して極めて
少ないが、排気温度が上昇してもカーボンを主成分とす
るパティキュレートのように燃焼することがないためパ
ティキュレートフィルタの使用期間が長くなるにつれて
徐々にパティキュレートフィルタ上に蓄積されるように
なる。
Exhaust gas contains ash mainly composed of combustion products such as lubricating oil, in addition to particulates mainly composed of carbon particles (soot). Ash is mainly composed of an inorganic component such as calcium sulfate, and has a size of about 0.1 μm, similarly to particulates. Ash also forms a deposited layer in which particles are bonded to each other on the filter material of the particulate filter by the same mechanism as for particulates. Although the amount of ash contained in the exhaust gas is extremely small compared to the particulate matter, even if the exhaust gas temperature rises, it does not burn like the particulate matter mainly composed of carbon, so the use period of the particulate filter is limited. As it gets longer, it gradually accumulates on the particulate filter.

【0009】しかも、アッシュの堆積層はパティキュレ
ートの堆積層に較べて機械的強度が高く機関運転による
振動程度では自然にフィルタから脱離することがないた
め、パティキュレートの燃焼を定期的に行った行っただ
けではフィルタの圧損はアッシュの堆積により徐々に増
加してしまい、機関性能に影響が生じるようになる。こ
のため、パティキュレートフィルタに堆積したアッシュ
を脱離させフィルタの圧損を回復させる操作が別途必要
となるが、上記公報の装置ではこの点についての考慮が
なされていない。
In addition, the ash deposit layer has a higher mechanical strength than the particulate deposit layer and does not spontaneously detach from the filter with the vibration caused by the operation of the engine. The pressure loss of the filter will gradually increase due to the accumulation of ash, and the engine performance will be affected. For this reason, an operation for detaching the ash deposited on the particulate filter and restoring the pressure loss of the filter is required separately. However, the apparatus disclosed in the above publication does not consider this point.

【0010】アッシュの堆積層は燃焼しないため、パテ
ィキュレートフィルタから脱離させるためには大きな機
械的衝撃を与えて堆積層を崩壊させることが必要とな
る。この機械的衝撃は理論的には、例えばパティキュレ
ートフィルタを通過する排気流速を増大させること等に
よっても与えることができる。しかし、前述したよう
に、アッシュの堆積層は機械的強度が比較的高く、排気
流速の増大によりアッシュを脱離させるためには機関回
転数と負荷とを大幅に増大した運転が必要となり、通常
の機関運転状態に与える影響が大きくなるため実際的で
ない。
Since the deposited layer of ash does not burn, it is necessary to apply a large mechanical impact to disintegrate the deposited layer in order to desorb the ash from the particulate filter. This mechanical shock can theoretically also be given, for example, by increasing the exhaust flow velocity through the particulate filter. However, as described above, the ash deposition layer has a relatively high mechanical strength, and in order to desorb the ash by increasing the exhaust flow velocity, an operation in which the engine speed and the load are significantly increased is required. Is impractical because the influence on the engine operation state becomes large.

【0011】本発明は上記問題に鑑み、通常の機関運転
状態に大きな影響を与えることなくパティキュレートフ
ィルタに堆積したアッシュを脱離させることが可能な内
燃機関の排気浄化装置を提供することを目的としてい
る。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine capable of removing ash accumulated on a particulate filter without significantly affecting a normal engine operating state. And

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、内燃機関の各気筒の排気ポートと各気筒の排気
が合流する排気集合部とを接続するそれぞれの排気枝管
上に配置され排気中のパティキュレートを捕集するパテ
ィキュレートフィルタと、前記それぞれのパティキュレ
ートフィルタを通って前記排気集合部から排気ポート側
に逆流する排気流を生じさせることにより前記パティキ
ュレートフィルタに堆積した不燃成分からなるアッシュ
を脱離させるアッシュ脱離手段と、前記内燃機関が予め
定めた負荷領域において加速を終了、または減速を開始
した時に、前記アッシュ脱離手段を作動させてアッシュ
脱離操作を行う脱離制御手段と、を備えた内燃機関の排
気浄化装置が提供される。すなわち、請求項1に記載の
発明では排気集合部から排気ポート側に向けて排気を逆
流させることにより、パティキュレートフィルタに堆積
したアッシュを脱離させる。通常の運転ではアッシュの
堆積状態は排気ポート側から排気集合部に向かう方向の
排気の流れに対して最も抵抗が少ないようになってお
り、通常とは逆方向の排気の流れに対しては堆積層の抵
抗は比較的大きくなっている。このため、排気の逆流に
よりアッシュ堆積層には大きな力が作用し、比較的小さ
な流量の排気の逆流でも容易にアッシュ堆積層が崩壊し
フィルタから脱離する。崩壊したアッシュ堆積層は微細
な粒子状になるため、排気が順方向に流れるとフィルタ
の孔を通過してパティキュレートフィルタ下流側に排出
される。
According to the first aspect of the present invention, there is provided on each exhaust branch pipe connecting an exhaust port of each cylinder of an internal combustion engine and an exhaust collecting portion where exhaust of each cylinder joins. A particulate filter disposed to trap particulates in the exhaust gas, and an exhaust gas flowing backward from the exhaust collecting portion to the exhaust port side through the respective particulate filters, thereby accumulating the particulate filter. Ash desorbing means for desorbing ash composed of non-combustible components, and when the internal combustion engine ends acceleration or starts deceleration in a predetermined load region, the ash desorbing operation is performed by operating the ash desorbing means. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, comprising: That is, in the first aspect of the present invention, the ash deposited on the particulate filter is desorbed by causing the exhaust gas to flow backward from the exhaust collecting portion toward the exhaust port. In normal operation, the ash accumulation state has the least resistance to the exhaust flow in the direction from the exhaust port side to the exhaust collecting section, and the ash accumulation state is opposite to the normal exhaust flow. The resistance of the layers is relatively large. For this reason, a large force acts on the ash deposition layer due to the backflow of the exhaust gas, and the ash deposition layer is easily collapsed and detached from the filter even when the exhaust gas flows at a relatively small flow rate. Since the collapsed ash deposit becomes fine particles, when the exhaust gas flows in the forward direction, it passes through the holes of the filter and is discharged downstream of the particulate filter.

【0013】なお、排気を逆流させるアッシュ脱離手段
としては、例えば後述するように排気枝管の連通路の閉
鎖、気筒内の燃焼停止等の他、排気絞り、ターボチャー
ジゃの可変ノズル(インレットガイドベーン)閉鎖また
はEGRの停止などによる排気集合部の圧力上昇、吸気
絞り、バルブタイミング変更等による吸入空気量の低下
等の手段のいずれか1つまたは2つ以上を組み合わせた
ものが使用可能である。
The ash desorbing means for back-flowing the exhaust gas includes, for example, closing a communication passage of an exhaust branch pipe, stopping combustion in a cylinder, and the like, an exhaust throttle, and a variable nozzle (inlet of a turbocharger) as described later. (Guide vane) Any one or a combination of two or more means such as a pressure increase in the exhaust collecting section due to closure or EGR stop, a decrease in intake air amount due to a change in intake throttle, valve timing, etc. can be used. is there.

【0014】このような手段を用いて排気を逆流させる
と機関の運転状態に影響が生じる場合がある。しかし、
加速終了時や減速開始時等では機関の気筒に供給される
燃料量が減少するため、加速終了時、減速開始時には気
筒から排出される排気の圧力は加速中や減速開始前に較
べて低下する。一方、加速終了時や減速開始時の排気集
合部の排気圧力はまだ加速中若しくは減速開始前の比較
的高い圧力になっている。このため、加速終了時と減速
開始時には排気集合部圧力の方が排気ポート圧力より高
くなるため上記の各手段を用いなくても排気がパティキ
ュレートフィルタ中を逆流し易い条件が成立している。
この状態では、上記アッシュ脱離手段を用いることによ
り機関の運転に大きな影響を与えることなく比較的大量
の排気をフィルタ中を通って逆流させることができる。
このため、加速終了時または減速開始時にアッシュ脱離
手段を用いて排気を逆流させることにより機関の運転に
影響を与えることなく堆積したアッシュがフィルタから
脱離するようになる。
[0014] When the exhaust gas is caused to flow backward using such means, the operating state of the engine may be affected. But,
At the end of acceleration or at the start of deceleration, the amount of fuel supplied to the cylinder of the engine decreases, so at the end of acceleration or at the start of deceleration, the pressure of exhaust gas discharged from the cylinder is lower than during acceleration or before the start of deceleration. . On the other hand, the exhaust pressure of the exhaust collecting portion at the end of acceleration or at the start of deceleration is still relatively high during acceleration or before the start of deceleration. For this reason, at the end of acceleration and at the start of deceleration, the exhaust collecting section pressure becomes higher than the exhaust port pressure, so that a condition is established in which exhaust gas easily flows back through the particulate filter without using the above-described units.
In this state, the use of the ash desorbing means allows a relatively large amount of exhaust gas to flow back through the filter without significantly affecting the operation of the engine.
For this reason, when the acceleration is completed or the deceleration is started, the exhaust gas is caused to flow backward by using the ash desorbing means, so that the deposited ash is desorbed from the filter without affecting the operation of the engine.

【0015】請求項2に記載の発明によれば、前記アッ
シュ脱離手段は、前記排気枝管のパティキュレートフィ
ルタ上流側部分と、少なくとも他の1つの気筒の排気枝
管のパティキュレートフィルタ上流側部分とを連通する
連通路と、該連通路を閉鎖可能な連通弁とを備え、アッ
シュ脱離操作時には前記連通路を閉鎖することによりパ
ティキュレートフィルタに前記排気逆流を生じさせる請
求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
According to the second aspect of the present invention, the ash desorbing means includes a portion upstream of the particulate filter of the exhaust branch pipe and a portion upstream of the particulate filter of the exhaust branch pipe of at least one other cylinder. 2. The exhaust system according to claim 1, further comprising: a communication path that communicates with the portion, and a communication valve that can close the communication path, wherein the exhaust path is generated in the particulate filter by closing the communication path during an ash desorption operation. 3. The present invention provides an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine.

【0016】すなわち、請求項2に記載の発明ではアッ
シュ脱離手段は、各排気枝管のパティキュレートフィル
タ上流側と少なくとも他の1つの気筒の排気枝管とを連
通する連通路と、この連通路を閉鎖可能な連通弁とを備
えている。連通路開放時には排気枝管のパティキュレー
トフィルタ上流側は他の排気枝管と連通しているためパ
ティキュレート上流側の排気枝管の容積は実質的に大き
くなるが、連通弁が連通路を閉塞するとパティキュレー
ト上流側の排気枝管容積は小さくなる。
In other words, according to the second aspect of the present invention, the ash desorbing means includes a communication path that connects the upstream side of the particulate filter of each exhaust branch pipe to the exhaust branch pipe of at least one other cylinder, and this communication path. And a communication valve capable of closing the passage. When the communication passage is opened, the exhaust branch pipe upstream of the particulate filter communicates with other exhaust branch pipes, so that the volume of the exhaust branch pipe upstream of the particulate matter is substantially large, but the communication valve closes the communication passage. Then, the exhaust branch pipe volume on the upstream side of the particulates becomes small.

