JP2001303980A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device of internal combustion engine

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JP2001303980A
JP2001303980A JP2000128545A JP2000128545A JP2001303980A JP 2001303980 A JP2001303980 A JP 2001303980A JP 2000128545 A JP2000128545 A JP 2000128545A JP 2000128545 A JP2000128545 A JP 2000128545A JP 2001303980 A JP2001303980 A JP 2001303980A
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JP
Japan
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particulate filter
exhaust
exhaust gas
fuel
internal combustion
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JP2000128545A
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Shinya Hirota
信也 広田
Toshiaki Tanaka
俊明 田中
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402Multiple injections
    • F02D41/405Multiple injections with post injections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
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    • F02D41/029Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for rapidly increasing the temperature of a particulate filter when the capacity of the particulate filter for oxidizing and eliminating particulates has to be increased in an exhaust emission control device of an internal combustion engine, fitted with the particulate filter having the function of oxidizing the particulates in exhaust gas. SOLUTION: The exhaust emission control device of the internal combustion engine has such characteristics as follows; when the oxidizing capacity of the particulate filter is put in the nonactive state, the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate filter is increased at first, for the purpose of activating the oxidizing capacity of the particulate filter. After that, fuel is supplied to the particulate filter to oxidize by using the oxidizing capacity of the particulate filter and the temperature of the particulate filter is risen by the heat generated above.

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、内燃機関の排気を
浄化する技術に関し、特に、排気中に含まれる微粒子を
浄化する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, and more particularly to a technique for purifying fine particles contained in exhaust gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車等に搭載される内燃機関で
は、該内燃機関から排出される排気を大気中に放出する
前に、排気中に含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素
(HC)、窒素酸化物(NOx)等の有害ガス成分を浄
化又は除去することにより排気エミッションを向上させ
ることが要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC) and the like contained in the exhaust gas are discharged before the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is released into the atmosphere. ), It is required to improve exhaust emissions by purifying or removing harmful gas components such as nitrogen oxides (NOx).

【0003】特に、軽油を燃料とする圧縮着火式のディ
ーゼル機関では、一酸化炭素(CO)、炭化水素(H
C)、窒素酸化物(NOx)等に加え、排気中に含まれ
る煤やSOF(Soluble Organic Fraction)等の粒子状
物質(PM:Particulate Matter)と呼ばれる微粒子を
浄化もしくは除去することが重要である。
In particular, in a compression ignition type diesel engine using light oil as a fuel, carbon monoxide (CO), hydrocarbon (H
In addition to C), nitrogen oxides (NOx), etc., it is important to purify or remove fine particles called particulate matter (PM: Particulate Matter) such as soot and SOF (Soluble Organic Fraction) contained in exhaust gas. .

【0004】このため、ディーゼル機関では、断面積が
非常に小さい細孔を多数備えた多孔質の基材からなるパ
ティキュレートフィルタを排気通路に配置し、そのパテ
ィキュレートフィルタの細孔に排気を流すことにより、
排気中の微粒子を捕集する方法が知られている。
For this reason, in a diesel engine, a particulate filter made of a porous base material having a large number of pores having a very small cross-sectional area is arranged in an exhaust passage, and exhaust gas flows through the pores of the particulate filter. By doing
2. Description of the Related Art A method for collecting fine particles in exhaust gas is known.

【0005】ところで、パティキュレートフィルタに捕
集される微粒子量が過剰に増加すると、パティキュレー
トフィルタ内の排気流路の断面積が減少し、排気の流れ
が妨げられるようになる。
When the amount of fine particles collected by the particulate filter increases excessively, the cross-sectional area of the exhaust passage in the particulate filter decreases, and the flow of exhaust gas is hindered.

【0006】パティキュレートフィルタにより排気の流
れが妨げられると、パティキュレートフィルタ上流の排
気通路において排気圧力が高まり、その排気圧力が背圧
として内燃機関に作用してしまう。
When the flow of exhaust gas is hindered by the particulate filter, the exhaust pressure increases in the exhaust passage upstream of the particulate filter, and the exhaust pressure acts on the internal combustion engine as back pressure.

【0007】このため、パティキュレートフィルタに捕
集された微粒子量が過剰に増加する前に、パティキュレ
ートフィルに捕集された微粒子を浄化してパティキュレ
ートフィルタを再生させる必要がある。
Therefore, it is necessary to regenerate the particulate filter by purifying the particulates collected by the particulate filter before the amount of the particulates collected by the particulate filter excessively increases.

【0008】パティキュレートフィルタを再生する方法
としては、パティキュレートフィルタ内を酸化雰囲気に
することにより、パティキュレートフィルタに捕集され
た微粒子を酸化させる方法がある。
As a method of regenerating the particulate filter, there is a method of oxidizing the fine particles collected by the particulate filter by setting the inside of the particulate filter to an oxidizing atmosphere.

【0009】但し、微粒子は、およそ500℃〜700
℃の高温下で着火及び燃焼するため、パティキュレート
フィルタに捕集された微粒子を酸化させるには、パティ
キュレートフィルタの雰囲気温度を500℃〜700℃
まで高めるとともに、パティキュレートフィルタを酸素
過剰雰囲気としなければならない。
However, the fine particles are approximately 500 ° C. to 700 ° C.
Because of the ignition and burning at a high temperature of ℃, to oxidize the fine particles collected by the particulate filter, the ambient temperature of the particulate filter is set to 500 ℃ ~ 700 ℃
And the particulate filter must be in an oxygen-excess atmosphere.

【0010】しかしながら、ディーゼル機関は、大部分
の運転領域において空気過剰の希薄燃焼運転を行うた
め、混合気の燃焼温度が低くなり易く、それに応じて排
気の温度も低くなり易い。従って、ディーゼル機関で
は、排気の熱を利用してパティキュレートフィルタの雰
囲気温度を500℃以上まで昇温させることは困難であ
る。
However, since the diesel engine performs lean-burn operation with excess air in most of the operating range, the combustion temperature of the air-fuel mixture tends to decrease, and the temperature of the exhaust gas tends to decrease accordingly. Therefore, in a diesel engine, it is difficult to raise the ambient temperature of the particulate filter to 500 ° C. or more using the heat of the exhaust gas.

【0011】これに対し、従来では、特公平7−106
290号公報に記載されたようなディーゼル排気粒子用
フィルタが提案されている。この公報に記載されたディ
ーゼル排気粒子用フィルタは、白金族金属及びアルカリ
土金属酸化物の混合物を含む触媒物質をパティキュレー
トフィルタ上に担持させることにより、およそ350℃
〜400℃程度の比較的低い温度下でも微粒子の着火及
び燃焼を行えるようにしたものである。
On the other hand, conventionally, Japanese Patent Publication No. 7-106
No. 290 has proposed a filter for diesel exhaust particles. The filter for diesel exhaust particles described in this publication has a catalyst material containing a mixture of a platinum group metal and an alkaline earth metal oxide supported on a particulate filter, and has a temperature of about 350 ° C.
The ignition and combustion of fine particles can be performed even at a relatively low temperature of about 400 ° C.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うなディーゼル排気粒子用フィルタに担持される触媒物
質は、所定温度以上で活性するため、所定温度未満のと
きは排気中の微粒子を十分に酸化させることができな
い。
The catalyst substance carried on the above-mentioned filter for diesel exhaust particles is activated at a predetermined temperature or higher, so that when the temperature is lower than the predetermined temperature, the fine particles in the exhaust gas are sufficiently oxidized. I can't let it.

【0013】更に、上記した触媒物質は、温度が高くな
るほど微粒子を酸化する能力が高まるため、該触媒物質
の温度が低いときに多量の微粒子がパティキュレートフ
ィルタに流入すると、全ての微粒子を酸化させることが
困難となる。
Further, the above-mentioned catalytic substance has a higher ability to oxidize the fine particles as the temperature increases. Therefore, when a large amount of the fine particles flows into the particulate filter when the temperature of the catalytic substance is low, all the fine particles are oxidized. It becomes difficult.

【0014】一方、ディーゼル機関の排気温度は、高負
荷運転領域では350℃以上に達しやすいが、低負荷運
転領域では350℃以上に達し難くい。従って、ディー
ゼル機関が長期にわたって連続的に低負荷運転された場
合、特にディーゼル機関が始動後に連続して低負荷運転
された場合等は、パティキュレートフィルタの浄化能力
が低くなり易く、多量の微粒子が燃焼されずにパティキ
ュレートフィルタに堆積することが想定される。
On the other hand, the exhaust temperature of a diesel engine easily reaches 350 ° C. or more in a high load operation range, but hardly reaches 350 ° C. or more in a low load operation range. Therefore, when the diesel engine is continuously operated at a low load for a long period of time, particularly when the diesel engine is continuously operated at a low load after starting, the purification capacity of the particulate filter is likely to be low, and a large amount of fine particles are generated. It is assumed that they are deposited on the particulate filter without being burned.

【0015】パティキュレートフィルタに多量の微粒子
が堆積されると、それらの微粒子が燃焼し難くなるた
め、パティキュレートフィルタの雰囲気温度が350℃
以上となった場合でも微粒子の燃え残りがパティキュレ
ートフィルタ内に多量に残留することとなり、パティキ
ュレートフィルタ内の排気流路が目詰まりする虞があ
る。
If a large amount of fine particles are deposited on the particulate filter, it becomes difficult to burn the fine particles.
Even in the case described above, a large amount of unburned fine particles remains in the particulate filter, and the exhaust passage in the particulate filter may be clogged.

【0016】パティキュレートフィルタ内の排気流路が
目詰まりすると、パティキュレートフィルタにおける排
気抵抗が増加して内燃機関に作用する背圧が高くなり、
内燃機関の出力が低下してしまうことになる。
When the exhaust passage in the particulate filter is clogged, the exhaust resistance in the particulate filter increases, and the back pressure acting on the internal combustion engine increases.
The output of the internal combustion engine will be reduced.

【0017】すなわち、前述したディーゼル排気粒子用
フィルタのように微粒子を酸化する機能を有するパティ
キュレートフィルタを単に排気通路に配置するだけで
は、パティキュレートフィルタの微粒子酸化能力を効率
的に利用することができず、パティキュレートフィルタ
の目詰まりや内燃機関の出力低下等を誘発する虞があ
る。
That is, by simply arranging a particulate filter having a function of oxidizing particulates in the exhaust passage as in the above-described filter for diesel exhaust particulates, it is possible to efficiently utilize the particulate oxidizing ability of the particulate filter. This may cause clogging of the particulate filter and a decrease in output of the internal combustion engine.

【0018】本発明は、上記したような種々の事情に鑑
みてなされたものであり、排気中の微粒子を酸化する能
力を有するパティキュレートフィルタを具備した内燃機
関の排気浄化装置において、機関始動後のようにパティ
キュレートフィルタの温度が低くパティキュレートフィ
ルタの酸化能力が未活性状態にある場合に、パティキュ
レートフィルタの温度を速やかに上昇させる技術を提供
することにより、パティキュレートフィルタにおける微
粒子の不要な堆積を防止し、以てパティキュレートフィ
ルタの目詰まりや内燃機関の出力低下等を防止すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the various circumstances described above, and is directed to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine having a particulate filter capable of oxidizing fine particles in exhaust gas. When the temperature of the particulate filter is low and the oxidizing ability of the particulate filter is in an inactive state as described above, by providing a technique for quickly raising the temperature of the particulate filter, unnecessary particulates in the particulate filter can be eliminated. An object of the present invention is to prevent accumulation and thereby prevent clogging of a particulate filter and a decrease in output of an internal combustion engine.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために以下のような手段を採用した。すなわ
ち、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関
の排気通路に設けられ、排気中に含まれる微粒子を酸化
させる能力を有するパティキュレートフィルタと、前記
パティキュレートフィルタを昇温させるべく該パティキ
ュレートフィルタへ燃料を供給する燃料供給手段と、前
記燃料供給手段の作動に先がけて、前記パティキュレー
トフィルタに流入する排気の温度を上昇させる排気昇温
手段と、を備えることを特徴としている。
The present invention employs the following means to solve the above-mentioned problems. That is, an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the present invention is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, and has a particulate filter capable of oxidizing fine particles contained in exhaust gas, and a particulate filter for raising the temperature of the particulate filter. The fuel supply system further includes a fuel supply unit that supplies fuel to the particulate filter, and an exhaust gas heating unit that raises the temperature of exhaust gas flowing into the particulate filter prior to the operation of the fuel supply unit.

【0020】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、パティキュレートフィルタを昇温させる必要
が生じた場合等に、先ず、排気昇温手段がパティキュレ
ートフィルタに流入する排気の温度を上昇させ、次いで
燃料供給手段がパティキュレートフィルタへ燃料を供給
することになる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine configured as described above, when the temperature of the particulate filter needs to be raised, first, the exhaust temperature raising means raises the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate filter. Then, the fuel supply means supplies fuel to the particulate filter.

【0021】ここで、パティキュレートフィルタを昇温
させる必要が生じた場合は、パティキュレートフィルタ
の酸化能力を利用して燃料を酸化させ、燃料が酸化する
際に発生する反応熱でパティキュレートフィルタを昇温
させる方法が考えられる。
If it is necessary to raise the temperature of the particulate filter, the fuel is oxidized by using the oxidizing ability of the particulate filter, and the particulate filter is heated by the reaction heat generated when the fuel is oxidized. A method of raising the temperature can be considered.

【0022】しかしながら、単にパティキュレートフィ
ルタへ燃料を供給するだけでは、パティキュレートフィ
ルタの酸化能力が十分に活性していない状態で燃料が供
給される場合があり、そのような場合には燃料が酸化し
難く、燃料が酸化する際に発生する反応熱の量が少なく
なるため、パティキュレートフィルタの昇温に時間がか
かってしまう。
However, simply supplying the fuel to the particulate filter may supply the fuel in a state where the oxidizing ability of the particulate filter is not sufficiently activated. In such a case, the fuel is oxidized. Since the amount of reaction heat generated when the fuel is oxidized is reduced, it takes time to raise the temperature of the particulate filter.

【0023】これに対し、本発明に係る内燃機関の排気
浄化装置では、パティキュレートフィルタを昇温させる
必要が生じた場合は、燃料供給手段がパティキュレート
フィルタへ燃料を供給する前に、排気昇温手段がパティ
キュレートフィルタに流入する排気の温度を高めるよう
にした。
On the other hand, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when it is necessary to raise the temperature of the particulate filter, the exhaust gas is increased before the fuel supply means supplies the fuel to the particulate filter. The temperature means raises the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate filter.

【0024】すなわち、本発明に係る内燃機関の排気浄
化装置では、パティキュレートフィルタを昇温させる必
要が生じた場合は、パティキュレートフィルタに流入す
る排気を昇温させた後に、パティキュレートフィルタへ
燃料が供給されるようにした。
That is, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when it is necessary to raise the temperature of the particulate filter, the exhaust gas flowing into the particulate filter is heated, and then the fuel is supplied to the particulate filter. Was supplied.

【0025】排気昇温手段によって昇温された排気がパ
ティキュレートフィルタに流入すると、その排気が持つ
比較的多量の熱がパティキュレートフィルタに伝達さ
れ、パティキュレートフィルタの温度が高められること
になる。
When the exhaust gas heated by the exhaust gas heating means flows into the particulate filter, a relatively large amount of heat of the exhaust gas is transmitted to the particulate filter, and the temperature of the particulate filter is raised.

【0026】その結果、燃料供給手段がパティキュレー
トフィルタへ燃料を供給する時点では、前記パティキュ
レートフィルタの温度が比較的高くなり、該パティキュ
レートフィルタの酸化能力が活性した状態となる。
As a result, when the fuel supply means supplies the fuel to the particulate filter, the temperature of the particulate filter becomes relatively high, and the oxidizing ability of the particulate filter is activated.

【0027】パティキュレートフィルタの酸化能力が活
性した状態にあるときにパティキュレートフィルタへ燃
料が供給されると、燃料が酸化され易く、燃料が酸化す
る際に発生する反応熱も多くなるため、パティキュレー
トフィルタが速やかに昇温する。
If fuel is supplied to the particulate filter while the oxidizing ability of the particulate filter is activated, the fuel is easily oxidized, and the reaction heat generated when the fuel is oxidized increases. The temperature of the curated filter rises quickly.

【0028】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置において、パティキュレートフィルタに所定温度以上
で活性する貴金属触媒が担持されている場合は、排気昇
温手段は、パティキュレートフィルタの温度が前記所定
温度未満であるときに、パティキュレートフィルタに流
入する排気の温度を上昇させ、それによってパティキュ
レートフィルタの温度が前記所定温度以上になると、燃
料供給手段がパティキュレートフィルタへ燃料を供給す
るようにしてもよい。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the particulate filter carries a noble metal catalyst that is activated at a predetermined temperature or higher, the exhaust gas temperature raising means includes a means for controlling the temperature of the particulate filter to the above value. When the temperature is lower than the predetermined temperature, the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate filter is increased, so that when the temperature of the particulate filter becomes equal to or higher than the predetermined temperature, the fuel supply means supplies fuel to the particulate filter. You may.

【0029】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置において、パティキュレートフィルタより下流の排気
通路に該排気通路内の排気流量を絞る排気絞り弁が設け
られている場合は、排気昇温手段は、排気絞り弁の開度
を絞ることにより排気の温度を上昇させるようにしても
よい。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when an exhaust throttle valve for reducing an exhaust flow rate in the exhaust passage is provided in an exhaust passage downstream of the particulate filter, the temperature of the exhaust gas is increased. Alternatively, the exhaust gas temperature may be raised by reducing the opening of the exhaust throttle valve.

【0030】ここで、排気絞り弁によって排気通路内の
排気流量が絞られると、該排気絞り弁より上流の排気通
路において排気の圧力が上昇し、その排気圧力が排気行
程にある気筒のピストンの上昇動作を妨げる、いわゆる
背圧として内燃機関に作用し、内燃機関の機関回転数が
低下してしまう。これに対し、内燃機関は、機関回転数
を所望の目標機関回転数まで上昇させるべく燃料噴射量
を増加することになるため、各気筒内で燃焼される燃料
量が増加し、それに応じて燃料が燃焼する際に発生する
燃焼熱が増加し、以て排気の熱量も増加することにな
る。
Here, when the exhaust flow rate in the exhaust passage is reduced by the exhaust throttle valve, the pressure of the exhaust gas increases in the exhaust passage upstream of the exhaust throttle valve, and the exhaust pressure of the cylinder piston in the exhaust stroke increases. This acts on the internal combustion engine as a so-called back pressure that hinders the ascending operation, and the engine speed of the internal combustion engine decreases. On the other hand, in the internal combustion engine, the fuel injection amount is increased to increase the engine speed to a desired target engine speed, so that the amount of fuel burned in each cylinder increases, and the fuel The combustion heat generated when the fuel burns increases, and the calorific value of the exhaust also increases.

