JP2002213229A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JP2002213229A
JP2002213229A JP2001011559A JP2001011559A JP2002213229A JP 2002213229 A JP2002213229 A JP 2002213229A JP 2001011559 A JP2001011559 A JP 2001011559A JP 2001011559 A JP2001011559 A JP 2001011559A JP 2002213229 A JP2002213229 A JP 2002213229A
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particulate filter
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform reliable and rapid regeneration of a particulate filter in an exhaust gas passage. SOLUTION: A particulate accumulation amount of the particulate filter is detected (S3) and when the accumulation amount exceeds a given value, it is decided (S5) that it reaches a regeneration timing. At the regeneration timing, during a time in which the temperature of a particulate filter exceeds a given temperature T2 at which combustion of particulate collected thereby is propagated, rich operation is effected to lower oxygen concentration in exhaust gas (S6), and the temperature of the particulate filter is increased through post injection (S7). After the temperature of the particulate exceeds the given temperature T2, switching to lean operation is effected to increase oxygen concentration in exhaust gas (S12), and this treatment burns the particulate at a stroke.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に関し、特に排気中の微粒子(以下パティキュレ
ートという)を捕集する微粒子捕集フィルタ(以下パテ
ィキュレートフィルタという)の再生処理技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to a technique for regenerating a particulate filter (hereinafter referred to as a particulate filter) for trapping particulates (hereinafter referred to as particulates) in exhaust gas. .

【0002】[0002]

【従来の技術】排気通路中に、流入する排気の酸素濃度
が高いとき(リーン運転時)に排気中のNOx(窒素酸
化物)を吸収し、酸素濃度が低いとき(リッチ運転時)
に吸収したNOxを還元浄化するNOx吸収剤と、排気
中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィ
ルタとを配置した内燃機関の排気浄化装置として、特許
第2722987号が知られている。
2. Description of the Related Art When oxygen concentration of exhaust gas flowing into an exhaust passage is high (in a lean operation), NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas is absorbed, and when oxygen concentration is low (in a rich operation).
Japanese Patent No. 2722987 is known as an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine in which a NOx absorbent for reducing and purifying NOx absorbed in the exhaust gas and a particulate filter for collecting particulates in exhaust gas are arranged.

【0003】この従来技術は、リッチ運転(吸気絞り弁
閉弁)で還元剤を供給してNOx吸収剤に吸収したNO
xを還元浄化し、その後、リーン運転(吸気絞り弁開
弁)で還元剤を供給してパティキュレートフィルタに捕
集されたパティキュレートを燃焼除去する。これによ
り、NOx浄化の際に発生する熱をパティキュレートの
燃焼除去に利用できるため、パティキュレートの燃焼除
去の際に、電気ヒータやバーナ等による加熱処理を行う
ことを低減している。
[0003] In this conventional technique, a reducing agent is supplied in a rich operation (closing an intake throttle valve) to absorb NO in a NOx absorbent.
x is reduced and purified, and thereafter, a reducing agent is supplied in a lean operation (opening of the intake throttle valve) to burn and remove the particulates collected by the particulate filter. Thus, the heat generated during NOx purification can be used for burning and removing the particulates, so that when performing the burning and removing of the particulates, it is possible to reduce the need for performing a heating process using an electric heater or a burner.

【0004】尚、NOx吸収剤は、流入する排気中にS
Ox(硫黄酸化物)が存在すると、このSOxも吸収し
てしまう。そして、NOx吸収剤のSOx吸収量が増大
すると(SOx被毒)、NOxを吸収するための容量が
低減してNOxの浄化効率が低下するため、一定期間毎
にSOx被毒を解除する必要がある。SOx被毒解除を
行う内燃機関の排気浄化装置としては、例えば特許第2
727906号が知られている。
[0004] The NOx absorbent contains S in the flowing exhaust gas.
If Ox (sulfur oxide) is present, this SOx will also be absorbed. When the SOx absorption amount of the NOx absorbent increases (SOx poisoning), the capacity for absorbing NOx decreases and the NOx purification efficiency decreases, so it is necessary to release SOx poisoning at regular intervals. is there. As an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine that releases SOx poisoning, for example, Japanese Patent No.
No. 727906 is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、パティキュ
レートフィルタに捕集されたパティキュレートは、パテ
ィキュレートフィルタの温度を650℃以上にしてパテ
ィキュレートフィルタに一気に酸素を供給すると、燃焼
伝播により勢い良く燃焼するため、最大の燃焼速度を得
ることができる。燃焼伝播によるパティキュレートの燃
焼が開始すると、酸素量が十分であればその後650℃
以下になっても捕集されたパティキュレートが全て除去
されるまで燃焼伝播による燃焼は維持される。
By the way, when the temperature of the particulate filter is set to 650 ° C. or more and oxygen is supplied to the particulate filter at a stretch, the particulate collected by the particulate filter burns vigorously by combustion propagation. Therefore, a maximum combustion speed can be obtained. When the burning of the particulates by the combustion propagation starts, if the oxygen amount is sufficient, then 650 ° C.
Combustion due to combustion propagation is maintained until all of the trapped particulates are removed even when the following occurs.

