JP2002129938A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device of internal combustion engine

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JP2002129938A
JP2002129938A JP2000324196A JP2000324196A JP2002129938A JP 2002129938 A JP2002129938 A JP 2002129938A JP 2000324196 A JP2000324196 A JP 2000324196A JP 2000324196 A JP2000324196 A JP 2000324196A JP 2002129938 A JP2002129938 A JP 2002129938A
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particulate filter
temperature
exhaust gas
unburned
internal combustion
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弘道 柳原
Yoshimitsu Henda
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the prevention of a particulate filter from regenerated during its regeneration. SOLUTION: In this exhaust emission control device of an internal combustion engine, a particulate filter 22 is arranged in an exhaust port 10, unburned HC is supplied into the particulate filter 22 from an internal combustion engine body 1 when exhaust gas temperature is lower than low temperature oxidizing reaction temperature, thereafter not only the exhaust gas temperature is raised up to the temperature exceeding the low temperature oxidizing reaction temperature but also the unburned HC is, in principal, prohibited to supply to the particulate filter 22 and the unburned HC is avoided to change into soot before reaching the particulate filter in the raised temperature exhausted gas.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気浄化
装置に関する。
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、機関排気通路内にパティキュレー
トフィルタを配置し、そのパティキュレートフィルタに
未燃HCを供給するようにした内燃機関の排気浄化装置
が知られている。この種の内燃機関の排気浄化装置の例
としては、例えば特開昭58−38311号公報に記載
されたものがある。特開昭58−38311号公報に記
載された内燃機関の排気浄化装置では、パティキュレー
トフィルタに未燃HCが供給されるとその未燃HCがパ
ティキュレートフィルタ内において酸化することによ
り、パティキュレートフィルタの温度が上昇せしめられ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine in which a particulate filter is disposed in an engine exhaust passage and unburned HC is supplied to the particulate filter. An example of this type of exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine is disclosed in, for example, JP-A-58-38311. In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine described in JP-A-58-38311, when unburned HC is supplied to the particulate filter, the unburned HC is oxidized in the particulate filter. Is raised.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開昭58
−38311号公報に記載された内燃機関の排気浄化装
置では、排気ガス温度とは無関係に、パティキュレート
フィルタに堆積している微粒子の大部分が燃焼してしま
うまで、パティキュレートフィルタに未燃HCが供給さ
れ続ける。つまり、特開昭58−38311号公報に記
載された内燃機関の排気浄化装置では、排気ガス温度が
低温酸化反応温度以上の温度まで昇温した後であって
も、パティキュレートフィルタに未燃HCが供給され続
けてしまう。一方、排気ガス温度が低温酸化反応温度以
上のときにパティキュレートフィルタに未燃HCが供給
されると、排気ガス中の未燃HCはパティキュレートフ
ィルタに到達するまでに煤に変化してしまう。そのた
め、パティキュレートフィルタに堆積している微粒子を
燃焼除去しようとしているにもかかわらず、パティキュ
レートフィルタに煤として微粒子が供給されることにな
ってしまい、結果として、パティキュレートフィルタの
再生、つまり、パティキュレートフィルタに堆積してい
る微粒子量を減少させることが妨げられてしまう。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-1983
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-38311, unburned HC is stored in the particulate filter until most of the fine particles deposited on the particulate filter are burned regardless of the exhaust gas temperature. Continues to be supplied. That is, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-38311, even if the exhaust gas temperature rises to a temperature equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature, the unburned HC is stored in the particulate filter. Will continue to be supplied. On the other hand, if unburned HC is supplied to the particulate filter when the exhaust gas temperature is equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature, the unburned HC in the exhaust gas changes to soot before reaching the particulate filter. Therefore, despite trying to burn and remove the fine particles deposited on the particulate filter, the fine particles are supplied as soot to the particulate filter, and as a result, the regeneration of the particulate filter, that is, Reduction of the amount of fine particles deposited on the particulate filter is prevented.

【0004】前記問題点に鑑み、本発明はパティキュレ
ートフィルタの再生が妨げられるのを抑制することがで
きる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とす
る。
[0004] In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine which can prevent the regeneration of a particulate filter from being hindered.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、機関排気通路内にパティキュレートフィルタを
配置し、前記パティキュレートフィルタに未燃HCを供
給するようにした内燃機関の排気浄化装置において、排
気ガス温度が低温酸化反応温度よりも低いときに前記パ
ティキュレートフィルタに未燃HCを供給し、次いで排
気ガス温度を低温酸化反応温度以上の温度まで昇温させ
ると共に前記パティキュレートフィルタに未燃HCを供
給するのを原則的に禁止するようにした内燃機関の排気
浄化装置が提供される。
According to the first aspect of the present invention, an exhaust gas of an internal combustion engine is provided in which a particulate filter is disposed in an engine exhaust passage so as to supply unburned HC to the particulate filter. In the purification device, when the exhaust gas temperature is lower than the low-temperature oxidation reaction temperature, unburned HC is supplied to the particulate filter, and then the exhaust gas temperature is raised to a temperature equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature, and the particulate filter is And an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine in which supply of unburned HC to the exhaust gas is basically prohibited.

【0006】請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、排気ガス温度が低温酸化反応温度よりも低いとき
にパティキュレートフィルタに未燃HCが供給される。
そのため、パティキュレートフィルタに到達するまでに
未燃HCが煤に変化してしまうのを抑制しつつ、パティ
キュレートフィルタにおいて未燃HCを酸化させること
により、パティキュレートフィルタに堆積している微粒
子を燃焼除去する準備を行うことができる。更に、排気
ガス温度が低温酸化反応温度よりも低いときにパティキ
ュレートフィルタに未燃HCが供給されるのに次いで、
排気ガス温度が低温酸化反応温度以上の温度まで昇温せ
しめられる。そのため、パティキュレートフィルタにお
いて酸化発熱する未燃HCによってパティキュレートフ
ィルタが加熱されるのに加えて、昇温した排気ガスによ
ってパティキュレートフィルタが加熱される。その結
果、パティキュレートフィルタに堆積している微粒子を
燃焼除去することができる。更に、排気ガス温度が低温
酸化反応温度以上の温度まで昇温せしめられているとき
に、パティキュレートフィルタに未燃HCを供給するの
が原則的に禁止される。そのため、昇温した排気ガス中
において未燃HCがパティキュレートフィルタに到達す
るまでの間に煤に変化してしまうのが抑制され、その結
果、パティキュレートフィルタに煤が供給されてしまう
のに伴ってパティキュレートフィルタの再生が妨げられ
てしまうのを抑制することができる。つまり、パティキ
ュレートフィルタに堆積している微粒子を減少させるこ
とが妨げられてしまうのを抑制することができる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, unburned HC is supplied to the particulate filter when the exhaust gas temperature is lower than the low-temperature oxidation reaction temperature.
Therefore, by suppressing the unburned HC from changing to soot before reaching the particulate filter, the unburned HC is oxidized in the particulate filter, thereby burning the particulates deposited on the particulate filter. Prepare to remove. Further, after the unburned HC is supplied to the particulate filter when the exhaust gas temperature is lower than the low-temperature oxidation reaction temperature,
The temperature of the exhaust gas is raised to a temperature equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature. Therefore, the particulate filter is heated not only by the unburned HC that oxidizes and generates heat in the particulate filter, but also heated by the heated exhaust gas. As a result, the particulates deposited on the particulate filter can be removed by burning. Further, when the exhaust gas temperature is raised to a temperature equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature, supply of unburned HC to the particulate filter is basically prohibited. Therefore, the unburned HC in the heated exhaust gas is prevented from changing to soot before reaching the particulate filter, and as a result, soot is supplied to the particulate filter. Thus, it is possible to prevent the reproduction of the particulate filter from being hindered. That is, it is possible to prevent the reduction of the fine particles deposited on the particulate filter from being hindered.

【0007】請求項2に記載の発明によれば、排気ガス
がパティキュレートフィルタの壁を通過するときに排気
ガス中の微粒子がパティキュレートフィルタの壁の内部
において捕集されるように前記パティキュレートフィル
タを構成した請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置
が提供される。
According to the second aspect of the present invention, when the exhaust gas passes through the particulate filter wall, the particulate matter in the exhaust gas is trapped inside the particulate filter wall. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, which constitutes a filter.

【0008】請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、排気ガスがパティキュレートフィルタの壁を通過
するときに排気ガス中の微粒子がパティキュレートフィ
ルタの壁の内部において捕集されるようにパティキュレ
ートフィルタが構成されている。そのため、パティキュ
レートフィルタに堆積している微粒子量が増加したため
にパティキュレートフィルタを再生すべきときには、排
気ガスがパティキュレートフィルタの壁を通過しづらく
なって排気ガス圧力が上昇し、その結果、パティキュレ
ートフィルタの温度が静温度ではなくむしろ全温度とし
て定まる。それゆえ、パティキュレートフィルタの温度
が静温度として定まる場合に比べて、パティキュレート
フィルタの温度を高くすることができ、パティキュレー
トフィルタに堆積している微粒子を容易に燃焼させるこ
とができる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the exhaust gas passes through the wall of the particulate filter, fine particles in the exhaust gas are trapped inside the wall of the particulate filter. A particulate filter is configured. Therefore, when the particulate filter is to be regenerated due to an increase in the amount of fine particles deposited on the particulate filter, it becomes difficult for the exhaust gas to pass through the wall of the particulate filter, and the exhaust gas pressure rises. The temperature of the curated filter is determined not as a static temperature but rather as a total temperature. Therefore, as compared with the case where the temperature of the particulate filter is determined as the static temperature, the temperature of the particulate filter can be increased, and the fine particles deposited on the particulate filter can be easily burned.