【0031】従って、排気昇温手段が排気絞り弁の開度
を絞ることにより、内燃機関から排出される排気の温度
を上昇させることが可能となる。また、本発明に係る内
燃機関の排気浄化装置において、内燃機関が各気筒内に
直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えている場合は、排
気昇温手段は、各気筒の膨張行程時に前記燃料噴射弁か
ら副次的に燃料を噴射させることにより排気の温度を上
昇させるようにしてもよい。
Therefore, the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine can be raised by reducing the opening degree of the exhaust throttle valve by the exhaust gas temperature raising means. In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the internal combustion engine is provided with a fuel injection valve for directly injecting fuel into each cylinder, the exhaust gas temperature raising means includes the fuel during the expansion stroke of each cylinder. The temperature of the exhaust gas may be increased by injecting the fuel from the injection valve in a secondary manner.

【0032】膨張行程にある気筒内に燃料が噴射される
と、その燃料が混合気の燃焼途中もしくは燃焼直後の高
温下に曝されて着火し、該気筒の膨張行程の終了間際ま
で燃焼する。この結果、各気筒の排気行程では、燃焼直
後の高温の既燃ガスが排気として筒内から排出されるこ
とになり、斯くして排気の温度が高められることにな
る。
When fuel is injected into the cylinder in the expansion stroke, the fuel is exposed to a high temperature during or immediately after the combustion of the air-fuel mixture and ignites, and burns until just before the end of the expansion stroke of the cylinder. As a result, in the exhaust stroke of each cylinder, high-temperature burned gas immediately after combustion is discharged from the cylinder as exhaust gas, and thus the temperature of the exhaust gas is increased.

【0033】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置において、燃料供給手段としては、パティキュレート
フィルタより上流の排気通路に設けられて該排気通路内
を流れる排気に燃料を添加する燃料添加装置を例示する
ことができる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the fuel supply means is provided in an exhaust passage upstream of the particulate filter and adds fuel to exhaust gas flowing through the exhaust passage. Can be exemplified.

【0034】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置において、内燃機関が各気筒内に直接燃料を噴射する
燃料噴射弁を備えている場合は、各気筒の排気行程時に
前記燃料噴射弁から副次的に燃料を噴射させることによ
り燃料供給手段を実現するようにしてもよい。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the internal combustion engine is provided with a fuel injection valve for directly injecting fuel into each cylinder, the fuel injection valve is used during the exhaust stroke of each cylinder. The fuel supply means may be realized by injecting the fuel secondarily.

【0035】尚、本発明に係るパティキュレートフィル
タとしては、酸素過剰雰囲気のときは酸素を取り込んで
保持し、酸素濃度が低下したときは保持していた酸素を
活性酸素として放出する活性酸素放出剤が担持されたパ
ティキュレートフィルタを例示することができる。
As the particulate filter according to the present invention, an active oxygen releasing agent that takes in oxygen and retains it in an oxygen-excess atmosphere and releases the retained oxygen as active oxygen when the oxygen concentration decreases. Can be exemplified.

【0036】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置は、内燃機関が減速運転状態にあるとき、もしくは内
燃機関が高負荷運転状態以外の運転状態にあるときに、
排気の少なくとも一部がパティキュレートフィルタを迂
回するよう排気の流れを切り換える排気流れ切換手段を
更に備えるようにしてもよい。
Further, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the internal combustion engine is in a deceleration operation state or when the internal combustion engine is in an operation state other than a high load operation state,
An exhaust flow switching means for switching the flow of the exhaust gas so that at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter may be further provided.

【0037】これは、内燃機関が減速運転状態や高負荷
運転状態以外の運転状態にあるときは、内燃機関から排
出される排気の温度が低くなり易いため、そのような低
温の排気がパティキュレートフィルタ内に流入すると、
パティキュレートフィルタの熱が排気に奪われてしまう
虞があるからである。
This is because when the internal combustion engine is in an operation state other than the deceleration operation state or the high load operation state, the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine tends to be low. When flowing into the filter,
This is because the heat of the particulate filter may be taken away by the exhaust gas.

【0038】[0038]

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

【0039】図1は、本発明に係る排気浄化装置を適用
する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図であ
る。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を有する圧
縮着火式のディーゼル機関である。この内燃機関1に
は、各気筒2の燃焼室内へ直接燃料を噴射する燃料噴射
弁3と、該内燃機関1の機関出力軸たるクランクシャフ
トが所定の角度(例えば、15°)回転する度にパルス
信号を出力するクランクポジションセンサ4と、該内燃
機関1の図示しないウォータージャケットを流れる冷却
水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ5と
が取り付けられている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is applied and an intake / exhaust system thereof. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a compression ignition type diesel engine having four cylinders 2. The internal combustion engine 1 has a fuel injection valve 3 for directly injecting fuel into a combustion chamber of each cylinder 2 and a crankshaft, which is an engine output shaft of the internal combustion engine 1, every time a predetermined angle (for example, 15 °) rotates. A crank position sensor 4 that outputs a pulse signal and a water temperature sensor 5 that outputs an electric signal corresponding to the temperature of cooling water flowing through a water jacket (not shown) of the internal combustion engine 1 are attached.

【0040】前記した燃料噴射弁3は、燃料パイプ6を
介して蓄圧室(コモンレール)7と接続されている。前
記コモンレール7は、燃料タンク8に取り付けられた燃
料ポンプ9と燃料パイプ10を介して接続されるととも
に、リターンパイプ11を介して燃料タンク8と接続さ
れている。
The above-described fuel injection valve 3 is connected to a pressure storage chamber (common rail) 7 via a fuel pipe 6. The common rail 7 is connected to a fuel pump 9 attached to the fuel tank 8 via a fuel pipe 10 and to the fuel tank 8 via a return pipe 11.

【0041】前記コモンレール7におけるリターンパイ
プ11の接続部位には、該コモンレール7内の燃料圧力
が予め設定された最大圧力より低いときは閉弁してコモ
ンレール7とリターンパイプ11との導通を遮断し、コ
モンレール7内の燃料圧力が前記最大圧力以上となった
ときは開弁してコモンレール7とリターンパイプ11と
の導通を許容する圧力調整弁12が設けられている。
When the fuel pressure in the common rail 7 is lower than a predetermined maximum pressure, the valve is closed at the connection point of the return pipe 11 in the common rail 7 to cut off the conduction between the common rail 7 and the return pipe 11. When the fuel pressure in the common rail 7 becomes equal to or higher than the maximum pressure, a pressure regulating valve 12 is provided which opens to allow conduction between the common rail 7 and the return pipe 11.

【0042】前記コモンレール7には、該コモンレール
7内の燃料圧力に応じた電気信号を出力する燃料圧セン
サ13が取り付けられている。このように構成された燃
料系では、燃料ポンプ9が燃料タンク8内に貯蔵された
燃料を汲み上げ、汲み上げた燃料を燃料パイプ10を介
して前記コモンレール7へ圧送する。その際、燃料ポン
プ9の燃料吐出量は、前記した燃料圧センサ13の出力
信号値に基づいてフィードバック制御される。
A fuel pressure sensor 13 for outputting an electric signal corresponding to the fuel pressure in the common rail 7 is attached to the common rail 7. In the fuel system configured as described above, the fuel pump 9 pumps up the fuel stored in the fuel tank 8 and sends the pumped fuel to the common rail 7 through the fuel pipe 10. At this time, the fuel discharge amount of the fuel pump 9 is feedback-controlled based on the output signal value of the fuel pressure sensor 13 described above.

【0043】燃料ポンプ9からコモンレール7へ供給さ
れた燃料は、該燃料の圧力が所望の目標圧力に達するま
で蓄圧される。コモンレール7において目標圧力まで蓄
圧された燃料は、燃料パイプ6を介して各気筒2の燃料
噴射弁3へ分配される。各燃料噴射弁3は、駆動電流が
印加されたときに開弁して、前記コモンレール7から供
給された目標圧力の燃料を各気筒2の燃焼室内へ噴射す
る。
The fuel supplied from the fuel pump 9 to the common rail 7 is accumulated until the pressure of the fuel reaches a desired target pressure. The fuel accumulated to the target pressure in the common rail 7 is distributed to the fuel injection valve 3 of each cylinder 2 via the fuel pipe 6. Each fuel injection valve 3 opens when a drive current is applied, and injects fuel at the target pressure supplied from the common rail 7 into the combustion chamber of each cylinder 2.

【0044】尚、前記した燃料系では、コモンレール7
内の燃料圧力が最大圧力より高くなると、圧力調整弁1
2が開弁する。この場合、コモンレール7内に蓄えられ
た燃料の一部がリターンパイプ11を介して燃料タンク
8へ戻され、コモンレール7内の燃料圧力が減圧される
ことになる。
In the fuel system described above, the common rail 7
When the fuel pressure in the chamber becomes higher than the maximum pressure, the pressure regulating valve 1
2 opens. In this case, a part of the fuel stored in the common rail 7 is returned to the fuel tank 8 via the return pipe 11, and the fuel pressure in the common rail 7 is reduced.

【0045】次に、内燃機関1には、複数の枝管が一本
の集合管に合流するよう形成された吸気枝管14が連結
されている。前記吸気枝管14の各枝管は、図示しない
吸気ポートを介して各気筒2の燃焼室と連通している。
前記吸気枝管14の集合管は、吸気管15と接続され、
吸気管15は、エアクリーナボックス16と接続されて
いる。
Next, an intake branch pipe 14 formed such that a plurality of branch pipes merge into one collecting pipe is connected to the internal combustion engine 1. Each branch pipe of the intake branch pipe 14 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 via an intake port (not shown).
The manifold of the intake branch pipe 14 is connected to the intake pipe 15,
The intake pipe 15 is connected to the air cleaner box 16.

【0046】前記吸気管15において前記エアクリーナ
ボックス16の直下流の部位には、該吸気管15内を流
れる吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフロ
ーメータ17と、該吸気管15内を流れる吸気の温度に
対応した電気信号を出力する吸気温度センサ18とが取
り付けられている。
An air flow meter 17 that outputs an electric signal corresponding to the mass of the intake air flowing through the intake pipe 15 is provided immediately downstream of the air cleaner box 16 in the intake pipe 15, and flows through the intake pipe 15. An intake air temperature sensor 18 that outputs an electric signal corresponding to the intake air temperature is attached.

【0047】前記吸気管15において前記エアフローメ
ータ17より下流の部位には、内燃機関1から排出され
る排気の熱エネルギを駆動源として作動する遠心過給機
(ターボチャージャ)19のコンプレッサハウジング1
9aが設けられている。
In a portion of the intake pipe 15 downstream of the air flow meter 17, a compressor housing 1 of a centrifugal supercharger (turbocharger) 19 operating by using heat energy of exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 as a driving source.
9a is provided.

【0048】前記吸気管15において前記コンプレッサ
ハウジング19aより下流の部位には、前記コンプレッ
サハウジング19a内で圧縮されて高温となった新気を
冷却するためのインタークーラ20が設けられている。
An intercooler 20 for cooling fresh air which has been compressed in the compressor housing 19a and has a high temperature is provided at a portion of the intake pipe 15 downstream of the compressor housing 19a.

【0049】上記したインタークーラ20としては、内
燃機関1を搭載した車両の走行時に発生する走行風を利
用して新気が持つ熱を放熱させる空冷式インタークー
ラ、新気が持つ熱と所定の冷却水との間で熱交換を行う
ことによって新気の温度を低下させる水冷式インターク
ーラ等を例示することができる。
The above-mentioned intercooler 20 is an air-cooled intercooler that dissipates heat of fresh air by using a traveling wind generated when a vehicle equipped with the internal combustion engine 1 travels. A water-cooled intercooler or the like that lowers the temperature of fresh air by performing heat exchange with cooling water can be exemplified.

【0050】前記吸気管15において前記インタークー
ラ20より下流の部位には、該吸気管15内を流れる吸
気の流量を調節する吸気絞り弁(スロットル弁)21が
設けられている。このスロットル弁21には、該スロッ
トル弁21を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ
21aと、前記スロットル弁21の開度に応じた電気信
号を出力するスロットルポジションセンサ21bとが取
り付けられている。
An intake throttle valve (throttle valve) 21 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the intake pipe 15 is provided at a position downstream of the intercooler 20 in the intake pipe 15. The throttle valve 21 is provided with a throttle actuator 21a for opening and closing the throttle valve 21 and a throttle position sensor 21b for outputting an electric signal corresponding to the opening of the throttle valve 21.

【0051】尚、前記スロットル用アクチュエータ21
aとしては、例えば、ステッパモータ等からなり印加電
力の大きさに応じてスロットル弁21を開閉駆動する電
気式のアクチュエータや、スロットル弁21に連動して
変位するダイヤフラムを内蔵し、印加される負圧の大き
さに応じてダイヤフラムを変位させることによりスロッ
トル弁21を開閉駆動する負圧式のアクチュエータ等を
例示することができる。
The throttle actuator 21
As a, for example, an electric actuator composed of a stepper motor or the like for driving the opening and closing of the throttle valve 21 in accordance with the magnitude of the applied electric power, or a diaphragm which is displaced in conjunction with the throttle valve 21 and is built-in, A negative pressure actuator or the like that drives the opening and closing of the throttle valve 21 by displacing the diaphragm according to the magnitude of the pressure can be exemplified.

【0052】このように構成された吸気系では、エアク
リーナボックス16に流入した新気は、該エアクリーナ
ボックス16内の図示しないエアクリーナによって新気
中の塵や埃等が除去された後、吸気管15を介して遠心
過給機19のコンプレッサハウジング19aに流入す
る。
In the intake system configured as described above, fresh air flowing into the air cleaner box 16 is subjected to an air cleaner (not shown) in the air cleaner box 16 to remove dust and dirt from the fresh air. Through the compressor housing 19a of the centrifugal supercharger 19.

【0053】コンプレッサハウジング19aに流入した
新気は、該コンプレッサハウジング19aに内装された
コンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記
コンプレッサハウジング19a内で圧縮されて高温とな
った新気は、インタークーラ20にて冷却される。
The fresh air flowing into the compressor housing 19a is compressed by rotation of a compressor wheel provided inside the compressor housing 19a. Fresh air that has been compressed in the compressor housing 19a and has become high temperature is cooled by the intercooler 20.

【0054】インタークーラ20によって冷却された新
気は、必要に応じてスロットル弁21によって流量を調
節されて吸気枝管14に導かれる。吸気枝管14に導か
れた新気は、該吸気枝管14の集合管から各枝管へ分配
されて各気筒2の燃焼室へ導かれる。
The fresh air cooled by the intercooler 20 is guided to the intake branch pipe 14 with the flow rate adjusted by the throttle valve 21 as required. The fresh air guided to the intake branch pipes 14 is distributed from the collecting pipe of the intake branch pipes 14 to the respective branch pipes and guided to the combustion chambers of the respective cylinders 2.

【0055】各気筒2の燃焼室へ分配された新気は、図
示しないピストンによって圧縮され、燃料噴射弁3から
噴射された燃料を着火源として燃焼する。次に、内燃機
関1には、複数の枝管が一本の集合管に合流するよう形
成された排気枝管24が連結されている。前記排気枝管
24の各枝管は、図示しない排気ポートを介して各気筒
2の燃焼室と連通している。前記排気枝管24の集合管
は、遠心過給機19のタービンハウジング19bを介し
て排気管25aに接続されている。
The fresh air distributed to the combustion chamber of each cylinder 2 is compressed by a piston (not shown) and burns using the fuel injected from the fuel injection valve 3 as an ignition source. Next, an exhaust branch pipe 24 formed such that a plurality of branch pipes merge into one collecting pipe is connected to the internal combustion engine 1. Each branch pipe of the exhaust branch pipe 24 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 via an exhaust port (not shown). The collecting pipe of the exhaust branch pipe 24 is connected to an exhaust pipe 25 a via a turbine housing 19 b of the centrifugal supercharger 19.

【0056】前記排気枝管24において前記タービンハ
ウジング19bの直上流に位置する部位と前記排気管2
5aにおいて前記タービンハウジング19bの直下流に
位置する部位とは、前記タービンハウジング19bを迂
回するタービンバイパス通路26によって接続されてい
る。
A portion of the exhaust branch pipe 24 located immediately upstream of the turbine housing 19b and the exhaust pipe 2
In FIG. 5A, a portion located immediately downstream of the turbine housing 19b is connected by a turbine bypass passage 26 that bypasses the turbine housing 19b.

【0057】前記タービンバイパス通路26には、該タ
ービンバイパス通路26を開閉する弁体27aと、弁体
27aを開閉駆動するアクチュエータ27bとからなる
ウェストゲートバルブ27が取り付けられている。
A waste gate valve 27 comprising a valve 27a for opening and closing the turbine bypass passage 26 and an actuator 27b for driving the valve 27a to open and close is attached to the turbine bypass passage 26.

【0058】前記アクチュエータ27bは、コンプレッ
サハウジング19aの直下流に位置する吸気管15と作
動圧通路28を介して接続されており、コンプレッサハ
ウジング19a直下流の吸気管15内を流れる新気の圧
力、言い換えれば、コンプレッサハウジング19aにお
いて圧縮された新気の圧力(過給圧)を利用して前記弁
体27aを開閉駆動する。
The actuator 27b is connected to the intake pipe 15 located immediately downstream of the compressor housing 19a via a working pressure passage 28. The actuator 27b controls the pressure of fresh air flowing in the intake pipe 15 immediately downstream of the compressor housing 19a. In other words, the valve 27a is opened and closed using the pressure (supercharging pressure) of fresh air compressed in the compressor housing 19a.

【0059】具体的には、アクチュエータ27bは、吸
気管15から作動圧通路28を介して所定圧未満の圧力
が印加されているときは弁体27aを閉弁位置に保持
し、吸気管15から作動圧通路28を介して所定圧以上
の圧力が印加されたときは弁体27aを開弁駆動する。
Specifically, the actuator 27b holds the valve body 27a at the valve closing position when a pressure less than a predetermined pressure is applied from the intake pipe 15 through the working pressure passage 28, When a pressure equal to or higher than a predetermined pressure is applied through the operating pressure passage 28, the valve 27a is driven to open.

【0060】つまり、アクチュエータ27bは、遠心過
給機19による吸気の過給圧が所定圧以上に達すると、
弁体27aを開弁させてタービンバイパス通路26を導
通状態とし、タービンハウジング19bに流入する排気
の流量を減少させ、以て過給圧が前記した所定圧を越え
ないようにする。
That is, when the supercharging pressure of the intake air by the centrifugal supercharger 19 reaches a predetermined pressure or more, the actuator 27b
The valve body 27a is opened to make the turbine bypass passage 26 conductive, and the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine housing 19b is reduced, so that the supercharging pressure does not exceed the predetermined pressure.

【0061】前記排気管25aは、排気中の有害ガス成
分、特に煤等の微粒子からなる粒子状物質(PM:Part
iculate Matter)を浄化する排気浄化機構29に接続さ
れている。前記排気浄化機構29は排気管25bに接続
され、排気管25bは下流にて図示しないマフラーに接
続されている。尚、以下では、排気浄化機構29より上
流の排気管25aを上流側排気管25aと称し、排気浄
化機構29より下流の排気管25bを下流側排気管25
bと称するものとする。
The exhaust pipe 25a is provided with a harmful gas component in the exhaust gas, particularly a particulate matter (PM: Part
(i.e., iculate matter). The exhaust gas purification mechanism 29 is connected to an exhaust pipe 25b, and the exhaust pipe 25b is connected downstream to a muffler (not shown). Hereinafter, the exhaust pipe 25a upstream of the exhaust purification mechanism 29 is referred to as an upstream exhaust pipe 25a, and the exhaust pipe 25b downstream of the exhaust purification mechanism 29 is referred to as a downstream exhaust pipe 25a.
b.