【0017】一方、各気筒の排気弁が開弁すると開弁初
期には気筒から高圧の排気ガスが排出され排気ポート圧
力は上昇するが、その後気筒内の高圧排気ガスの排出が
終了すると排気ポート圧力は低下する。連通弁開弁時に
は排気枝管のパティキュレートフィルタ上流側の容積が
他の排気枝管との連通により大きくなっているため、排
気弁開弁後排気圧力が低下しても排気ポート圧力はそれ
ほど大きくは低下しない。しかし、連通弁が閉弁される
と排気枝管容積の低下のため高圧排気ガス排出終了後の
排気ポート圧力低下は大きくなる。連通弁閉鎖時、ある
気筒の排気ポート圧力が大きく低下した場合を考える
と、この時の排気集合部圧力は他の気筒からの高圧排気
の流入により高い圧力に維持されているため、排気集合
部と排気ポートの間には圧力差が生じることになる。こ
の圧力差は加速終了時または減速開始時には一層大きく
なる。このため、加速終了時または減速開始時には連通
弁を閉鎖することにより排気集合部と排気ポートとの間
に大きな圧力差を発生させることができ、多量の排気を
パティキュレートフィルタを通して逆流させることがで
きる。これにより、機関運転状態に大きな影響を与える
ことなくフィルタからアッシュが脱離するようになる。
On the other hand, when the exhaust valve of each cylinder is opened, high-pressure exhaust gas is discharged from the cylinder and the exhaust port pressure rises in the initial stage of valve opening. The pressure drops. When the communication valve is opened, the volume of the exhaust branch pipe upstream of the particulate filter is increased due to communication with the other exhaust branch pipes. Therefore, even if the exhaust pressure decreases after the exhaust valve is opened, the exhaust port pressure is not so large. Does not drop. However, when the communication valve is closed, the pressure drop in the exhaust port after the discharge of the high-pressure exhaust gas is increased due to a decrease in the volume of the exhaust branch pipe. Considering the case where the exhaust port pressure of a certain cylinder is greatly reduced when the communication valve is closed, the exhaust collecting section pressure at this time is maintained at a high pressure due to the inflow of high-pressure exhaust from another cylinder. A pressure difference will occur between the exhaust port and the exhaust port. This pressure difference becomes larger at the end of acceleration or at the start of deceleration. For this reason, by closing the communication valve at the end of acceleration or at the start of deceleration, a large pressure difference can be generated between the exhaust collecting portion and the exhaust port, and a large amount of exhaust can flow back through the particulate filter. . As a result, the ash is detached from the filter without significantly affecting the operating state of the engine.

【0018】請求項3に記載の発明によれば、前記アッ
シュ脱離手段は、前記内燃機関の任意の1部の気筒の燃
焼を停止する気筒休止手段を備え、アッシュ脱離操作時
には1部の気筒の燃焼を停止することにより該1部の気
筒の排気枝管に配置されたパティキュレートフィルタに
前記排気逆流を生じさせる請求項1に記載の内燃機関の
排気浄化装置が提供される。
According to the third aspect of the present invention, the ash desorbing means includes a cylinder deactivating means for stopping combustion of any one of the cylinders of the internal combustion engine. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas backflow is generated in a particulate filter arranged in an exhaust branch pipe of the one cylinder by stopping combustion of the cylinder.

【0019】すなわち、請求項3の発明では、アッシュ
脱離手段は加速終了または減速開始時に機関の一部の気
筒の燃焼を停止することによりアッシュをフィルタから
脱離させる。気筒内の燃焼を停止することにより気筒か
ら排出される排気の最小圧力は機関の吸気圧力とほぼ等
しくなるため、排気集合部と排気ポートとの間には大き
な圧力差が生じ、多量の排気をパティキュレートフィル
タを通して逆流させることができる。一方、加速終了時
及び減速開始時は通常、機関の回転数と負荷とは大きく
なっている状態であるため一部の気筒を休止しても機関
の運転に大きな影響は生じない。
That is, in the invention of claim 3, the ash desorbing means desorbs ash from the filter by stopping the combustion of some cylinders of the engine at the end of acceleration or at the start of deceleration. By stopping combustion in the cylinder, the minimum pressure of exhaust gas exhausted from the cylinder becomes almost equal to the intake pressure of the engine.Therefore, a large pressure difference occurs between the exhaust collecting portion and the exhaust port, and a large amount of exhaust gas is generated. Backflow can be achieved through a particulate filter. On the other hand, at the end of acceleration and at the start of deceleration, the rotational speed and load of the engine are usually large, so even if some cylinders are stopped, there is no significant effect on the operation of the engine.

【0020】請求項4に記載の発明によれば、更に、前
記排気集合部からの排気の流出を抑制することにより排
気集合部の排気圧力を上昇させること、若しくは各気筒
に流入する吸入空気量を低下させること、のいずれか一
方若しくは両方により前記それぞれのパティキュレート
フィルタを通って前記排気集合部から排気ポート側に逆
流する排気流を生じさせてパティキュレートフィルタか
らアッシュを脱離させるアッシュ強制脱離手段を備え、
前記脱離制御手段は、予め定めたアッシュ脱離操作実行
期間内に前記アッシュ脱離操作が実行されなかった場合
には、前記脱離操作実行期間経過後に前記アッシュ強制
脱離手段を作動させてアッシュの強制脱離操作を実行す
る請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の内燃機
関の排気浄化装置が提供される。
According to the fourth aspect of the present invention, the exhaust pressure of the exhaust collecting section is increased by suppressing the outflow of exhaust from the exhaust collecting section, or the amount of intake air flowing into each cylinder. Ash forced desorption that causes an exhaust flow to flow back from the exhaust collecting section to the exhaust port side through the respective particulate filters and thereby desorb ash from the particulate filters by either or both of the following. Equipped with separation means,
If the ash desorption operation is not performed within a predetermined ash desorption operation execution period, the desorption control unit operates the ash forced desorption unit after the elapse of the desorption operation execution period. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the forced ash removal operation is performed.

【0021】すなわち、請求項4に記載の発明ではアッ
シュ脱離操作実行期間が定められており、例えばアッシ
ュ堆積量が所定値以上になった場合にはこの脱離操作実
行期間内に機関が所定の負荷状態で加速または減速され
た場合にアッシュ脱離操作が行われる。また、本発明で
は上記所定の負荷状態での加速終了または減速開始時に
行うアッシュ脱離操作とは別に、排気集合部圧力を上
昇、または気筒吸気圧力を低下させることのいずれか一
方または両方により負荷とは無関係に強制的にアッシュ
を脱離させるアッシュ強制脱離手段が設けられている。
アッシュ脱離操作は所定の負荷状態で機関の加速または
減速が行われるときに実行されるため、これらの条件が
成立しないと機関はアッシュ堆積量が多い状態(フィル
タ圧損が高い状態)で長時間運転される可能性がある。
本発明では、アッシュ脱離操作を実行すべき期間、すな
わち脱離操作実行期間を定め、この期間内にアッシュ脱
離操作が行われなかった場合には、上記条件が成立して
いなくてもアッシュ強制脱離手段を用いてフィルタから
アッシュを脱離させる。この場合には、機関の運転状態
には多少の影響は出るものの、これにより機関が長時間
フィルタ圧損の高い状態で運転されることが防止され
る。
That is, in the invention according to the fourth aspect, the execution period of the ash desorption operation is determined. For example, when the ash accumulation amount becomes equal to or more than a predetermined value, the engine is started during the desorption operation execution period. When the vehicle is accelerated or decelerated under the load condition, the ash detachment operation is performed. In addition, in the present invention, apart from the ash desorption operation performed at the end of acceleration or deceleration start under the predetermined load state, the load is increased by either or both of increasing the exhaust collecting section pressure or decreasing the cylinder intake pressure. An ash forcible detachment means for forcibly detaching the ash independently of the ash is provided.
Since the ash desorption operation is performed when the engine is accelerated or decelerated under a predetermined load condition, if these conditions are not satisfied, the engine may be operated for a long time in a state where the ash accumulation amount is large (a state in which the filter pressure loss is high). May be driven.
In the present invention, a period during which the ash detachment operation is to be performed, that is, a detachment operation execution period is determined. If the ash detachment operation is not performed within this period, the ash is removed even if the above conditions are not satisfied. Ash is detached from the filter using a forced detachment means. In this case, although the operating state of the engine is slightly affected, this prevents the engine from being operated for a long time with a high filter pressure loss.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図1は、本発明の排気浄化
装置を自動車用ディーゼル機関に適用した場合の概略構
成を説明する図である。図1において、1は自動車用内
燃機関を示す。本実施形態では機関1は4気筒ディーゼ
ル機関とされ、各気筒には気筒内に直接燃料を噴射する
筒内燃料噴射弁111が設けられている。燃料は高圧燃
料噴射ポンプ113から各燃料噴射弁111が接続され
たコモンレール(蓄圧室)115に圧送され、コモンレ
ールから各燃料噴射弁111により各気筒内に所定のタ
イミングで噴射される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration in a case where the exhaust emission control device of the present invention is applied to an automobile diesel engine. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an automobile internal combustion engine. In the present embodiment, the engine 1 is a four-cylinder diesel engine, and each cylinder is provided with an in-cylinder fuel injection valve 111 that injects fuel directly into the cylinder. The fuel is pumped from a high-pressure fuel injection pump 113 to a common rail (accumulator) 115 to which each fuel injection valve 111 is connected, and is injected from the common rail into each cylinder by the fuel injection valve 111 at a predetermined timing.

【0023】図1において21は各気筒の吸気ポートを
吸気通路2に接続する吸気マニホルド、31は各気筒の
排気ポートを排気通路3に接続する排気マニホルド(排
気集合部)である。本実施形態では、機関1の過給を行
なう過給機35が設けられており、排気通路3は過給機
35の排気出口に、吸気通路2は過給機35の吸気吐出
口に、それぞれ接続されている。
In FIG. 1, reference numeral 21 denotes an intake manifold connecting the intake port of each cylinder to the intake passage 2, and reference numeral 31 denotes an exhaust manifold (exhaust collecting portion) connecting the exhaust port of each cylinder to the exhaust passage 3. In the present embodiment, a supercharger 35 for supercharging the engine 1 is provided. The exhaust passage 3 is provided at an exhaust outlet of the supercharger 35, and the intake passage 2 is provided at an intake outlet of the supercharger 35. It is connected.

【0024】本実施形態では、過給機35の排気タービ
ン35aの排気入口にはノズル開口面積を変化させるこ
とができる可変ノズル(インレットガイドベーン)36
が設けられている。可変ノズル36は後述するECU3
0からの制御信号に応じて作動するステッパモータ、負
圧アクチュエータ等の適宜な形式のアクチュエータ36
aを備えており、ECU30からの信号に応じた角度に
制御される。可変ノズル36のノズル開口面積を変化さ
せると、同一の排気流量であってもノズルを通過して排
気タービンの翼車に流入する排気の流速は変化するため
タービン回転数が変化する。このため、可変ノズル36
を制御することにより排気流量が変化した場合にもター
ビン回転数をほぼ一定に維持することが可能となる。な
お、排気流量が一定の場合、可変ノズル36のノズル開
口面積を減少させる(絞る)ほど排気マニホルド31内
の圧力は上昇する。
In this embodiment, a variable nozzle (inlet guide vane) 36 capable of changing the nozzle opening area is provided at the exhaust inlet of the exhaust turbine 35a of the supercharger 35.
Is provided. The variable nozzle 36 is connected to an ECU 3 described later.
A suitable type of actuator 36 such as a stepper motor or a negative pressure actuator which operates in response to a control signal from 0.
The angle is controlled according to a signal from the ECU 30. When the nozzle opening area of the variable nozzle 36 is changed, the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle and flowing into the exhaust wheel of the exhaust turbine changes even at the same exhaust flow rate, so that the turbine rotational speed changes. Therefore, the variable nozzle 36
, The turbine speed can be maintained substantially constant even when the exhaust flow rate changes. When the exhaust flow rate is constant, the pressure in the exhaust manifold 31 increases as the nozzle opening area of the variable nozzle 36 is reduced (squeezed).

【0025】また、吸気通路2には過給機35から供給
される吸気の冷却を行なうインタークーラ25及び吸気
絞り弁27が設けられている。吸気絞り弁27は、後述
するECU30からの信号に応じて作動するステッパモ
ータ、負圧アクチュエータ等の適宜な形式のアクチュエ
ータ27aを備え、ECU30からの信号に応じた開度
をとり機関の吸気流量を制限する。
The intake passage 2 is provided with an intercooler 25 for cooling intake air supplied from a supercharger 35 and an intake throttle valve 27. The intake throttle valve 27 includes an actuator 27a of an appropriate type such as a stepper motor or a negative pressure actuator that operates in accordance with a signal from the ECU 30 described later, takes an opening degree in accordance with the signal from the ECU 30, and adjusts the intake flow rate of the engine. Restrict.