【0006】しかしながら、パティキュレートフィルタ
の温度が650℃以上になる前にパティキュレートフィ
ルタ中に酸素が存在すると、パティキュレートは酸化反
応により燃焼を開始してパティキュレートフィルタ中の
パティキュレート密度が低下するため、その後、650
℃以上となったとしても燃焼伝播が起こり難く(パティ
キュレート密度が低くなると高いときに比して燃焼が伝
播し難くなり)、650℃以上にして一気に酸素を供給
する場合に比して燃焼速度が遅くなる。
However, if oxygen is present in the particulate filter before the temperature of the particulate filter reaches 650 ° C. or higher, the particulates start burning due to an oxidation reaction, and the particulate density in the particulate filter decreases. Therefore, 650
Even if the temperature rises to more than ℃, combustion propagation hardly occurs (combustion becomes harder to propagate as the particulate density becomes lower than when it is high), and the combustion rate becomes higher than when 650 ° C. or more and oxygen is supplied at once. Slows down.

【0007】ゆえに、上記従来技術(特許第27229
87号)に開示された、NOx浄化を行うことにより発
生する熱をパティキュレートの燃焼除去に利用する構成
では、パティキュレートの燃焼速度を最大まで上げるこ
とができない。具体的には、NOxは比較的低温で浄化
できる(250℃からNOx浄化が開始する)ため、N
Ox浄化が終了してリッチ運転からリーン運転に切換え
たときに、パティキュレートフィルタの温度が650℃
を超えることはない。そして、リーン運転に切換わった
後に還元剤(燃料)を供給して昇温を続けても、650
℃に達する前にパティキュレートの酸化反応が起こって
捕集されたパティキュレートの濃度が低下するため、捕
集されたパティキュレートを勢い良く燃焼除去できな
い。
Therefore, the above prior art (Japanese Patent No. 27229)
No. 87), the configuration in which heat generated by performing NOx purification is used for burning out particulates cannot increase the burning speed of the particulates to the maximum. Specifically, NOx can be purified at a relatively low temperature (NOx purification starts at 250 ° C.).
When the Ox purification is completed and the operation is switched from the rich operation to the lean operation, the temperature of the particulate filter becomes 650 ° C.
Never exceed. Then, even if the reducing agent (fuel) is supplied and the temperature is continuously increased after switching to the lean operation, 650 is required.
Before the temperature reaches ° C, an oxidation reaction of the particulates occurs to lower the concentration of the collected particulates, so that the collected particulates cannot be vigorously burned and removed.

【0008】これにより、パティキュレートフィルタの
再生に要する時間が長引くため、リッチ運転を保つため
に燃費が悪化すると共に、パティキュレートに燃え残り
が生じるため、排圧の回復が不十分となって運転性の悪
化及び通常運転時の燃費の悪化を招くといった問題があ
った。本発明は、このような従来の問題に鑑み、パティ
キュレートフィルタの再生を確実かつ速やかに行い得る
内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
As a result, the time required for regeneration of the particulate filter is prolonged, so that fuel efficiency is deteriorated in order to maintain rich operation, and unburned particulates are generated. There is a problem that the fuel efficiency is deteriorated and the fuel consumption during normal operation is deteriorated. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine that can reliably and promptly regenerate a particulate filter in view of such a conventional problem.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1の発
明では、内燃機関の排気通路中に配置され、流入する排
気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフ
ィルタと、前記パティキュレートフィルタの再生時期を
判断する再生時期判断手段と、前記パティキュレートフ
ィルタを昇温可能なフィルタ昇温手段と、排気中の酸素
濃度を制御可能な酸素濃度制御手段と、前記パティキュ
レートフィルタの再生時期に、前記パティキュレートフ
ィルタの温度が所定温度を超えるまでの間は、前記酸素
濃度制御手段により排気中の酸素濃度を低くすると共に
前記フィルタ昇温手段により前記パティキュレートフィ
ルタを昇温させ、前記パティキュレートフィルタの温度
が所定温度を超えた後に、前記酸素濃度制御手段により
排気中の酸素濃度を高くするフィルタ再生制御手段と、
を備える構成とする。
According to the present invention, there is provided a particulate filter disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine for trapping particulates in exhaust gas flowing into the internal combustion engine. Regeneration time judgment means for judging regeneration time, filter heating means capable of increasing the temperature of the particulate filter, oxygen concentration control means capable of controlling the oxygen concentration in exhaust gas, and regeneration time of the particulate filter, Until the temperature of the particulate filter exceeds a predetermined temperature, the oxygen concentration in the exhaust gas is lowered by the oxygen concentration control means, and the temperature of the particulate filter is raised by the filter temperature raising means. After the temperature exceeds a predetermined temperature, the oxygen concentration in the exhaust gas is controlled by the oxygen concentration control means. And filter regeneration control means for increasing,
The configuration is provided with.