【0062】前記上流側排気管25aには、該上流側排
気管25a内を流れる排気中に燃料を添加する燃料添加
ノズル38が取り付けられている。この燃料添加ノズル
38は、図示しない燃料配管を介して燃料ポンプ9と接
続され、燃料ポンプ9から吐出された燃料の一部が該燃
料添加ノズル38に供給されるようになっている。尚、
燃料添加ノズル38は、燃料噴射弁3と同様に、駆動電
流が印加されたときに開弁して燃料を噴射するノズルで
ある。
A fuel addition nozzle 38 for adding fuel to the exhaust gas flowing through the upstream exhaust pipe 25a is attached to the upstream exhaust pipe 25a. The fuel addition nozzle 38 is connected to the fuel pump 9 via a fuel pipe (not shown), and a part of the fuel discharged from the fuel pump 9 is supplied to the fuel addition nozzle 38. still,
The fuel addition nozzle 38 is a nozzle that opens and injects fuel when a drive current is applied, similarly to the fuel injection valve 3.

【0063】前記下流側排気管25bにおいて排気浄化
機構29の直下流に位置する部位には、該下流側排気管
25b内を流れる排気の流量を調節する排気絞り弁33
が取り付けられている。
An exhaust throttle valve 33 for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the downstream exhaust pipe 25b is provided at a portion of the downstream exhaust pipe 25b located immediately downstream of the exhaust purification mechanism 29.
Is attached.

【0064】前記排気絞り弁33には、該排気絞り弁3
3を開閉駆動する排気絞り用アクチュエータ34が取り
付けられている。前記排気絞り用アクチュエータ34
は、電磁力もしくは負圧等を利用して前記排気絞り弁3
3を開閉駆動するアクチュエータである。
The exhaust throttle valve 33 includes the exhaust throttle valve 3.
An exhaust throttle actuator 34 for opening and closing the opening 3 is mounted. The exhaust throttle actuator 34
Is the exhaust throttle valve 3 using electromagnetic force or negative pressure.
3 is an actuator for opening and closing the actuator 3.

【0065】このように構成された排気系では、内燃機
関1の各気筒2の燃焼室で燃焼された既燃ガスは、各気
筒2の排気ポートを介して排気枝管24へ排出され、次
いで排気枝管24の各枝管から集合管を通って遠心過給
機19のタービンハウジング19b内に流入する。
In the exhaust system configured as described above, the burned gas burned in the combustion chamber of each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is discharged to the exhaust branch pipe 24 through the exhaust port of each cylinder 2 and then discharged. From each branch pipe of the exhaust branch pipe 24, it flows into the turbine housing 19b of the centrifugal supercharger 19 through the collecting pipe.

【0066】遠心過給機19のタービンハウジング19
b内に排気が流入すると、排気の熱エネルギが前記ター
ビンハウジング19b内に回転自在に支持されたタービ
ンホイールの回転エネルギに変換される。タービンホイ
ールの回転エネルギは、前述のコンプレッサハウジング
19aのコンプレッサホイールへ伝達され、コンプレッ
サホイールは、前記タービンホイールから伝達された回
転エネルギによって新気を圧縮する。
The turbine housing 19 of the centrifugal supercharger 19
When the exhaust gas flows into the turbine housing 19b, the thermal energy of the exhaust gas is converted into rotational energy of a turbine wheel rotatably supported in the turbine housing 19b. The rotational energy of the turbine wheel is transmitted to the compressor wheel of the compressor housing 19a, and the compressor wheel compresses fresh air by the rotational energy transmitted from the turbine wheel.

【0067】その際、コンプレッサハウジング19a内
で圧縮された新気の圧力(過給圧)が所定圧以上まで上
昇すると、その過給圧が作動圧通路28を介してウェス
トゲートバルブ27のアクチュエータ27bへ印加さ
れ、アクチュエータ27bが弁体27aを開弁駆動する
ことになる。
At this time, when the pressure (supercharging pressure) of the fresh air compressed in the compressor housing 19a rises to a predetermined pressure or higher, the supercharging pressure is increased via the operating pressure passage 28 to the actuator 27b of the waste gate valve 27. And the actuator 27b drives the valve 27a to open.

【0068】ウェストゲートバルブ27の弁体27aが
開弁されると、排気枝管24を流れる排気の一部がター
ビンバイパス通路26を介して上流側排気管25aへ流
れるため、タービンハウジング19bに流入する排気の
流量が減少し、タービンハウジング19b内に流入する
排気の熱エネルギ、言い換えれば、タービンハウジング
19bにおいてタービンホイールの回転エネルギに変換
される熱エネルギが減少する。この結果、タービンホイ
ールからコンプレッサホイールへ伝達される回転エネル
ギが減少し、過給圧の過剰な上昇が抑制される。
When the valve body 27a of the waste gate valve 27 is opened, a part of the exhaust gas flowing through the exhaust branch pipe 24 flows to the upstream exhaust pipe 25a via the turbine bypass passage 26, and flows into the turbine housing 19b. Therefore, the heat energy of the exhaust gas flowing into the turbine housing 19b, in other words, the heat energy converted into the rotational energy of the turbine wheel in the turbine housing 19b decreases. As a result, the rotational energy transmitted from the turbine wheel to the compressor wheel decreases, and an excessive increase in the supercharging pressure is suppressed.

【0069】前記タービンハウジング19bから上流側
排気管25aへ排出された排気、及び、タービンバイパ
ス通路26から上流側排気管25aへ導かれた排気は、
上流側排気管25aから排気浄化機構29へ流入する。
排気浄化機構29に流入した排気は、該排気に含まれる
煤などの微粒子を浄化又は除去された後に下流側排気管
25bへ排出され、下流側排気管25bを通って大気中
に放出される。
The exhaust gas discharged from the turbine housing 19b to the upstream exhaust pipe 25a and the exhaust gas guided from the turbine bypass passage 26 to the upstream exhaust pipe 25a are:
The gas flows into the exhaust gas purification mechanism 29 from the upstream exhaust pipe 25a.
The exhaust gas that has flowed into the exhaust purification mechanism 29 is discharged to the downstream exhaust pipe 25b after purifying or removing fine particles such as soot contained in the exhaust gas, and is discharged to the atmosphere through the downstream exhaust pipe 25b.

【0070】また、排気枝管24には、排気再循環通路
(EGR通路)100が接続され、このEGR通路10
0は、前記吸気枝管14に接続されている。前記EGR
通路100と前記吸気枝管14との接続部位には、前記
吸気枝管14における前記EGR通路100の開口端を
開閉するEGR弁101が設けられている。前記EGR
弁101は、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさ
に応じて開度を変更することが可能となっている。
The exhaust branch pipe 24 is connected to an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 100.
0 is connected to the intake branch pipe 14. The EGR
An EGR valve 101 that opens and closes an open end of the EGR passage 100 in the intake branch pipe 14 is provided at a connection portion between the passage 100 and the intake branch pipe 14. The EGR
The valve 101 is configured by an electromagnetic valve or the like, and can change an opening degree according to the magnitude of applied power.

【0071】前記EGR通路100の途中には、該EG
R通路100内を流れる排気(以下、EGRガスと称す
る)を冷却するためのEGRクーラ103が設けられて
いる。
In the middle of the EGR passage 100, the EG
An EGR cooler 103 for cooling exhaust gas (hereinafter, referred to as EGR gas) flowing in the R passage 100 is provided.

【0072】前記EGRクーラ103には、2本の配管
104、105が接続され、これら2本の配管104、
105は、内燃機関1の冷却水が持つ熱を大気中に放熱
するためのラジエター106と接続されている。
Two pipes 104 and 105 are connected to the EGR cooler 103, and these two pipes 104 and 105 are connected to each other.
105 is connected to a radiator 106 for radiating the heat of the cooling water of the internal combustion engine 1 to the atmosphere.

【0073】前記した2本の配管104、105のうち
の一方の配管104は、前記ラジエター106において
冷却された冷却水の一部を前記EGRクーラ103へ導
くための配管であり、もう一方の配管105は、前記E
GRクーラ103内を循環した後の冷却水を前記ラジエ
ター106へ導くための配管である。尚、以下では、前
記配管104を冷却水導入管104と称し、前記配管1
05を冷却水導出管105と称するものとする。
One of the two pipes 104, 105 is a pipe for guiding a part of the cooling water cooled in the radiator 106 to the EGR cooler 103, and the other pipe 104. 105 is the E
This is a pipe for guiding the cooling water circulated in the GR cooler 103 to the radiator 106. In the following, the pipe 104 is referred to as a cooling water introduction pipe 104, and the pipe 1
05 is referred to as a cooling water outlet pipe 105.

【0074】前記冷却水導出管105の途中には、該冷
却水導出管105内の流路を開閉する開閉弁107が設
けられている。この開閉弁107は、駆動電力が印加さ
れたときに開弁する電磁駆動弁などで構成されている。
An opening / closing valve 107 for opening and closing a flow passage in the cooling water outlet pipe 105 is provided in the cooling water outlet pipe 105. The on-off valve 107 is configured by an electromagnetically driven valve or the like that opens when drive power is applied.

【0075】このように構成された排気再循環機構(E
GR機構)では、EGR弁101が開弁されるとEGR
通路100が導通状態となり、排気枝管24内を流れる
排気の一部が前記EGR通路100を通って吸気枝管1
4へ導かれる。
The exhaust gas recirculation mechanism (E
In the GR mechanism, when the EGR valve 101 is opened, the EGR
The passage 100 becomes conductive, and a part of the exhaust gas flowing in the exhaust branch pipe 24 passes through the EGR passage 100 and the intake branch pipe 1
It is led to 4.

【0076】その際、開閉弁107が開弁状態にある
と、ラジエター106と冷却水導入管104とEGRク
ーラ103と冷却水導出管105とを結ぶ循環経路が導
通状態となり、ラジエター106で冷却された冷却水が
EGRクーラ103を循環することになる。その結果、
EGRクーラ103では、EGR通路100内を流れる
EGRガスとEGRクーラ103内を循環する冷却水と
の間で熱交換が行われ、EGRガスが冷却される。
At this time, when the on-off valve 107 is in the open state, the circulation path connecting the radiator 106, the cooling water introduction pipe 104, the EGR cooler 103, and the cooling water outlet pipe 105 becomes conductive, and is cooled by the radiator 106. The cooled water circulates through the EGR cooler 103. as a result,
In the EGR cooler 103, heat exchange is performed between the EGR gas flowing in the EGR passage 100 and the cooling water circulating in the EGR cooler 103, and the EGR gas is cooled.

【0077】EGR通路100を介して排気枝管24か
ら吸気枝管14へ還流されたEGRガスは、吸気枝管1
4の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒2
の燃焼室へ導かれ、前記燃料噴射弁3から噴射される燃
料を着火源として燃焼される。
The EGR gas recirculated from the exhaust branch pipe 24 to the intake branch pipe 14 through the EGR passage 100 is supplied to the intake branch pipe 1
Each cylinder 2 while mixing with fresh air flowing from the upstream of 4
And the fuel injected from the fuel injection valve 3 is combusted as an ignition source.

【0078】ここで、EGRガスには、水(H2O)や
二酸化炭素(CO2)などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含ま
れている。このため、EGRガスが混合気中に含有され
ると、混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物
(NOx)の発生量が抑制される。
Here, the EGR gas contains an inert gas component such as water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) which does not burn itself and has endothermic properties, such as water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ). ing. Therefore, when the EGR gas is contained in the air-fuel mixture, the combustion temperature of the air-fuel mixture is lowered, and the amount of generated nitrogen oxides (NO x ) is suppressed.

【0079】更に、EGRクーラ103においてEGR
ガスが冷却された場合は、EGRガス自体の温度が低下
するとともにEGRガスの体積が縮小されるため、EG
Rガスが燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲
気温度が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼
室内に供給される新気の量(新気の体積)が不要に減少
することがない。
Further, the EGR cooler 103
When the gas is cooled, the temperature of the EGR gas itself decreases, and the volume of the EGR gas decreases.
When the R gas is supplied into the combustion chamber, the ambient temperature in the combustion chamber does not unnecessarily increase, and the amount of fresh air (volume of fresh air) supplied into the combustion chamber is unnecessarily reduced. Absent.

【0080】次に、前述した排気浄化機構29の具体的
な構成について述べる。排気浄化機構29は、図2及び
図3に示すように、煤などの微粒子を酸化する機能を有
するパティキュレートフィルタ22が装填されたケーシ
ング23を備えている。このケーシング23には、上流
側排気管25aから分岐してパティキュレートフィルタ
22の一側の面に臨む第1の排気通路76と、上流側排
気管25aから分岐してパティキュレートフィルタ22
の他側の面に臨む第2の排気通路77とが形成されると
ともに、前記パティキュレートフィルタ22の温度に対
応した電気信号を出力するフィルタ温度センサ39が取
り付けられている。
Next, a specific configuration of the exhaust gas purifying mechanism 29 will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the exhaust gas purifying mechanism 29 includes a casing 23 in which a particulate filter 22 having a function of oxidizing fine particles such as soot is loaded. The casing 23 includes a first exhaust passage 76 branched from the upstream exhaust pipe 25a and facing one surface of the particulate filter 22, and a first exhaust passage 76 branched from the upstream exhaust pipe 25a.
A second exhaust passage 77 facing the other surface is formed, and a filter temperature sensor 39 for outputting an electric signal corresponding to the temperature of the particulate filter 22 is attached.

【0081】続いて、排気浄化機構29は、上流側排気
管25aから第1及び第2の排気通路76、77へ分岐
する部位から前記パティキュレートフィルタ22を経由
せずに下流側排気管25bへ排気を導くフィルタバイパ
ス通路73を備えている。
Subsequently, the exhaust gas purifying mechanism 29 is connected to the downstream exhaust pipe 25b from a portion branched from the upstream exhaust pipe 25a to the first and second exhaust passages 76 and 77 without passing through the particulate filter 22. A filter bypass passage 73 for guiding exhaust gas is provided.

【0082】第1の排気通路76と第2の排気通路77
とフィルタバイパス通路73との分岐点には、排気切換
弁71が設けられている。前記排気切換弁71は、負圧
式アクチュエータやステッパモータ等からなる排気切換
用アクチュエータ72によって駆動される弁体71aを
備え、第1の排気通路76を選択してパティキュレート
フィルタ22の一側から他側へ向かう排気の流れ(順
流)と、第2の排気通路77を選択してパティキュレー
トフィルタ22の他側から一側へ向かう排気の流れ(逆
流)と、フィルタバイパス通路73を選択してパティキ
ュレートフィルタを迂回する排気の流れ(バイパス流)
とを切換え可能になっている。このように排気切換弁7
1とフィルタバイパス通路73とは、本発明に係る排気
流れ切換手段を実現する。
First exhaust passage 76 and second exhaust passage 77
An exhaust switching valve 71 is provided at a branch point between the filter and the filter bypass passage 73. The exhaust switching valve 71 includes a valve body 71a driven by an exhaust switching actuator 72 composed of a negative pressure actuator, a stepper motor, or the like, selects the first exhaust passage 76, and switches the first exhaust passage 76 from one side of the particulate filter 22 to the other. The flow of exhaust toward the side (forward flow), the flow of exhaust toward the one side from the other side of the particulate filter 22 by selecting the second exhaust passage 77 (backflow), and the flow of exhaust Exhaust flow bypassing the curated filter (bypass flow)
And can be switched. Thus, the exhaust switching valve 7
1 and the filter bypass passage 73 realize an exhaust flow switching means according to the present invention.

【0083】ここで、パティキュレートフィルタ22を
収容するケーシング23は、図3に示すように、フィル
タバイパス通路73の真上に位置するよう配置され、ケ
ーシング23の両側に上流側排気管25aから分岐した
第1の排気通路76と第2の排気通路77が接続される
形となっている。ケーシング23内のパティキュレート
フィルタ22は、排気の通過方向を長さ方向と仮定した
場合に、長さ方向に直交する幅方向の長さが長さ方向の
長さより長くなるよう形成されている。このような構成
によれば、排気浄化機構29を車両へ搭載する際に必要
となるスペースを小さくすることができる。
As shown in FIG. 3, the casing 23 containing the particulate filter 22 is disposed right above the filter bypass passage 73, and branches off from the upstream exhaust pipe 25a on both sides of the casing 23. The first exhaust passage 76 and the second exhaust passage 77 are connected. The particulate filter 22 in the casing 23 is formed such that the length in the width direction orthogonal to the length direction is longer than the length in the length direction, assuming that the passage direction of the exhaust gas is the length direction. According to such a configuration, the space required when mounting the exhaust purification mechanism 29 on a vehicle can be reduced.

【0084】上記した排気浄化機構29では、排気切換
弁71の弁体71aが図2の破線で示す順流位置にある
ときは、上流側排気管25aと第1の排気通路76とが
導通するとともに、第2の排気通路77とフィルタバイ
パス通路73とが導通することになるため、排気は、上
流側排気管25a→第1の排気通路76→パティキュレ
ートフィルタ22→第2の排気通路77→フィルタバイ
パス通路73→下流側排気管25bの順に流れる。
In the exhaust gas purifying mechanism 29 described above, when the valve body 71a of the exhaust gas switching valve 71 is located at the forward flow position shown by the broken line in FIG. 2, the upstream exhaust pipe 25a and the first exhaust passage 76 are connected. Since the second exhaust passage 77 and the filter bypass passage 73 are electrically connected to each other, the exhaust gas is discharged from the upstream exhaust pipe 25a → the first exhaust passage 76 → the particulate filter 22 → the second exhaust passage 77 → the filter. The air flows in the order of the bypass passage 73 → the downstream exhaust pipe 25b.

【0085】排気浄化機構29では、排気切換弁71の
弁体71aが図2の実線で示す逆流位置にあるときは、
上流側排気管25aと第2の排気通路77とが導通する
とともに、第1の排気通路76とフィルタバイパス通路
73とが導通することになるため、排気は、上流側排気
管25a→第2の排気通路77→パティキュレートフィ
ルタ22→第1の排気通路76→フィルタバイパス通路
73→下流側排気管25bの順に流れる。
In the exhaust gas purifying mechanism 29, when the valve body 71a of the exhaust gas switching valve 71 is at the reverse flow position shown by the solid line in FIG.
Since the upstream exhaust pipe 25a and the second exhaust passage 77 conduct, and the first exhaust passage 76 and the filter bypass passage 73 conduct, the exhaust gas flows from the upstream exhaust pipe 25a to the second exhaust pipe 25a. The gas flows in the order of the exhaust passage 77 → the particulate filter 22 → the first exhaust passage 76 → the filter bypass passage 73 → the downstream exhaust pipe 25b.