【0026】吸気絞り弁27により吸気流量が制限され
ると、各気筒の吸気圧力は低下し気筒内に流入する吸気
量は減少するため排気弁開弁時の排気ポート圧力最小値
は低下する。更に、本実施形態では過給機35下流側の
排気通路3には、吸気絞り弁27と同様なアクチュエー
タ37aを備えた排気絞り弁37が設けられており、E
CU30からの信号に応じた開度をとり排気絞りを行な
う。
When the intake flow rate is restricted by the intake throttle valve 27, the intake pressure of each cylinder decreases and the amount of intake air flowing into the cylinder decreases, so that the minimum value of the exhaust port pressure when the exhaust valve is opened decreases. Further, in this embodiment, an exhaust throttle valve 37 provided with an actuator 37a similar to the intake throttle valve 27 is provided in the exhaust passage 3 downstream of the supercharger 35.
The exhaust throttle is performed by setting the opening in accordance with the signal from the CU 30.

【0027】排気絞り弁37により排気絞りが行われる
と排気マニホルド31内の排気圧力は上昇する。図1に
おいて、33は機関排気系と吸気系とを接続し機関排気
の一部を吸気系に還流するEGR通路、23はEGR通
路に配置されたEGR弁である。EGR弁23はステッ
パモータ、負圧アクチュエータ等の適宜なアクチュエー
タ(図示せず)を備え、ECU30からの信号に応じた
開度をとりEGR通路33を通って吸気系に還流される
排気(EGRガス)流量を機関運転状態に応じて制御す
るものである。
When the exhaust throttle valve 37 performs exhaust throttle, the exhaust pressure in the exhaust manifold 31 increases. In FIG. 1, reference numeral 33 denotes an EGR passage which connects the engine exhaust system and the intake system and recirculates part of the engine exhaust to the intake system, and 23 denotes an EGR valve arranged in the EGR passage. The EGR valve 23 includes an appropriate actuator (not shown) such as a stepper motor, a negative pressure actuator, or the like. The EGR valve 23 has an opening in accordance with a signal from the ECU 30 and returns to the intake system through the EGR passage 33 (EGR gas). ) The flow rate is controlled according to the operating state of the engine.

【0028】EGR実施中、EGR弁開度が低下すると
排気マニホルド31から吸気系に還流される排気流量が
減少するため、他の条件が一定であっても排気マニホル
ド31内の圧力は上昇する。本実施形態では、排気マニ
ホルド31を各排気ポートに接続する排気枝管にはパテ
ィキュレートフィルタ(ディーゼルパティキュレートフ
ィルタ、以下「DPF」と称する)40が設けられてい
る。DPF40は、セラミック、金属繊維不織布等の耐
熱性を有する多孔質の材質から形成され軸線方向(排気
流れ方向)に排気流路を形成する多数の流路を有してい
る。これらの流路のそれぞれは排気流れ方向上流端また
は下流端のうち一方が閉塞されており、上流端が閉塞さ
れた流路と下流端が閉塞された流路とが交互に互いに隣
接して配置されている。このため、各気筒の排気ポート
から排出される排気は、それぞれのDPFの上流端が開
放された(下流端が閉塞された)流路に流入し、流路相
互を隔てる多孔質の隔壁を通過して下流端が開放された
流路に流入し下流端からDPF外に流出する。排気中に
含まれるパティキュレートは排気が多孔質の隔壁を通過
する際に捕集される。
During the EGR operation, when the EGR valve opening decreases, the flow rate of exhaust gas recirculated from the exhaust manifold 31 to the intake system decreases, so that the pressure in the exhaust manifold 31 increases even if other conditions are constant. In the present embodiment, a particulate filter (diesel particulate filter, hereinafter referred to as “DPF”) 40 is provided in an exhaust branch pipe connecting the exhaust manifold 31 to each exhaust port. The DPF 40 is formed of a heat-resistant porous material such as a ceramic or a metal fiber nonwoven fabric, and has a number of flow paths that form an exhaust flow path in the axial direction (the exhaust flow direction). Each of these flow paths is closed at one of the upstream end and the downstream end in the exhaust flow direction, and the flow path whose upstream end is closed and the flow path whose downstream end is closed are alternately arranged adjacent to each other. Have been. For this reason, the exhaust gas discharged from the exhaust port of each cylinder flows into the flow path in which the upstream end of each DPF is open (the downstream end is closed), and passes through the porous partition separating the flow paths. Then, the downstream end flows into the open flow path and flows out of the DPF from the downstream end. Particulates contained in the exhaust gas are collected when the exhaust gas passes through the porous partition.

【0029】本実施形態では、比較的小容量のDPF4
0を各気筒の排気ポートに隣接して設けたことにより、
気筒からの高温の排気が直接DPFに流入するため各D
PF40の温度を高く維持することができる。また、各
DPF40は小容量であるため、捕集可能なパティキュ
レート量も少なくなりパティキュレートの燃焼操作実行
間隔を比較的短く設定する必要があるが、熱容量が小さ
いため排気温度が上昇すると短時間でDPF温度が上昇
しパティキュレートの燃焼が開始される。また、パティ
キュレート捕集量が少ないため短時間で捕集したパティ
キュレートの燃焼を終了することができ、再生操作に要
する時間を短縮することができる。本実施形態では、機
関1としてディーゼル機関が使用されているため、通常
運転時の機関排気温度は比較的低い。本実施形態では、
小容量のDPF40を各気筒の排気ポートに配置する、
いわゆる分離型のDPFを採用したことにより、加速時
等に短時間排気温度が上昇するような機関運転状態でも
良好に各DPF40の再生を完了することが可能となっ
ている。
In this embodiment, the DPF 4 having a relatively small capacity is used.
0 is provided adjacent to the exhaust port of each cylinder,
Because high-temperature exhaust from the cylinder flows directly into the DPF,
The temperature of the PF 40 can be kept high. In addition, since each DPF 40 has a small capacity, the amount of particulates that can be collected is also small, and it is necessary to set a relatively short interval for performing the burning operation of the particulates. As a result, the DPF temperature rises and particulate combustion starts. Further, since the amount of collected particulates is small, the combustion of the collected particulates can be completed in a short time, and the time required for the regeneration operation can be reduced. In this embodiment, since a diesel engine is used as the engine 1, the engine exhaust temperature during normal operation is relatively low. In this embodiment,
A small-capacity DPF 40 is arranged at the exhaust port of each cylinder,
By employing a so-called separated DPF, it is possible to satisfactorily complete the regeneration of each DPF 40 even in an engine operating state in which the exhaust gas temperature rises for a short time during acceleration or the like.

【0030】また、本実施形態では、排気マニホルド3
1と各気筒の排気ポートとを接続する枝管のDPF40
の上流側(排気ポート側)は連通路41により隣接する
排気枝管のDPF40上流側と接続されており、各連通
路には連通路40を閉鎖可能な連通弁43が設けられて
いる。連通弁43はECU30からの信号により作動す
る適宜な形式のアクチュエータ(図示せず)を備えてお
り、ECU30からの信号に応じて連通路41を閉塞す
る。なお、連通弁41は通常運転時(アッシュ脱離操作
を実行していない時)は開弁状態に保持される。
In this embodiment, the exhaust manifold 3
Of the branch pipe connecting the exhaust port 1 to the exhaust port of each cylinder
The upstream side (exhaust port side) is connected to the upstream side of the DPF 40 of the adjacent exhaust branch pipe by a communication passage 41, and each communication passage is provided with a communication valve 43 capable of closing the communication passage 40. The communication valve 43 includes an appropriate type of actuator (not shown) that is activated by a signal from the ECU 30, and closes the communication passage 41 in response to a signal from the ECU 30. The communication valve 41 is kept open during normal operation (when the ash desorption operation is not being performed).

【0031】図1に30で示すのは機関1の電子制御ユ
ニット(ECU)である。ECU30は、本実施形態で
はRAM、ROM、CPUを備えた公知の構成のマイク
ロコンピュータとされ、機関1の燃料噴射制御等の基本
制御を行なう他、後述するように機関運転状態に応じて
DPF40に堆積したアッシュの脱離操作を行う脱離制
御手段として機能している。
In FIG. 1, reference numeral 30 denotes an electronic control unit (ECU) of the engine 1. In the present embodiment, the ECU 30 is a microcomputer having a known configuration including a RAM, a ROM, and a CPU. The ECU 30 performs basic control such as fuel injection control of the engine 1, and also controls the DPF 40 according to an engine operating state as described later. It functions as a desorption control unit for performing a desorption operation of the deposited ash.

【0032】これらの制御を行なうため、ECU30の
入力ポートには、機関吸気通路に設けられたエアフロー
メータ51から機関吸入空気量に対応した信号が、また
排気マニホルド31に設けられた温度センサ53から機
関排気温度に対応する信号がそれぞれ入力されている
他、機関クランク軸(図示せず)近傍に配置された回転
数センサ55から機関クランク軸一定回転角毎にパルス
信号が入力されている。更に、本実施形態では、ECU
30の入力ポートには機関1のアクセルペダル(図示せ
ず)近傍に配置したアクセル開度センサ57から運転者
のアクセルペダル踏込み量(アクセル開度)を表す信号
が入力されている。ECU30は、所定間隔毎にエアフ
ローメータ51出力とアクセル開度センサ57出力及び
温度センサ53出力とをAD変換して吸入空気量Gaと
アクセル開度ACCP、排気温度TとしてECU30の
RAMの所定領域に格納するとともに、回転数センサ5
5からのパルス信号の間隔から機関回転数NEを算出
し、RAMの所定の領域に格納している。ECU30
は、アクセル開度センサ57で検出されたアクセル開度
ACCPと機関回転数NEとに基づいて予めROMに格
納した関係に基づいて機関基本燃料噴射量と燃料噴射時
期を算出し、この基本燃料噴射量に機関運転状態に応じ
た補正を加えて機関の燃料噴射量QINJと燃料噴射時
期とを設定する。なお、本発明では燃料噴射量と燃料噴
射時期の設定方法には特に制限はなく、ディーゼル機関
における公知の方法のいずれをも使用することができ
る。
To perform these controls, an input port of the ECU 30 receives a signal corresponding to the engine intake air amount from an air flow meter 51 provided in the engine intake passage and a temperature sensor 53 provided in the exhaust manifold 31. A signal corresponding to the engine exhaust temperature is input, and a pulse signal is input from the rotation speed sensor 55 disposed near the engine crankshaft (not shown) at every constant rotation angle of the engine crankshaft. Further, in the present embodiment, the ECU
A signal representing the accelerator pedal depression amount (accelerator opening) of the driver is input to an input port 30 from an accelerator opening sensor 57 arranged near an accelerator pedal (not shown) of the engine 1. The ECU 30 converts the output of the air flow meter 51, the output of the accelerator opening sensor 57, and the output of the temperature sensor 53 at predetermined intervals into an A / D conversion of the intake air amount Ga, the accelerator opening ACCP, and the exhaust temperature T in a predetermined area of the RAM of the ECU 30. While storing, the rotation speed sensor 5
The engine speed NE is calculated from the interval of the pulse signal from the step 5 and stored in a predetermined area of the RAM. ECU 30
Calculates the engine basic fuel injection amount and the fuel injection timing based on the accelerator opening ACCP detected by the accelerator opening sensor 57 and the engine speed NE based on a relationship previously stored in the ROM. The fuel injection amount QINJ and the fuel injection timing of the engine are set by adding a correction according to the engine operating state to the amount. In the present invention, the method for setting the fuel injection amount and the fuel injection timing is not particularly limited, and any of the known methods for a diesel engine can be used.

【0033】一方、ECU30の出力ポートは、各気筒
への燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御するために、図
示しない燃料噴射回路を介して各気筒の燃料噴射弁11
1に接続されている他、高圧燃料ポンプ113に図示し
ない駆動回路を介して接続され、ポンプ113からコモ
ンレール115への燃料圧送量を制御している。また、
ECU30の出力ポートは更に、それぞれ図示しない駆
動回路を介して吸気絞り弁27のアクチュエータ27
a、過給機排気タービン35aの可変ノズルアクチュエ
ータ36a、排気絞り弁37のアクチュエータ37a及
びEGR弁23のアクチュエータに接続され、吸気絞り
弁27、可変ノズル36及び排気絞り弁37とEGR弁
23の開度をそれぞれ制御している。
On the other hand, the output port of the ECU 30 is connected to the fuel injection valve 11 of each cylinder via a fuel injection circuit (not shown) in order to control the amount and timing of fuel injection into each cylinder.
1, and is connected to a high-pressure fuel pump 113 via a drive circuit (not shown) to control the amount of fuel pumped from the pump 113 to the common rail 115. Also,
The output port of the ECU 30 is further connected to an actuator 27 of the intake throttle valve 27 via a drive circuit (not shown).
a, which is connected to the variable nozzle actuator 36a of the supercharger exhaust turbine 35a, the actuator 37a of the exhaust throttle valve 37, and the actuator of the EGR valve 23 to open the intake throttle valve 27, the variable nozzle 36, the exhaust throttle valve 37, and the EGR valve 23; Each degree is controlled.