【0009】請求項3に記載の発明によれば、前記パテ
ィキュレートフィルタを排気ポート内又は排気ポートの
すぐ下流側に配置した請求項1に記載の内燃機関の排気
浄化装置が提供される。
According to the third aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the particulate filter is disposed in the exhaust port or immediately downstream of the exhaust port.

【0010】請求項3に記載の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が排気ポート内又は排
気ポートのすぐ下流側に配置される。そのため、パティ
キュレートフィルタが排気ポート内又は排気ポートのす
ぐ下流側よりも更に下流側に配置されている場合に比
べ、内燃機関本体から排出された排気ガスの衝撃波によ
ってパティキュレートフィルタの温度を排気ガス温度よ
りも高くすることができ、それゆえ、排気ガス温度がま
だ低いときであってもパティキュレートフィルタにおい
て未燃HCを酸化させることができる。尚、パティキュ
レートフィルタの温度を排気ガス温度よりも高くするた
めには、内燃機関の気筒からパティキュレートフィルタ
までの機関排気通路が気筒毎に独立していること、つま
り、気筒から排出された排気ガスの衝撃波がパティキュ
レートフィルタまで到達できるようになっていることが
必要である。
According to the third aspect of the present invention, the particulate filter is disposed in the exhaust port or immediately downstream of the exhaust port. Therefore, compared with the case where the particulate filter is arranged in the exhaust port or further downstream than immediately downstream of the exhaust port, the temperature of the particulate filter is reduced by the shock wave of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine body. The temperature can be higher than the temperature, so that the unburned HC can be oxidized in the particulate filter even when the exhaust gas temperature is still low. In order to make the temperature of the particulate filter higher than the exhaust gas temperature, the engine exhaust passage from the cylinder of the internal combustion engine to the particulate filter must be independent for each cylinder, that is, the exhaust gas discharged from the cylinder It is necessary that the shock wave of the gas can reach the particulate filter.

【0011】請求項4に記載の発明によれば、排気ガス
温度が低温酸化反応温度以上のときであっても、排気ガ
ス温度が高温酸化反応温度まで上昇する直前であるとき
には、前記パティキュレートフィルタに未燃HCを供給
するのを許容するようにした請求項1に記載の内燃機関
の排気浄化装置が提供される。
According to the fourth aspect of the present invention, even when the exhaust gas temperature is equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature, when the exhaust gas temperature is just before rising to the high-temperature oxidation reaction temperature, the particulate filter can be used. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein supply of unburned HC to the exhaust gas is permitted.

【0012】請求項4に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、排気ガス温度が低温酸化反応温度以上のとき、つ
まり、パティキュレートフィルタに未燃HCを供給する
のが原則的に禁止されるときであっても、排気ガス温度
が高温酸化反応温度まで上昇する直前であるときには、
パティキュレートフィルタに未燃HCを供給するのが許
容される。そのため、排気ガス温度が高温酸化反応温度
まで上昇する直前にもパティキュレートフィルタに未燃
HCを供給するのが禁止されてしまう場合に比べ、早期
にパティキュレートフィルタを昇温させ、パティキュレ
ートフィルタを再生することができる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the exhaust gas temperature is equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature, that is, when the supply of unburned HC to the particulate filter is basically prohibited. Even when the temperature of the exhaust gas is just before rising to the high temperature oxidation reaction temperature,
Supplying unburned HC to the particulate filter is permitted. Therefore, compared to a case where the supply of unburned HC to the particulate filter is prohibited even immediately before the exhaust gas temperature rises to the high temperature oxidation reaction temperature, the temperature of the particulate filter is raised earlier and the particulate filter is removed. Can be played.

【0013】請求項5に記載の発明によれば、排気ガス
温度が低温酸化反応温度以上のときであっても、前記パ
ティキュレートフィルタ内の未燃HCがなくなりそうな
ときには、前記パティキュレートフィルタに未燃HCを
供給するのを許容するようにした請求項1に記載の内燃
機関の排気浄化装置が提供される。
According to the fifth aspect of the present invention, even when the exhaust gas temperature is equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature, when the unburned HC in the particulate filter is likely to disappear, the particulate filter is rejected. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein supply of unburned HC is permitted.

【0014】請求項5に記載の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内の未燃HCがなくな
ってしまうと、パティキュレートフィルタ内の未燃HC
によってパティキュレートフィルタを加熱できなくな
り、排気ガスを昇温させなければパティキュレートフィ
ルタを加熱できなくなることに鑑み、排気ガス温度が低
温酸化反応温度以上のとき、つまり、パティキュレート
フィルタに未燃HCを供給するのが原則的に禁止される
ときであっても、パティキュレートフィルタ内の未燃H
Cがなくなりそうなときには、パティキュレートフィル
タに未燃HCを供給するのが許容される。そのため、パ
ティキュレートフィルタ内の未燃HCがなくなってしま
い、パティキュレートフィルタ内の未燃HCによってパ
ティキュレートフィルタを加熱できなくなってしまうの
を回避することができる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the unburned HC in the particulate filter is exhausted, the unburned HC in the particulate filter is removed.
When the exhaust gas temperature is equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature, that is, the unburned HC is supplied to the particulate filter in consideration of the fact that the particulate filter cannot be heated by the exhaust gas and the particulate filter cannot be heated unless the exhaust gas is heated. Even when supply is basically prohibited, unburned H in the particulate filter
When C is likely to disappear, supply of unburned HC to the particulate filter is permitted. Therefore, it is possible to prevent the unburned HC in the particulate filter from disappearing and the particulate filter from being unable to be heated by the unburned HC in the particulate filter.

【0015】請求項6に記載の発明によれば、前記パテ
ィキュレートフィルタの下流側に排気ターボチャージャ
を配置し、その下流側にNOx触媒を配置し、その下流
側に酸化触媒を配置した請求項1に記載の内燃機関の排
気浄化装置が提供される。
According to the present invention, an exhaust turbocharger is disposed downstream of the particulate filter, a NOx catalyst is disposed downstream thereof, and an oxidation catalyst is disposed downstream thereof. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1 is provided.

【0016】請求項6に記載の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の下流側にNOx触媒
が配置されるため、パティキュレートフィルタの加熱に
使用されることなくパティキュレートフィルタを通過し
た未燃HCによりNOx触媒を還元することができる。
更に、NOx触媒の下流側に酸化触媒が配置されるた
め、NOx触媒の還元に使用されることなくNOx触媒
を通過した未燃HCが酸化触媒において浄化される。そ
れゆえ、未燃HCが排出されてしまうのを回避すること
ができる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the sixth aspect, since the NOx catalyst is disposed downstream of the particulate filter, the exhaust gas that has passed through the particulate filter without being used for heating the particulate filter. The NOx catalyst can be reduced by the fuel HC.
Furthermore, since the oxidation catalyst is arranged downstream of the NOx catalyst, unburned HC that has passed through the NOx catalyst without being used for reduction of the NOx catalyst is purified by the oxidation catalyst. Therefore, it is possible to prevent the unburned HC from being discharged.

【0017】請求項7に記載の発明によれば、排気ガス
温度が低温酸化反応温度よりも低いとき、圧縮上死点後
40°から50°に主燃料とは別の副燃料を追加噴射す
ることにより前記パティキュレートフィルタに未燃HC
を供給するようにした請求項1に記載の内燃機関の排気
浄化装置が提供される。
According to the present invention, when the exhaust gas temperature is lower than the low-temperature oxidation reaction temperature, an auxiliary fuel different from the main fuel is additionally injected from 40 ° to 50 ° after the compression top dead center. As a result, unburned HC is added to the particulate filter.
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas is supplied.

【0018】請求項7に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、排気ガス温度が低温酸化反応温度よりも低いとき
に圧縮上死点後40°から50°に追加噴射される副燃
料は、パティキュレートフィルタに到達するまでの間に
後燃えしてしまうことなく、また、パティキュレートフ
ィルタに到達するまでの間に煤に変化してしまうことな
く、未燃HCの状態でパティキュレートフィルタまで到
達できることに鑑み、排気ガス温度が低温酸化反応温度
よりも低いときに圧縮上死点後40°から50°に主燃
料とは別の副燃料が追加噴射される。そのため、パティ
キュレートフィルタに到達するまでに未燃HCが煤に変
化してしまうのを抑制しつつ、パティキュレートフィル
タにおいて未燃HCを酸化させることにより、パティキ
ュレートフィルタに堆積している微粒子を酸化除去する
準備を行うことができる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the exhaust gas temperature is lower than the low-temperature oxidation reaction temperature, the auxiliary fuel additionally injected from 40 ° to 50 ° after the compression top dead center is a It is possible to reach the particulate filter in an unburned HC state without burning after reaching the particulate filter and without changing to soot before reaching the particulate filter. In view of the above, when the exhaust gas temperature is lower than the low-temperature oxidation reaction temperature, an auxiliary fuel different from the main fuel is additionally injected from 40 ° to 50 ° after the compression top dead center. Therefore, by suppressing the unburned HC from changing to soot before reaching the particulate filter, the particulate filter is oxidized by oxidizing the unburned HC so as to oxidize the fine particles deposited on the particulate filter. Prepare to remove.