【0086】排気浄化機構29では、排気切換弁71の
弁体71aが図4に示すように上流側排気管25aの軸
線と平行となる中立位置にあるときは、上流側排気管2
5aが直接フィルタバイパス通路73と導通するため、
排気の流れは、上流側排気管25aからパティキュレー
トフィルタ22を経由せずにフィルタバイパス通路73
へ流れるバイパス流となる。以下、弁体71aの中立位
置をバイパス流位置と称する。
In the exhaust gas purifying mechanism 29, when the valve body 71a of the exhaust gas switching valve 71 is at the neutral position parallel to the axis of the upstream exhaust pipe 25a as shown in FIG.
5a directly communicates with the filter bypass passage 73,
The exhaust gas flows from the upstream exhaust pipe 25a to the filter bypass passage 73 without passing through the particulate filter 22.
It becomes the bypass flow which flows to. Hereinafter, the neutral position of the valve body 71a is referred to as a bypass flow position.

【0087】排気切換弁71の弁体71aの位置が順流
位置と逆流位置とに交互に切り換えられた場合は、排気
浄化機構29における排気の流れが順流と逆流とを交互
に繰り返すことになり、煤などの微粒子がパティキュレ
ートフィルタ22の基材内を活発に動き回ることになる
ため、微粒子の酸化が促進され、以て微粒子の浄化が効
率よく行われることになる。
When the position of the valve body 71a of the exhaust switching valve 71 is alternately switched between the forward flow position and the reverse flow position, the flow of exhaust gas in the exhaust gas purifying mechanism 29 alternates between forward flow and reverse flow. Since fine particles such as soot actively move around in the base material of the particulate filter 22, oxidation of the fine particles is promoted, so that the fine particles are efficiently purified.

【0088】図5(A)は、パティキュレートフィルタ
22に一方向からのみ排気を流す場合のイメージを示し
た図であり、微粒子は、パティキュレートフィルタ22
の一方の面にのみ蓄積して殆ど動き回ることが無く、排
気抵抗を増大させる原因となるだけでなく、微粒子の浄
化を妨げることになる。
FIG. 5A is a view showing an image in the case where exhaust gas is supplied to the particulate filter 22 from only one direction.
And accumulates only on one surface, and hardly moves around, not only causing an increase in exhaust resistance but also hindering the purification of fine particles.

【0089】図5(B)は、パティキュレートフィルタ
22に双方向から排気を流す場合のイメージを示した図
であり、微粒子は、パティキュレートフィルタ22の両
面で順流方向と逆流方向に撹乱されるので、パティキュ
レートフィルタ22の両面で、あるいは、パティキュレ
ートフィルタ22の基材内部で動き回ることになる。そ
の結果、パティキュレートフィルタ22の略全域の活性
点で微粒子が酸化されるようになるため、微粒子の蓄積
が抑制され、排気抵抗の増加を避けることができる。
FIG. 5B is a view showing an image in the case where exhaust gas flows from the bidirectional direction to the particulate filter 22. The fine particles are disturbed in both the forward flow direction and the reverse flow direction on both surfaces of the particulate filter 22. Therefore, it moves around on both sides of the particulate filter 22 or inside the base material of the particulate filter 22. As a result, the fine particles are oxidized at substantially the entire active points of the particulate filter 22, so that the accumulation of the fine particles is suppressed, and an increase in exhaust resistance can be avoided.

【0090】ここで、本実施の形態に係るパティキュレ
ートフィルタ22の具体的な構造について述べる。図6
は、パティキュレートフィルタ22の構造を示す図であ
り、図6の(A)はパティキュレートフィルタ22の正
面図を示しており、(B)はパティキュレートフィルタ
22の側面断面図を示している。
Here, a specific structure of the particulate filter 22 according to the present embodiment will be described. FIG.
FIGS. 6A and 6B are views showing the structure of the particulate filter 22, FIG. 6A is a front view of the particulate filter 22, and FIG. 6B is a side sectional view of the particulate filter 22.

【0091】図6(A)および(B)に示すように、パ
ティキュレートフィルタ22は、一側の端部が栓52に
より閉塞された第1排気流路50と、他側の端部が栓5
3により閉塞された第2排気流路51とが隔壁54を介
して交互に且つハニカム状に配置された、多孔質の基材
からなるウォールフロー型のフィルタである。尚、パテ
ィキュレートフィルタ22の基材としては、コージェラ
イト等を例示することができる。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the particulate filter 22 has a first exhaust passage 50 whose one end is closed by a plug 52, and a 5
This is a wall-flow-type filter made of a porous base material in which the second exhaust flow paths 51 closed by 3 are alternately arranged in a honeycomb shape via partition walls 54. In addition, as a base material of the particulate filter 22, cordierite or the like can be exemplified.

【0092】このように構成されたパティキュレートフ
ィルタ22では、排気の流れが順流である場合は、第1
排気流路50内に流入した排気が図6(B)中の矢印で
示すように周囲の隔壁54の細孔を通って隣接する第2
排気流路51内へ流れることになる。
In the particulate filter 22 configured as described above, when the flow of exhaust gas is a forward flow, the first
Exhaust that has flowed into the exhaust flow path 50 passes through the pores of the surrounding partition wall 54 as shown by arrows in FIG.
It will flow into the exhaust passage 51.

【0093】尚、本実施の形態では、パティキュレート
フィルタ22の隔壁54の表面上、及び隔壁54の細孔
の内壁面に、アルミナ等からなる担体の層が形成されて
おり、この担体上に貴金属触媒と活性酸素放出剤とが担
持されている。
In the present embodiment, a carrier layer made of alumina or the like is formed on the surface of the partition wall 54 of the particulate filter 22 and on the inner wall surface of the pores of the partition wall 54. A noble metal catalyst and an active oxygen releasing agent are supported.

【0094】前記した貴金属触媒は、微粒子を酸化する
能力を有する物質であり、そのような貴金属触媒として
は、白金Ptを例示することができる。前記活性酸素放
出剤は、活性酸素を放出して貴金属触媒による微粒子の
酸化を促進するものであり、好ましくは、該活性酸素放
出剤の周囲が酸素過剰雰囲気のときは酸素を取り込んで
保持するとともに、該活性酸素放出剤の周囲の酸素濃度
が低下したときは保持していた酸素を活性酸素の形で放
出するものである。
The above-mentioned noble metal catalyst is a substance having an ability to oxidize fine particles, and examples of such a noble metal catalyst include platinum Pt. The active oxygen releasing agent releases active oxygen and promotes oxidation of the fine particles by the noble metal catalyst.Preferably, when the surroundings of the active oxygen releasing agent are in an oxygen excess atmosphere, oxygen is taken in and held. When the oxygen concentration around the active oxygen releasing agent is reduced, the retained oxygen is released in the form of active oxygen.

【0095】前記したような活性酸素放出剤としては、
例えば、カリウムK、ナトリウムNa、リチウムLi、
セシウムCs、ルビジウムRbのようなアルカリ金属、
バリウムBa、カルシウムCa、ストロンチウムSrの
ようなアルカリ土類金属、ランタンLa、イットリウム
Yのような希土類、および遷移金属から選ばれた少くと
も一つから構成されるものを例示することができる。
As the active oxygen releasing agent as described above,
For example, potassium K, sodium Na, lithium Li,
Alkali metals such as cesium Cs and rubidium Rb;
Examples thereof include those composed of at least one selected from alkaline earth metals such as barium Ba, calcium Ca and strontium Sr, rare earths such as lanthanum La and yttrium Y, and transition metals.

【0096】但し、パティキュレートフィルタ22に用
いられる活性酸素放出剤としては、カルシウムCaより
もイオン化傾向の高いアルカリ金属又はアルカリ土類金
属、即ちカリウムK、リチウムLi、セシウムCs、ル
ビジウムRb、バリウムBa、ストロンチウムSr等か
ら構成されたものが好ましい。
However, the active oxygen releasing agent used in the particulate filter 22 is an alkali metal or alkaline earth metal having a higher ionization tendency than calcium Ca, that is, potassium K, lithium Li, cesium Cs, rubidium Rb, barium Ba. , Strontium Sr or the like is preferable.

【0097】これは、排気中にカルシウムCaが含まれ
ている場合に、カルシウムCaがパティキュレートフィ
ルタ22上で硫黄酸化物と反応して硫酸カルシウムCa
SO 4のような熱分解されにくい物質を生成するのを防
止し、硫酸カルシウムCaSO4に起因したパティキュ
レートフィルタ22の目詰まりを防止するためである。
This is because calcium Ca is contained in the exhaust gas.
The calcium Ca
Reacts with sulfur oxides on calcium sulfate Ca
SO FourPrevents the formation of substances that are difficult to decompose, such as
Stop, calcium sulfate CaSOFourParticipation caused by
This is to prevent the rate filter 22 from being clogged.

【0098】ここで、アルミナからなる担体上に白金P
tとカリウムKとが担持されたパティキュレートフィル
タ22を例に挙げて、排気浄化機構29の微粒子浄化メ
カニズムについて説明する。尚、以下で述べる活性酸素
放出剤の機能は、カリウムK以外のアルカリ金属、アル
カリ土類金属、希土類、或いは遷移金属を用いても同様
となる。
Here, platinum P was placed on a carrier made of alumina.
The particulate purification mechanism of the exhaust purification mechanism 29 will be described by taking the particulate filter 22 carrying t and potassium K as an example. The function of the active oxygen releasing agent described below is the same even when an alkali metal other than potassium K, an alkaline earth metal, a rare earth, or a transition metal is used.

【0099】本実施の形態に係る内燃機関1のような圧
縮着火式の内燃機関では、大部分の運転領域において空
気過剰状態の混合気が燃焼されるため、内燃機関1から
排出される排気は比較的多量の酸素を含有していること
になる。また、混合気が燃焼する際には、NOやSO2
が発生するため、内燃機関1から排出される排気にはN
O及びSO2も含有されることになる。この結果、パテ
ィキュレートフィルタ22には、過剰酸素、NO、及び
SO2を含有した排気が流入することになる。
In a compression ignition type internal combustion engine such as the internal combustion engine 1 according to the present embodiment, the air-fuel mixture in an excess air state is burned in most of the operating range, so that the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 is discharged. It will contain a relatively large amount of oxygen. When the air-fuel mixture burns, NO or SO 2
Is generated, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 contains N
O and SO 2 will also be included. As a result, exhaust gas containing excess oxygen, NO, and SO 2 flows into the particulate filter 22.

【0100】図7の(A)及び(B)は、パティキュレ
ートフィルタ22における排気接触面の拡大図を模式的
に表した図である。パティキュレートフィルタ22に排
気が流入すると、図7(A)に示すように、排気中の酸
素O2がO2 -又はO2-の形で白金Pt60の表面に付着
する。排気中のNOは、白金Pt60の表面上でO2 -
はO2-と反応してNO2となる(2NO+O2 →2NO
2 )。
FIGS. 7A and 7B are schematic views showing enlarged views of the exhaust contact surface of the particulate filter 22. FIG. When the exhaust gas flows into the particulate filter 22, the oxygen O 2 in the exhaust gas adheres to the surface of the platinum Pt 60 in the form of O 2 or O 2− as shown in FIG. NO in the exhaust gas reacts with O 2 or O 2− on the surface of the platinum Pt 60 to form NO 2 (2NO + O 2 → 2NO).
2 ).

【0101】続いて、NO2の一部は、白金Pt60の
表面上で酸化されつつ活性酸素放出剤61内に吸収さ
れ、カリウムKと結合しながら硝酸イオンNO3 -の形で
活性酸素放出剤61内に拡散する。その際、一部の硝酸
イオンNO3 -が硝酸カリウムKNO3を形成する。
[0102] Then, part of the NO 2 while being oxidized on the surface of the platinum Pt60 is absorbed in the active oxygen release agent 61, the nitrate ions NO while bonding with the potassium K 3 - in the form of active oxygen release agent It diffuses into 61. At that time, part of the nitrate ions NO 3 - to form potassium nitrate KNO 3.

【0102】また、排気中に含まれているSO2もNO
と同様なメカニズムによって活性酸素放出剤61内に吸
収される。即ち、酸素O2がO2 -又はO2-の形で白金P
t60の表面に付着しているため、排気中のSO2が白
金Pt60の表面上でO2 -又はO2-と反応してSO3
形成する。
Also, the SO 2 contained in the exhaust gas is NO
Is absorbed into the active oxygen releasing agent 61 by the same mechanism as described above. That is, the oxygen O 2 is O 2 - or platinum P in O 2- in the form
Since it is attached to the surface of t60, SO 2 in the exhaust gas reacts with O 2 or O 2− on the surface of platinum Pt 60 to form SO 3 .

【0103】続いて、SO3の一部は、白金Pt60の
表面上で更に酸化されつつ活性酸素放出剤61内に吸収
され、カリウムKと結合しながら硫酸イオンSO4 2-
形で活性酸素放出剤61内に拡散する。その際、一部の
硫酸イオンSO4 2-が硫酸カリウムK2SO4を形成す
る。
Subsequently, a part of the SO 3 is absorbed into the active oxygen releasing agent 61 while being further oxidized on the surface of the platinum Pt 60, and combined with the potassium K to form the active oxygen in the form of sulfate ion SO 4 2−. It diffuses into the release agent 61. At that time, a part of the sulfate ions SO 4 2- forms potassium sulfate K 2 SO 4 .

【0104】このようにして活性酸素放出剤61内には
硝酸カリウムKNO3 および硫酸カリウムK2SO4
形成されることになる。一方、内燃機関1において混合
気が燃焼する際には、主にカーボンCからなる微粒子が
生成されるため、内燃機関1から排出される排気には微
粒子が含まれていることになる。
Thus, potassium nitrate KNO 3 and potassium sulfate K 2 SO 4 are formed in the active oxygen releasing agent 61. On the other hand, when the air-fuel mixture burns in the internal combustion engine 1, fine particles mainly composed of carbon C are generated, so that the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 contains fine particles.

【0105】上記したような微粒子を含有した排気がパ
ティキュレートフィルタ22に流入すると、図7(B)
に示すように、排気中の微粒子62が担体層の表面、例
えば活性酸素放出剤61の表面上に衝突して付着する。
When the exhaust gas containing the fine particles as described above flows into the particulate filter 22, the exhaust gas shown in FIG.
As shown in (2), the fine particles 62 in the exhaust collide and adhere to the surface of the carrier layer, for example, the surface of the active oxygen releasing agent 61.

【0106】このように微粒子62が活性酸素放出剤6
1の表面上に付着すると、活性酸素放出剤61と微粒子
62との接触面において酸素濃度が低下するため、活性
酸素放出剤61内の酸素が微粒子62との接触面に向け
て移動しようとする。その結果、活性酸素放出剤61内
に形成されていた硝酸カリウムKNO3がカリウムKと
酸素OとNOとに分解され、酸素Oが微粒子62との接
触面に向かい、NOが活性酸素放出剤61から外部に放
出される。活性酸素放出剤61から放出されたNOは下
流側の白金Pt上において酸化され、再び活性酸素放出
剤61内に吸収される。
As described above, the fine particles 62 form the active oxygen releasing agent 6
When it adheres on the surface of No. 1, the oxygen concentration in the contact surface between the active oxygen releasing agent 61 and the fine particles 62 decreases, so that oxygen in the active oxygen releasing agent 61 tends to move toward the contact surface with the fine particles 62. . As a result, the potassium nitrate KNO 3 formed in the active oxygen releasing agent 61 is decomposed into potassium K, oxygen O and NO, and the oxygen O goes to the contact surface with the fine particles 62, and NO is released from the active oxygen releasing agent 61 Released outside. NO released from the active oxygen releasing agent 61 is oxidized on the platinum Pt on the downstream side, and is absorbed again in the active oxygen releasing agent 61.

【0107】その際、活性酸素放出剤61内に形成され
ていた硫酸カリウムK2SO4もカリウムKと酸素OとS
2とに分解され、酸素Oが微粒子62との接触面に向
かうことによってSO2が活性酸素放出剤61から外部
へ放出される。活性酸素放出剤61から放出されたSO
2は下流側の白金Pt上において酸化され、再び活性酸
素放出剤61内に吸収される。但し、硫酸カリウムK2
SO4は、安定しているために硝酸カリウムKNO3に比
して活性酸素を放出しづらい。
At this time, potassium sulfate K 2 SO 4 formed in the active oxygen releasing agent 61 also contains potassium K, oxygen O and S
O 2 is decomposed into O 2 and the oxygen O is directed toward the contact surface with the fine particles 62, so that SO 2 is released from the active oxygen releasing agent 61 to the outside. SO released from the active oxygen releasing agent 61
2 is oxidized on platinum Pt on the downstream side, and is again absorbed in the active oxygen releasing agent 61. However, potassium sulfate K 2
Since SO 4 is stable, it is hard to release active oxygen compared to potassium nitrate KNO 3 .

【0108】一方、活性酸素放出剤61内において微粒
子62との接触面へ移動する酸素Oは、硝酸カリウムK
NO3や硫酸カリウムK2SO4のような化合物から分解
された酸素であるため、化学反応を起こしやすい状態、
つまり活性状態にある。このような活性酸素が微粒子6
2と接触すると、微粒子62は、短時間のうちに輝炎を
発することなく酸化せしめられて完全に消滅する。
On the other hand, the oxygen O which moves to the contact surface with the fine particles 62 in the active oxygen releasing agent 61 is made of potassium nitrate K
Since it is oxygen decomposed from compounds such as NO 3 and potassium sulfate K 2 SO 4 , it is in a state where a chemical reaction is likely to occur,
That is, it is in an active state. Such active oxygen is fine particles 6
When the fine particles 62 come into contact with the particles 2, the fine particles 62 are oxidized within a short period of time without emitting a bright flame and completely disappear.

【0109】ここで、図1に戻り、上記したように構成
された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための
電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Uni
t)35が併設されている。このECU35は、内燃機
関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運
転状態を制御するユニットである。
Here, returning to FIG. 1, an electronic control unit (ECU: Electronic Control Uniform) for controlling the internal combustion engine 1 is provided in the internal combustion engine 1 configured as described above.
t) 35 is also provided. The ECU 35 is a unit that controls the operating state of the internal combustion engine 1 according to the operating conditions of the internal combustion engine 1 and the driver's requirements.

【0110】ECU35には、クランクポジションセン
サ4、水温センサ5、燃料圧センサ13、エアフローメ
ータ17、吸気温度センサ18、スロットルポジション
センサ21b、フィルタ温度センサ39に加えて、車両
の室内に設けられたアクセルペダル36の操作量(アク
セル開度)に対応した電気信号を出力するアクセルポジ
ションセンサ37が電気的に接続され、上記した各セン
サの出力信号がECU35に入力されるようになってい
る。
The ECU 35 is provided in the vehicle compartment in addition to the crank position sensor 4, the water temperature sensor 5, the fuel pressure sensor 13, the air flow meter 17, the intake air temperature sensor 18, the throttle position sensor 21b, and the filter temperature sensor 39. An accelerator position sensor 37 that outputs an electric signal corresponding to the operation amount (accelerator opening) of the accelerator pedal 36 is electrically connected, and the output signals of the above-described sensors are input to the ECU 35.

【0111】一方、ECU35には、燃料噴射弁3、燃
料ポンプ9、スロットル用アクチュエータ21a、排気
絞り用アクチュエータ34、燃料添加ノズル38、排気
切換用アクチュエータ72、EGR弁101、開閉弁1
07等が電気的に接続され、ECU35が上記した各部
を制御することが可能になっている。
On the other hand, the ECU 35 includes the fuel injection valve 3, the fuel pump 9, the throttle actuator 21a, the exhaust throttle actuator 34, the fuel addition nozzle 38, the exhaust switching actuator 72, the EGR valve 101, the on-off valve 1
07 and the like are electrically connected, so that the ECU 35 can control each unit described above.