【0034】次に、本実施形態におけるDPF40から
のアッシュ脱離操作について説明する。前述したよう
に、DPF40には排気に含まれる硫酸カルシウム等の
無機物を主成分とするアッシュが堆積し、パティキュレ
ートの燃焼操作にかかわらず徐々に圧損が増大する。排
気中のアッシュの量は微量であるためアッシュ堆積によ
る圧損の上昇は比較的緩やかであるが、長期間使用する
とDPF40の圧損が増大するため、例えば車両走行1
000キロメートル程度毎にアッシュ脱離操作を行いD
PF40の圧損を低下させる必要がある。前述したよう
に、アッシュを脱離させるためには、排気マニホルド3
1内の圧力が気筒排気ポート圧力より高くなる状態(以
下、「DPFに負の圧力差が生じる状態」と言う)を作
りDPF40を通して排気を逆流させることが有効であ
ることが判明している。
Next, the operation of detaching ash from the DPF 40 in this embodiment will be described. As described above, ash mainly composed of an inorganic substance such as calcium sulfate contained in the exhaust gas accumulates in the DPF 40, and the pressure loss gradually increases regardless of the particulate combustion operation. Although the amount of ash in the exhaust gas is very small, the increase in pressure loss due to ash accumulation is relatively slow, but the pressure loss of the DPF 40 increases after long-term use.
Perform ash desorption operation every 2,000 kilometers
It is necessary to reduce the pressure loss of PF40. As mentioned above, the exhaust manifold 3
It has been found that it is effective to create a state in which the pressure in 1 becomes higher than the cylinder exhaust port pressure (hereinafter, referred to as “a state in which a negative pressure difference occurs in the DPF”) and flow exhaust gas back through the DPF 40.

【0035】DPFに負の圧力差を生じさせる方法とし
ては、例えば以下に示す方法がある。 (A)連通弁43の閉弁。 気筒排気行程で排気弁が開弁すると気筒から高圧の排気
ガスが排出され排気ポート圧力は上昇するが、高圧排気
ガスの排出が終了すると排気ポート圧力は低下する。ま
た、連通弁43を閉弁すると、DPF上流側の容積は低
下するため、この排気ポートの圧力低下は大きくなる。
一方、DPF下流側の排気マニホルドでは他の気筒から
の高圧排気ガスが流入しているため排気圧力は常に高く
維持されている。このため、連通弁43を閉弁すると気
筒の排気弁開弁中にDPF前後に負の圧力差が生じるよ
うになる。連通弁の閉弁による方法では、機関の出力や
振動、騒音にほとんど変化が生じないため機関の運転性
にはほとんど影響を与えない。
As a method for generating a negative pressure difference in the DPF, for example, there is the following method. (A) The communication valve 43 is closed. When the exhaust valve is opened during the cylinder exhaust stroke, high-pressure exhaust gas is exhausted from the cylinder and the exhaust port pressure increases, but when exhaust of the high-pressure exhaust gas ends, the exhaust port pressure decreases. Further, when the communication valve 43 is closed, the volume on the upstream side of the DPF decreases, so that the pressure drop of the exhaust port increases.
On the other hand, in the exhaust manifold downstream of the DPF, the exhaust pressure is always kept high because high-pressure exhaust gas from other cylinders flows in. Therefore, when the communication valve 43 is closed, a negative pressure difference occurs before and after the DPF during opening of the exhaust valve of the cylinder. In the method by closing the communication valve, the output, vibration and noise of the engine hardly change, so that the operability of the engine is hardly affected.

【0036】(B)一部気筒休止。 本実施形態では、各気筒に個別に燃料を噴射する燃料噴
射弁が設けられているため、任意の一部の気筒の燃料噴
射を停止して気筒内で燃焼が生じないようにすることが
できる。この場合、休止中の気筒では燃焼が生じないた
め排気ポートに排出される排気の最大圧力は大幅に低下
し、排気弁開弁時の排気ポート圧力変化における最小圧
力は更に低下して気筒吸気圧力近傍の値になる。一方、
この場合も排気マニホルド31圧力は休止気筒以外の気
筒からの排気で高圧に維持されている。このため、一部
の気筒の燃焼を休止すると休止気筒のDPFには大きな
負の圧力差が生じるようになる。
(B) Partial cylinder deactivation. In the present embodiment, since the fuel injection valve for individually injecting the fuel into each cylinder is provided, it is possible to stop the fuel injection of any part of the cylinders and prevent the combustion in the cylinders. . In this case, since combustion does not occur in the cylinder at rest, the maximum pressure of the exhaust gas discharged to the exhaust port is significantly reduced, and the minimum pressure in the exhaust port pressure change when the exhaust valve is opened further decreases, and the cylinder intake pressure is reduced. It will be a nearby value. on the other hand,
Also in this case, the exhaust manifold 31 pressure is maintained at a high pressure by exhaust from cylinders other than the idle cylinder. Therefore, when the combustion of some of the cylinders is stopped, a large negative pressure difference occurs in the DPF of the stopped cylinder.

【0037】一部気筒休止による負の圧力差発生は、短
時間であるため機関出力に対する影響は小さいが機関の
振動や騒音が変化するため運転者に違和感を生じさせる
ので機関の運転性に多少の影響を生じるようになる。 (C)排気マニホルドから流出する排気の抑制。 排気マニホルドから流出する排気を抑制するとマニホル
ド内の排気圧力が上昇するため、結果的に各気筒の排気
ポート圧力より排気マニホルド圧力が高くなる期間が生
じ、DPFに負の圧力差が発生する。
The generation of a negative pressure difference due to partial cylinder deactivation is short and has little effect on the engine output, but changes in engine vibration and noise cause a sense of incongruity to the driver. Will be affected. (C) Suppression of exhaust flowing out of the exhaust manifold. If the exhaust gas flowing out of the exhaust manifold is suppressed, the exhaust pressure in the manifold increases. As a result, a period occurs in which the exhaust manifold pressure is higher than the exhaust port pressure of each cylinder, and a negative pressure difference occurs in the DPF.

【0038】排気マニホルドからの排気流出を抑制する
ための具体的方法としては、 (a)排気絞り弁37の閉弁による排気絞り。 (b)ターボチャージャ35の可変ノズル36の開度低
減。 (c)EGR弁23の閉弁による還流排気ガス量の低
減。 等がある。
The specific method for suppressing the outflow of exhaust gas from the exhaust manifold is as follows: (a) Exhaust throttle by closing exhaust throttle valve 37. (B) The opening degree of the variable nozzle 36 of the turbocharger 35 is reduced. (C) Reducing the amount of recirculated exhaust gas by closing the EGR valve 23. Etc.

【0039】排気マニホルド圧力を上昇させると、排気
背圧の上昇により機関の出力低下や燃費の悪化が生じる
他、排気音が大きく変化するようになるため、この方法
では機関運転性に与える影響が比較的大きくなる。 (D)気筒吸入空気量の低減。 気筒に吸入される吸入空気量を低減すると気筒内燃焼圧
力が低下するため、排気弁開弁時の排気圧力は全体的に
低くなる。この場合、排気弁開弁時の排気圧力に較べて
高圧排気の排出終了が早まることによる最小圧力低下の
方が大きくなる。このため、排気マニホルドの圧力低下
より排気ポートの圧力低下が大きくなりDPFに負の圧
力差が生じるようになる。
When the exhaust manifold pressure is increased, the output of the engine is reduced and the fuel consumption is deteriorated due to the increase of the exhaust back pressure. In addition, the exhaust noise is greatly changed. Relatively large. (D) Reduction of cylinder intake air amount. When the amount of intake air taken into the cylinder is reduced, the combustion pressure in the cylinder is reduced, so that the exhaust pressure when the exhaust valve is opened becomes lower as a whole. In this case, as compared with the exhaust pressure when the exhaust valve is opened, the minimum pressure drop due to the earlier completion of the discharge of the high-pressure exhaust is larger. Therefore, the pressure drop in the exhaust port becomes larger than the pressure drop in the exhaust manifold, and a negative pressure difference is generated in the DPF.

【0040】気筒吸入空気量を低減させる手段として
は、本実施形態では吸入空気量絞り弁27による吸気絞
りが用いられるが、機関吸気バルブタイミングを変更可
能な可変バルブタイミングを備えた機関では、吸気弁の
閉弁タイミングを遅角させて気筒の吸気体積効率を低下
させることによっても気筒吸入空気量を低減させること
ができる。
As a means for reducing the cylinder intake air amount, in this embodiment, an intake throttle using an intake air amount throttle valve 27 is used. However, in an engine having a variable valve timing capable of changing the engine intake valve timing, the intake air is restricted. The cylinder intake air amount can also be reduced by retarding the valve closing timing to lower the intake volume efficiency of the cylinder.

【0041】気筒吸入空気量低減による方法は、排気圧
の上昇による方法と同様に機関出力の低下や燃費の悪化
を生じるため機関運転性に与える影響は大きくなる。D
PFに負の圧力差を生じさせる具体的な方法としては、
上述の(A)から(D)説明した方法があるが、実際の
運転では定常運転時に上記(A)から(D)の方法を単
独で用いたのではDPFに生じる負の圧力差は比較的小
さくアッシュの脱離効果が不充分になる。このため、機
関の定常運転時に上述の(A)から(D)の方法を用い
てアッシュの脱離操作を行う場合には上記方法の2つま
たはそれ以上を組み合わせて実施してDPFに生じる負
の圧力差が大きくなるようにする必要がある。
The method based on the reduction of the cylinder intake air amount causes a decrease in the engine output and the deterioration of the fuel efficiency similarly to the method based on the increase in the exhaust pressure, so that the influence on the engine operability is increased. D
As a specific method of generating a negative pressure difference in PF,
Although there is a method described in the above (A) to (D), in the actual operation, if the method (A) to (D) is used alone during the steady operation, the negative pressure difference generated in the DPF is relatively small. As a result, the ash desorption effect becomes insufficient. For this reason, when the ash desorption operation is performed by using the above-described methods (A) to (D) during the steady operation of the engine, two or more of the above-described methods are performed in combination and the negative generated in the DPF is performed. Needs to be increased.

【0042】ところが、各方法の説明で述べたように連
通弁の閉鎖による方法以外の方法では多少とも機関の運
転性に影響が生じるため、定常運転時に連通弁の閉鎖に
よる方法と他の方法を組み合わせて実施すると機関の運
転性に影響が生じてしまう。そこで、本実施形態ではア
ッシュ脱離操作の機関運転性に与える影響を最小に抑制
するために、機関の加速終了または減速開始時に上記方
法を単独で、または組み合わせてアッシュ脱離操作を行
うようにしている。
However, as described in the description of each method, since the method other than the method by closing the communication valve slightly affects the operability of the engine, the method by closing the communication valve and the other method during the steady operation are used. If implemented in combination, the operability of the engine will be affected. Therefore, in this embodiment, in order to minimize the effect of the ash desorption operation on the engine operability, the ash desorption operation is performed alone or in combination at the end of acceleration or deceleration of the engine. ing.