【0019】請求項8に記載の発明によれば、前記パテ
ィキュレートフィルタに堆積している微粒子量が所定値
以上のとき、圧縮上死点後30°から40°に主燃料と
は別の副燃料を追加噴射することにより排気ガス温度を
低温酸化反応温度以上の温度まで昇温させるようにした
請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置が提供され
る。
According to the eighth aspect of the present invention, when the amount of fine particles deposited on the particulate filter is equal to or more than a predetermined value, a sub fuel separate from the main fuel is provided from 30 ° to 40 ° after the compression top dead center. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the temperature of the exhaust gas is raised to a temperature equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature by additionally injecting fuel.

【0020】請求項8に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、圧縮上死点後30°から40°に追加噴射される
副燃料はパティキュレートフィルタに到達するまでの間
に後燃えして排気ガスを昇温させることができることに
鑑み、パティキュレートフィルタに堆積している微粒子
量が所定値以上のときに圧縮上死点後30°から40°
に主燃料とは別の副燃料が追加噴射される。そのため、
昇温した排気ガスによってパティキュレートフィルタが
加熱され、パティキュレートフィルタに堆積している微
粒子を燃焼除去することができる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the auxiliary fuel additionally injected from 30 ° to 40 ° after the compression top dead center is post-burned before reaching the particulate filter and exhausted. In view of the fact that the gas can be heated, when the amount of fine particles deposited on the particulate filter is equal to or more than a predetermined value, 30 ° to 40 ° after the compression top dead center
An additional fuel different from the main fuel is additionally injected. for that reason,
The particulate filter is heated by the heated exhaust gas, and the particulates deposited on the particulate filter can be burned and removed.

【0021】請求項9に記載の発明によれば、前記パテ
ィキュレートフィルタの下流側に配置されたNOx触媒
を還元すべきとき、圧縮上死点後40°から50°に、
又は圧縮上死点後50°以降に主燃料とは別の副燃料を
追加噴射するようにした請求項1に記載の内燃機関の排
気浄化装置が提供される。
According to the ninth aspect of the invention, when the NOx catalyst disposed downstream of the particulate filter is to be reduced, the NOx catalyst is reduced from 40 ° to 50 ° after the compression top dead center.
Alternatively, there is provided the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein an auxiliary fuel different from the main fuel is additionally injected at 50 ° or more after the compression top dead center.

【0022】請求項9に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、圧縮上死点後40°から50°に、又は圧縮上死
点後50°以降に追加噴射される副燃料は、未燃HCの
状態でパティキュレートフィルタまで到達することがで
き、パティキュレートフィルタを通過した場合にはパテ
ィキュレートフィルタの下流側に配置されたNOx触媒
まで到達することができることに鑑み、パティキュレー
トフィルタの下流側に配置されたNOx触媒を還元すべ
きときには圧縮上死点後40°から50°に、又は圧縮
上死点後50°以降に主燃料とは別の副燃料が追加噴射
される。そのため、NOx触媒に到達した未燃HCによ
りNOx触媒を還元することができる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the ninth aspect, the secondary fuel additionally injected from 40 ° after compression top dead center or 50 ° after compression top dead center is unburned HC. In view of the fact that it is possible to reach the particulate filter in the state of the above, and it is possible to reach the NOx catalyst disposed downstream of the particulate filter when passing through the particulate filter, When the disposed NOx catalyst is to be reduced, an additional fuel other than the main fuel is additionally injected from 40 ° after compression top dead center to 50 ° or after 50 ° after compression top dead center. Therefore, the NOx catalyst can be reduced by the unburned HC that has reached the NOx catalyst.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0024】図1は本発明の内燃機関の排気浄化装置の
第一の実施形態の構成図である。図1において、1は内
燃機関本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッ
ド、4はピストン、5は燃焼室、6は電気制御式燃料噴
射弁、7は吸気弁、8は吸気ポート、9は排気弁、10
は排気ポートである。吸気ポート8は対応する排気マニ
ホルド11を介してサージタンク12に連結され、サー
ジタンク12は吸気ダクト13を介して排気ターボチャ
ージャ14のコンプレッサ15に連結されている。吸気
ダクト13内には、ステップモータ16により駆動され
るスロットル弁17が配置されている。また、スロット
ル弁17上流の吸気ダクト13内には、吸入空気の質量
流量を検出するための質量流量検出器17aが配置され
ている。更に吸気ダクト13周りには吸気ダクト13内
を流れる吸入空気を冷却するためのインタークーラ18
が配置されている。本実施形態では機関冷却水がインタ
ークーラ18内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気
が冷却される。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG. 1, 1 is an internal combustion engine main body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve, 8 is an intake port, 9 is Exhaust valve, 10
Is an exhaust port. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding exhaust manifold 11, and the surge tank 12 is connected to a compressor 15 of an exhaust turbocharger 14 via an intake duct 13. A throttle valve 17 driven by a step motor 16 is disposed in the intake duct 13. A mass flow detector 17a for detecting the mass flow of the intake air is disposed in the intake duct 13 upstream of the throttle valve 17. Further, an intercooler 18 for cooling intake air flowing through the intake duct 13 is provided around the intake duct 13.
Is arranged. In the present embodiment, the engine cooling water is guided into the intercooler 18, and the intake air is cooled by the engine cooling water.

【0025】一方、排気ポート10は排気マニホルド1
9及び排気管20を介して排気ターボチャージャ14の
排気タービン21に連結され、排気タービン21の出口
はNOx触媒60及び酸化触媒61に連結されている。
排気ポート10内にはパティキュレートフィルタ22が
配置されている。パティキュレートフィルタ22を排気
ポート10内に配置する代わりに、他の実施形態では、
パティキュレートフィルタ22を排気ポート10のすぐ
下流側の排気マニホルド19内に配置することも可能で
ある。いずれにしても、パティキュレートフィルタ22
は、内燃機関本体1から排出された排気ガスの衝撃波に
よってパティキュレートフィルタ22の温度が排気ガス
温度よりも高くなるように配置されている。詳細には、
パティキュレートフィルタ22の温度を排気ガス温度よ
りも高くするために、内燃機関のシリンダからパティキ
ュレートフィルタ22まで延びている排気通路がシリン
ダ毎に独立しているように排気ポート10及びパティキ
ュレートフィルタ22が配置されている。本実施形態で
は、排気ポート10の流れの中心とパティキュレートフ
ィルタ22の入口の中心とが対向するように配置されて
いる。
On the other hand, the exhaust port 10 is connected to the exhaust manifold 1
The exhaust turbine 21 is connected to the exhaust turbine 21 of the exhaust turbocharger 14 through the exhaust pipe 9 and the exhaust pipe 20, and the outlet of the exhaust turbine 21 is connected to the NOx catalyst 60 and the oxidation catalyst 61.
A particulate filter 22 is arranged in the exhaust port 10. Instead of arranging the particulate filter 22 in the exhaust port 10, in other embodiments,
It is also possible to arrange the particulate filter 22 in the exhaust manifold 19 immediately downstream of the exhaust port 10. In any case, the particulate filter 22
Are arranged so that the temperature of the particulate filter 22 becomes higher than the exhaust gas temperature by the shock wave of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine body 1. For details,
In order to make the temperature of the particulate filter 22 higher than the exhaust gas temperature, the exhaust port 10 and the particulate filter 22 are arranged such that the exhaust passage extending from the cylinder of the internal combustion engine to the particulate filter 22 is independent for each cylinder. Is arranged. In this embodiment, the center of the flow of the exhaust port 10 and the center of the inlet of the particulate filter 22 are arranged so as to face each other.

【0026】排気マニホルド19とサージタンク12と
は排気ガス再循環通路(EGR通路)24を介して互い
に連結され、EGR通路24にはステップモータにより
駆動される電気制御式EGR制御弁25が配置されてい
る。更にEGR通路24周りにはEGR通路24内を流
れるEGRガスを冷却するためのEGRクーラ26が配
置されている。本実施形態では機関冷却水がEGRクー
ラ26内に導かれ、機関冷却水によってEGRガスが冷
却される。各燃料噴射弁6は燃料供給管6aを介して燃
料リザーバ、いわゆるコモンレール27に連結されてい
る。このコモンレール27内へは電気制御式の吐出量可
変な燃料ポンプ28から燃料が供給され、コモンレール
27内に供給された燃料は各燃料供給管6aを介して燃
料噴射弁6に供給される。コモンレール27にはコモン
レール27内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ2
9が取付けられ、燃料圧センサ29の出力信号に基づい
てコモンレール27内の燃料圧が目標燃料圧となるよう
に燃料ポンプ28の吐出量が制御される。
The exhaust manifold 19 and the surge tank 12 are connected to each other via an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 24, and an electrically controlled EGR control valve 25 driven by a step motor is disposed in the EGR passage 24. ing. Further, an EGR cooler 26 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 24 is disposed around the EGR passage 24. In the present embodiment, the engine cooling water is guided into the EGR cooler 26, and the engine cooling water cools the EGR gas. Each fuel injection valve 6 is connected to a fuel reservoir, a so-called common rail 27, via a fuel supply pipe 6a. Fuel is supplied into the common rail 27 from a fuel pump 28 of an electrically controlled variable discharge amount, and the fuel supplied into the common rail 27 is supplied to the fuel injection valve 6 through each fuel supply pipe 6a. A fuel pressure sensor 2 for detecting the fuel pressure in the common rail 27 is provided on the common rail 27.
The discharge amount of the fuel pump 28 is controlled based on the output signal of the fuel pressure sensor 29 so that the fuel pressure in the common rail 27 becomes the target fuel pressure.