【0112】ここで、ECU35は、図8に示すよう
に、双方向性バス40によって相互に接続された、CP
U41と、ROM42と、RAM43と、バックアップ
RAM44と、入力ポート45と、出力ポート46とを
備えるとともに、前記入力ポート45に接続されたA/
Dコンバータ(A/D)47を備えている。
Here, as shown in FIG. 8, the ECU 35 connects the CPs connected to each other by a bidirectional bus 40.
U41, ROM42, RAM43, backup RAM44, input port 45, and output port 46.
A D converter (A / D) 47 is provided.

【0113】前記入力ポート45は、クランクポジショ
ンセンサ4のようにデジタル信号形式の信号を出力する
センサの出力信号を入力し、それらの出力信号を双方向
性バス40を介してCPU41やRAM43へ送信す
る。
The input port 45 receives an output signal of a sensor that outputs a digital signal such as the crank position sensor 4 and transmits the output signal to the CPU 41 and the RAM 43 via the bidirectional bus 40. I do.

【0114】前記入力ポート45は、水温センサ5、燃
料圧センサ13、エアフローメータ17、吸気温度セン
サ18、スロットルポジションセンサ21b、アクセル
ポジションセンサ37、フィルタ温度センサ39等のよ
うに、アナログ信号形式の信号を出力するセンサの出力
信号をA/D47を介して入力し、それらの出力信号を
双方向性バス40を介してCPU41やRAM43へ送
信する。
The input port 45 has an analog signal format such as the water temperature sensor 5, the fuel pressure sensor 13, the air flow meter 17, the intake air temperature sensor 18, the throttle position sensor 21b, the accelerator position sensor 37, the filter temperature sensor 39 and the like. An output signal of a sensor that outputs a signal is input via the A / D 47, and the output signal is transmitted to the CPU 41 or the RAM 43 via the bidirectional bus 40.

【0115】前記出力ポート46は、燃料噴射弁3、燃
料ポンプ9、スロットル用アクチュエータ21a、排気
絞り用アクチュエータ34、燃料添加ノズル38、排気
切換用アクチュエータ72、EGR弁101、開閉弁1
07等と図示しない駆動回路を介して電気的に接続さ
れ、CPU41から出力される制御信号を前記した各部
へ送信する。
The output port 46 includes the fuel injection valve 3, the fuel pump 9, the throttle actuator 21a, the exhaust throttle actuator 34, the fuel addition nozzle 38, the exhaust switching actuator 72, the EGR valve 101, the on-off valve 1
07 and the like via a driving circuit (not shown), and transmits a control signal output from the CPU 41 to each of the above-described units.

【0116】前記ROM42は、燃料噴射弁3を制御す
るための燃料噴射制御ルーチン、燃料ポンプ9を制御す
るための燃料ポンプ制御ルーチン、スロットル弁21を
制御するためのスロットル制御ルーチン、排気絞り弁3
3を制御するための排気絞り制御ルーチン、EGR弁1
01を制御するためのEGR制御ルーチン、開閉弁10
7を制御するためのEGR冷却制御ルーチン、排気浄化
機構29を制御するための排気浄化制御ルーチン等の各
種アプリケーションプログラムを記憶している。
The ROM 42 includes a fuel injection control routine for controlling the fuel injection valve 3, a fuel pump control routine for controlling the fuel pump 9, a throttle control routine for controlling the throttle valve 21, and an exhaust throttle valve 3.
Throttle control routine for controlling the EGR valve 1
EGR control routine for controlling valve 01, on-off valve 10
Various application programs, such as an EGR cooling control routine for controlling the exhaust gas control unit 7 and an exhaust gas purification control routine for controlling the exhaust gas purification mechanism 29, are stored.

【0117】前記ROM42は、上記したアプリケーシ
ョンプログラムに加え、各種の制御マップを記憶してい
る。前記制御マップは、例えば、内燃機関1の運転状態
と基本燃料噴射量(基本燃料噴射時間)との関係を示す
燃料噴射量制御マップ、内燃機関1の運転状態と燃料噴
射終了時期との関係を示す燃料噴射終了時期制御マッ
プ、内燃機関1の運転状態とコモンレール7内の目標圧
力との関係を示すコモンレール圧制御マップ、コモンレ
ール7内の目標圧力と燃料ポンプ9の吐出量(燃料ポン
プ9の駆動電流量)との関係を示す燃料吐出圧力制御マ
ップ、内燃機関1の運転状態とスロットル弁21の目標
開度との関係を示すスロットル開度制御マップ、内燃機
関1の運転状態と排気絞り弁33の目標開度との関係を
示す排気絞り開度制御マップ、内燃機関1の運転状態と
EGR弁101の目標開度との関係を示すEGR弁開度
制御マップ、内燃機関1の運転状態とEGRクーラ10
3の作動時期(言い換えれば、開閉弁107の開弁時
期)との関係を示すクーラ作動時期制御マップ、内燃機
関1の運転状態と排気切換弁71の弁体の位置との関係
を示す排気切換弁開度制御マップ等である。
The ROM 42 stores various control maps in addition to the application programs described above. The control map includes, for example, a fuel injection amount control map indicating a relationship between an operation state of the internal combustion engine 1 and a basic fuel injection amount (basic fuel injection time), and a relation between an operation state of the internal combustion engine 1 and a fuel injection end timing. A fuel injection end timing control map, a common rail pressure control map indicating a relationship between an operating state of the internal combustion engine 1 and a target pressure in the common rail 7, a target pressure in the common rail 7 and a discharge amount of the fuel pump 9 (driving of the fuel pump 9). (Amount of current), a fuel discharge pressure control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the target opening of the throttle valve 21, the operating state of the internal combustion engine 1 and the exhaust throttle valve 33. EGR valve opening control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the target opening of the EGR valve 101, the exhaust throttle opening control map showing the relationship with the target opening of the internal combustion engine 1, Operating conditions and the EGR cooler 10
A cooler operation timing control map showing the relationship with the operation timing of No. 3 (in other words, the opening timing of the on-off valve 107), and exhaust switching showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the position of the valve element of the exhaust switching valve 71. It is a valve opening control map or the like.

【0118】前記RAM43は、各センサからの出力信
号やCPU41の演算結果等を格納する。前記演算結果
は、例えば、クランクポジションセンサ4がパルス信号
を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回転
数である。これらのデータは、クランクポジションセン
サ4がパルス信号を出力する都度、最新のデータに書き
換えられる。
The RAM 43 stores an output signal from each sensor, a calculation result of the CPU 41, and the like. The calculation result is, for example, an engine speed calculated based on a time interval at which the crank position sensor 4 outputs a pulse signal. These data are rewritten to the latest data every time the crank position sensor 4 outputs a pulse signal.

【0119】前記バックアップRAM44は、内燃機関
1の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリ
である。前記CPU41は、前記ROM42に記憶され
たアプリケーションプログラムに従って動作して、燃料
噴射制御、燃料ポンプ制御、スロットル制御、排気絞り
制御、EGR制御、EGR冷却制御を実行するととも
に、本発明の要旨となる排気浄化制御を実行する。
The backup RAM 44 is a nonvolatile memory capable of storing data even after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped. The CPU 41 operates in accordance with an application program stored in the ROM 42 to execute fuel injection control, fuel pump control, throttle control, exhaust throttle control, EGR control, and EGR cooling control. Execute purification control.

【0120】例えば、燃料噴射制御では、CPU41
は、先ず、燃料噴射弁3から噴射される燃料量を決定
し、次いで燃料噴射弁3から燃料を噴射する時期を決定
する。先ず、燃料噴射量を決定する場合は、CPU41
は、RAM43に記憶されている機関回転数とアクセル
ポジションセンサ37の出力信号(アクセル開度)とを
読み出し、それらアクセル開度と機関回転数とをパラメ
ータとして内燃機関1に対して要求されるトルクを算出
する。
For example, in the fuel injection control, the CPU 41
First, the amount of fuel injected from the fuel injection valve 3 is determined, and then the timing for injecting fuel from the fuel injection valve 3 is determined. First, when determining the fuel injection amount, the CPU 41
Reads the engine speed and the output signal (accelerator opening) of the accelerator position sensor 37 stored in the RAM 43, and sets the torque required for the internal combustion engine 1 using the accelerator opening and the engine speed as parameters. Is calculated.

【0121】その際、アクセル開度と機関回転数と要求
トルクとの関係を予め実験的に求め、それらアクセル開
度と機関回転数と要求トルクとの関係をマップとしてR
OM42に記憶しておくようにしてもよい。
At this time, the relationship between the accelerator opening, the engine speed, and the required torque is experimentally obtained in advance, and the relationship between the accelerator opening, the engine speed, and the required torque is represented by a map as R.
You may make it memorize | store in the OM42.

【0122】続いて、CPU41は、ROM42の燃料
噴射量制御マップへアクセスし、前記要求トルクに対応
した基本燃料燃料噴射量(基本燃料噴射時間)を算出す
る。CPU41は、水温センサ5の出力信号値、エアフ
ローメータ17の出力信号値、あるいは吸気温度センサ
18の出力信号値等に基づいて前記基本燃料噴射時間を
補正し、最終的な燃料噴射時間を決定する。
Subsequently, the CPU 41 accesses the fuel injection amount control map in the ROM 42 and calculates a basic fuel injection amount (basic fuel injection time) corresponding to the required torque. The CPU 41 corrects the basic fuel injection time based on the output signal value of the water temperature sensor 5, the output signal value of the air flow meter 17, or the output signal value of the intake air temperature sensor 18, and determines the final fuel injection time. .

【0123】次に、燃料噴射時期を決定する場合は、C
PU41は、ROM42の燃料噴射終了時期制御マップ
へアクセスし、要求トルクに対応した燃料噴射終了時期
を算出する。CPU41は、燃料噴射終了時期から燃料
噴射時間を減算して、燃料噴射開始時期を算出する。C
PU41は、水温センサ5の出力信号値、エアフローメ
ータ17の出力信号値、あるいは吸気温度センサ18の
出力信号値をパラメータとして前記燃料噴射開始時期を
補正し、最終的な燃料噴射開始時期を決定する。
Next, when determining the fuel injection timing, C
The PU 41 accesses the fuel injection end timing control map in the ROM 42 and calculates the fuel injection end timing corresponding to the required torque. The CPU 41 calculates the fuel injection start time by subtracting the fuel injection time from the fuel injection end time. C
The PU 41 corrects the fuel injection start timing using the output signal value of the water temperature sensor 5, the output signal value of the air flow meter 17, or the output signal value of the intake air temperature sensor 18 as a parameter, and determines the final fuel injection start timing. .

【0124】燃料噴射開始時間と燃料噴射時期とが決定
されると、CPU41は、燃料噴射開始時期とクランク
ポジションセンサ4の出力信号とを比較し、クランクポ
ジションセンサ4の出力信号が燃料噴射開始時期と一致
した時点で燃料噴射弁3に対する駆動電力の印加を開始
する。CPU41は、燃料噴射弁3に対する駆動電力の
印加を開始した時点からの経過時間が前記燃料噴射時間
に達した時点で燃料噴射弁3に対する駆動電力の印加を
停止する。
When the fuel injection start time and the fuel injection timing are determined, the CPU 41 compares the fuel injection start time with the output signal of the crank position sensor 4 and determines whether the output signal of the crank position sensor 4 is the fuel injection start timing. At this time, the application of the driving power to the fuel injection valve 3 is started. The CPU 41 stops applying the driving power to the fuel injection valve 3 when the elapsed time from the start of the application of the driving power to the fuel injection valve 3 reaches the fuel injection time.

【0125】尚、燃料噴射制御では、内燃機関1の運転
状態がアイドル運転状態にある場合には、CPU41
は、水温センサ5の出力信号値や、車室内用空調装置の
コンプレッサのようにクランクシャフトの回転力を利用
して作動する補機類の作動状態等をパラメータとして内
燃機関1の目標アイドル回転数を算出する。そして、C
PU41は、実際のアイドル回転数が目標アイドル回転
数と一致するよう燃料噴射量をフィードバック制御す
る。
In the fuel injection control, when the operating state of the internal combustion engine 1 is an idling operation state, the CPU 41
Is a target idle speed of the internal combustion engine 1 using parameters such as the output signal value of the water temperature sensor 5 and the operating state of accessories that operate using the rotational force of the crankshaft, such as a compressor of a vehicle interior air conditioner. Is calculated. And C
The PU 41 performs feedback control on the fuel injection amount so that the actual idle speed matches the target idle speed.

【0126】また、燃料ポンプ制御では、CPU41
は、ROM42のコモンレール圧制御マップヘアクセス
し、機関回転数及びアクセル開度に対応した目標圧力を
算出する。続いて、CPU41は、ROM42の燃料吐
出圧力制御マップへアクセスし、前記目標圧力に対応し
た燃料ポンプ9の吐出量(燃料ポンプ9の駆動電流量)
を算出し、算出された駆動電流を前記燃料ポンプ9に印
加する。
In the fuel pump control, the CPU 41
Accesses the common rail pressure control map in the ROM 42 and calculates a target pressure corresponding to the engine speed and the accelerator opening. Subsequently, the CPU 41 accesses the fuel discharge pressure control map in the ROM 42, and discharges the fuel pump 9 corresponding to the target pressure (driving current of the fuel pump 9).
Is calculated, and the calculated drive current is applied to the fuel pump 9.

【0127】その際、CPU41は、コモンレール7に
取り付けられた燃料圧センサ13の出力信号値(コモン
レール7内の実際の燃料圧力)と前記目標圧力との差分
に基づいて前記燃料ポンプ9に印加すべき駆動電流値を
フィードバック制御する。
At this time, the CPU 41 applies a voltage to the fuel pump 9 based on a difference between an output signal value of the fuel pressure sensor 13 attached to the common rail 7 (actual fuel pressure in the common rail 7) and the target pressure. Feedback control of the drive current value to be performed is performed.

【0128】また、スロットル制御では、CPU41
は、ROM42のスロットル開度制御マップへアクセス
し、機関回転数及びアクセル開度に対応した目標スロッ
トル開度を算出する。CPU41は、前記目標スロット
ル開度に対応した量の駆動電流をスロットル用アクチュ
エータ21aに印加する。
In the throttle control, the CPU 41
Accesses the throttle opening control map in the ROM 42 and calculates a target throttle opening corresponding to the engine speed and the accelerator opening. The CPU 41 applies a drive current of an amount corresponding to the target throttle opening to the throttle actuator 21a.

【0129】更に、CPU41は、スロットルポジショ
ンセンサ21bの出力信号値(実際のスロットル開度)
と前記目標スロットル開度との差分に基づいて前記スロ
ットル用アクチュエータ21aに印加すべき駆動電流量
をフィードバック制御する。
Further, the CPU 41 determines the output signal value of the throttle position sensor 21b (actual throttle opening).
The amount of drive current to be applied to the throttle actuator 21a is feedback-controlled based on the difference between the target throttle opening and the target throttle opening.

【0130】また、排気絞り制御では、CPU41は、
内燃機関1が冷間始動後の暖機運転状態にある場合や、
車室内用ヒータが作動状態にある場合などに、排気絞り
弁33を閉弁方向へ駆動すべく排気絞り用アクチュエー
タ34を制御する。この場合、内燃機関1の負荷が増大
し、それに対応して燃料噴射量が増量されることなる。
その結果、内燃機関1の発熱量が増加し、内燃機関1の
暖機が促進されるとともに、車室内用ヒータの熱源が確
保される。
Further, in the exhaust throttle control, the CPU 41
When the internal combustion engine 1 is in a warm-up operation state after a cold start,
The exhaust throttle actuator 34 is controlled to drive the exhaust throttle valve 33 in the valve closing direction, for example, when the vehicle interior heater is operating. In this case, the load on the internal combustion engine 1 increases, and the fuel injection amount increases accordingly.
As a result, the calorific value of the internal combustion engine 1 increases, the warm-up of the internal combustion engine 1 is promoted, and the heat source of the vehicle interior heater is secured.

【0131】また、EGR制御では、CPU41は、R
AM43に記憶されている機関回転数、水温センサ5の
出力信号(冷却水温度)、アクセルポジションセンサ3
7の出力信号(アクセル開度)等を読み出し、EGR制
御の実行条件が成立しているか否かを判別する。
In the EGR control, the CPU 41 sets R
The engine speed stored in the AM 43, the output signal of the water temperature sensor 5 (cooling water temperature), the accelerator position sensor 3
7, the output signal (accelerator opening) and the like are read, and it is determined whether or not the execution condition of the EGR control is satisfied.

【0132】上記したEGR制御実行条件としては、冷
却水温度が所定温度以上にある、内燃機関1が始動時か
ら所定時間以上連続して運転されている、アクセル開度
の変化量が正値である等の条件を例示することができ
る。
The above-mentioned EGR control execution conditions are as follows: the coolant temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the internal combustion engine 1 has been continuously operated for a predetermined time or more from the start, and the change amount of the accelerator opening is a positive value. Conditions such as certain conditions can be exemplified.

【0133】上記したようなEGR制御実行条件が成立
していないと判定した場合は、CPU41は、EGR弁
101を全閉状態に保持すべく制御する。一方、EGR
制御実行条件が成立していると判定した場合は、CPU
41は、ROM42のEGR弁開度制御マップへアクセ
スし、機関回転数とアクセル開度とに対応した目標EG
R開度を算出する。CPU41は、前記目標EGR開度
に対応した駆動電力をEGR弁101に印加する。
If it is determined that the EGR control execution condition described above is not satisfied, the CPU 41 controls the EGR valve 101 so as to maintain the EGR valve 101 in the fully closed state. On the other hand, EGR
If it is determined that the control execution condition is satisfied, the CPU
Reference numeral 41 denotes an access to the EGR valve opening control map in the ROM 42 and a target EG corresponding to the engine speed and the accelerator opening.
Calculate the R opening. The CPU 41 applies drive power corresponding to the target EGR opening to the EGR valve 101.

【0134】その際、CPU41は、内燃機関1の吸入
空気量をパラメータとしてEGR弁101の開度をフィ
ードバック制御する、いわゆるEGR弁フィードバック
制御を行う。
At this time, the CPU 41 performs so-called EGR valve feedback control in which the opening degree of the EGR valve 101 is feedback-controlled using the intake air amount of the internal combustion engine 1 as a parameter.

【0135】EGR弁フィードバック制御では、例え
ば、CPU41は、アクセル開度や機関回転数等をパラ
メータとして内燃機関1の目標吸入空気量を決定する。
その際、アクセル開度と機関回転数と目標吸入空気量と
の関係を予めマップ化しておき、そのマップとアクセル
開度と機関回転数とから目標吸入空気量が算出されるよ
うにしてもよい。
In the EGR valve feedback control, for example, the CPU 41 determines the target intake air amount of the internal combustion engine 1 using the accelerator opening, the engine speed and the like as parameters.
At this time, the relationship between the accelerator opening, the engine speed, and the target intake air amount may be mapped in advance, and the target intake air amount may be calculated from the map, the accelerator opening, and the engine speed. .