【0043】前述したように、機関の加速終了時と減速
開始時には各気筒に供給される燃料量は急激に低減され
る。このため、加速終了と減速開始時には各気筒内燃焼
圧力は急激に低下し、排気弁開弁時の排気ポート最小圧
力も比較的大きく低下する。一方、加速終了及び減速開
始時には排気マニホルドにはまだ加速中または減速開始
前の比較的高い圧力の排気が残留しているため、排気ポ
ートの圧力が排気マニホルド圧力より低下してDPFに
負の圧力差が生じるようになる。このときに上記方法の
いずれかを実行すると、加減速による負の圧力差発生効
果にこれらの操作による負の圧力差発生効果が加わるこ
とになり、発生する負の圧力差は極めて大きくなりアッ
シュの脱離が完全に行われるようになる。
As described above, the amount of fuel supplied to each cylinder is sharply reduced at the end of acceleration and at the start of deceleration of the engine. For this reason, at the end of acceleration and at the start of deceleration, the combustion pressure in each cylinder drops sharply, and the minimum pressure of the exhaust port when the exhaust valve is opened also drops relatively large. On the other hand, at the end of acceleration and at the start of deceleration, since the exhaust manifold still has relatively high exhaust pressure during acceleration or before the start of deceleration, the pressure at the exhaust port falls below the exhaust manifold pressure and negative pressure is applied to the DPF. A difference comes into play. At this time, if any of the above methods is executed, the negative pressure difference generation effect by these operations is added to the negative pressure difference generation effect by acceleration / deceleration, and the generated negative pressure difference becomes extremely large, and the ash The desorption becomes complete.

【0044】しかも、加速終了や減速開始は比較的機関
回転数と出力が高い運転領域で行われ、加速終了と減速
開始時にはともに機関出力は急激に減少する。このた
め、この状態では、連通路閉鎖はもちろん、定常運転で
は機関運転性に影響を生じる他の方法を実施しても機関
出力の変動や振動、騒音の変化は運転者にはほとんど感
知されず機関運転性には影響が生じない。
Moreover, the end of acceleration and the start of deceleration are performed in an operation region where the engine speed and output are relatively high, and the engine output sharply decreases at the end of both acceleration and deceleration. For this reason, in this state, the driver hardly perceives fluctuations in engine output, changes in vibration and noise even if other methods that affect the engine operability are performed in steady operation, as well as closing the communication passage. There is no effect on engine operability.

【0045】以下、加速終了や減速開始時にアッシュ脱
離操作を行う具体的な実施形態について説明する。 (1)第1の実施形態 本実施形態では、DPF40へのアッシュ堆積量が増大
したときに機関の所定の負荷領域で機関の加速が終了、
または減速が開始されたときにDPF40上流側の排気
枝管を他の排気枝管と連通する連通弁43を閉弁するこ
とによりアッシュ脱離操作を行う。
A specific embodiment for performing the ash detachment operation at the end of acceleration or at the start of deceleration will be described below. (1) First Embodiment In this embodiment, when the amount of ash accumulated on the DPF 40 increases, the acceleration of the engine ends in a predetermined load region of the engine.
Alternatively, when deceleration is started, the ash desorbing operation is performed by closing the communication valve 43 that communicates the exhaust branch pipe on the upstream side of the DPF 40 with another exhaust branch pipe.

【0046】前述したように、連通弁43閉弁によれ
ば、定常運転時においても機関の運転性に影響を与える
ことなくDPF40に負の圧力差を生じさせることがで
きるが、この方法単独では発生する負の圧力差は比較的
小さい。本実施形態では、機関の加速終了時または減速
開始時に連通弁43を閉弁することにより、DPF40
に生じる負の圧力差を増幅し機関運転性に影響を与える
ことなくアッシュ脱離効果を大幅に向上させている。図
2は、本実施形態のアッシュ脱離操作を説明するフロー
チャートである。
As described above, according to the closing of the communication valve 43, a negative pressure difference can be generated in the DPF 40 without affecting the operability of the engine even during a steady operation. The negative pressure difference that occurs is relatively small. In this embodiment, the DPF 40 is closed by closing the communication valve 43 when the acceleration of the engine ends or when the engine starts to decelerate.
The ash desorption effect is greatly improved without affecting the engine operability by amplifying the negative pressure difference that occurs in the engine. FIG. 2 is a flowchart illustrating the ash detachment operation of the present embodiment.

【0047】本操作は、ECU30により一定時間毎に
実行されるルーチンにより実施される。図2において、
操作がスタートするとステップ201では、別途ECU
30により算出された機関燃料噴射量QINJ、機関回
転数NE、及びアクセル開度ACCP及び前回アッシュ
脱離操作が行われてからの車両走行距離KMが読み込ま
れる。本実施形態では、ECU30は別途実施するルー
チンにより、アッシュ脱離操作を行ってからの車両走行
距離を積算、記憶している。この走行距離KMはアッシ
ュ脱離操作の要否の判定に用いられる。
This operation is carried out by a routine executed by the ECU 30 at regular intervals. In FIG.
When the operation starts, in step 201, the ECU
The engine fuel injection amount QINJ, the engine speed NE, the accelerator opening ACCP, and the vehicle travel distance KM since the previous ash desorption operation were performed are read. In the present embodiment, the ECU 30 accumulates and stores the vehicle travel distance after performing the ash detachment operation by a separately executed routine. This traveling distance KM is used for determining whether or not the ash detachment operation is necessary.

【0048】次いでステップ203では、現在DPF4
0のアッシュ脱離操作が必要か否かが判定される。DP
F40上のアッシュ堆積量は機関の運転時間(車両の走
行距離)に比例して増大すると考えられる。そこで本実
施形態では、前回脱離操作を実行してからの車両走行距
離が所定値(例えば1000km)以上になったときに
DPF40上のアッシュ堆積量が許容上限値まで増大し
たと判断しアッシュ脱離操作を実行する。なお、アッシ
ュ堆積量の判定には、車両走行距離に代えて、例えば前
回脱離操作実行後の機関回転数の積算値や機関燃料噴射
量の積算値等を使用するようにしても良い。
Next, at step 203, the current DPF4
It is determined whether an ash detachment operation of 0 is necessary. DP
It is considered that the ash accumulation amount on F40 increases in proportion to the operating time of the engine (the traveling distance of the vehicle). Therefore, in the present embodiment, when the vehicle travel distance since the previous detachment operation was executed becomes equal to or more than a predetermined value (for example, 1000 km), it is determined that the ash accumulation amount on the DPF 40 has increased to the allowable upper limit value and the ash removal is performed. Perform a release operation. The ash accumulation amount may be determined by using, for example, the integrated value of the engine speed or the integrated value of the engine fuel injection amount after the previous desorption operation, instead of the vehicle travel distance.

【0049】ステップ203で現在アッシュ脱離操作が
必要と判断された場合には、次にステップ205で現在
機関がアッシュ脱離操作を実行すべき負荷領域で運転さ
れているか否かが判定される。アッシュ脱離操作はDP
F40に充分に大きな負の圧力差が発生する条件下で行
う必要がある。このためには、機関負荷がある程度大き
く排気圧力が充分に高くなっている状態で実施すること
が好ましい。そこで、本実施形態では加減速時の連通弁
43閉弁により充分に高い負の圧力差が生じる機関負荷
条件を予め実験等により定めてあり、機関がこの負荷領
域で加速を終了、または減速を開始したときにのみ連通
弁43閉弁によるアッシュ脱離操作を実行するようにし
ている。
If it is determined in step 203 that the ash desorption operation is currently required, it is next determined in step 205 whether the engine is currently operating in a load region in which the ash desorption operation is to be performed. . Ash desorption operation is DP
This must be performed under conditions where a sufficiently large negative pressure difference occurs in F40. For this purpose, it is preferable to carry out the operation in a state where the engine load is large to some extent and the exhaust pressure is sufficiently high. Therefore, in the present embodiment, an engine load condition in which a sufficiently high negative pressure difference is generated by closing the communication valve 43 at the time of acceleration / deceleration is determined in advance by experiments or the like, and the engine ends acceleration in this load region or stops deceleration. The ash desorption operation by closing the communication valve 43 is executed only when the operation is started.

【0050】図3は、本実施形態でアッシュ脱離操作を
実行する負荷領域を模式的に示す図で有り、図3の縦軸
は機関出力トルク(すなわち燃料噴射量QINJ)、横
軸は機関回転数NEを表している。本実施形態では、機
関排気圧力が充分に上昇する領域(図3、領域I)にお
いてのみ連通弁43閉弁によるアッシュ脱離操作を実行
する。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a load region in which the ash desorption operation is performed in the present embodiment. The vertical axis of FIG. 3 is the engine output torque (that is, the fuel injection amount QINJ), and the horizontal axis is the engine. The rotation speed NE is shown. In the present embodiment, the ash desorbing operation by closing the communication valve 43 is performed only in a region where the engine exhaust pressure is sufficiently increased (region I in FIG. 3).

【0051】ステップ205で、機関が図3の領域Iで
運転されていた場合には、次にステップ207で現在が
機関の加速終了、または減速開始の時点に相当するか否
かが判定される。本実施形態では、ステップ201で読
み込んだアクセル開度ACCPの変化により加速終了、
減速開始の判定を行う。加速終了時、減速開始時にはい
ずれも運転者はアクセルペダルを戻すため、アクセル開
度ACCPは減少する。そこで、ステップ207では現
在のアクセル開度ACCPが前回本操作実行時に読み込
んだアクセル開度ACCPに対して所定値以上減少した
場合に現在加速が終了または減速が開始されたところで
あると判断するようにしている。
If it is determined in step 205 that the engine has been operating in the region I of FIG. 3, it is next determined in step 207 whether or not the present time corresponds to the time when the acceleration of the engine has ended or the deceleration has started. . In the present embodiment, the acceleration is terminated by a change in the accelerator opening ACCP read in step 201,
Judge the start of deceleration. Since the driver returns the accelerator pedal at the end of acceleration and at the start of deceleration, the accelerator opening ACCP decreases. Therefore, in step 207, when the current accelerator opening ACCP has decreased by a predetermined value or more with respect to the accelerator opening ACCP read at the time of the previous execution of this operation, it is determined that the current acceleration has ended or the deceleration has just started. ing.

【0052】なお、加速終了時及び減速開始時にはいず
れも機関への燃料噴射量QINJは前回までの値に較べ
て低減される。このため、アクセル開度ACCPに代え
て前回操作実行時からの燃料噴射量QINJが所定量以
上減少した場合に加速終了または減速開始が行われたと
判定するようにしても良い。ステップ207で所定負荷
領域で加速終了または減速開始が行われたと判定された
場合には、ステップ209で連通弁43の閉弁が行われ
る。これにより、加速終了、減速開始時の圧力差に加え
て連通弁43の閉弁による負の圧力差が加わるためDP
F40には大きな負の圧力差が作用し、排気の逆流によ
りDPF40上に堆積したアッシュ層が崩壊、脱離す
る。なお、ステップ209で連通弁43閉弁とともに、
ステップ211ではアッシュ脱離操作実行要否判定のた
めの走行距離KMの値はクリアされ、新たにKMの値の
積算が開始される。
At both the end of acceleration and the start of deceleration, the fuel injection amount QINJ to the engine is reduced as compared with the previous value. Therefore, it may be determined that the acceleration end or the deceleration start has been performed when the fuel injection amount QINJ from the previous operation execution has decreased by a predetermined amount or more instead of the accelerator opening ACCP. When it is determined in step 207 that the acceleration end or the deceleration start has been performed in the predetermined load region, the communication valve 43 is closed in step 209. As a result, a negative pressure difference due to the closing of the communication valve 43 is added to the pressure difference at the end of acceleration and at the start of deceleration.
A large negative pressure difference acts on F40, and the ash layer deposited on DPF 40 collapses and desorbs due to the backflow of exhaust gas. In step 209, together with closing the communication valve 43,
In step 211, the value of the traveling distance KM for determining whether or not the ash detachment operation is necessary is cleared, and the integration of the value of KM is newly started.

【0053】ステップ203から207のいずれかで否
定判定された場合には、ステップ213で連通弁43は
開弁され、本操作は終了する。このため、加速終了また
は減速開始時に連通弁43閉弁が行われアッシュの脱離
が完了した後は連通弁43は開弁状態に保持される。こ
れにより、アッシュ脱離操作によりDPF40から脱離
して微細な粒子状となっていたアッシュはDPF40を
通る順方向の排気流によりDPF40の細孔を通過して
DPF40下流側に排出される。
If a negative determination is made in any of steps 203 to 207, the communication valve 43 is opened in step 213, and this operation ends. For this reason, the communication valve 43 is closed at the end of acceleration or at the start of deceleration, and the communication valve 43 is kept open after the ash is completely removed. As a result, the ash that has been desorbed from the DPF 40 by the ash desorbing operation and has become fine particles passes through the pores of the DPF 40 and is discharged downstream of the DPF 40 by the forward exhaust flow passing through the DPF 40.