【0027】電気制御ユニット30はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス31によって互いに接続さ
れたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ラン
ダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセッ
サ)34、入力ポート35及び出力ポート36を具備す
る。燃料圧センサ29の出力信号は対応するAD変換器
37を介して入力ポート35に入力される。また、質量
流量検出器17aの出力信号は対応するAD変換器37
を介して入力ポート35に入力される。アクセルペダル
40にはアクセルペダル40の踏み込み量に比例した出
力電圧を発生する負荷センサ41が接続され、負荷セン
サ41の出力電圧は対応するAD変換器37を介して入
力ポート35に入力される。また、入力ポート35には
クランクシャフトが例えば30°回転する毎に出力パル
スを発生するクランク角センサ42が接続されている。
排気ポート10内の排気ガス温度を検出するための排気
ガス温度センサ43の出力信号は対応するAD変換器3
7を介して入力ポート35に入力される。一方、出力ポ
ート36は対応する駆動回路38を介して燃料噴射弁
6、スロットル弁駆動用ステップモータ16、EGR制
御弁駆動用ステップモータ(図示せず)及び燃料ポンプ
28に接続されている。
The electric control unit 30 is composed of a digital computer, and is connected to a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, a CPU (Microprocessor) 34, an input port 35, An output port 36 is provided. The output signal of the fuel pressure sensor 29 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. The output signal of the mass flow detector 17a is output from the corresponding AD converter 37.
Through the input port 35. A load sensor 41 that generates an output voltage proportional to the amount of depression of the accelerator pedal 40 is connected to the accelerator pedal 40, and the output voltage of the load sensor 41 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. The input port 35 is connected to a crank angle sensor 42 that generates an output pulse each time the crankshaft rotates, for example, by 30 °.
The output signal of the exhaust gas temperature sensor 43 for detecting the temperature of the exhaust gas in the exhaust port 10 is supplied to the corresponding AD converter 3
7 to the input port 35. On the other hand, the output port 36 is connected to the fuel injection valve 6, the throttle valve driving step motor 16, the EGR control valve driving step motor (not shown), and the fuel pump 28 via the corresponding drive circuit 38.

【0028】図2は図1に示したパティキュレートフィ
ルタの詳細図である。詳細には、図2(A)はパティキ
ュレートフィルタ22の端面図、図2(B)はパティキ
ュレートフィルタ22の縦断面図である。図2に示すよ
うに、パティキュレートフィルタ22はハニカム構造を
なしており、互いに平行に延びている複数の排気流通路
50,51を具備する。これらの排気流通路は下流端が
栓52により閉塞された排気ガス流入通路50と、上流
端が栓53により閉塞された排気ガス流出通路51とに
よって構成されている。排気ガス流入通路50及び排気
ガス流出通路51は薄肉の隔壁54を介して交互に配置
されている。つまり、排気ガス流入通路50及び排気ガ
ス流出通路51は、各排気ガス流入通路50が4つの排
気ガス流出通路51によって包囲され、各排気ガス流出
通路51が4つの排気ガス流入通路50によって包囲さ
れるように配置されている(図4(A)参照)。パティ
キュレートフィルタ22は例えばコージライトのような
多孔質材料から形成されており、従って排気ガス流入通
路50内に流入した排気ガスは図2(B)に矢印で示す
ように周囲の隔壁54を通って隣接する排気ガス流出通
路51内に流出する。
FIG. 2 is a detailed view of the particulate filter shown in FIG. Specifically, FIG. 2A is an end view of the particulate filter 22, and FIG. 2B is a longitudinal sectional view of the particulate filter 22. As shown in FIG. 2, the particulate filter 22 has a honeycomb structure and includes a plurality of exhaust passages 50 and 51 extending in parallel with each other. These exhaust passages are constituted by an exhaust gas inflow passage 50 whose downstream end is closed by a plug 52 and an exhaust gas outflow passage 51 whose upstream end is closed by a plug 53. The exhaust gas inflow passages 50 and the exhaust gas outflow passages 51 are alternately arranged via thin partition walls 54. That is, the exhaust gas inflow passages 50 and the exhaust gas outflow passages 51 are each surrounded by the four exhaust gas outflow passages 51, and each exhaust gas outflow passage 51 is surrounded by the four exhaust gas inflow passages 50. (See FIG. 4A). The particulate filter 22 is formed of, for example, a porous material such as cordierite. Therefore, the exhaust gas flowing into the exhaust gas inflow passage 50 passes through the surrounding partition wall 54 as shown by an arrow in FIG. And flows into the adjacent exhaust gas outflow passage 51.

【0029】図3は燃焼室に近い位置における機関排気
通路内の圧力と燃焼室から離れた位置における機関排気
通路内の圧力とを比較して示した図である。図3におい
て、縦軸は圧力を示しており、横軸は時間を示してい
る。また、図3中の実線は燃焼室5に近い位置における
機関排気通路内の圧力を示しており、図3中の破線は燃
焼室5から離れた位置における機関排気通路内の圧力を
示している。本実施形態のパティキュレートフィルタ2
2は、内燃機関本体1から排出された排気ガスの衝撃波
がパティキュレートフィルタ22に伝わるように燃焼室
5に近い位置に配置されている。従って、パティキュレ
ートフィルタ22が配置されている位置における機関排
気通路内の圧力は、図3中の実線で示すようになる。
FIG. 3 is a diagram showing a comparison between the pressure in the engine exhaust passage near the combustion chamber and the pressure in the engine exhaust passage far from the combustion chamber. In FIG. 3, the vertical axis represents pressure, and the horizontal axis represents time. The solid line in FIG. 3 indicates the pressure in the engine exhaust passage at a position near the combustion chamber 5, and the broken line in FIG. 3 indicates the pressure in the engine exhaust passage at a position distant from the combustion chamber 5. . Particulate filter 2 of the present embodiment
Numeral 2 is arranged at a position close to the combustion chamber 5 so that a shock wave of exhaust gas discharged from the internal combustion engine body 1 is transmitted to the particulate filter 22. Accordingly, the pressure in the engine exhaust passage at the position where the particulate filter 22 is disposed is as shown by a solid line in FIG.

【0030】図4はパティキュレートフィルタ温度とパ
ティキュレートフィルタの上流側の排気ガス温度とを比
較して示した図である。図4において、縦軸は温度を示
しており、横軸は時間を示している。また、図4中の実
線はパティキュレートフィルタ22の温度を示してお
り、図4中の破線はパティキュレートフィルタ22の上
流側の排気ポート10内の排気ガス温度を示している。
本発明者が行った実験により、内燃機関本体1から排出
された排気ガスの衝撃波がパティキュレートフィルタ2
2まで伝わるようにパティキュレートフィルタ22を燃
焼室5の近くに配置すると、パティキュレートフィルタ
22の温度が排気ガス温度よりも高くなることが確認さ
れた。従って本実施形態では、パティキュレートフィル
タ22が燃焼室5に比較的近い排気ポート10内に配置
されているため、パティキュレートフィルタ22の温度
が排気ガス温度よりも高くなっている。
FIG. 4 is a diagram showing a comparison between the particulate filter temperature and the exhaust gas temperature on the upstream side of the particulate filter. In FIG. 4, the vertical axis indicates temperature, and the horizontal axis indicates time. 4 indicates the temperature of the particulate filter 22, and the broken line in FIG. 4 indicates the exhaust gas temperature in the exhaust port 10 on the upstream side of the particulate filter 22.
According to an experiment conducted by the inventor, the shock wave of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine body 1
It has been confirmed that when the particulate filter 22 is disposed near the combustion chamber 5 so as to be transmitted to the combustion chamber 2, the temperature of the particulate filter 22 becomes higher than the exhaust gas temperature. Therefore, in this embodiment, since the particulate filter 22 is disposed in the exhaust port 10 relatively close to the combustion chamber 5, the temperature of the particulate filter 22 is higher than the exhaust gas temperature.

【0031】本実施形態では、パティキュレートフィル
タ22を昇温させる場合、まず、排気ガス温度が低温酸
化反応温度(約450℃)よりも低いときには、燃料噴
射弁6からの燃料噴射量が増加せしめられ、パティキュ
レートフィルタ22に未燃HCが供給される。次いで、
排気ガス温度が低温酸化反応温度(約450℃)以上の
温度まで上昇しパティキュレートフィルタ22の温度が
約600℃から約650℃まで上昇すると、パティキュ
レートフィルタ22に未燃HCを供給するのが原則的に
禁止される。
In the present embodiment, when the temperature of the particulate filter 22 is increased, first, when the exhaust gas temperature is lower than the low-temperature oxidation reaction temperature (about 450 ° C.), the fuel injection amount from the fuel injection valve 6 is increased. The unburned HC is supplied to the particulate filter 22. Then
When the temperature of the exhaust gas rises to a temperature higher than the low-temperature oxidation reaction temperature (about 450 ° C.) and the temperature of the particulate filter 22 rises from about 600 ° C. to about 650 ° C., it is necessary to supply unburned HC to the particulate filter 22. It is prohibited in principle.