【0136】上記した手順により目標吸入空気量が決定
されると、CPU41は、RAM43に記憶されたエア
フローメータ17の出力信号値(実際の吸入空気量)を
読み出し、実際の吸入空気量と目標吸入空気量とを比較
する。
When the target intake air amount is determined by the above procedure, the CPU 41 reads out the output signal value (actual intake air amount) of the air flow meter 17 stored in the RAM 43, and reads the actual intake air amount and the target intake air amount. Compare with air volume.

【0137】前記した実際の吸入空気量が前記目標吸入
空気量より少ない場合には、CPU41は、EGR弁1
01を所定量閉弁させる。この場合、EGR通路100
から吸気枝管14へ流入するEGRガス量が減少し、そ
れに応じて内燃機関1の気筒2内に吸入されるEGRガ
ス量が減少することになる。その結果、内燃機関1の気
筒2内に吸入される新気の量は、EGRガスが減少した
分だけ増加する。
If the actual intake air amount is smaller than the target intake air amount, the CPU 41 sets the EGR valve 1
01 is closed by a predetermined amount. In this case, the EGR passage 100
The amount of EGR gas flowing into the intake branch pipe 14 from the engine decreases, and accordingly, the amount of EGR gas drawn into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 decreases. As a result, the amount of fresh air sucked into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 increases by an amount corresponding to the decrease in the EGR gas.

【0138】一方、実際の吸入空気量が目標吸入空気量
より多い場合には、CPU41は、EGR弁101を所
定量開弁させる。この場合、EGR通路100から吸気
枝管14へ流入するEGRガス量が増加し、それに応じ
て内燃機関1の気筒2内に吸入されるEGRガス量が増
加する。この結果、内燃機関1の気筒2内に吸入される
新気の量は、EGRガスが増加した分だけ減少すること
になる。
On the other hand, when the actual intake air amount is larger than the target intake air amount, the CPU 41 opens the EGR valve 101 by a predetermined amount. In this case, the amount of EGR gas flowing into the intake branch pipe 14 from the EGR passage 100 increases, and accordingly, the amount of EGR gas drawn into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 increases. As a result, the amount of fresh air sucked into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 decreases by an amount corresponding to the increase in the EGR gas.

【0139】尚、EGRガス量を増加させる必要がある
場合に、既にEGR弁101が全開状態にあると、CP
U41は、スロットル弁21を所定開度閉弁させるべく
スロットル用アクチュエータ21aを制御する。この場
合、スロットル弁21より下流に位置する吸気枝管14
では吸気管負圧の負圧度合が高くなるため、EGR通路
100から吸気枝管14へ吸入されるEGRガス量が増
加することになる。
When it is necessary to increase the EGR gas amount, if the EGR valve 101 is already in the fully opened state, the CP
U41 controls the throttle actuator 21a to close the throttle valve 21 by a predetermined opening degree. In this case, the intake branch pipe 14 located downstream of the throttle valve 21
In this case, the degree of the negative pressure of the intake pipe negative pressure increases, so that the amount of EGR gas sucked from the EGR passage 100 into the intake branch pipe 14 increases.

【0140】前記した所定量は、予め決定されている固
定値であってもよく、あるいは、実際の吸入空気量と目
標吸入空気量との偏差に応じて変更される可変値であっ
てもよい。
The predetermined amount may be a fixed value that is determined in advance, or may be a variable value that is changed in accordance with a deviation between the actual intake air amount and the target intake air amount. .

【0141】また、EGR冷却制御は、EGR制御が実
行状態にあるときに実行される制御である。このEGR
冷却制御では、CPU41は、EGR冷却条件が成立し
ているときに、開閉弁107を開弁させてラジエター1
06で冷却された冷却水の一部をEGRクーラ103に
循環させ、以てEGR通路100を流れるEGRガスを
冷却する。
The EGR cooling control is a control executed when the EGR control is in an execution state. This EGR
In the cooling control, the CPU 41 opens the on-off valve 107 and sets the radiator 1 when the EGR cooling condition is satisfied.
A part of the cooling water cooled in 06 is circulated to the EGR cooler 103, thereby cooling the EGR gas flowing through the EGR passage 100.

【0142】上記したEGR冷却条件としては、水温セ
ンサ5の出力信号値(冷却水温度)が所定温度以上であ
る、機関回転数が所定回転数以上である、アクセル開度
が所定開度以上である等の条件を例示することができ
る。
The above-mentioned EGR cooling conditions are as follows: the output signal value (cooling water temperature) of the water temperature sensor 5 is equal to or higher than a predetermined temperature; the engine speed is equal to or higher than a predetermined speed; Conditions such as certain conditions can be exemplified.

【0143】また、排気浄化制御では、CPU41は、
パティキュレートフィルタ22の微粒子除去機能を効率
的に利用すべく排気切換用アクチュエータ72を制御す
ることになる。
Further, in the exhaust gas purification control, the CPU 41
The exhaust switching actuator 72 is controlled so that the particulate filter removing function of the particulate filter 22 is used efficiently.

【0144】パティキュレートフィルタ22に担持され
た貴金属触媒および活性酸素放出剤は、パティキュレー
トフィルタ22の雰囲気温度が高くなるほど活性するた
め、単位時間当りに活性酸素放出剤が放出しうる活性酸
素Oの量はパティキュレートフィルタ22の雰囲気温度
が高くなるほど増大する。これに伴い、パティキュレー
トフィルタ22において単位時間当りに輝炎を発するこ
となく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量も、パティ
キュレートフィルタ22の雰囲気温度が高くなるほど増
大することになる。
Since the noble metal catalyst and the active oxygen releasing agent carried on the particulate filter 22 become active as the ambient temperature of the particulate filter 22 increases, the active oxygen O which the active oxygen releasing agent can release per unit time becomes active. The amount increases as the ambient temperature of the particulate filter 22 increases. Accordingly, the amount of fine particles that can be removed by oxidation in the particulate filter 22 without emitting bright flame per unit time also increases as the ambient temperature of the particulate filter 22 increases.

【0145】図9は、単位時間当りに輝炎を発すること
なく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量とパティキュ
レートフィルタ22の床温TFとの関係を示す図であ
る。単位時間当りに内燃機関1から排出される微粒子の
量を排出微粒子量Mと仮定すると、排出微粒子量Mが酸
化除去可能微粒子Gよりも少ないとき、即ち図9の領域
Iでは内燃機関1から排出された微粒子の全てがパティ
キュレートフィルタ22において輝炎を発することなく
酸化除去せしめられることになる。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the amount of oxidizable particles that can be oxidized and removed without emitting luminous flame per unit time and the bed temperature TF of the particulate filter 22. Assuming that the amount of fine particles discharged from the internal combustion engine 1 per unit time is the discharged fine particle amount M, when the discharged fine particle amount M is smaller than the oxidizable and removable fine particles G, that is, in the region I in FIG. All of the fine particles thus obtained are oxidized and removed in the particulate filter 22 without emitting a bright flame.

【0146】これに対し、排出微粒子量Mが酸化除去可
能微粒子量Gよりも多いとき、即ち図9の領域IIでは、
内燃機関1から排出された微粒子の全てをパティキュレ
ートフィルタ22で酸化除去するには、活性酸素の量が
不足してしまうことになる。
On the other hand, when the amount M of discharged fine particles is larger than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation, that is, in the region II in FIG.
In order to oxidize and remove all of the fine particles discharged from the internal combustion engine 1 by the particulate filter 22, the amount of active oxygen is insufficient.

【0147】パティキュレートフィルタ22に流入する
微粒子の量に対して活性酸素量が不足している場合は、
図10の(A)に示すように、微粒子62が活性酸素放
出剤61上に付着すると、微粒子62の一部のみが酸化
され、十分に酸化されなかった微粒子部分が担体層上に
残留する。次いで活性酸素量が不足している状態が継続
すると次から次へと酸化されなかった微粒子部分が担体
層上に残留し、その結果、図10(B)に示すように、
担体層の表面が残留微粒子部分63によって覆われるよ
うになる。
When the amount of active oxygen is insufficient for the amount of fine particles flowing into the particulate filter 22,
As shown in FIG. 10A, when the fine particles 62 adhere to the active oxygen releasing agent 61, only a part of the fine particles 62 is oxidized, and the finely oxidized fine particles remain on the carrier layer. Next, when the state of the shortage of the active oxygen amount continues, the fine particles that have not been oxidized one after another remain on the carrier layer, and as a result, as shown in FIG.
The surface of the carrier layer is covered with the residual fine particle portion 63.

【0148】担体層の表面を覆う残留微粒子部分63
は、次第に酸化されにくいカーボン質に変質するため、
そのままパティキュレートフィルタ22に残留し易くな
る。また、担体層の表面が残留微粒子部分63によって
覆われると、白金PtによるNO、SO2 の酸化作用お
よび活性酸素放出剤61による活性酸素の放出作用が抑
制される。
Residual fine particle portion 63 covering the surface of the carrier layer
Is gradually transformed into a carbon material that is difficult to oxidize,
It becomes easy to remain on the particulate filter 22 as it is. Further, when the surface of the carrier layer is covered with the residual fine particle portion 63, the oxidizing action of NO and SO 2 by platinum Pt and the releasing action of active oxygen by the active oxygen releasing agent 61 are suppressed.

【0149】この結果、図10の(C)に示すように、
残留微粒子部分63の上に別の微粒子64が次から次へ
と堆積し、その結果、微粒子が積層状に堆積することに
なる。担体層の表面に微粒子が積層状に堆積すると、そ
れらの微粒子は、白金Ptや活性酸素放出剤と距離を隔
てられることになるため、たとえ酸化されやすい微粒子
であっても、もはや活性酸素Oによって酸化されること
がなく、斯くしてこの微粒子の上に更に別の微粒子が堆
積していくことになる。
As a result, as shown in FIG.
Another fine particle 64 is deposited one after another on the residual fine particle portion 63, and as a result, the fine particles are deposited in a layered manner. When the fine particles are deposited in a layered manner on the surface of the carrier layer, the fine particles are separated from the platinum Pt or the active oxygen releasing agent. It is not oxidized, and further fine particles are deposited on the fine particles.

【0150】そこで、本実施の形態における排気浄化制
御では、CPU41は、パティキュレートフィルタ22
に堆積した微粒子を除去又はパティキュレートフィルタ
22における微粒子の堆積を防止すべく、排気浄化機構
29の排気切換用アクチュエータ72を制御することに
なる。
Therefore, in the exhaust gas purification control of the present embodiment, the CPU 41
The exhaust switching actuator 72 of the exhaust gas purifying mechanism 29 is controlled in order to remove the fine particles deposited on the particulate filter 22 or prevent the fine particles from being deposited on the particulate filter 22.

【0151】具体的には、CPU41は、排気切換弁7
1の弁体71aの位置が順流位置と逆流位置とに交互に
切り換わるよう排気切換用アクチュエータ72を制御す
る。排気切換用アクチュエータ72がパティキュレート
フィルタ22に対する排気の流れを逆転(順流から逆流
もしくは逆流から順流へ逆転)させるべく排気切換弁7
1を駆動した場合は、パティキュレートフィルタ22の
上流側と下流側とが逆転し、切り換え前にパティキュレ
ートフィルタ22の下流側であった部分の活性酸素放出
剤が微粒子の付着によって活性酸素Oを放出し、その活
性酸素Oにより微粒子が酸化除去される。更に、活性酸
素放出剤から放出された活性酸素Oの一部は、排気とと
もにパティキュレートフィルタ22の下流側へ移動し、
ここに堆積する微粒子を酸化除去する。
Specifically, the CPU 41 operates the exhaust switching valve 7
The exhaust switching actuator 72 is controlled so that the position of one valve body 71a is alternately switched between a forward flow position and a backward flow position. The exhaust gas switching actuator 72 reverses the flow of exhaust gas to the particulate filter 22 (reverse flow from forward flow to reverse flow or reverse flow to reverse flow).
1, the upstream and downstream sides of the particulate filter 22 are reversed, and the active oxygen releasing agent in the portion downstream of the particulate filter 22 prior to the switching releases the active oxygen O due to the attachment of the fine particles. The fine particles are released and the fine particles are oxidized and removed by the active oxygen O. Further, a part of the active oxygen O released from the active oxygen releasing agent moves to the downstream side of the particulate filter 22 together with the exhaust gas,
The fine particles deposited here are removed by oxidation.

【0152】更に、排気切換用アクチュエータ72がパ
ティキュレートフィルタ22に対する排気の流れを逆転
させるべく排気切換弁71を駆動すると、微粒子がパテ
ィキュレートフィルタ22の両面で順流方向と逆流方向
に撹乱され、パティキュレートフィルタ22の両面、若
しくは基材内部で動き回り、パティキュレートフィルタ
22の略全域の活性点で酸化されることになる。
Further, when the exhaust gas switching actuator 72 drives the exhaust gas switching valve 71 to reverse the flow of exhaust gas to the particulate filter 22, fine particles are disturbed on both surfaces of the particulate filter 22 in the forward flow direction and the reverse flow direction. The particles move around on both sides of the particulate filter 22 or inside the base material, and are oxidized at almost all active points of the particulate filter 22.

【0153】従って、パティキュレートフィルタ22に
微粒子が堆積し始めている時期に、排気切換弁71によ
って排気の流れが逆転されると、パティキュレートフィ
ルタ22から微粒子を完全に酸化除去することができ、
微粒子の堆積に起因したパティキュレートフィルタ22
の目詰まりを防止することが可能となる。
Therefore, if the flow of the exhaust gas is reversed by the exhaust gas switching valve 71 at the time when the particulates start to accumulate on the particulate filter 22, the particulates can be completely oxidized and removed from the particulate filter 22,
Particulate filter 22 caused by accumulation of fine particles
Can be prevented from being clogged.

【0154】尚、パティキュレートフィルタ22上に微
粒子が堆積した場合には、CPU41は、排気の空燃比
を一時的にリッチにすることにより、活性酸素放出剤の
周囲の酸素濃度を低下させて、パティキュレートフィル
タ22の略全域の活性酸素放出剤から一斉に活性酸素O
を放出させるようにしてもよい。
When particulates accumulate on the particulate filter 22, the CPU 41 lowers the oxygen concentration around the active oxygen releasing agent by temporarily making the air-fuel ratio of the exhaust gas rich. The active oxygen releasing agent from almost the entire area of the particulate filter 22
May be released.

【0155】ところで、パティキュレートフィルタ22
に担持されている白金Pt及びカリウムKからなる貴金
属触媒及び活性酸素放出剤は、所定温度以上で活性して
微粒子を酸化除去可能となるため、それら貴金属物質及
び活性酸素放出剤の温度が所定温度未満であるときは、
排気中に含まれる微粒子を十分に酸化除去することが困
難となる。
The particulate filter 22
The noble metal catalyst and active oxygen releasing agent composed of platinum Pt and potassium K supported on the metal can be activated at a predetermined temperature or higher to oxidize and remove fine particles. If it is less than
It becomes difficult to sufficiently oxidize and remove the fine particles contained in the exhaust gas.

【0156】例えば、パティキュレートフィルタ22に
おいて単位時間あたりに輝炎を発することなく酸化除去
可能な酸化除去可能微粒子量は、前述した図9の説明で
述べたようにパティキュレートフィルタ22の温度(T
F)が高くなるほど増加するが、パティキュレートフィ
ルタ22の温度(TF)が所定温度(例えば、150
℃)より低いときは略零となる。
For example, the amount of fine particles that can be oxidized and removed without emitting luminous flame per unit time in the particulate filter 22 is determined by the temperature (T.sub.T) of the particulate filter 22 as described in FIG.
The temperature (TF) of the particulate filter 22 increases at a predetermined temperature (for example, 150 ° C.).
When the temperature is lower than (° C.), the value becomes substantially zero.

【0157】このようにパティキュレートフィルタ22
の酸化除去可能微粒子量が略零になると、排気切換弁7
1によってパティキュレートフィルタ22に流入する排
気の流れを逆転させても、活性酸素による微粒子の酸化
作用が得られず、担体層上に微粒子が積層状に堆積して
しまうことが想定される。
As described above, the particulate filter 22
When the amount of fine particles that can be removed by oxidation becomes substantially zero, the exhaust switching valve 7
Even if the flow of the exhaust gas flowing into the particulate filter 22 is reversed by 1, it is assumed that the oxidizing action of the fine particles by the active oxygen is not obtained and the fine particles are deposited on the carrier layer in a layered manner.

【0158】従って、パティキュレートフィルタ22の
温度が前記所定温度未満である場合には、該パティキュ
レートフィルタ22を速やかに所定温度以上まで昇温さ
せる必要がある。
Therefore, when the temperature of the particulate filter 22 is lower than the predetermined temperature, it is necessary to quickly raise the temperature of the particulate filter 22 to the predetermined temperature or higher.

【0159】これに対し、パティキュレートフィルタ2
2の温度が所定温度未満である場合にパティキュレート
フィルタ22へ未燃の燃料成分を供給することにより、
貴金属触媒の酸化能力を利用して未燃燃料成分を酸化さ
せ、その際に発生する反応熱でパティキュレートフィル
タ22の温度を上昇させることが考えられる。
In contrast, the particulate filter 2
By supplying the unburned fuel component to the particulate filter 22 when the temperature of the fuel cell 2 is lower than the predetermined temperature,
It is conceivable that the unburned fuel component is oxidized by using the oxidizing ability of the noble metal catalyst, and the temperature of the particulate filter 22 is increased by the reaction heat generated at that time.

【0160】しかしながら、パティキュレートフィルタ
22へ未燃燃料成分が供給された際に、貴金属触媒が未
活性状態にあると、未燃燃料成分が十分に酸化せず、パ
ティキュレートフィルタ22の温度上昇が緩慢になる虞
がある。
However, when the precious metal catalyst is in an inactive state when the unburned fuel component is supplied to the particulate filter 22, the unburned fuel component is not sufficiently oxidized, and the temperature of the particulate filter 22 rises. There is a risk of slowness.

【0161】そこで、本実施の形態では、CPU41
は、パティキュレートフィルタ22の温度が所定温度未
満であり、且つ、パティキュレートフィルタ22の貴金
属触媒が未活性状態にあるときには、貴金属触媒を速や
かに活性させた上でパティキュレートフィルタ22へ未
燃燃料成分を供給し、以てパティキュレートフィルタ2
2の温度を速やかに所定温度以上まで昇温させるパティ
キュレートフィルタ昇温制御を実行するようにした。
Therefore, in the present embodiment, the CPU 41
When the temperature of the particulate filter 22 is lower than the predetermined temperature and the noble metal catalyst of the particulate filter 22 is in an inactive state, the noble metal catalyst is quickly activated and then the unburned fuel is transferred to the particulate filter 22. Supply the components, and the particulate filter 2
The particulate filter temperature raising control for raising the temperature of No. 2 to a predetermined temperature or more immediately is executed.