【0054】(2)第2の実施形態 本実施形態では、第1の実施形態の連通弁43閉弁操作
に代えて加速終了、減速開始時に機関の一部の気筒を休
止させることによりDPF40に生じる負の圧力差を増
大させる。本実施形態では、気筒の休止は各気筒の燃料
噴射弁からの燃料噴射停止により行い、1回のアッシュ
脱離操作では1気筒のみの休止を行う。すなわち、本実
施形態では1回のアッシュ脱離操作では1つの気筒のD
PFのみのアッシュ脱離が行われ、4回のアッシュ脱離
操作を行うことにより全気筒のDPFからのアッシュ脱
離が完了する。
(2) Second Embodiment In this embodiment, instead of closing the communication valve 43 of the first embodiment, the DPF 40 is stopped by stopping a part of the cylinder of the engine at the end of acceleration and at the start of deceleration. Increase the resulting negative pressure differential. In the present embodiment, the cylinder is stopped by stopping fuel injection from the fuel injection valve of each cylinder, and only one cylinder is stopped in one ash desorption operation. That is, in the present embodiment, the D of one cylinder is determined by one ash desorption operation.
Ash desorption of only the PF is performed, and the ash desorption of all cylinders from the DPF is completed by performing the ash desorption operation four times.

【0055】図4は本実施形態のアッシュ脱離操作を説
明するフローチャートである。本操作はECU30によ
り一定時間毎に実行されるルーチンにより行われる。図
4のフローチャートにおいて、ステップ401からステ
ップ407は図2ステップ201からステップ207と
同一の操作を示す。本操作においても、DPF40のア
ッシュ堆積量が増大し、機関が所定の負荷領域で運転さ
れているときに加速が終了または減速が開始されたとき
にのみステップ409以下の一部気筒休止によるアッシ
ュ脱離操作が実行される。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the ash detaching operation of the present embodiment. This operation is performed by a routine executed by the ECU 30 at regular intervals. In the flowchart of FIG. 4, steps 401 to 407 indicate the same operations as steps 201 to 207 in FIG. Also in this operation, the ash accumulation due to the partial cylinder deactivation in step 409 and subsequent steps is performed only when the ash accumulation amount of the DPF 40 is increased and the acceleration is completed or the deceleration is started while the engine is operating in the predetermined load region. A separation operation is performed.

【0056】すなわち、ステップ409では気筒番号を
表すカウンタiの値が1増加される。カウンタiの値は
今回運転を休止してアッシュ脱離操作を行う気筒の番号
を表している。本実施形態ではステップ403から40
7の条件成立時にカウンタiの値が操作実行毎に1ずつ
増大されるため、第1気筒から第4気筒に順にアッシュ
脱離操作が行われるようになる。また、iの値が4以上
になった場合(ステップ411)は、全気筒のアッシュ
脱離操作が終了したことを意味するため、ステップ41
9でiの値はクリアされ、次回のアッシュ脱離操作開始
に備えられる。
That is, in step 409, the value of the counter i representing the cylinder number is incremented by one. The value of the counter i represents the number of the cylinder in which the operation is suspended this time and the ash desorption operation is performed. In the present embodiment, steps 403 to 40
When the condition of 7 is satisfied, the value of the counter i is increased by one each time the operation is performed, so that the ash desorption operation is sequentially performed from the first cylinder to the fourth cylinder. When the value of i becomes 4 or more (step 411), it means that the ash desorption operation of all the cylinders has been completed, so step 41 is performed.
At 9, the value of i is cleared and is ready for the next ash desorption operation start.

【0057】ステップ411でi≦4であった場合に
は、ステップ413に進み機関の第i番気筒への次回の
燃料噴射が停止され、気筒運転が休止される。これによ
り、第i番気筒のDPFには大きな負の圧力差が作用
し、DPFに堆積したアッシュが崩壊、脱離する。な
お、加減速時に気筒運転を休止することにより発生する
DPFの負の圧力差は極めて大きいため、本実施形態で
は気筒の休止期間は1サイクルのみとしている。DPF
に堆積したアッシュ層は1回の気筒運転休止により脱離
するが、1つの気筒を複数サイクルにわたって休止する
ことにより、一層完全にアッシュを脱離するようにする
ことも可能である。
If i.ltoreq.4 in step 411, the process proceeds to step 413, where the next fuel injection to the i-th cylinder of the engine is stopped, and the cylinder operation is stopped. As a result, a large negative pressure difference acts on the DPF of the i-th cylinder, and the ash deposited on the DPF collapses and desorbs. Since the negative pressure difference of the DPF generated by suspending the cylinder operation during acceleration / deceleration is extremely large, in the present embodiment, the cylinder rest period is set to only one cycle. DPF
The ash layer deposited on the cylinder is released by one cylinder operation stop, but it is also possible to completely remove the ash by stopping one cylinder for a plurality of cycles.

【0058】ステップ415では、ステップ413で休
止した気筒の番号iが4か否かが判定される。ステップ
413で第4番目の気筒が休止されていた(i=4)場
合には、第1から第4番の全ての気筒のアッシュ脱離操
作が完了しているため、ステップ417では、アッシュ
脱離操作の要否を判定するための走行距離積算値KMは
クリアされ、新たにKMの積算が開始される。ステップ
413でi≠4であった場合には、まだ全気筒のアッシ
ュ脱離が完了していないためKMの値はクリアされな
い。このため、この場合にはステップ403から407
の条件が成立している限り引き続き次の気筒のアッシュ
脱離操作が実行されるようになる。
In step 415, it is determined whether or not the number i of the cylinder stopped in step 413 is 4. If the fourth cylinder has been deactivated in step 413 (i = 4), the ash desorption operation has been completed for all of the first to fourth cylinders. The travel distance integrated value KM for determining whether or not the separation operation is necessary is cleared, and the integration of KM is newly started. If i ≠ 4 in step 413, the value of KM is not cleared because ash desorption of all cylinders has not been completed yet. Therefore, in this case, steps 403 to 407
As long as the condition is satisfied, the ash desorption operation of the next cylinder is continuously executed.

【0059】なお、第1の実施形態と第2の実施形態で
は、連通弁43閉弁操作または一部気筒休止操作とを単
独で実行することによりアッシュ脱離操作を行っている
が、連通弁43閉弁と一部気筒休止操作とを同時に行え
ば、更にDPF40の負の圧力差を増大させることがで
きるため、より完全にアッシュを脱離させることが可能
となる。
In the first embodiment and the second embodiment, the ash desorption operation is performed by executing the closing operation of the communication valve 43 or the operation of partially stopping the cylinder independently. If the closing of the valve 43 and the partial cylinder deactivation operation are performed simultaneously, the negative pressure difference of the DPF 40 can be further increased, so that the ash can be more completely desorbed.

【0060】(3)第3の実施形態 次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実
施形態では、アッシュ脱離操作を行う機関負荷領域は、
図6に示すように2つの領域に設定されている。図6の
負荷領域Iは図3の負荷領域Iと同様に機関排気圧力が
充分に高くなる負荷領域である。また、図6負荷領域I
Iは、負荷領域Iに較べて排気圧力は低下するが、後述
するように排気圧力上昇操作を行えばアッシュの脱離に
充分な負の圧力差をDPFに生成可能な負荷領域であ
る。負荷領域I、IIは実際の機関とDPFとを用いて
実験により定めることが好ましい。
(3) Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the engine load region for performing the ash desorption operation is:
As shown in FIG. 6, it is set in two areas. The load region I in FIG. 6 is a load region where the engine exhaust pressure is sufficiently high, similarly to the load region I in FIG. In addition, FIG.
I is a load region in which the exhaust pressure is lower than in the load region I, but a negative pressure difference sufficient for desorbing ash can be generated in the DPF by performing an exhaust pressure increasing operation as described later. The load ranges I and II are preferably determined by experiments using an actual engine and DPF.

【0061】本実施形態では、第1の実施形態と同様
に、機関が負荷領域Iで運転されているときに加速の終
了または減速の開始が生じた場合には連通弁43の閉弁
のみによるアッシュ脱離操作を実行する。一方、第1の
実施形態では機関が負荷領域I以外の領域で運転されて
いた場合にはアッシュ脱離操作は実行されなかったのに
対して、本実施形態では機関が負荷領域IIで運転され
ている場合にも減速終了時にはアッシュ脱離操作を行
う。また、この場合には連通弁43閉弁のみではDPF
に充分な大きさの負の圧力差を発生できない可能性があ
るため、連通弁43の閉弁とともに前述の(C)で説明
した方法のいずれか((a)から(c))を用いて排気
マニホルドの圧力を上昇させる操作を行う。これによ
り、機関負荷領域IIにおいてもアッシュ脱離操作を実
行することが可能となる。この場合、定常運転状態では
排気マニホルド圧力上昇操作を行うと機関出力の低下や
振動、騒音の変化による運転性の悪化が大きくなるが、
減速開始時には機関の出力は減少を開始したところであ
り、また、機関負荷領域IIは比較的高回転、高負荷に
設定されているため機関出力の減少や振動、騒音の変化
による運転性の悪化は相対的に小さくなる。これによ
り、本実施形態では第1の実施形態に較べてアッシュ脱
離操作を実行可能な領域が拡大され、アッシュ脱離操作
が必要な時に脱離操作が実行される確率が増大するよう
になる。
In this embodiment, similarly to the first embodiment, when the end of acceleration or the start of deceleration occurs while the engine is operating in the load region I, only the communication valve 43 is closed. Perform the ash desorption operation. On the other hand, in the first embodiment, when the engine was operated in a region other than the load region I, the ash desorption operation was not performed, whereas in the present embodiment, the engine was operated in the load region II. When the vehicle is decelerating, the ash detachment operation is performed. Further, in this case, the DPF is required only by closing the communication valve 43.
Since there is a possibility that a negative pressure difference large enough cannot be generated, any one of the methods ((a) to (c)) described in the above (C) is used together with the closing of the communication valve 43. Perform the operation to increase the pressure of the exhaust manifold. As a result, it is possible to perform the ash desorption operation even in the engine load region II. In this case, in the steady operation state, when the exhaust manifold pressure increasing operation is performed, the deterioration of the drivability due to a decrease in the engine output and a change in vibration and noise is increased,
At the start of deceleration, the output of the engine has just begun to decrease, and the engine load area II is set to a relatively high speed and high load. Relatively small. Thus, in the present embodiment, the area in which the ash detachment operation can be performed is expanded as compared with the first embodiment, and the probability that the ash detachment operation is performed when the ash detachment operation is required increases. .

【0062】なお、本実施形態では機関が負荷領域II
で運転されている場合であっても、機関の加速開始時に
はアッシュ脱離操作は実行しない。加速中は機関出力の
増大が必要とされるため、排気マニホルド圧力上昇操作
を行うと機関出力低下のために機関の運転性が大幅に悪
化する可能性があるためである。図5は、本実施形態の
アッシュ脱離操作を説明するフローチャートである。本
操作はECU30により一定時間毎に実行されるルーチ
ンとして実施される。
In this embodiment, the engine is in the load region II.
Does not perform the ash desorption operation at the start of acceleration of the engine. This is because, during acceleration, the engine output needs to be increased, and when the exhaust manifold pressure is increased, the operability of the engine may be significantly deteriorated due to a decrease in the engine output. FIG. 5 is a flowchart illustrating the ash detachment operation of the present embodiment. This operation is performed as a routine executed by the ECU 30 at regular intervals.

【0063】図5において、ステップ501、503で
は燃料噴射量QINJ等のパラメータの読み込みと現在
アッシュ脱離操作が必要か否かの判断が行われる。ステ
ップ501と503はそれぞれ図2ステップ201、2
03と同一の操作である。ステップ501で現在アッシ
ュ脱離操作が必要な場合は、次にステップ505で現在
機関が図6の負荷領域Iで運転されているか否かが判定
される。現在負荷領域Iで機関が運転されている場合に
は、ステップ507で現在が加速終了時または減速開始
時に相当するか否かを判定し、加速終了時または減速開
始時の場合にはステップ509で連通弁43を閉弁して
アッシュ脱離操作を実行する。ステップ507と509
とは図2ステップ207、209とそれぞれ同一の操作
である。そして、ステップ509実行後ステップ511
で走行距離積算値KMの値がクリアされる。
In FIG. 5, in steps 501 and 503, parameters such as the fuel injection amount QINJ are read and it is determined whether or not the ash desorption operation is currently required. Steps 501 and 503 correspond to steps 201 and 2 in FIG.
03 is the same operation. If the ash desorption operation is currently required in step 501, it is next determined in step 505 whether or not the engine is currently operating in the load region I of FIG. If the engine is currently operating in the load region I, it is determined in step 507 whether or not the present time corresponds to the end of acceleration or the start of deceleration. The communication valve 43 is closed to execute the ash desorption operation. Steps 507 and 509
Is the same operation as steps 207 and 209 in FIG. Then, after execution of step 509, step 511 is executed.
Clears the value of the running distance integrated value KM.