【0032】図5は領域Aと領域Bとの関係を示した図
である。図5において、縦軸Teはエンジントルクを示
しており、横軸Neは機関回転数を示している。また、
領域Aは、パティキュレートフィルタ22に未燃HCを
供給するのが許容される領域を示している。領域A内に
おいては、通常、排気ガス温度が低温酸化反応温度(約
450℃)よりも低くなっている。一方、領域Bはパテ
ィキュレートフィルタ22に未燃HCを供給するのが原
則的に禁止される領域を示している。領域B内において
は、通常、排気ガス温度が低温酸化反応温度(約450
℃)以上になっている。従って、排気ガス温度が低温酸
化反応温度(約450℃)以上であるか否かは温度セン
サ43の出力値に基づいて判断してもよいが、代わり
に、機関運転条件が領域A内にあるか、あるいは、領域
B内にあるかに基づいて判断することも可能である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the area A and the area B. In FIG. 5, the vertical axis Te indicates the engine torque, and the horizontal axis Ne indicates the engine speed. Also,
A region A indicates a region where supply of unburned HC to the particulate filter 22 is permitted. In the region A, the exhaust gas temperature is usually lower than the low-temperature oxidation reaction temperature (about 450 ° C.). On the other hand, a region B indicates a region where supply of unburned HC to the particulate filter 22 is basically prohibited. In the region B, the exhaust gas temperature is usually lower than the low-temperature oxidation reaction temperature (about 450 ° C.).
℃) or higher. Therefore, whether or not the exhaust gas temperature is equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature (about 450 ° C.) may be determined based on the output value of the temperature sensor 43. Instead, the engine operating condition is within the region A. Alternatively, it is also possible to make a determination based on whether the area is within the area B.

【0033】すなわち本実施形態によれば、機関低負荷
運転時のような排気ガス温度が低温酸化反応温度よりも
低いときにパティキュレートフィルタ22に未燃HCが
供給されるため、パティキュレートフィルタ22に到達
するまでに未燃HCが煤に変化してしまうのを抑制しつ
つ、パティキュレートフィルタ22において未燃HCを
酸化させることにより、パティキュレートフィルタ22
に堆積している微粒子を燃焼除去する準備を行うことが
できる。つまり、未燃HCをパティキュレートフィルタ
22に蓄えておくことができる。機関低負荷運転時にパ
ティキュレートフィルタ22に蓄えられた未燃HCは、
次いで機関加速運転時のような負荷増加時に一気に酸化
されることになる。その結果、パティキュレートフィル
タ22の温度が上昇し、パティキュレートフィルタ22
に堆積していた微粒子が酸化除去せしめられる。
That is, according to this embodiment, unburned HC is supplied to the particulate filter 22 when the exhaust gas temperature is lower than the low-temperature oxidation reaction temperature, such as during low engine load operation. By oxidizing the unburned HC in the particulate filter 22 while suppressing the change of the unburned HC into soot before reaching the
Preparations can be made for burning and removing the fine particles deposited on the surface. That is, the unburned HC can be stored in the particulate filter 22. The unburned HC stored in the particulate filter 22 during engine low load operation is
Next, when the load increases, such as during the acceleration operation of the engine, it is oxidized at once. As a result, the temperature of the particulate filter 22 rises, and the
The fine particles deposited on the surface are oxidized and removed.

【0034】また本実施形態では、排気ガス温度が低温
酸化反応温度よりも低いときにパティキュレートフィル
タ22に未燃HCが供給されるのに次いで、排気ガス温
度が低温酸化反応温度以上の温度まで昇温せしめられる
ため、パティキュレートフィルタ22において酸化発熱
する未燃HCによってパティキュレートフィルタ22が
加熱されるのに加え、昇温した排気ガスによってもパテ
ィキュレートフィルタ22が加熱される。その結果、パ
ティキュレートフィルタ22に堆積している微粒子を燃
焼除去することができる。尚、本実施形態では、排気ガ
スを低温酸化反応温度(約450℃)以上の温度まで昇
温させるために、外部ヒータ等は使用されず、代わり
に、例えば機関加速運転時等、必然的に排気ガス温度が
高くなる機関運転条件が適用される。
In the present embodiment, after the unburned HC is supplied to the particulate filter 22 when the exhaust gas temperature is lower than the low-temperature oxidation reaction temperature, the exhaust gas temperature is reduced to a temperature equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature. Since the temperature is raised, the particulate filter 22 is heated not only by the unburned HC that generates oxidative heat in the particulate filter 22, but also by the heated exhaust gas. As a result, the particulates deposited on the particulate filter 22 can be removed by burning. In the present embodiment, an external heater or the like is not used in order to raise the temperature of the exhaust gas to a temperature higher than the low-temperature oxidation reaction temperature (about 450 ° C.). Engine operating conditions that result in high exhaust gas temperatures apply.

【0035】また、排気ガス温度が低温酸化反応温度以
上の温度まで昇温せしめられているときには、パティキ
ュレートフィルタ22に未燃HCを供給するのが原則的
に禁止されるため、昇温した排気ガス中において未燃H
Cがパティキュレートフィルタ22に到達するまでの間
に煤に変化してしまうのが抑制される。その結果、パテ
ィキュレートフィルタ22に煤が供給されてしまうのに
伴ってパティキュレートフィルタ22の再生が妨げられ
てしまうのを抑制することができる。つまり、パティキ
ュレートフィルタ22に堆積している微粒子を減少させ
ることが妨げられてしまうのを抑制することができる。
尚、パティキュレートフィルタ22の温度が600℃よ
りも高くなると排気ガス温度が低下しても微粒子を燃焼
させるための火種は継続して存続し、排気ガス温度が再
び450℃よりも高くなると瞬時に微粒子の燃焼が可能
になる。火種が存続しているか否かはパティキュレート
フィルタ22の前後の差圧を検出することによって判断
することができる。
When the exhaust gas temperature is raised to a temperature higher than the low-temperature oxidation reaction temperature, supply of unburned HC to the particulate filter 22 is basically prohibited. Unburned H in gas
It is suppressed that C changes to soot before it reaches the particulate filter 22. As a result, it is possible to prevent the regeneration of the particulate filter 22 from being hindered due to the supply of soot to the particulate filter 22. That is, it is possible to prevent the reduction of the fine particles deposited on the particulate filter 22 from being hindered.
When the temperature of the particulate filter 22 becomes higher than 600 ° C., even if the temperature of the exhaust gas decreases, the fire for burning the fine particles continues to exist, and when the temperature of the exhaust gas becomes higher than 450 ° C. again, instantaneously. The burning of fine particles becomes possible. Whether or not the fire has continued can be determined by detecting the differential pressure across the particulate filter 22.

【0036】また本実施形態では、図2に示したように
排気ガスがパティキュレートフィルタ22の隔壁54を
通過するときに排気ガス中の微粒子がパティキュレート
フィルタ22の隔壁54の内部において捕集されるよう
にパティキュレートフィルタ22が構成されている。そ
のため、パティキュレートフィルタ22に堆積している
微粒子量が増加したためにパティキュレートフィルタ2
2を再生する必要が生じたときには、排気ガスがパティ
キュレートフィルタ22の隔壁54を通過しづらくなっ
て排気ガス圧力が上昇し、その結果、パティキュレート
フィルタ22の温度が静温度ではなくむしろ全温度とし
て定まる。この状態が続くと、ガスの運動エネルギが温
度に変換され、排気ガス温度及びパティキュレートフィ
ルタ22の温度が上昇することになる。それゆえ、パテ
ィキュレートフィルタ22の温度が静温度として定まる
場合に比べて、パティキュレートフィルタ22の温度を
高くすることができ、外部ヒータなしでも、パティキュ
レートフィルタ22に堆積している微粒子を容易に燃焼
させることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, when the exhaust gas passes through the partition wall 54 of the particulate filter 22, fine particles in the exhaust gas are collected inside the partition wall 54 of the particulate filter 22. Thus, the particulate filter 22 is configured. Therefore, since the amount of fine particles deposited on the particulate filter 22 has increased,
2 needs to be regenerated, the exhaust gas becomes difficult to pass through the partition wall 54 of the particulate filter 22 and the exhaust gas pressure rises. As a result, the temperature of the particulate filter 22 is not a static temperature but rather a total temperature. Is determined as When this state continues, the kinetic energy of the gas is converted into a temperature, and the exhaust gas temperature and the temperature of the particulate filter 22 increase. Therefore, compared with the case where the temperature of the particulate filter 22 is determined as the static temperature, the temperature of the particulate filter 22 can be increased, and the fine particles deposited on the particulate filter 22 can be easily removed without an external heater. Can be burned.

【0037】また本実施形態では、パティキュレートフ
ィルタ22が排気ポート10内に配置されているため、
パティキュレートフィルタ22が排気ポート10内より
も更に下流側に配置されている場合に比べ、内燃機関本
体1から排出された排気ガスの衝撃波によってパティキ
ュレートフィルタ22の温度を排気ガス温度よりも高く
することができ、それゆえ、排気ガス温度がまだ低いと
きであってもパティキュレートフィルタ22において未
燃HCを酸化させることができる。
In this embodiment, since the particulate filter 22 is disposed in the exhaust port 10,
The temperature of the particulate filter 22 is made higher than the exhaust gas temperature by the shock wave of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine main body 1 as compared with the case where the particulate filter 22 is arranged further downstream than inside the exhaust port 10. Therefore, the unburned HC can be oxidized in the particulate filter 22 even when the exhaust gas temperature is still low.