【0010】請求項2の発明では、請求項1の発明にお
いて、前記所定温度は、前記パティキュレートフィルタ
に捕集されたパティキュレートが燃焼伝播する温度に設
定されることを特徴とする。請求項3の発明では、請求
項1又は2の発明において、前記フィルタ再生制御手段
は、前記パティキュレートフィルタの再生時期に、前記
パティキュレートフィルタの温度が所定温度を超えるま
での間は、前記酸素濃度制御手段により排気中の酸素濃
度を前記パティキュレートフィルタに捕集されたパティ
キュレートが燃焼伝播する酸素量を確保できない酸素濃
度に設定すると共に前記フィルタ昇温手段により前記パ
ティキュレートフィルタを昇温させ、前記パティキュレ
ートフィルタの温度が所定温度を超えた後に、前記酸素
濃度制御手段により排気中の酸素濃度を前記パティキュ
レートフィルタに捕集されたパティキュレートが燃焼伝
播する酸素濃度に設定することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the predetermined temperature is set to a temperature at which the particulates collected by the particulate filter propagate and propagate. According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the filter regeneration control means includes a step of regenerating the particulate filter during the regeneration of the particulate filter until the temperature of the particulate filter exceeds a predetermined temperature. The concentration control means sets the oxygen concentration in the exhaust gas to an oxygen concentration at which the amount of oxygen that the particulate matter trapped by the particulate filter burns and propagates cannot be secured, and the filter temperature raising means raises the temperature of the particulate filter. After the temperature of the particulate filter exceeds a predetermined temperature, the oxygen concentration in the exhaust gas is set by the oxygen concentration control means to the oxygen concentration at which the particulates collected by the particulate filter burn and propagate. And

【0011】請求項4の発明では、請求項1〜3の発明
において、排気通路中に配置され、流入する排気の酸素
濃度が高いときに排気中のNOxをトラップし、酸素濃
度が低いときにトラップされているNOxを還元浄化す
るNOxトラップ触媒を備える場合に、前記フィルタ昇
温手段は、前記NOxトラップ触媒に堆積したSOxが
脱離可能な温度まで、前記NOxトラップ触媒をも昇温
するものであることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, NOx in the exhaust gas is trapped when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high. When a NOx trap catalyst for reducing and purifying trapped NOx is provided, the filter temperature raising means also raises the temperature of the NOx trap catalyst to a temperature at which SOx deposited on the NOx trap catalyst can be desorbed. It is characterized by being.

【0012】請求項5の発明では、請求項4の発明にお
いて、前記フィルタ再生制御手段は、前記パティキュレ
ートフィルタの温度が所定温度を超えても、前記NOx
トラップ触媒のSOxの脱離が完了するまでの期間、排
気中の酸素濃度を低く維持することを特徴とする。請求
項6の発明では、請求項1〜5の発明において、排気通
路中に、三元機能を有する触媒を配置することを特徴と
する。この場合、前記NOxトラップ触媒に酸化機能を
持たせることによって、これを三元機能を有する触媒と
して利用してもよい。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the filter regeneration control means controls the NOx even if the temperature of the particulate filter exceeds a predetermined temperature.
The oxygen concentration in the exhaust gas is kept low until the desorption of SOx from the trap catalyst is completed. According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fifth aspects, a catalyst having a three-way function is disposed in the exhaust passage. In this case, by providing the NOx trap catalyst with an oxidation function, the catalyst may be used as a catalyst having a three-way function.