【0064】一方、ステップ505で機関が図6負荷領
域Iで運転されていない場合には、ステップ513に進
み現在機関が図6負荷領域IIで運転されているか否か
が判定され、領域IIで運転されている場合にはステッ
プ515で現在機関が減速を開始したところか否かを判
定する。本実施形態では、例えば、ステップ501で読
み込んだアクセル開度ACCPの前回からの減少量が所
定値以上であり、かつ現在のアクセル開度が所定値より
小さい場合に減速が開始されたと判定する。すなわち、
本実施形態では運転者がアクセルペダルを戻し、かつ戻
した後のアクセル開度が小さな値になっている場合に減
速が開始されたと判断するようにしている。
On the other hand, if it is determined in step 505 that the engine is not operating in the load region I of FIG. 6, the routine proceeds to step 513, where it is determined whether the engine is currently operating in the load region II of FIG. If the engine is running, it is determined in step 515 whether or not the engine has just started to decelerate. In the present embodiment, for example, it is determined that the deceleration has been started when the amount of decrease in the accelerator opening ACCP read in step 501 from the previous time is equal to or greater than a predetermined value and the current accelerator opening is smaller than the predetermined value. That is,
In the present embodiment, when the driver returns the accelerator pedal and the accelerator opening after the return is a small value, it is determined that the deceleration has been started.

【0065】ステップ513、515で現在負荷領域I
Iでの減速が開始されたと判定された場合には、ステッ
プ517で排気マニホルドの圧力上昇操作が行われる。
本実施形態では、前述したように(a)排気絞り弁37
の閉弁による排気絞り、(b)ターボチャージャ35の
可変ノズル36の開度低減、(c)EGR弁23の閉弁
による還流排気ガス量の低減のいずれか1つまたは2つ
以上の方法により排気マニホルド31の圧力上昇操作が
行われる。そして、ステップ519では排気マニホルド
圧力上昇操作と同時に連通弁43が閉弁される。これに
より、比較的排気圧の低い負荷領域IIにおいてもDP
F40に充分に大きな負の圧力差を生じさせることがで
き、DPF40に堆積したアッシュが崩壊、脱離する。
In steps 513 and 515, the current load area I
If it is determined that the deceleration at I has been started, the exhaust manifold pressure is increased in step 517.
In the present embodiment, as described above, (a) the exhaust throttle valve 37
(B) reducing the opening of the variable nozzle 36 of the turbocharger 35 and (c) reducing the amount of recirculated exhaust gas by closing the EGR valve 23 by one or more methods. An operation of increasing the pressure of the exhaust manifold 31 is performed. Then, in step 519, the communication valve 43 is closed at the same time as the exhaust manifold pressure increasing operation. As a result, even in the load region II where the exhaust pressure is relatively low, the DP
A sufficiently large negative pressure difference can be generated in F40, and the ash deposited on DPF 40 collapses and desorbs.

【0066】ステップ521から523はステップ51
7と519とによるアッシュ脱離操作の終了条件の判定
を示す。本実施形態では、排気マニホルド圧力上昇操作
と連通弁閉弁とによるアッシュ脱離操作は、ステップ5
17で排気マニホルド圧力上昇操作が開始されてから所
定時間だけ継続される。すなわち、ステップ521では
計時カウンタtの値が1増加され、ステップ523でカ
ウンタtの値が予め定めた値t0 に到達するまでステッ
プ517と519とによるアッシュ脱離操作が継続され
る。上述したように、本実施形態では排気絞り弁37、
ターボチャージャ可変ノズル36、EGR弁23の手段
により排気マニホルド圧力上昇を行うが、これらの手段
はいずれも比較的作動速度が遅いため作動開始から排気
マニホルドの圧力上昇までには時間遅れが生じる。そこ
で、本実施形態では、排気絞り弁37、ターボチャージ
ャ可変ノズル36、EGR弁23等の作動開始からある
程度の余裕を見た時間(ステップ523のt0 に相当す
る時間)が経過したときにDPF40に充分に大きな負
の圧力差が生じてアッシュが脱離したと判定するように
しているのである。
Steps 521 to 523 correspond to step 51
7 shows the determination of the ending condition of the ash detachment operation based on Nos. 7 and 519. In the present embodiment, the ash desorption operation by the exhaust manifold pressure increasing operation and the communication valve closing valve is performed in step 5.
At 17, the operation is continued for a predetermined time after the exhaust manifold pressure increasing operation is started. That is, the value of the time counter t at step 521 is increased by 1, ash removal operation is continued by the step 517 and 519 until it reaches the value t 0 the value of the counter t is determined in advance at step 523. As described above, in the present embodiment, the exhaust throttle valve 37,
The exhaust manifold pressure rises by means of the turbocharger variable nozzle 36 and the EGR valve 23, but since these means all have relatively slow operating speeds, there is a time delay from the start of operation to the rise of the exhaust manifold pressure. Therefore, in the present embodiment, the DPF 40 is activated when a certain margin (time corresponding to t 0 in step 523) has elapsed from the start of the operation of the exhaust throttle valve 37, the turbocharger variable nozzle 36, the EGR valve 23, and the like. Therefore, it is determined that a sufficiently large negative pressure difference has occurred and the ash has detached.

【0067】ステップ523でt≧t0 となった場合に
はアッシュ脱離操作が完了したため、ステップ511に
進み走行距離積算値KMがクリアされる。なお、ステッ
プ503でアッシュ脱離操作が必要ない場合(例えばK
Mの値が所定値に到達していない場合)及びステップ5
13で現在機関が負荷領域I或いはIIで運転されてい
ない場合、ステップ507で加速終了または減速開始時
でない場合、及びステップ515で減速開始時でない場
合にはいずれもステップ525からステップ529の操
作が行われ、上述の計時カウンタtの値がクリアされる
とともに、連通弁43は開弁状態に保持され、排気マニ
ホルド圧力上昇操作は停止される。
If t ≧ t 0 at step 523, the ash detachment operation has been completed, and the routine proceeds to step 511, where the mileage integrated value KM is cleared. If the ash desorption operation is not required in step 503 (for example, K
If the value of M has not reached the predetermined value) and step 5
If the engine is not currently operating in the load region I or II at 13, if it is not at the end of acceleration or deceleration at step 507, and if it is not at the time of deceleration start at step 515, the operation of steps 525 to 529 is not performed. Then, the value of the time counter t is cleared, the communication valve 43 is maintained in the open state, and the exhaust manifold pressure increasing operation is stopped.

【0068】なお、本実施形態では連通弁43を用いて
アッシュ脱離操作を行っているが、第2の実施形態(図
4)で説明したように連通弁43に変えて一部気筒休止
により1気筒ずつアッシュ脱離操作を行うことも可能で
ある。また、負荷領域IIにおける減速開始時に、排気
マニホルド圧力上昇操作に変えて吸入空気量絞り弁27
による気筒吸入空気量低減操作と連通弁43閉弁操作と
を併用、或いは気筒吸入空気量低減操作と一部気筒休止
操作とを併用するようにしても同様な効果を得ることが
できる。
In this embodiment, the ash desorbing operation is performed using the communication valve 43. However, as described in the second embodiment (FIG. 4), the communication valve 43 is replaced with a partial cylinder stop. It is also possible to perform the ash desorption operation for each cylinder. Further, at the start of deceleration in the load region II, the intake air pressure restricting valve 27 is replaced with an exhaust manifold pressure increasing operation.
A similar effect can be obtained by using both the cylinder intake air amount reduction operation and the valve closing operation of the communication valve 43, or using the cylinder intake air amount reduction operation and the partial cylinder deactivation operation together.

【0069】更に、負荷領域IIにおける減速開始時に
は例えば排気絞り弁37または吸入空気量絞り弁23等
の絞りを比較的小さく(開度を比較的大きく)するよう
にすれば、機関運転性に与える影響を更に小さくするこ
とができる。 (4)第4の実施形態 次に本発明の第4の実施形態について説明する。
Further, at the start of deceleration in the load region II, if the throttle such as the exhaust throttle valve 37 or the intake air amount throttle valve 23 is made relatively small (the opening degree is made relatively large), the engine operability is given. The effect can be further reduced. (4) Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0070】前述の各実施形態では、アッシュ脱離操作
はいずれも特定の負荷領域で加速終了または減速開始が
行われたときにのみ実行される。この場合、機関が特定
の負荷領域以外で継続的に運転される場合や、特定の負
荷領域で運転されていても加速または減速が行われない
場合にはアッシュ堆積量が増大してもアッシュ脱離操作
は実行されないことになり、機関はDPF40の圧損の
大きな状態で長時間運転されるようになる。
In each of the above-described embodiments, the ash detachment operation is executed only when the acceleration ends or the deceleration starts in a specific load region. In this case, when the engine is continuously operated in a region other than the specific load region, or when the engine is operated in the specific load region and no acceleration or deceleration is performed, even if the ash accumulation amount increases, The separation operation is not executed, and the engine is operated for a long time in a state where the pressure loss of the DPF 40 is large.

【0071】本実施形態は、これを防止するためアッシ
ュ脱離操作を実行する必要があると判断されたときから
予め定めた脱離操作実行期間内にアッシュ脱離操作が実
行されない場合には、上記アッシュ脱離操作実行のため
の条件が成立していなくても強制的にアッシュを脱離さ
せるようにしている。この場合、機関運転状態によって
は排気圧力が低くなっている場合も考えられるため、本
実施形態では排気マニホルド圧力上昇操作と連通弁閉弁
操作とを併用することにより、低い排気圧力下でも確実
にDPFに大きな負の圧力差が生じるようにしている。
これにより、アッシュ堆積量が増大した場合には確実に
アッシュ脱離操作が実行されるようになるため、機関が
DPFの圧損の高い状態で長時間運転されることが防止
される。
In the present embodiment, if the ash detachment operation is not performed within a predetermined detachment operation execution period after it is determined that the ash detachment operation needs to be executed to prevent this, The ash is forcibly detached even if the conditions for performing the ash detachment operation are not satisfied. In this case, since the exhaust pressure may be low depending on the engine operating condition, in this embodiment, the exhaust manifold pressure increasing operation and the communication valve closing operation are used in combination to ensure the exhaust gas pressure even under a low exhaust pressure. A large negative pressure difference is generated in the DPF.
As a result, when the ash accumulation amount increases, the ash desorption operation is reliably performed, and thus the engine is prevented from being operated for a long time in a state where the pressure loss of the DPF is high.

【0072】図7は、本実施形態のアッシュ脱離操作を
説明するフローチャートである。本操作はECU30に
より一定時間毎に実行されるルーチンにより実施され
る。図7、ステップ701は各パラメータの読み込み操
作を、ステップ703はアッシュ脱離操作要否の判定操
作を示している。ステップ701、703はそれぞれ図
2ステップ201、203と同一の操作である。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the ash detaching operation of the present embodiment. This operation is performed by a routine executed by the ECU 30 at regular intervals. In FIG. 7, step 701 indicates an operation for reading each parameter, and step 703 indicates an operation for determining whether or not the ash detachment operation is necessary. Steps 701 and 703 are the same operations as steps 201 and 203 in FIG. 2, respectively.