【0038】上述したように本実施形態では排気ガス温
度が低温酸化反応温度以上のときにはパティキュレート
フィルタ22に未燃HCを供給するのが原則的に禁止さ
れるが、他の実施形態では、そのようなときであって
も、排気ガス温度が高温酸化反応温度(約600℃)ま
で上昇する直前であるときには、パティキュレートフィ
ルタ22に未燃HCを供給するのが許容される。そのた
め、排気ガス温度が高温酸化反応温度(約600℃)ま
で上昇する直前にもパティキュレートフィルタに未燃H
Cを供給するのが禁止されてしまう場合に比べ、早期に
パティキュレートフィルタ22を昇温させ、パティキュ
レートフィルタ22を再生することができる。
As described above, in this embodiment, the supply of unburned HC to the particulate filter 22 is basically prohibited when the exhaust gas temperature is equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature. Even in such a case, supply of unburned HC to the particulate filter 22 is allowed when the exhaust gas temperature is immediately before rising to the high-temperature oxidation reaction temperature (about 600 ° C.). Therefore, immediately before the exhaust gas temperature rises to the high-temperature oxidation reaction temperature (about 600 ° C.), the unburned H
As compared with the case where the supply of C is prohibited, the temperature of the particulate filter 22 can be raised earlier, and the particulate filter 22 can be regenerated.

【0039】また更に他の実施形態では、パティキュレ
ートフィルタ22内の未燃HCがなくなってしまうと、
パティキュレートフィルタ22内の未燃HCによってパ
ティキュレートフィルタ22を加熱できなくなり、排気
ガスを昇温させなければパティキュレートフィルタ22
を加熱できなくなることに鑑み、排気ガス温度が低温酸
化反応温度(約450℃)以上のとき、つまり、パティ
キュレートフィルタ22に未燃HCを供給するのが原則
的に禁止されるときであっても、パティキュレートフィ
ルタ22内の未燃HCがなくなりそうなときには、パテ
ィキュレートフィルタ22に未燃HCを供給するのが許
容される。そのため、パティキュレートフィルタ22内
の未燃HCがなくなってしまい、パティキュレートフィ
ルタ22内の未燃HCによってパティキュレートフィル
タ22を加熱できなくなってしまうのを回避することが
できる。
In still another embodiment, when the unburned HC in the particulate filter 22 runs out,
The particulate filter 22 cannot be heated by the unburned HC in the particulate filter 22, and unless the exhaust gas is heated, the particulate filter 22 cannot be heated.
In view of the fact that the exhaust gas cannot be heated, when the exhaust gas temperature is equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature (about 450 ° C.), that is, when supplying unburned HC to the particulate filter 22 is basically prohibited. Also, when the unburned HC in the particulate filter 22 is likely to disappear, supply of the unburned HC to the particulate filter 22 is permitted. Therefore, it is possible to prevent the unburned HC in the particulate filter 22 from disappearing and the particulate filter 22 from being unable to be heated by the unburned HC in the particulate filter 22.

【0040】第一の実施形態の説明に戻り、本実施形態
では、パティキュレートフィルタ22の下流側にNOx
触媒60が配置されているため、パティキュレートフィ
ルタ22の加熱に使用されることなくパティキュレート
フィルタ22を通過した未燃HCによりNOx触媒60
を還元することができる。更に、NOx触媒60の下流
側に酸化触媒61が配置されているため、NOx触媒6
0の還元に使用されることなくNOx触媒60を通過し
た未燃HCが酸化触媒61において浄化される。それゆ
え、未燃HCが大気中に排出されてしまうのを回避する
ことができる。
Returning to the description of the first embodiment, in this embodiment, NOx is provided downstream of the particulate filter 22.
Since the catalyst 60 is disposed, the unburned HC that has passed through the particulate filter 22 without being used for heating the particulate filter 22 causes NOx catalyst 60
Can be reduced. Further, since the oxidation catalyst 61 is disposed downstream of the NOx catalyst 60, the NOx catalyst 6
Unburned HC that has passed through the NOx catalyst 60 without being used to reduce 0 is purified by the oxidation catalyst 61. Therefore, it is possible to prevent the unburned HC from being discharged into the atmosphere.

【0041】図6は主燃料とは別の副燃料の追加噴射時
期と排気ガス中の未燃HC量、微粒子量及び燃焼状態と
の関係を示した図である。図6に示すように、副燃料が
圧縮上死点後(ATDC)約30°から約40°に追加
噴射される温度利用領域においては、追加噴射された副
燃料はパティキュレートフィルタ22に到達するまでの
間に後燃えし、未燃HCとしてパティキュレートフィル
タ22に供給されない。従ってこの温度利用領域では、
パティキュレートフィルタ22は、副燃料の後燃えによ
り温度上昇した排気ガスによって昇温せしめられる。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the additional injection timing of the auxiliary fuel other than the main fuel, the amount of unburned HC in the exhaust gas, the amount of fine particles, and the combustion state. As shown in FIG. 6, in the temperature utilization region in which the auxiliary fuel is additionally injected from about 30 ° to about 40 ° after the compression top dead center (ATDC), the additionally injected auxiliary fuel reaches the particulate filter 22. Unburned HC is not supplied to the particulate filter 22 as unburned HC. Therefore, in this temperature utilization region,
The temperature of the particulate filter 22 is increased by exhaust gas whose temperature has increased due to afterburning of the sub-fuel.

【0042】一方、副燃料が圧縮上死点後(ATDC)
約40°から約50°に追加噴射される触媒的作用利用
領域においては、追加噴射された副燃料は、パティキュ
レートフィルタ22に到達するまでの間に後燃えするこ
となく、未燃HCとしてパティキュレートフィルタ22
に供給され、パティキュレートフィルタ22において燃
焼せしめられる。従ってこの触媒的作用利用領域では、
パティキュレートフィルタ22は、未燃HCがパティキ
ュレートフィルタ22において燃焼する反応熱によって
昇温せしめられる。温度利用領域においてパティキュレ
ートフィルタ22が昇温せしめられる場合と触媒的作用
利用領域においてパティキュレートフィルタ22が昇温
せしめられる場合とでは、後者の方が早期にパティキュ
レートフィルタ22が昇温せしめられることになる。パ
ティキュレートフィルタ22に堆積している微粒子量が
多いときには、排気ガス温度そのものを事前に高めてお
くために圧縮上死点後(ATDC)約30°から約40
°に副燃料の追加噴射を行うのに加え、圧縮上死点後
(ATDC)約40°から約50°に副燃料の追加噴射
を行うのが好ましい。上述した副燃料の追加噴射を行う
ことにより、パティキュレートフィルタ22において微
粒子を燃焼させるための火種が消失してしまうのを抑制
することができる。
On the other hand, when the auxiliary fuel is located after compression top dead center (ATDC)
In the catalytic action utilization region in which the additional fuel is injected from about 40 ° to about 50 °, the additionally injected auxiliary fuel is not post-burned until it reaches the particulate filter 22, and is not converted into unburned HC. Cured filter 22
And burned in the particulate filter 22. Therefore, in this catalytic action utilization area,
The temperature of the particulate filter 22 is increased by the reaction heat of the unburned HC burning in the particulate filter 22. In the case where the temperature of the particulate filter 22 is raised in the temperature utilization region and in the case where the temperature of the particulate filter 22 is raised in the catalytic action utilization region, the temperature of the particulate filter 22 is raised earlier in the latter case. become. When the amount of fine particles deposited on the particulate filter 22 is large, in order to raise the exhaust gas temperature itself in advance, from about 30 ° to about 40 ° after compression top dead center (ATDC).
In addition to the additional injection of the auxiliary fuel at an angle of 0 °, the additional injection of the auxiliary fuel is preferably performed at an angle of about 40 ° to about 50 ° after the compression top dead center (ATDC). By performing the above-described additional injection of the auxiliary fuel, it is possible to suppress the loss of the fire for burning the fine particles in the particulate filter 22.

【0043】副燃料が圧縮上死点後(ATDC)約50
°以降に追加噴射される反応不十分領域においては、追
加噴射された副燃料が未燃HCとしてパティキュレート
フィルタ22に供給されるものの、燃焼状態が悪化して
排気ガス温度が低下してしまうため、パティキュレート
フィルタ22を昇温させる作用は低下してしまう。
When the auxiliary fuel reaches about 50% after compression top dead center (ATDC)
°, in the insufficient reaction region where additional injection is performed after that, although the additionally injected auxiliary fuel is supplied to the particulate filter 22 as unburned HC, the combustion state deteriorates and the exhaust gas temperature decreases. The effect of raising the temperature of the particulate filter 22 is reduced.

【0044】図7は図6に示した温度利用領域を適用し
てパティキュレートフィルタを昇温させた場合と触媒的
作用利用領域を適用してパティキュレートフィルタを昇
温させた場合とを比較して示した図である。図7におい
て、縦軸はパティキュレートフィルタを示しており、横
軸は時間を示している。図7に示すように、触媒的作用
利用領域を適用してパティキュレートフィルタ22を昇
温させた場合の方が、温度利用領域を適用してパティキ
ュレートフィルタ22を昇温させた場合よりも早期にパ
ティキュレートフィルタ22が昇温せしめられる。
FIG. 7 shows a comparison between the case where the temperature of the particulate filter is raised by applying the temperature utilization region shown in FIG. 6 and the case where the temperature of the particulate filter is raised by applying the catalytic utilization region. FIG. In FIG. 7, the vertical axis indicates a particulate filter, and the horizontal axis indicates time. As shown in FIG. 7, the case where the temperature of the particulate filter 22 is increased by applying the catalytic action utilization region is earlier than the case where the temperature of the particulate filter 22 is increased by applying the temperature utilization region. Then, the temperature of the particulate filter 22 is raised.