【0013】請求項7の発明では、請求項6の発明にお
いて、前記酸素濃度を低くする際に、空気過剰率を1以
下(空燃比では14.7以下)にすることを特徴とす
る。請求項8の発明では、請求項1〜7の発明におい
て、前記フィルタ昇温手段は、燃料の主噴射の後、膨張
行程以降に燃焼室内に燃料を追加噴射(ポスト噴射)す
ることにより、排気温度を上昇させる手段であることを
特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the invention, when the oxygen concentration is reduced, the excess air ratio is set to 1 or less (14.7 or less in the air-fuel ratio). According to an eighth aspect of the present invention, in the first to seventh aspects of the present invention, the filter temperature increasing means performs additional injection (post-injection) of the fuel into the combustion chamber after the main injection of the fuel and after the expansion stroke to thereby increase the exhaust gas. It is characterized by means for raising the temperature.

【0014】請求項9の発明では、請求項1〜8の発明
において、前記酸素濃度制御手段は、吸気絞り弁である
ことを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the first to eighth aspects, the oxygen concentration control means is an intake throttle valve.

【0015】[0015]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、パティキュレ
ートフィルタの再生時期に、パティキュレートフィルタ
の温度が所定温度を超えるまでの間は、排気中の酸素濃
度を低くした状態で昇温することで、パティキュレート
フィルタに捕集されているパティキュレートが燃焼を開
始するのを抑制し、パティキュレートフィルタの温度が
所定温度を超えると、排気中の酸素濃度を高くすること
で、燃焼伝播によりパティキュレートフィルタに捕集さ
れているパティキュレートを一気に燃焼させることがで
き、高い燃焼速度でのパティキュレートフィルタの再生
が可能となる。
According to the first aspect of the present invention, during the regeneration time of the particulate filter, until the temperature of the particulate filter exceeds a predetermined temperature, the temperature is raised while the oxygen concentration in the exhaust gas is low. In this way, the particulate matter trapped in the particulate filter is suppressed from starting combustion, and when the temperature of the particulate filter exceeds a predetermined temperature, the oxygen concentration in the exhaust gas is increased, thereby causing the combustion to propagate. The particulates trapped in the particulate filter can be burned at a stretch, and the particulate filter can be regenerated at a high burning rate.

【0016】請求項2の発明によれば、前記所定温度
を、パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュ
レートが燃焼伝播する温度に設定することで、上記の効
果を確実なものとすることができる。請求項3の発明に
よれば、パティキュレートフィルタの温度が所定温度を
超えるまでは、パティキュレートフィルタに捕集された
パティキュレートが排気中で燃焼伝播するだけの酸素量
を確保できない状態にする一方、パティキュレートフィ
ルタの温度が所定温度を超えると、パティキュレートフ
ィルタに捕集されたパティキュレートが排気中で燃焼伝
播するだけの酸素量を確保できる状態にすることで、上
記の効果を確実なものとすることができ、特に、捕集さ
れているパティキュレートの全てが一気に燃焼を開始し
ても使い果たさないだけの酸素量を確保でき、酸素不足
で失火することを防止できる。
According to the second aspect of the present invention, the above effect can be ensured by setting the predetermined temperature to a temperature at which the particulates collected by the particulate filter propagate and propagate. . According to the third aspect of the invention, until the temperature of the particulate filter exceeds a predetermined temperature, it is not possible to secure a sufficient amount of oxygen for the particulates collected by the particulate filter to burn and propagate in the exhaust gas. When the temperature of the particulate filter exceeds a predetermined temperature, the above-mentioned effect is ensured by ensuring that the amount of oxygen that the particulates collected by the particulate filter can propagate and burn in the exhaust gas can be secured. In particular, it is possible to secure an amount of oxygen that does not exhaust even if all of the collected particulates start burning at a stretch, and to prevent misfiring due to lack of oxygen.

【0017】請求項4の発明によれば、NOxトラップ
触媒を備える場合に、NOxトラップ触媒に堆積したS
Oxが脱離するのにも十分な温度まで昇温させること
で、パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュ
レートを燃焼伝播により勢い良く燃焼させられると共
に、NOxトラップ触媒のSOx被毒解除も行うことが
できる。
According to the fourth aspect of the present invention, when a NOx trap catalyst is provided, S
By raising the temperature to a temperature sufficient for Ox to be desorbed, the particulates collected by the particulate filter can be burned vigorously by combustion propagation, and the SOx poisoning of the NOx trap catalyst is also released. Can be.