【0073】ステップ703で現在アッシュ脱離操作が
必要とされた場合には、ステップ705で脱離操作実行
期間カウンタctの値が増加される。カウンタctは、
ステップ703でアッシュ脱離操作の必要がないと判定
された場合、すなわちアッシュ堆積量が許容範囲内であ
ると判定された場合には常にステップ727でクリアさ
れているため、ステップ707で算出されたカウンタc
tの値はアッシュ脱離操作が必要と判定されてからの経
過時間に対応した値となる。
If the current ash detachment operation is required in step 703, the value of the detachment operation execution period counter ct is increased in step 705. The counter ct is:
When it is determined in step 703 that the ash desorption operation is not necessary, that is, when it is determined that the ash accumulation amount is within the allowable range, the ash is always cleared in step 727, and thus the calculation is performed in step 707. Counter c
The value of t is a value corresponding to the elapsed time since it was determined that the ash desorption operation was necessary.

【0074】次いで、ステップ707ではカウンタct
の値が所定値ct0 に到達したか否かが判定される。c
0 の値は、脱離操作実行期間に相当する値でありアッ
シュ堆積量が増大した状態での機関運転を許可する上限
時間として設定される。ステップ707でct<c
0 、すなわち脱離操作実行期間が経過していない場合
には、ステップ709で計時カウンタtの値をクリアし
た後ステップ711から717が実行される。ステップ
711から717は図2ステップ205から201と同
一の操作であり、これにより、機関が所定の負荷領域
(図3、負荷領域Iと同じ負荷領域)で運転されてお
り、かつ機関の加速終了または減速開始が生じた場合に
は連通弁43の閉弁のみによるアッシュ脱離操作が行わ
れる。また、ステップ711から715の操作によりア
ッシュ脱離操作が行われると、脱離操作実行要否の判定
のための走行距離積算値KMはクリアされ、次回の操作
実行時にはステップ727で脱離操作実行期間カウンタ
ctの値がクリアされるとともに、ステップ729では
連通弁43が開弁状態に保持され、ステップ731では
排気マニホルド圧力上昇操作は停止されるようになる。
Next, at step 707, the counter ct
Is determined to have reached the predetermined value ct 0 . c
The value of t 0 is a value corresponding to the desorption operation execution period, and is set as an upper limit time during which the engine operation with the ash accumulation amount increased is permitted. In step 707, ct <c
If t 0 , that is, if the detachment operation execution period has not elapsed, the value of the time counter t is cleared in step 709, and then steps 711 to 717 are executed. Steps 711 to 717 are the same operations as steps 205 to 201 in FIG. 2, whereby the engine is operating in a predetermined load region (FIG. 3, the same load region as load region I), and the acceleration of the engine is terminated. Alternatively, when deceleration starts, the ash desorbing operation is performed only by closing the communication valve 43. Further, when the ash detachment operation is performed by the operations of steps 711 to 715, the mileage integrated value KM for determining whether or not the detachment operation needs to be executed is cleared, and at the next operation execution, the detachment operation execution is performed at step 727. While the value of the period counter ct is cleared, the communication valve 43 is kept open in step 729, and the exhaust manifold pressure increasing operation is stopped in step 731.

【0075】一方、アッシュ脱離操作が必要であるにも
かかわらずステップ711、713のアッシュ脱離操作
実行条件が成立しない場合には、操作実行毎にステップ
705でカウンタctの値が増大する。そして、アッシ
ュ脱離操作が実行されないまま、脱離操作実行期間が経
過するとステップ707ではct≧ct0 となり、ステ
ップ719から725が実行されるようになる。ステッ
プ719から721は図5ステップ517から523と
同一の操作を示す。すなわち、ステップ719では排気
マニホルド圧力上昇操作が行われるとともに、ステップ
721では連通弁43が閉弁される。これにより、ステ
ップ711と713の脱離操作実行条件が成立しない場
合にもアッシュ脱離操作が強制的に実行されるようにな
る。また、この状態は所定時間(計時カウンタtの値が
0からt0 に増大するまでの時間)保持され(ステップ
723、725)、上記所定時間が経過するとステップ
717が実行されてKMの値がクリアされる。すなわ
ち、アッシュの強制脱離操作は開始後所定時間(t0
が経過すると終了する。この場合も、次回の操作実行時
にはステップ703の次にステップ727から731が
実行され、機関の通常運転が再開される。
On the other hand, if the conditions for executing the ash desorption operation in steps 711 and 713 are not satisfied despite the necessity of the ash desorption operation, the value of the counter ct increases in step 705 each time the operation is performed. Then, while ash desorption operation is not executed, so that the desorption operation execution period becomes ct ≧ ct 0 At step 707 the elapsed, steps 719 725 are performed. Steps 719 to 721 show the same operation as steps 517 to 523 in FIG. That is, in step 719, the exhaust manifold pressure is increased, and in step 721, the communication valve 43 is closed. As a result, the ash detachment operation is forcibly executed even when the detachment operation execution conditions in steps 711 and 713 are not satisfied. This state is maintained for a predetermined time (time until the value of the time counter t increases from 0 to t 0 ) (steps 723 and 725). When the predetermined time elapses, step 717 is executed to change the value of KM. Cleared. That is, the ash forcible detachment operation is performed for a predetermined time (t 0 ) after the start.
Is terminated when elapses. Also in this case, at the next operation execution, steps 727 to 731 are executed after step 703, and the normal operation of the engine is restarted.

【0076】なお、本実施形態においても排気マニホル
ド圧力上昇操作の代りに吸気絞り弁27による気筒吸入
空気量低減操作を、また、連通弁43閉弁操作の代りに
一部気筒休止操作を行うことによりアッシュ脱離を行う
ようにすることも可能であることは言うまでもない。
Also in this embodiment, the operation of reducing the cylinder intake air amount by the intake throttle valve 27 is performed instead of the operation of increasing the exhaust manifold pressure, and the operation of partially stopping the cylinder is performed instead of the operation of closing the communication valve 43. It is needless to say that it is also possible to perform ash desorption by the following method.

【0077】[0077]

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、機関の
運転状態に大きな影響を与えることなくパティキュレー
トフィルタに堆積したアッシュを確実に脱離させること
が可能となる共通の効果を奏する。また、請求項4の発
明によれば、上記共通の効果に加えて更に、機関が排気
圧損の高い状態で長時間運転されることを防止可能とす
る効果を奏する。
According to the invention described in each of the claims, there is a common effect that the ash accumulated on the particulate filter can be surely desorbed without greatly affecting the operation state of the engine. . Further, according to the invention of claim 4, in addition to the above-mentioned common effect, there is an effect that the engine can be prevented from being operated for a long time in a state where the exhaust pressure loss is high.

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

【図1】本発明を自動車用ディーゼル機関に適用した場
合の実施形態の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment when the present invention is applied to an automobile diesel engine.

【図2】本発明によるアッシュ脱離操作の第1の実施形
態を説明するフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a first embodiment of an ash detachment operation according to the present invention.

【図3】図2のアッシュ脱離操作を実行する機関負荷領
域を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an engine load region in which the ash desorption operation of FIG. 2 is performed.

【図4】本発明によるアッシュ脱離操作の第2の実施形
態を説明するフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a second embodiment of the ash detachment operation according to the present invention.

【図5】本発明によるアッシュ脱離操作の第3の実施形
態を説明するフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a third embodiment of the ash detachment operation according to the present invention.

【図6】図5のアッシュ脱離操作を実行する機関負荷領
域を示す図である。
6 is a diagram showing an engine load region in which the ash desorption operation of FIG. 5 is performed.

【図7】本発明によるアッシュ脱離操作の第4の実施形
態を説明するフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a fourth embodiment of the ash detachment operation according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ディーゼル機関 23…EGR弁 27…吸気絞り弁 30…電子制御ユニット(ECU) 31…排気マニホルド 35…ターボチャージャ 36…可変ノズル 37…排気絞り弁 40…パティキュレートフィルタ 41…連通路 43…連通弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diesel engine 23 ... EGR valve 27 ... Intake throttle valve 30 ... Electronic control unit (ECU) 31 ... Exhaust manifold 35 ... Turbocharger 36 ... Variable nozzle 37 ... Exhaust throttle valve 40 ... Particulate filter 41 ... Communication passage 43 ... Communication valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G090 AA01 AA02 AA04 BA01 BA08 CA00 CB24 CB25 DA00 DA18 DA20 DB06 DB07 EA04 EA05 EA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3G090 AA01 AA02 AA04 BA01 BA08 CA00 CB24 CB25 DA00 DA18 DA20 DB06 DB07 EA04 EA05 EA07

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の各気筒の排気ポートと各気筒
の排気が合流する排気集合部とを接続するそれぞれの排
気枝管上に配置され排気中のパティキュレートを捕集す
るパティキュレートフィルタと、 前記それぞれのパティキュレートフィルタを通って前記
排気集合部から排気ポート側に逆流する排気流を生じさ
せることにより前記パティキュレートフィルタに堆積し
た不燃成分からなるアッシュを脱離させるアッシュ脱離
手段と、 前記内燃機関が予め定めた負荷領域において加速を終
了、または減速を開始した時に、前記アッシュ脱離手段
を作動させてアッシュ脱離操作を行う脱離制御手段と、 を備えた内燃機関の排気浄化装置。
A particulate filter disposed on each exhaust branch pipe connecting an exhaust port of each cylinder of the internal combustion engine and an exhaust collecting part where the exhaust of each cylinder joins, for collecting particulates in the exhaust gas; Ash desorbing means for desorbing ash composed of non-combustible components deposited on the particulate filter by generating an exhaust flow that flows backward from the exhaust collecting portion to the exhaust port side through the respective particulate filters, Desorption control means for operating the ash desorption means to perform an ash desorption operation when the internal combustion engine ends acceleration or starts deceleration in a predetermined load region, apparatus.
【請求項2】 前記アッシュ脱離手段は、前記排気枝管
のパティキュレートフィルタ上流側部分と、少なくとも
他の1つの気筒の排気枝管のパティキュレートフィルタ
上流側部分とを連通する連通路と、該連通路を閉鎖可能
な連通弁とを備え、アッシュ脱離操作時には前記連通路
を閉鎖することによりパティキュレートフィルタに前記
排気逆流を生じさせる請求項1に記載の内燃機関の排気
浄化装置。
2. The ash desorbing means includes: a communication passage that communicates a portion upstream of the particulate filter of the exhaust branch pipe with a portion upstream of the particulate filter of the exhaust branch pipe of at least one other cylinder; 2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: a communication valve capable of closing the communication path, wherein the exhaust path is generated in the particulate filter by closing the communication path during an ash desorption operation.
【請求項3】 前記アッシュ脱離手段は、前記内燃機関
の任意の1部の気筒の燃焼を停止する気筒休止手段を備
え、アッシュ脱離操作時には1部の気筒の燃焼を停止す
ることにより該1部の気筒の排気枝管に配置されたパテ
ィキュレートフィルタに前記排気逆流を生じさせる請求
項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. The ash desorption means includes a cylinder deactivation means for stopping combustion of an arbitrary part of the cylinder of the internal combustion engine. The ash desorption means stops the combustion of one part of the cylinder during the ash desorption operation. 2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas reverse flow is generated in a particulate filter arranged in an exhaust branch pipe of a part of the cylinder. 3.
【請求項4】 更に、前記排気集合部からの排気の流出
を抑制することにより排気集合部の排気圧力を上昇させ
ること、若しくは各気筒に流入する吸入空気量を低下さ
せること、のいずれか一方若しくは両方により前記それ
ぞれのパティキュレートフィルタを通って前記排気集合
部から排気ポート側に逆流する排気流を生じさせてパテ
ィキュレートフィルタからアッシュを脱離させるアッシ
ュ強制脱離手段を備え、 前記脱離制御手段は、予め定めたアッシュ脱離操作実行
期間内に前記アッシュ脱離操作が実行されなかった場合
には、前記脱離操作実行期間経過後に前記アッシュ強制
脱離手段を作動させてアッシュの強制脱離操作を実行す
る請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の内燃機
関の排気浄化装置。
4. Either increasing the exhaust pressure of the exhaust collecting section by suppressing the outflow of exhaust from the exhaust collecting section, or reducing the amount of intake air flowing into each cylinder. Or ash forced desorption means for desorbing ash from the particulate filter by generating an exhaust flow that flows backward from the exhaust collecting portion to the exhaust port side through the respective particulate filters by the respective particulate filters, or the both; If the ash detachment operation is not executed within the predetermined ash detachment operation execution period, the ash forcible detachment unit is operated after the elapse of the detachment operation execution period to forcibly remove the ash. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, which performs a separating operation.
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