【0045】従って本実施形態では、パティキュレート
フィルタ22を昇温すべきときであって排気ガス温度が
低温酸化反応温度(約450℃)よりも低いときに、圧
縮上死点後約40°から約50°に主燃料とは別の副燃
料が追加噴射される。その結果、パティキュレートフィ
ルタ22に到達するまでに未燃HCが煤に変化してしま
うのを抑制しつつ、パティキュレートフィルタ22にお
いて未燃HCを酸化させることにより、パティキュレー
トフィルタ22に堆積している微粒子を酸化除去する準
備を行うことができる。
Accordingly, in this embodiment, when the temperature of the particulate filter 22 is to be raised and the exhaust gas temperature is lower than the low-temperature oxidation reaction temperature (about 450 ° C.), the temperature rises from about 40 ° after the compression top dead center. An auxiliary fuel other than the main fuel is additionally injected at about 50 °. As a result, the unburned HC is oxidized in the particulate filter 22 while suppressing the unburned HC from changing to soot before reaching the particulate filter 22, so that the unburned HC deposits on the particulate filter 22. Preparation for oxidizing and removing fine particles can be performed.

【0046】更に上述したように、圧縮上死点後約30
°から約40°に追加噴射される副燃料はパティキュレ
ートフィルタに到達するまでの間に後燃えして排気ガス
を昇温させることができることに鑑み、本実施形態で
は、パティキュレートフィルタ22に堆積している微粒
子量が所定値以上のときに圧縮上死点後30°から40
°に主燃料とは別の副燃料が追加噴射される。その結
果、昇温した排気ガスによってパティキュレートフィル
タ22が加熱され、パティキュレートフィルタ22に堆
積している微粒子を燃焼除去することができる。尚、パ
ティキュレートフィルタ22に堆積している微粒子量が
所定値以上であるか否かは、例えば機関運転積算時間、
パティキュレートフィルタ22の前後の差圧等に基づい
て推定される。
Further, as described above, about 30 days after the compression top dead center.
In view of the fact that the sub-fuel additionally injected from about 40 ° to about 40 ° can be post-burned before reaching the particulate filter and raise the temperature of the exhaust gas, in the present embodiment, the auxiliary fuel is deposited on the particulate filter 22. When the amount of the fine particles is more than a predetermined value, the angle is 30 ° to 40 ° after the compression top dead center.
At °, an auxiliary fuel different from the main fuel is additionally injected. As a result, the particulate filter 22 is heated by the heated exhaust gas, and the fine particles deposited on the particulate filter 22 can be burned and removed. Note that whether or not the amount of fine particles deposited on the particulate filter 22 is equal to or more than a predetermined value is determined by, for example,
It is estimated based on the differential pressure before and after the particulate filter 22 and the like.

【0047】また上述したように、圧縮上死点後約40
°から約50°に、又は圧縮上死点後約50°以降に追
加噴射される副燃料は、未燃HCの状態でパティキュレ
ートフィルタ22まで到達することができ、パティキュ
レートフィルタ22を通過した場合にはパティキュレー
トフィルタ22の下流側に配置されたNOx触媒60ま
で到達することができることに鑑み、本実施形態では、
パティキュレートフィルタ22の下流側に配置されたN
Ox触媒60を還元すべきときには圧縮上死点後約40
°から約50°に、又は圧縮上死点後約50°以降に主
燃料とは別の副燃料が追加噴射される。その結果、NO
x触媒60に到達した未燃HCによりNOx触媒60を
還元することができる。
As described above, about 40% after the compression top dead center.
The additional fuel injected from about 50 ° to about 50 ° or after about 50 ° after the compression top dead center can reach the particulate filter 22 in a state of unburned HC, and has passed through the particulate filter 22. In this case, in view of being able to reach the NOx catalyst 60 disposed downstream of the particulate filter 22, in the present embodiment,
N arranged downstream of the particulate filter 22
When the Ox catalyst 60 is to be reduced, about 40 after the compression top dead center.
An additional fuel other than the main fuel is additionally injected from about 50 ° to about 50 ° or about 50 ° after the compression top dead center. As a result, NO
The NOx catalyst 60 can be reduced by the unburned HC that has reached the x catalyst 60.

【0048】他の実施形態では、機関始動時等、排気ガ
ス温度が低いときには圧縮上死点後約30°から40°
に副燃料を追加噴射し、暖機がすすむに従って副燃料の
追加噴射時期を圧縮上死点後約40°から約50°に切
り換えることも可能である。また他の実施形態では、排
気ガス温度が低温酸化反応温度よりも高く煤が自然再生
できるときには、圧縮上死点後約30°から40°に副
燃料を追加噴射することも可能である。
In another embodiment, when the exhaust gas temperature is low, such as when the engine is started, about 30 ° to 40 ° after the compression top dead center.
It is also possible to switch the additional fuel injection timing from about 40 ° to about 50 ° after the compression top dead center as the warm-up proceeds. In another embodiment, when the exhaust gas temperature is higher than the low-temperature oxidation reaction temperature and the soot can be naturally regenerated, the auxiliary fuel can be additionally injected at about 30 ° to 40 ° after the compression top dead center.

【0049】[0049]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、パティ
キュレートフィルタに到達するまでに未燃HCが煤に変
化してしまうのを抑制しつつ、パティキュレートフィル
タにおいて未燃HCを酸化させることにより、パティキ
ュレートフィルタに堆積している微粒子を燃焼除去する
準備を行うことができる。更に、パティキュレートフィ
ルタにおいて酸化発熱する未燃HCによってパティキュ
レートフィルタが加熱されるのに加えて、昇温した排気
ガスによってパティキュレートフィルタが加熱される。
その結果、パティキュレートフィルタに堆積している微
粒子を燃焼除去することができる。更に、昇温した排気
ガス中において未燃HCがパティキュレートフィルタに
到達するまでの間に煤に変化してしまうのが抑制され、
その結果、パティキュレートフィルタに煤が供給されて
しまうのに伴ってパティキュレートフィルタの再生が妨
げられてしまうのを抑制することができる。つまり、パ
ティキュレートフィルタに堆積している微粒子を減少さ
せることが妨げられてしまうのを抑制することができ
る。
According to the first aspect of the present invention, the unburned HC is oxidized in the particulate filter while the unburned HC is prevented from changing to soot before reaching the particulate filter. This makes it possible to prepare for burning and removing fine particles deposited on the particulate filter. Further, in addition to the particulate filter being heated by the unburned HC that generates and oxidizes heat in the particulate filter, the particulate filter is heated by the heated exhaust gas.
As a result, the particulates deposited on the particulate filter can be removed by burning. Further, the unburned HC in the heated exhaust gas is prevented from changing to soot before reaching the particulate filter,
As a result, it is possible to prevent the regeneration of the particulate filter from being hindered due to the supply of soot to the particulate filter. That is, it is possible to prevent the reduction of the fine particles deposited on the particulate filter from being hindered.

【0050】請求項2に記載の発明によれば、パティキ
ュレートフィルタに堆積している微粒子量が増加したた
めにパティキュレートフィルタを再生すべきときには、
排気ガスがパティキュレートフィルタの壁を通過しづら
くなって排気ガス圧力が上昇し、その結果、パティキュ
レートフィルタの温度が静温度ではなくむしろ全温度と
して定まる。それゆえ、パティキュレートフィルタの温
度が静温度として定まる場合に比べて、パティキュレー
トフィルタの温度を高くすることができ、パティキュレ
ートフィルタに堆積している微粒子を容易に燃焼させる
ことができる。
According to the second aspect of the present invention, when the particulate filter needs to be regenerated due to an increase in the amount of fine particles deposited on the particulate filter,
Exhaust gas becomes difficult to pass through the walls of the particulate filter and the exhaust gas pressure increases, so that the temperature of the particulate filter is determined as a whole temperature rather than a static temperature. Therefore, as compared with the case where the temperature of the particulate filter is determined as the static temperature, the temperature of the particulate filter can be increased, and the fine particles deposited on the particulate filter can be easily burned.

【0051】請求項3に記載の発明によれば、パティキ
ュレートフィルタが排気ポート内又は排気ポートのすぐ
下流側よりも更に下流側に配置されている場合に比べ、
内燃機関本体から排出された排気ガスの衝撃波によって
パティキュレートフィルタの温度を排気ガス温度よりも
高くすることができ、それゆえ、排気ガス温度がまだ低
いときであってもパティキュレートフィルタにおいて未
燃HCを酸化させることができる。
According to the third aspect of the present invention, compared with the case where the particulate filter is disposed in the exhaust port or further downstream than immediately downstream of the exhaust port,
The temperature of the particulate filter can be made higher than the exhaust gas temperature by the shock wave of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine body. Therefore, even when the exhaust gas temperature is still low, the unburned HC in the particulate filter can be reduced. Can be oxidized.

【0052】請求項4に記載の発明によれば、排気ガス
温度が高温酸化反応温度まで上昇する直前にもパティキ
ュレートフィルタに未燃HCを供給するのが禁止されて
しまう場合に比べ、早期にパティキュレートフィルタを
昇温させ、パティキュレートフィルタを再生することが
できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the supply of unburned HC to the particulate filter is prohibited even immediately before the exhaust gas temperature rises to the high-temperature oxidation reaction temperature. The temperature of the particulate filter can be raised to regenerate the particulate filter.