【0018】請求項5の発明によれば、パティキュレー
トフィルタの再生時期に、パティキュレートフィルタの
温度が所定温度を超えても、NOxトラップ触媒の温度
がSOxの脱離可能な温度となってから所定期間(例え
ば所定時間)経過するまでは、排気中の酸素濃度を低く
維持することにより、この期間において、NOxトラッ
プ触媒のSOx被毒を確実に解除できる。
According to the fifth aspect of the present invention, even when the temperature of the particulate filter exceeds a predetermined temperature at the time of regeneration of the particulate filter, the temperature of the NOx trap catalyst becomes a temperature at which SOx can be desorbed. By maintaining the oxygen concentration in the exhaust gas low until a predetermined period (for example, a predetermined time) elapses, SOx poisoning of the NOx trap catalyst can be reliably released in this period.

【0019】請求項6の発明によれば、排気通路中に、
三元機能を有する触媒を配置することで、排気中の酸素
濃度を低くするためのリッチ運転や、昇温のためのポス
ト噴射により発生するHC、COを浄化できる。請求項
7の発明によれば、排気中の酸素濃度を低くする際に、
空気過剰率を1以下(ストイキ)にすることで、触媒の
三元機能が効果的に働き、リッチ運転時のエミッション
の悪化を抑制可能となる。
According to the invention of claim 6, in the exhaust passage,
By arranging a catalyst having a three-way function, it is possible to purify HC and CO generated by the rich operation for lowering the oxygen concentration in the exhaust gas and the post-injection for raising the temperature. According to the invention of claim 7, when reducing the oxygen concentration in the exhaust gas,
By setting the excess air ratio to 1 or less (stoichiometric), the three-way function of the catalyst works effectively, and it is possible to suppress the deterioration of the emission during the rich operation.

【0020】請求項8の発明によれば、パティキュレー
トフィルタの昇温をポスト噴射により行うことで、ハー
ドの追加等なしに実施できる。請求項9の発明によれ
ば、酸素濃度制御を吸気絞り弁の制御より実現すること
で、容易に実施できる。
According to the eighth aspect of the present invention, the temperature of the particulate filter is increased by post-injection, so that the filter can be implemented without adding hardware. According to the ninth aspect of the present invention, the oxygen concentration control is easily realized by realizing the control of the intake throttle valve.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態を示す
内燃機関(ここではディーゼルエンジン)のシステム図
である。ディーゼルエンジン1において、吸気管2より
吸入された空気は、可変ノズル型のターボチャージャ3
の吸気コンプレッサによって過給され、インタークーラ
4で冷却され、吸気絞り弁5を通過した後、コレクタ6
を経て、各気筒の燃焼室内へ流入する。燃料は、高圧燃
料ポンプ7により高圧化されてコモンレール8に送ら
れ、各気筒の燃料噴射弁9から燃焼室内へ直接噴射され
る。燃焼室内に流入した空気と噴射された燃料はここで
圧縮着火により燃焼し、排気は排気通路10へ流出す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram of an internal combustion engine (here, a diesel engine) showing an embodiment of the present invention. In the diesel engine 1, air taken in from an intake pipe 2 is supplied to a variable nozzle type turbocharger 3.
After being supercharged by an intake compressor, cooled by an intercooler 4 and passed through an intake throttle valve 5, a collector 6
And flows into the combustion chamber of each cylinder. The fuel is pressurized by a high-pressure fuel pump 7, sent to a common rail 8, and directly injected from a fuel injection valve 9 of each cylinder into a combustion chamber. The air that has flowed into the combustion chamber and the injected fuel burn here by compression ignition, and the exhaust flows out to the exhaust passage 10.

【0022】排気通路10へ流出した排気の一部は、E
GRガスとして、EGR配管11によりEGR制御弁1
2を介して吸気側へ還流される。排気の残りは、可変ノ
ズル型のターボチャージャ3の排気タービンを通り、こ
れを駆動する。ここで、排気通路10の排気タービン下
流には、排気浄化のため、NOxトラップ触媒13を配
置し、更にその下流に、パティキュレートフィルタ14
を配置してある。
A part of the exhaust flowing into the exhaust passage 10 is E
The EGR control valve 1 is used as the GR gas by the EGR pipe 11.
It is returned to the intake side via 2. The remainder of the exhaust passes through and drives the exhaust turbine of the variable nozzle turbocharger 3. Here, a NOx trap catalyst 13 is disposed downstream of the exhaust turbine in the exhaust passage 10 for purifying the exhaust gas.
Is arranged.