【0162】以下、本実施の形態に係るパティキュレー
トフィルタ昇温制御について具体的に述べる。パティキ
ュレートフィルタ昇温制御では、CPU41は、図11
に示すようなパティキュレートフィルタ昇温制御ルーチ
ンを実行することになる。このパティキュレートフィル
タ昇温制御ルーチンは、予めROM42に記憶されてい
るルーチンであり、所定時間毎(例えば、クランクポジ
ションセンサ4がパルス信号を出力する度)にCPU4
1によって繰り返し実行されるルーチンである。
Hereinafter, the particulate filter temperature raising control according to the present embodiment will be specifically described. In the particulate filter temperature raising control, the CPU 41
A particulate filter temperature raising control routine as shown in FIG. The particulate filter temperature raising control routine is a routine stored in the ROM 42 in advance, and is executed at predetermined time intervals (for example, every time the crank position sensor 4 outputs a pulse signal).
1 is a routine that is repeatedly executed.

【0163】パティキュレートフィルタ昇温制御ルーチ
ンでは、CPU41は、先ず、S1101において、R
AM43に記憶されているフィルタ温度センサ39の出
力信号値(パティキュレートフィルタ22の床温)を入
力する。
In the particulate filter temperature raising control routine, the CPU 41 first determines in step S1101 that R
The output signal value of the filter temperature sensor 39 (the bed temperature of the particulate filter 22) stored in the AM 43 is input.

【0164】S1102では、CPU41は、前記S1
101で入力したフィルタ温度が所定の温度:T1より
高いか否かを判別する。前記した所定温度:T1は、パ
ティキュレートフィルタ22に担持された貴金属触媒
(この場合、白金Pt)が活性する温度である。
In S1102, the CPU 41 executes the processing in S1.
It is determined whether or not the filter temperature input at 101 is higher than a predetermined temperature: T1. The aforementioned predetermined temperature: T1 is a temperature at which the noble metal catalyst (in this case, platinum Pt) supported on the particulate filter 22 is activated.

【0165】前記S1102において前記フィルタ温度
が所定温度:T1より高いと判定した場合は、CPU4
1は、S1103へ進む。S1103では、CPU41
は、前記S1101で入力したフィルタ温度が所定温
度:T2より高いか否かを判別する。前記した所定温
度:T2は、活性酸素放出剤の活性温度、又は、単位時
間当たりにパティキュレートフィルタ22で酸化除去可
能な微粒子量(酸化除去可能微粒子量G)が単位時間当
りに内燃機関1から排出される微粒子の量(排出微粒子
量M)と略等しくなる温度である。
If it is determined in S1102 that the filter temperature is higher than the predetermined temperature T1, the CPU 4
In step S1103, the process proceeds to step S1103. In S1103, the CPU 41
Determines whether the filter temperature input in S1101 is higher than a predetermined temperature: T2. The above-mentioned predetermined temperature: T2 is the activation temperature of the active oxygen releasing agent, or the amount of fine particles that can be oxidized and removed by the particulate filter 22 per unit time (the amount G of oxidizable particles) per unit time from the internal combustion engine 1 per unit time. The temperature is substantially equal to the amount of discharged fine particles (the amount M of discharged fine particles).

【0166】前記S1103において前記フィルタ温度
が所定温度:T2より高いと判定した場合は、CPU4
1は、パティキュレートフィルタ22の貴金属触媒及び
活性酸素放出剤が既に活性状態にあるとみなし、S11
04へ進む。
If it is determined in S1103 that the filter temperature is higher than the predetermined temperature T2, the CPU 4
No. 1 considers that the noble metal catalyst and the active oxygen releasing agent of the particulate filter 22 are already in the active state,
Go to 04.

【0167】S1104では、CPU41は、パティキ
ュレートフィルタ22の床温を高めるべく燃料添加制御
が実行状態にあるか否かを判別する。前記S1104に
おいて燃料添加制御が実行状態にないと判定した場合
は、CPU41は、燃料添加制御の実行が既に終了され
ているとみなし、本ルーチンの実行を一旦終了する。
At S1104, the CPU 41 determines whether or not the fuel addition control is being executed to increase the bed temperature of the particulate filter 22. If it is determined in S1104 that the fuel addition control is not in the execution state, the CPU 41 determines that the execution of the fuel addition control has already been completed, and once ends the execution of this routine.

【0168】前記S1104において燃料添加制御が実
行状態にあると判定した場合は、CPU41は、S11
05へ進み、燃料添加ノズル38に対する駆動電流の印
加を停止して燃料添加制御の実行を終了し、本ルーチン
の実行を終了する。
If it is determined in S1104 that the fuel addition control is being executed, the CPU 41 proceeds to S11.
In step 05, the application of the drive current to the fuel addition nozzle 38 is stopped, the execution of the fuel addition control is terminated, and the execution of this routine is terminated.

【0169】一方、前記したS1102においてパティ
キュレートフィルタ22の温度が所定温度:T1以下で
あると判定した場合は、CPU41は、パティキュレー
トフィルタ22の貴金属触媒及び活性酸素放出剤が未活
性状態にあるとみなして、S1106へ進む。
On the other hand, if it is determined in S1102 that the temperature of the particulate filter 22 is equal to or lower than the predetermined temperature: T1, the CPU 41 determines that the noble metal catalyst and the active oxygen releasing agent of the particulate filter 22 are in an inactive state. It proceeds to S1106.

【0170】S1106では、CPU41は、排気絞り
弁33の開度を所定開度絞るべく排気絞り用アクチュエ
ータ34を制御する。この場合、排気絞り弁33の開度
が絞られることにより、下流側排気管25bにおいて排
気絞り弁33を通過する排気の流量が絞られるため、排
気絞り弁33より上流の排気通路(排気浄化機構29、
上流側排気管25a、排気枝管24を含む排気通路)内
の排気圧力が上昇する。
In S1106, the CPU 41 controls the exhaust throttle actuator 34 to reduce the opening of the exhaust throttle valve 33 by a predetermined opening. In this case, since the opening degree of the exhaust throttle valve 33 is reduced, the flow rate of exhaust gas passing through the exhaust throttle valve 33 in the downstream exhaust pipe 25b is reduced. 29,
The exhaust pressure in the exhaust passage including the upstream exhaust pipe 25a and the exhaust branch pipe 24 increases.

【0171】このようにして高められた排気圧力は、内
燃機関1において排気行程にある気筒2の図示しないピ
ストンの上昇動作を妨げる、いわゆる背圧として内燃機
関1に作用し、内燃機関1の機関回転数が低下する。こ
れに対し、CPU41は、別途の燃料噴射制御において
機関回転数を目標回転数と一致させるべく燃料噴射量を
増量補正する。
The exhaust pressure thus increased acts on the internal combustion engine 1 as so-called back pressure, which prevents the piston (not shown) of the cylinder 2 in the exhaust stroke from rising in the exhaust stroke of the internal combustion engine 1, and acts on the internal combustion engine 1. The rotation speed decreases. On the other hand, the CPU 41 increases and corrects the fuel injection amount in the separate fuel injection control so that the engine speed matches the target speed.

【0172】この結果、内燃機関1の各気筒内で燃焼さ
れる燃料量が増加し、それに応じて燃料が燃焼する際に
発生する燃焼熱が増加し、以て排気の熱量が増加するこ
とになる。
As a result, the amount of fuel burned in each cylinder of the internal combustion engine 1 increases, and accordingly, the combustion heat generated when the fuel burns increases, thereby increasing the amount of heat of the exhaust gas. Become.

【0173】ここで図11のパティキュレートフィルタ
昇温制御ルーチンに戻り、CPU41は、前記したS1
106の処理を実行した後にS1107へ進み、内燃機
関1の運転状態が減速運転状態にあるか否かを判別す
る。
Here, returning to the particulate filter temperature raising control routine of FIG. 11, the CPU 41 executes the aforementioned S1.
After executing the process in step 106, the process advances to step S1107 to determine whether the operation state of the internal combustion engine 1 is in the deceleration operation state.

【0174】内燃機関1の運転状態が減速運転状態にあ
るか否かを判別する方法としては、アクセル開度が零で
あり且つ車速が零ではない、又は、車速が零ではなく且
つブレーキペダルの操作量が零ではない等の条件が成立
しているときに内燃機関1の運転状態が減速運転状態に
あると判定する方法を例示することができる。
As a method for determining whether or not the operation state of the internal combustion engine 1 is in the deceleration operation state, the accelerator opening is zero and the vehicle speed is not zero, or the vehicle speed is not zero and the brake pedal is not operated. A method of determining that the operating state of the internal combustion engine 1 is in the decelerating operation state when a condition such as the operation amount is not zero is satisfied can be exemplified.

【0175】前記S1107において内燃機関1の運転
状態が減速運転状態にないと判定した場合は、CPU4
1は、S1108へ進み、排気切換弁71の弁体71a
を順流位置又は逆流位置へ駆動すべく排気切換用アクチ
ュエータ72を制御して、排気の流れがパティキュレー
トフィルタ22を経由する流れとなるようにする。
If it is determined in step S1107 that the operation state of the internal combustion engine 1 is not in the deceleration operation state, the CPU 4
1 proceeds to S1108, where the valve body 71a of the exhaust switching valve 71
The exhaust switching actuator 72 is controlled to drive the exhaust gas to the forward flow position or the backward flow position, so that the exhaust gas flows through the particulate filter 22.

【0176】この場合、内燃機関1から排出された高温
の排気がパティキュレートフィルタ22に流入すること
になり、該排気が持つ比較的多量の熱がパティキュレー
トフィルタ22へ伝達され、パティキュレートフィルタ
22の温度が上昇する。
In this case, high-temperature exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 flows into the particulate filter 22, and a relatively large amount of heat of the exhaust gas is transmitted to the particulate filter 22, and the particulate filter 22 Temperature rises.

【0177】尚、前記したS1107において内燃機関
1の運転状態が減速運転状態にあると判定した場合は、
CPU41は、S1109へ進み、排気切換弁71の弁
体71aをバイパス流位置へ駆動させるべく排気切換用
アクチュエータ72を制御する。
When it is determined in S1107 that the operating state of the internal combustion engine 1 is in the decelerating operating state,
The CPU 41 proceeds to S1109, and controls the exhaust switching actuator 72 to drive the valve body 71a of the exhaust switching valve 71 to the bypass flow position.

【0178】この場合、内燃機関1から排出された排気
はパティキュレートフィルタ22を迂回して流れること
になる。これは、内燃機関1が減速運転状態にあるとき
は、燃料噴射が禁止されて各気筒2で燃焼が行われなく
なるため、内燃機関1からは極低温の排気が排出され、
そのような極低温の排気がパティキュレートフィルタ2
2に流入すると、パティキュレートフィルタ22の温度
が上昇しないばかりか却って低下してしまう虞があるか
らである。
In this case, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 flows bypassing the particulate filter 22. This is because when the internal combustion engine 1 is in the deceleration operation state, fuel injection is prohibited and combustion is not performed in each cylinder 2, so extremely low temperature exhaust is discharged from the internal combustion engine 1,
Such a cryogenic exhaust gas is used as a particulate filter 2
2, the temperature of the particulate filter 22 may not only rise but also fall.

【0179】尚、内燃機関1の運転状態が加速運転状態
以外の運転状態にあるときも排気の温度が低くなり易い
ため、内燃機関1の運転状態が減速運転状態にあるとき
に加え、内燃機関1の運転状態が加速運転状態以外の運
転状態にあるときも、排気がパティキュレートフィルタ
22を迂回して流れるように排気切換用アクチュエータ
72を制御するようにしてもよい。
When the operating state of the internal combustion engine 1 is in an operating state other than the acceleration operating state, the temperature of the exhaust gas tends to be low. Even when the first operation state is an operation state other than the acceleration operation state, the exhaust switching actuator 72 may be controlled so that the exhaust gas flows bypassing the particulate filter 22.

【0180】CPU41は、上記したS1108又はS
1109の処理を実行し終えると、本ルーチンの実行を
一旦終了し、その所定時間経過後に本ルーチンを再度実
行することになる。
The CPU 41 executes the processing in S1108 or S1108 described above.
When the processing of 1109 is completed, the execution of the present routine is temporarily terminated, and after a lapse of a predetermined time, the present routine is executed again.

【0181】CPU41が本ルーチンを再度実行した際
に、パティキュレートフィルタ22の温度が未だ所定温
度:T1以下であれば、CPU41は、S1102にお
いてフィルタ温度が所定温度:T1以下であると判定し
て、S1106〜S1109の排気絞り制御を継続して
実行することになる。
When the CPU 41 executes this routine again, if the temperature of the particulate filter 22 is still equal to or lower than the predetermined temperature: T1, the CPU 41 determines in S1102 that the filter temperature is equal to or lower than the predetermined temperature: T1. , S1106 to S1109 are continuously executed.

【0182】S1106〜S1109の排気絞り制御が
継続して実行されることにより、パティキュレートフィ
ルタ22の温度が所定温度:T1より高く且つ所定温
度:T2以下の温度域まで上昇すると、CPU41は、
S1102においてフィルタ温度が所定温度:T1より
高いと判定し、続いてS1103においてフィルタ温度
が所定温度:T2以下であると判定し、S1110へ進
むことになる。
If the temperature of the particulate filter 22 rises to a temperature range higher than the predetermined temperature T1 and lower than the predetermined temperature T2 by continuously executing the exhaust throttle control in S1106 to S1109, the CPU 41 sets
In S1102, it is determined that the filter temperature is higher than the predetermined temperature: T1, then, in S1103, it is determined that the filter temperature is equal to or lower than the predetermined temperature: T2, and the process proceeds to S1110.

【0183】S1110では、CPU41は、排気絞り
制御が実行状態にあるか否かを判別する。このS111
0において排気絞り制御が実行状態にあると判定した場
合は、CPU41は、S1111へ進み、排気絞り弁3
3の開度を通常の開度へ戻すべく排気絞り用アクチュエ
ータ34を制御する。
At S1110, the CPU 41 determines whether or not the exhaust throttle control is being executed. This S111
If it is determined that the exhaust throttle control is in the execution state at 0, the CPU 41 proceeds to S1111 and proceeds to S1111.
The exhaust throttle actuator 34 is controlled to return the opening of No. 3 to the normal opening.

【0184】前記S1110において排気絞り制御が実
行状態にないと判定した場合、若しくは前記S1111
の処理を実行し終えた場合に、CPU41は、S111
2へ進み、内燃機関1の運転状態が減速運転状態にある
か否かを判別する。
When it is determined in step S1110 that the exhaust throttle control is not in the execution state, or in step S1111.
When the processing of step S111 is completed, the CPU 41 proceeds to step S111.
Proceeding to 2, it is determined whether or not the operation state of the internal combustion engine 1 is in the deceleration operation state.

【0185】前記S1112において内燃機関1の運転
状態が減速運転状態にないと判定した場合は、CPU4
1は、S1113へ進み、排気切換弁71の弁体71a
を順流位置又は逆流位置へ駆動すべく排気切換用アクチ
ュエータ72を制御して、排気の流れがパティキュレー
トフィルタ22を経由する流れとなるようにする。
If it is determined in step S1112 that the operation state of the internal combustion engine 1 is not in the deceleration operation state, the CPU 4
1 proceeds to S1113, and the valve body 71a of the exhaust switching valve 71
The exhaust switching actuator 72 is controlled to drive the exhaust gas to the forward flow position or the backward flow position, so that the exhaust gas flows through the particulate filter 22.

【0186】続いて、CPU41は、S1114へ進
み、燃料添加ノズル38に駆動電流を印加して燃料添加
制御の実行を開始する。この場合、燃料添加ノズル38
は、パティキュレートフィルタ22より上流の上流側排
気管25a内を流れる排気、言い換えれば、パティキュ
レートフィルタ22に流入する排気中へ燃料を噴射する
ことになる。
Subsequently, the CPU 41 proceeds to S1114, applies a drive current to the fuel addition nozzle 38, and starts execution of fuel addition control. In this case, the fuel addition nozzle 38
The fuel is injected into the exhaust gas flowing in the upstream exhaust pipe 25a upstream of the particulate filter 22, in other words, into the exhaust gas flowing into the particulate filter 22.

【0187】燃料添加ノズル38から噴射された燃料
は、上流側排気管25a内を流れる排気とともにパティ
キュレートフィルタ22へ流入する。その際、パティキ
ュレートフィルタ22の貴金属触媒が既に活性状態にあ
るため、排気中に含まれる燃料が貴金属触媒によって酸
化される。
The fuel injected from the fuel addition nozzle 38 flows into the particulate filter 22 together with the exhaust gas flowing in the upstream exhaust pipe 25a. At this time, since the noble metal catalyst of the particulate filter 22 is already active, the fuel contained in the exhaust gas is oxidized by the noble metal catalyst.

【0188】この結果、燃料が酸化される際に発生する
比較的多量の熱によってパティキュレートフィルタ22
が急速に昇温することになる。ところで、前記したS1
112において内燃機関1の運転状態が減速運転状態に
あると判定した場合は、CPU41は、S1115へ進
み、排気切換弁71の弁体71aをバイパス流位置へ駆
動すべく排気切換用アクチュエータ72を制御して極低
温の排気がパティキュレートフィルタ22に流入するの
を防止するとともに、燃料添加ノズル38に対する駆動
電流の印加を停止して燃料添加制御の実行を中断する。
As a result, a relatively large amount of heat generated when the fuel is oxidized causes the particulate filter 22
Rapidly rises in temperature. By the way, S1
If it is determined in 112 that the operation state of the internal combustion engine 1 is in the deceleration operation state, the CPU 41 proceeds to S1115 and controls the exhaust switching actuator 72 to drive the valve body 71a of the exhaust switching valve 71 to the bypass flow position. Then, the cryogenic exhaust gas is prevented from flowing into the particulate filter 22, and the application of the driving current to the fuel addition nozzle 38 is stopped to interrupt the execution of the fuel addition control.

【0189】CPU41は、上記したS1114又はS
1115の処理を実行し終えると、本ルーチンの実行を
一旦終了し、その所定時間経過後に本ルーチンを再度実
行することになる。
The CPU 41 determines whether S1114 or S1
When the processing of 1115 is completed, the execution of the present routine is temporarily terminated, and after a predetermined time has elapsed, the present routine is executed again.

【0190】CPU41が本ルーチンを再度実行した際
に、パティキュレートフィルタ22の温度が未だ所定温
度:T2以下であれば、CPU41は、S1103にお
いてフィルタ温度が所定温度:T2以下であると判定し
て、S1110〜S1115の燃料添加制御を継続して
実行することになる。
When the CPU 41 executes this routine again, if the temperature of the particulate filter 22 is still equal to or lower than the predetermined temperature: T2, the CPU 41 determines in S1103 that the filter temperature is equal to or lower than the predetermined temperature: T2. , S1110 to S1115 are continuously executed.

【0191】S1110〜S1115の燃料添加制御が
継続して実行されることにより、パティキュレートフィ
ルタ22の温度が所定温度:T2より高くなると、CP
U41は、S1103においてフィルタ温度が所定温
度:T2より高いと判定し、S1104〜S1105に
おいて燃料添加制御の実行を終了することになる。
When the fuel addition control in S1110 to S1115 is continuously performed, the temperature of the particulate filter 22 becomes higher than the predetermined temperature: T2,
U41 determines in S1103 that the filter temperature is higher than the predetermined temperature: T2, and ends the execution of the fuel addition control in S1104 to S1105.