【0053】請求項5に記載の発明によれば、パティキ
ュレートフィルタ内の未燃HCがなくなってしまい、パ
ティキュレートフィルタ内の未燃HCによってパティキ
ュレートフィルタを加熱できなくなってしまうのを回避
することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent the unburned HC in the particulate filter from being exhausted and the particulate filter from being unable to be heated by the unburned HC in the particulate filter. Can be.

【0054】請求項6に記載の発明によれば、パティキ
ュレートフィルタの加熱に使用されることなくパティキ
ュレートフィルタを通過した未燃HCによりNOx触媒
を還元することができる。更に、NOx触媒の還元に使
用されることなくNOx触媒を通過した未燃HCが酸化
触媒において浄化される。それゆえ、未燃HCが排出さ
れてしまうのを回避することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the NOx catalyst can be reduced by the unburned HC that has passed through the particulate filter without being used for heating the particulate filter. Further, unburned HC that has passed through the NOx catalyst without being used for reduction of the NOx catalyst is purified by the oxidation catalyst. Therefore, it is possible to prevent the unburned HC from being discharged.

【0055】請求項7に記載の発明によれば、パティキ
ュレートフィルタに到達するまでに未燃HCが煤に変化
してしまうのを抑制しつつ、パティキュレートフィルタ
において未燃HCを酸化させることにより、パティキュ
レートフィルタに堆積している微粒子を酸化除去する準
備を行うことができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the unburned HC is oxidized in the particulate filter while the unburned HC is prevented from changing to soot before reaching the particulate filter. Preparations for oxidizing and removing fine particles deposited on the particulate filter can be made.

【0056】請求項8に記載の発明によれば、昇温した
排気ガスによってパティキュレートフィルタが加熱さ
れ、パティキュレートフィルタに堆積している微粒子を
燃焼除去することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the particulate filter is heated by the heated exhaust gas, so that the particulates deposited on the particulate filter can be burned and removed.

【0057】請求項9に記載の発明によれば、NOx触
媒に到達した未燃HCによりNOx触媒を還元すること
ができる。
According to the ninth aspect of the present invention, the NOx catalyst can be reduced by the unburned HC reaching the NOx catalyst.

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

【図1】本発明の内燃機関の排気浄化装置の第一の実施
形態の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine of the present invention.

【図2】図1に示したパティキュレートフィルタの詳細
図である。
FIG. 2 is a detailed view of the particulate filter shown in FIG.

【図3】燃焼室に近い位置における機関排気通路内の圧
力と燃焼室から離れた位置における機関排気通路内の圧
力とを比較して示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a comparison between a pressure in an engine exhaust passage at a position near a combustion chamber and a pressure in an engine exhaust passage at a position distant from the combustion chamber.

【図4】パティキュレートフィルタ温度とパティキュレ
ートフィルタの上流側の排気ガス温度とを比較して示し
た図である。
FIG. 4 is a diagram showing a comparison between a particulate filter temperature and an exhaust gas temperature on the upstream side of the particulate filter.

【図5】領域Aと領域Bとの関係を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a region A and a region B;

【図6】主燃料とは別の副燃料の追加噴射時期と排気ガ
ス中の未燃HC量、微粒子量及び燃焼状態との関係を示
した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an additional injection timing of an auxiliary fuel different from a main fuel, an unburned HC amount in exhaust gas, an amount of fine particles, and a combustion state.

【図7】図6に示した温度利用領域を適用してパティキ
ュレートフィルタを昇温させた場合と触媒的作用利用領
域を適用してパティキュレートフィルタを昇温させた場
合とを比較して示した図である。
FIG. 7 shows a comparison between a case where the temperature of the particulate filter is raised by applying the temperature utilization region shown in FIG. 6 and a case where the temperature of the particulate filter is raised by applying the catalytic utilization region. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関本体 10…排気ポート 14…排気ターボチャージャ 19…排気マニホルド 22…パティキュレートフィルタ 60…NOx触媒 61…酸化触媒 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine main body 10 ... Exhaust port 14 ... Exhaust turbocharger 19 ... Exhaust manifold 22 ... Particulate filter 60 ... NOx catalyst 61 ... Oxidation catalyst

フロントページの続き Fターム(参考) 3G090 AA02 BA01 DA12 DA18 DA20 EA01 EA04 3G091 AA10 AA11 AA18 AB02 AB04 AB13 BA14 CA18 CB02 CB03 HA09 HA16 3G301 HA02 HA12 HA13 JA21 KA06 KA12 LA03 LB11 LC04 MA19 MA23 PA01Z PB08Z PD11Z PE03Z PF03Z Continued on front page F-term (reference) 3G090 AA02 BA01 DA12 DA18 DA20 EA01 EA04 3G091 AA10 AA11 AA18 AB02 AB04 AB13 BA14 CA18 CB02 CB03 HA09 HA16 3G301 HA02 HA12 HA13 JA21 KA06 KA12 LA03 LB11 LC04 MA19 MA23 PD01ZP08Z03

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機関排気通路内にパティキュレートフィ
ルタを配置し、前記パティキュレートフィルタに未燃H
Cを供給するようにした内燃機関の排気浄化装置におい
て、排気ガス温度が低温酸化反応温度よりも低いときに
前記パティキュレートフィルタに未燃HCを供給し、次
いで排気ガス温度を低温酸化反応温度以上の温度まで昇
温させると共に前記パティキュレートフィルタに未燃H
Cを供給するのを原則的に禁止するようにした内燃機関
の排気浄化装置。
1. A particulate filter is disposed in an engine exhaust passage.
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine configured to supply C, when the exhaust gas temperature is lower than the low-temperature oxidation reaction temperature, unburned HC is supplied to the particulate filter, and then the exhaust gas temperature is increased to the low-temperature oxidation reaction temperature or higher. And the unburned H in the particulate filter.
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein supply of C is basically prohibited.
【請求項2】 排気ガスがパティキュレートフィルタの
壁を通過するときに排気ガス中の微粒子がパティキュレ
ートフィルタの壁の内部において捕集されるように前記
パティキュレートフィルタを構成した請求項1に記載の
内燃機関の排気浄化装置。
2. The particulate filter according to claim 1, wherein the particulate filter is configured such that particles in the exhaust gas are trapped inside the particulate filter wall when the exhaust gas passes through the particulate filter wall. Exhaust purification device for internal combustion engine.
【請求項3】 前記パティキュレートフィルタを排気ポ
ート内又は排気ポートのすぐ下流側に配置した請求項1
に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. The exhaust filter according to claim 1, wherein the particulate filter is disposed in the exhaust port or immediately downstream of the exhaust port.
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項4】 排気ガス温度が低温酸化反応温度以上の
ときであっても、排気ガス温度が高温酸化反応温度まで
上昇する直前であるときには、前記パティキュレートフ
ィルタに未燃HCを供給するのを許容するようにした請
求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. Even when the exhaust gas temperature is equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature, when the exhaust gas temperature is immediately before rising to the high-temperature oxidation reaction temperature, supply of unburned HC to the particulate filter is stopped. 2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the apparatus is allowed.
【請求項5】 排気ガス温度が低温酸化反応温度以上の
ときであっても、前記パティキュレートフィルタ内の未
燃HCがなくなりそうなときには、前記パティキュレー
トフィルタに未燃HCを供給するのを許容するようにし
た請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. Even when the exhaust gas temperature is equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature, when unburned HC in the particulate filter is likely to disappear, supply of unburned HC to the particulate filter is permitted. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein
【請求項6】 前記パティキュレートフィルタの下流側
に排気ターボチャージャを配置し、その下流側にNOx
触媒を配置し、その下流側に酸化触媒を配置した請求項
1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. An exhaust turbocharger is disposed downstream of the particulate filter, and NOx is disposed downstream of the exhaust turbocharger.
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a catalyst is disposed, and an oxidation catalyst is disposed downstream of the catalyst.
【請求項7】 排気ガス温度が低温酸化反応温度よりも
低いとき、圧縮上死点後40°から50°に主燃料とは
別の副燃料を追加噴射することにより前記パティキュレ
ートフィルタに未燃HCを供給するようにした請求項1
に記載の内燃機関の排気浄化装置。
7. When the exhaust gas temperature is lower than the low-temperature oxidation reaction temperature, unburned fuel is injected into the particulate filter by additionally injecting an auxiliary fuel different from the main fuel from 40 ° to 50 ° after the compression top dead center. Claim 1 wherein HC is supplied.
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項8】 前記パティキュレートフィルタに堆積し
ている微粒子量が所定値以上のとき、圧縮上死点後30
°から40°に主燃料とは別の副燃料を追加噴射するこ
とにより排気ガス温度を低温酸化反応温度以上の温度ま
で昇温させるようにした請求項1に記載の内燃機関の排
気浄化装置。
8. When the amount of fine particles deposited on the particulate filter is equal to or more than a predetermined value, 30 minutes after the compression top dead center.
2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the temperature of the exhaust gas is raised to a temperature equal to or higher than the low-temperature oxidation reaction temperature by additionally injecting a sub-fuel other than the main fuel from a temperature of 40 ° to 40 °.
【請求項9】 前記パティキュレートフィルタの下流側
に配置されたNOx触媒を還元すべきとき、圧縮上死点
後40°から50°に、又は圧縮上死点後50°以降に
主燃料とは別の副燃料を追加噴射するようにした請求項
1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
9. When the NOx catalyst disposed on the downstream side of the particulate filter is to be reduced, the main fuel is changed from 40 ° to 50 ° after the compression top dead center or 50 ° or more after the compression top dead center. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein another auxiliary fuel is additionally injected.
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