【0192】上記したパティキュレートフィルタ昇温制
御ルーチンをCPU41が実行することにより本発明に
係る排気昇温手段と燃料供給手段とが実現され、パティ
キュレートフィルタ22の温度が所定温度未満であり、
且つ、パティキュレートフィルタ22の貴金属触媒が未
活性状態にある場合には、貴金属触媒を速やかに活性さ
せた上でパティキュレートフィルタ22へ未燃燃料成分
が供給されることになり、パティキュレートフィルタ2
2を速やかに所定温度:T2より高い温度域まで昇温さ
せることが可能となる。
When the CPU 41 executes the particulate filter temperature raising control routine, the exhaust gas temperature raising means and the fuel supply means according to the present invention are realized, and the temperature of the particulate filter 22 is lower than a predetermined temperature.
In addition, when the noble metal catalyst of the particulate filter 22 is in an inactive state, the unburned fuel component is supplied to the particulate filter 22 after activating the noble metal catalyst promptly.
2 can be quickly raised to a temperature range higher than a predetermined temperature: T2.

【0193】従って、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置によれば、内燃機関1が冷間始動された直後
のようにパティキュレートフィルタ22の温度が極低い
場合であっても、該パティキュレートフィルタ22の温
度を極短時間のうちに所望の温度域まで昇温させること
が可能となるため、パティキュレートフィルタ22の担
体上に微粒子が堆積することを抑制することができ、以
て微粒子の堆積に起因したパティキュレートフィルタ2
2の目詰まり、及びパティキュレートフィルタ22の目
詰まりに起因した内燃機関1の出力低下を防止すること
が可能となる。尚、本実施の形態では、パティキュレー
トフィルタ22の貴金属触媒を活性させるべく排気の温
度を上昇させる方法として、排気絞り弁33を利用する
例について述べたが、膨張行程にある気筒2の燃料噴射
弁3から副次的に燃料を噴射させ、筒内で副燃料を燃焼
させることにより、排気の温度を上昇させるようにして
もよい。
Therefore, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, even when the temperature of the particulate filter 22 is extremely low, for example, immediately after the internal combustion engine 1 is cold started, the present invention is not limited thereto. Since it is possible to raise the temperature of the particulate filter 22 to a desired temperature range in an extremely short time, it is possible to suppress the accumulation of fine particles on the carrier of the particulate filter 22, and Particulate filter 2 caused by accumulation of fine particles
It is possible to prevent the output of the internal combustion engine 1 from decreasing due to the clogging of the second filter and the clogging of the particulate filter 22. In the present embodiment, an example has been described in which the exhaust throttle valve 33 is used as a method of increasing the temperature of exhaust gas to activate the noble metal catalyst of the particulate filter 22, but the fuel injection of the cylinder 2 during the expansion stroke is performed. The temperature of the exhaust gas may be increased by injecting fuel from the valve 3 and burning the auxiliary fuel in the cylinder.

【0194】内燃機関1において膨張行程中の気筒2内
に副次的に燃料が噴射されると、その燃料が混合気の燃
焼途中もしくは燃焼直後の高温下に曝されて着火し、該
気筒2の膨張行程の終了間際まで燃焼することになる。
この結果、各気筒2の排気行程では、燃焼直後の高温の
既燃ガスが排気として筒内から排出されることになり、
斯くして排気の温度が高くなる。
When fuel is secondarily injected into the cylinder 2 during the expansion stroke in the internal combustion engine 1, the fuel is exposed to a high temperature during or immediately after the combustion of the air-fuel mixture and ignited. Will be burned to just before the end of the expansion stroke.
As a result, in the exhaust stroke of each cylinder 2, high-temperature burned gas immediately after combustion is exhausted from the cylinder as exhaust gas.
Thus, the temperature of the exhaust increases.

【0195】従って、内燃機関1において膨張行程中の
気筒2の燃料噴射弁3から副次的に燃料を噴射させるこ
とにより、パティキュレートフィルタ22へ高温の排気
を流入させることが可能となり、パティキュレートフィ
ルタ22の貴金属触媒が高温の排気に曝されて速やかに
活性することになる。
Therefore, by injecting fuel from the fuel injection valve 3 of the cylinder 2 during the expansion stroke in the internal combustion engine 1, high-temperature exhaust gas can flow into the particulate filter 22, and The noble metal catalyst of the filter 22 is exposed to the high-temperature exhaust gas and is quickly activated.

【0196】また、本実施の形態では、パティキュレー
トフィルタ22の貴金属触媒を活性させた後に、燃料添
加ノズル38からパティキュレートフィルタ22へ燃料
を供給してパティキュレートフィルタ22の温度を昇温
させる例にについて述べたが、燃料添加ノズル38を備
えていない内燃機関の場合は、パティキュレートフィル
タ22の貴金属を活性させた後に、排気行程にある気筒
の燃料噴射弁3を作動させることにより、未燃の燃料成
分を含む排気をパティキュレートフィルタ22へ流入さ
せるようにしてもよい。
Further, in this embodiment, after the noble metal catalyst of the particulate filter 22 is activated, fuel is supplied from the fuel addition nozzle 38 to the particulate filter 22 to increase the temperature of the particulate filter 22. However, in the case of an internal combustion engine that does not include the fuel addition nozzle 38, after activating the noble metal of the particulate filter 22, the fuel injection valve 3 of the cylinder in the exhaust stroke is operated to make the unburned fuel unburned. May be caused to flow into the particulate filter 22.

【0197】[0197]

【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置で
は、排気中の微粒子を酸化する機能を有したパティキュ
レートフィルタを昇温させる場合に、パティキュレート
フィルタに流入する排気が昇温された後に、パティキュ
レートフィルタへ燃料が供給されることになる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the temperature of the particulate filter having the function of oxidizing the particulates in the exhaust gas is increased, the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate filter is increased. Later, fuel will be supplied to the particulate filter.

【0198】この場合、パティキュレートフィルタは、
先ず排気が持つ比較的多量の熱を受けて昇温する。これ
により、パティキュレートフィルタの酸化機能が活性す
る。そして、パティキュレートフィルタに対して燃料が
供給されると、パティキュレートフィルタの酸化機能に
よって燃料が酸化される。
In this case, the particulate filter is
First, the temperature is raised by receiving a relatively large amount of heat of the exhaust gas. This activates the oxidizing function of the particulate filter. When fuel is supplied to the particulate filter, the fuel is oxidized by the oxidizing function of the particulate filter.

【0199】この結果、パティキュレートフィルタは、
燃料が酸化する際に発生する熱によって急速に昇温し、
それに応じてパティキュレートフィルタの酸化能力が速
やかに活性することになる。
As a result, the particulate filter
The temperature rises rapidly due to the heat generated when the fuel oxidizes,
Accordingly, the oxidizing ability of the particulate filter is quickly activated.

【0200】従って、本発明に係る内燃機関の排気浄化
装置によれば、パティキュレートフィルタの酸化能力が
未活性状態にある場合に、パティキュレートフィルタの
酸化能力を急速に活性させることが可能となるため、パ
ティキュレートフィルタにおける微粒子の不要な堆積を
抑制することが可能となり、以てパティキュレートフィ
ルタの目詰まりやそれに起因した内燃機関の出力低下が
防止されることになる。
Therefore, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the oxidizing ability of the particulate filter is in an inactive state, the oxidizing ability of the particulate filter can be quickly activated. Therefore, it is possible to suppress unnecessary accumulation of fine particles in the particulate filter, thereby preventing the particulate filter from being clogged and the output of the internal combustion engine from being reduced due to the clogging.

【0201】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置において、内燃機関が減速運転状態にあるとき、もし
くは内燃機関が高負荷運転状態以外の運転状態にあると
きに、排気の少なくとも一部がパティキュレートフィル
タを迂回するよう排気の流れを切り換える排気流れ切換
手段が設けられている場合は、パティキュレートフィル
タの昇温過程で、減速運転状態や高負荷運転状態以外の
運転状態にある内燃機関から排出される低温の排気がパ
ティキュレートフィルタに流入することがなくなるた
め、パティキュレートフィルタの昇温が妨げられること
がない。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the internal combustion engine is in a deceleration operation state or when the internal combustion engine is in an operation state other than a high load operation state, at least a part of the exhaust gas is exhausted. When exhaust gas switching means for switching the flow of exhaust gas so as to bypass the particulate filter is provided, the internal combustion engine in an operating state other than the deceleration operation state or the high load operation state during the temperature rise of the particulate filter. Since the discharged low-temperature exhaust gas does not flow into the particulate filter, the temperature rise of the particulate filter is not hindered.

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

【図1】 実施の形態に係る排気浄化装置を適用する内
燃機関の概略構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas purification device according to an embodiment is applied.

【図2】 排気浄化機構の構成を示す水平断面図FIG. 2 is a horizontal sectional view showing a configuration of an exhaust gas purification mechanism.

【図3】 排気浄化機構の構成を示す側面図FIG. 3 is a side view showing a configuration of an exhaust gas purification mechanism.

【図4】 排気切換弁の動作を説明する図FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of an exhaust gas switching valve.

【図5】 (A)フィルタ基材に微粒子が堆積する状態
を示すイメージ図 (B)排気ガスの順流/逆流による微粒子の撹乱状態を
示すイメージ図
5A is an image showing a state in which fine particles are deposited on a filter substrate. FIG. 5B is an image showing a state in which fine particles are disturbed by forward / backward flow of exhaust gas.

【図6】 パティキュレートフィルタの構成を示す図FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a particulate filter.

【図7】 パティキュレートフィルタにおける微粒子の
酸化作用を示す概念図
FIG. 7 is a conceptual diagram showing an oxidizing action of fine particles in a particulate filter.

【図8】 ECUの内部構成を示すブロック図FIG. 8 is a block diagram showing an internal configuration of an ECU.

【図9】 パティキュレートフィルタの酸化除去可能微
粒子量とパティキュレートフィルタの温度との関係を示
す図
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the amount of particulates that can be removed by oxidation of the particulate filter and the temperature of the particulate filter.

【図10】パティキュレートフィルタにおける微粒子の
堆積作用を示す概念図
FIG. 10 is a conceptual diagram showing the action of depositing fine particles in a particulate filter.

【図11】パティキュレートフィルタ昇温制御ルーチン
を示すフローチャート図
FIG. 11 is a flowchart illustrating a particulate filter temperature raising control routine;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・内燃機関 2・・・・気筒 3・・・・燃料噴射弁 14・・・吸気枝管 15・・・吸気管 17・・・エアフローメータ 18・・・吸気温度センサ 19・・・遠心過給機 19a・・コンプレッサハウジング 19b・・タービンハウジング 20・・・インタークーラ 21・・・スロットル弁(吸気絞り弁) 22・・・パティキュレートフィルタ 23・・・ケーシング 24・・・排気枝管 29・・・排気浄化機構 33・・・排気絞り弁 34・・・排気絞り用アクチュエータ 38・・・燃料添加ノズル 39・・・フィルタ温度センサ 71・・・排気切換弁 72・・・排気切換用アクチュエータ 73・・・フィルタバイパス通路 76・・・第1の排気通路 77・・・第2の排気通路 100・・EGR弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Cylinder 3 ... Fuel injection valve 14 ... Intake branch pipe 15 ... Intake pipe 17 ... Air flow meter 18 ... Intake air temperature sensor 19 ... Centrifugal supercharger 19a Compressor housing 19b Turbine housing 20 Intercooler 21 Throttle valve (intake throttle valve) 22 Particulate filter 23 Casing 24 Exhaust branch Pipe 29: Exhaust purification mechanism 33: Exhaust throttle valve 34: Exhaust throttle actuator 38: Fuel addition nozzle 39: Filter temperature sensor 71: Exhaust switching valve 72: Exhaust switching Actuator 73 Filter bypass passage 76 First exhaust passage 77 Second exhaust passage 100 EGR valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/02 321 F01N 3/24 E 4D048 3/36 B 3/24 F02D 41/38 B 3/36 43/00 301J F02D 41/38 301T 43/00 301 301Z 301W 45/00 310R B01D 53/36 ZAB 45/00 310 103C Fターム(参考) 3G065 AA01 AA03 AA04 AA09 AA10 CA12 DA04 DA06 DA15 FA12 GA00 GA05 GA08 GA09 GA10 GA27 GA41 GA46 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 3G084 AA01 BA00 BA05 BA13 BA15 BA19 BA24 CA06 DA00 DA10 EA11 FA00 FA02 FA07 FA10 3G090 AA03 BA01 CA00 CB00 CB24 CB25 DA00 DA09 DA14 DB01 DB06 DB07 EA05 EA06 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AB13 BA13 CA12 CA13 CA15 CB00 CB02 CB03 DB10 DC01 EA01 EA05 EA07 EA08 EA09 EA15 EA22 FA01 FA14 FA19 GB01Y GB02Y GB03Y GB04Y GB05W GB17X HA14 HB03 HB05 HB06 3G301 HA02 HA06 HA11 HA13 JA24 KA01 KA09 KA16 LB11 MA11 MA18 MA23 NA08 NC04 ND04 ND07 PA01Z PA10Z PA11Z PB03Z PB05Z PB08Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z PG00Z 4D048 AA14 AB01 AC02 BA14X BA15Y BA18Y BA19Y BA30X BB02 BB14 CC24 CC38 CD05 DA01 DA02 DA03 DA05 DA06 DA10 DA13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) F01N 3/02 321 F01N 3/24 E 4D048 3/36 B 3/24 F02D 41/38 B 3/36 43 / 00301J F02D 41/38 301T 43/00 301 301Z 301W 45/00 310R B01D 53/36 ZAB 45/00 310 103C F term (reference) 3G065 AA01 AA03 AA04 AA09 AA10 CA12 DA04 DA06 DA15 FA12 GA00 GA05 GA08 GA09 GA10 GA27 GA41 GA46 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 3G084 AA01 BA00 BA05 BA13 BA15 BA19 BA24 CA06 DA00 DA10 EA11 FA00 FA02 FA07 FA10 3G090 AA03 BA01 CA00 CB00 CB24 CB25 DA00 DA09 DA14 DB01 DB06 DB07 EA05 EA06 A11A13 AA13A11 AA13A11 CB02 CB03 DB10 DC01 EA01 EA05 EA07 EA08 EA09 EA15 EA22 FA01 FA14 FA19 GB01Y GB02Y GB03Y GB04Y GB05W GB17 X HA14 HB03 HB05 HB06 3G301 HA02 HA06 HA11 HA13 JA24 KA01 KA09 KA16 LB11 MA11 MA18 MA23 NA08 NC04 ND04 ND07 PA01Z PA10Z PA11Z PB03Z PB05Z PB08Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z PG00BAX BA14BA02 BA14BA02 BA14BA02 DA05 DA06 DA10 DA13

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路に設けられ、排気中
に含まれる微粒子を酸化させる能力を有するパティキュ
レートフィルタと、 前記パティキュレートフィルタを昇温させるべく該パテ
ィキュレートフィルタへ燃料を供給する燃料供給手段
と、 前記燃料供給手段の作動に先がけて、前記パティキュレ
ートフィルタに流入する排気の温度を上昇させる排気昇
温手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄
化装置。
1. A particulate filter provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and capable of oxidizing fine particles contained in exhaust gas, and a fuel for supplying fuel to the particulate filter to raise the temperature of the particulate filter. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, comprising: a supply unit; and an exhaust temperature raising unit that raises the temperature of exhaust gas flowing into the particulate filter prior to the operation of the fuel supply unit.
【請求項2】 前記パティキュレートフィルタには、所
定温度以上で活性する貴金属触媒が担持され、 前記排気昇温手段は、前記パティキュレートフィルタの
温度が前記所定温度未満であるときに、前記パティキュ
レートフィルタに流入する排気の温度を上昇させ、 前記燃料供給手段は、前記パティキュレートフィルタの
温度が前記所定温度以上となった後に、前記パティキュ
レートフィルタに燃料を添加することを特徴とする請求
項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
2. The particulate filter supports a noble metal catalyst that is activated at a predetermined temperature or higher, and the exhaust gas temperature increasing means is configured to: when the temperature of the particulate filter is lower than the predetermined temperature, The fuel supply means increases the temperature of the exhaust gas flowing into the filter, and adds the fuel to the particulate filter after the temperature of the particulate filter becomes equal to or higher than the predetermined temperature. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項3】 前記パティキュレートフィルタより下流
の排気通路に設けられ、該排気通路内の排気流量を絞る
排気絞り弁を更に備え、 前記排気昇温手段は、前記排気絞り弁の開度を絞ること
により排気の温度を上昇させることを特徴とする請求項
1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. An exhaust throttle valve provided in an exhaust passage downstream of the particulate filter to reduce an exhaust flow rate in the exhaust passage, wherein the exhaust gas heating means narrows an opening of the exhaust throttle valve. 2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the temperature of the exhaust gas is increased by the operation.
【請求項4】 前記内燃機関の各気筒内に直接燃料を噴
射する燃料噴射弁を更に備え、 前記排気昇温手段は、各気筒の膨張行程時に前記燃料噴
射弁から副次的に燃料を噴射させることにより排気の温
度を上昇させることを特徴とする請求項1に記載の内燃
機関の排気浄化装置。
4. A fuel injection valve for injecting fuel directly into each cylinder of the internal combustion engine, wherein the exhaust gas heating means injects fuel from the fuel injection valve in a secondary stroke during each cylinder expansion stroke. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the temperature of the exhaust gas is increased by causing the temperature of the exhaust gas to rise.
【請求項5】 前記燃料供給手段は、前記パティキュレ
ートフィルタより上流の排気通路に設けられ、前記排気
通路内を流れる排気に燃料を添加する燃料添加装置であ
ることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄
化装置。
5. The fuel supply device according to claim 1, wherein the fuel supply means is a fuel addition device provided in an exhaust passage upstream of the particulate filter and adding fuel to exhaust flowing in the exhaust passage. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項6】 前記内燃機関の各気筒内に直接燃料を噴
射する燃料噴射弁を更に備え、 前記燃料供給手段は、各気筒の排気行程時に前記燃料噴
射弁から副次的に燃料を噴射させることにより、前記パ
ティキュレートフィルタへ燃料を供給することを特徴と
する請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. A fuel injection valve for directly injecting fuel into each cylinder of the internal combustion engine, wherein the fuel supply means injects fuel from the fuel injection valve during an exhaust stroke of each cylinder. 2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein fuel is supplied to the particulate filter.
【請求項7】 前記パティキュレートフィルタには、酸
素過剰雰囲気のときは酸素を取り込んで保持し、酸素濃
度が低下したときは保持していた酸素を活性酸素として
放出する活性酸素放出剤が担持されていることを特徴と
する請求項1から請求項6の何れか1に記載の内燃機関
の排気浄化装置。
7. The particulate filter carries an active oxygen releasing agent that takes in and holds oxygen in an oxygen-excess atmosphere and releases the held oxygen as active oxygen when the oxygen concentration decreases. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein:
【請求項8】 前記内燃機関が減速運転状態にあると
き、もしくは前記内燃機関が高負荷運転状態以外の運転
状態にあるときに、排気の少なくとも一部が前記パティ
キュレートフィルタを迂回するよう排気の流れを切り換
える排気流れ切換手段を更に備えることを特徴とする請
求項1から請求項7の何れか1に記載の内燃機関の排気
浄化装置。
8. When the internal combustion engine is in a deceleration operation state or when the internal combustion engine is in an operation state other than a high load operation state, at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, further comprising exhaust flow switching means for switching a flow.
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