【0023】NOxトラップ触媒13は、流入する排気
の酸素濃度の高いときに排気中のNOxをトラップ(吸
着ないし吸収)し、酸素濃度が低いときにトラップされ
ているNOxを還元浄化するもので、本実施形態では更
に貴金属を担持させてHC、COに対する酸化機能を持
たせることで、三元機能を有するものとしてある。この
NOxトラップ触媒13は、流入する排気中にSOxが
存在すると、このSOxもトラップしてしまう。NOx
トラップ触媒13にトラップされるSOxトラップ量が
増大すると(SOx被毒)、NOxをトラップするため
の容量が低減してNOxの浄化効率が低下するため、一
定期間毎にSOx被毒を解除する必要がある。
The NOx trap catalyst 13 traps (adsorbs or absorbs) NOx in the exhaust gas when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, and reduces and purifies the trapped NOx when the oxygen concentration is low. In the present embodiment, a ternary function is provided by further supporting a noble metal to have an oxidation function for HC and CO. This NOx trap catalyst 13 also traps SOx when SOx is present in the exhaust gas flowing into the NOx trap catalyst 13. NOx
If the trapping amount of SOx trapped by the trap catalyst 13 increases (SOx poisoning), the capacity for trapping NOx decreases and the NOx purification efficiency decreases, so it is necessary to release SOx poisoning at regular intervals. There is.

【0024】パティキュレートフィルタ14は、流入す
る排気中のパティキュレートを捕集するものである。パ
ティキュレートフィルタ14に捕集された(堆積してい
る)パティキュレートの量、すなわち、パティキュレー
ト堆積量の増加は、排気抵抗の増大となり燃費を悪化さ
せるため、一定期間毎に堆積しているパティキュレート
を燃焼除去してパティキュレートフィルタ14を再生さ
せる必要がある。
The particulate filter 14 collects particulates in the exhaust gas flowing into the filter. An increase in the amount of particulates collected (accumulated) by the particulate filter 14, that is, an increase in the amount of accumulated particulates increases exhaust resistance and deteriorates fuel efficiency. It is necessary to regenerate the particulate filter 14 by burning and removing the curate.

【0025】尚、本実施形態では、NOxトラップ触媒
13をパティキュレートフィルタ14の上流側に配置し
ているが、本発明の基本的課題を達成するだけであれ
ば、この逆の配置であってもよいし、両者を一体化して
もよい。コントロールユニット20には、エンジン1の
制御のため、エンジン回転数Ne検出用の回転数センサ
21、アクセル開度APO検出用のアクセル開度センサ
22等から、信号が入力されている。
In this embodiment, the NOx trap catalyst 13 is arranged upstream of the particulate filter 14, but if only the basic object of the present invention is achieved, the arrangement is reversed. Or both may be integrated. To control the engine 1, signals are input to the control unit 20 from a rotation speed sensor 21 for detecting an engine rotation speed Ne, an accelerator opening sensor 22 for detecting an accelerator opening APO, and the like.

【0026】また、特に本実施形態では、排気通路10
のNOxトラップ触媒13とパティキュレートフィルタ
14との間に排気圧力センサ23が設けられ、また、パ
ティキュレートフィルタ14の下流側に排気温度センサ
24が設けられており、これらの信号もコントロールユ
ニット20に入力されている。コントロールユニット2
0は、これらの入力信号に基づいて、燃料噴射弁9への
燃料噴射時期及び噴射量制御のための燃料噴射指令信
号、吸気絞り弁5への開度指令信号等を出力する。
In the present embodiment, the exhaust passage 10
An exhaust pressure sensor 23 is provided between the NOx trap catalyst 13 and the particulate filter 14, and an exhaust temperature sensor 24 is provided downstream of the particulate filter 14, and these signals are also sent to the control unit 20. Has been entered. Control unit 2
Numeral 0 outputs a fuel injection command signal for controlling the fuel injection timing to the fuel injection valve 9 and the injection amount, an opening command signal to the intake throttle valve 5 and the like based on these input signals.

【0027】特に、本発明では、パティキュレートフィ
ルタ14の再生の要否を判断して、再生時期の場合に所
定の再生処理を行うようにしており、かかるパティキュ
レートフィルタ再生制御について、以下に詳細に説明す
る。図2はコントロールユニット20にて実行されるパ
ティキュレートフィルタ再生制御のフローチャートであ
る。
In particular, according to the present invention, it is determined whether or not the particulate filter 14 needs to be regenerated, and a predetermined regenerating process is performed in the case of the regenerating time. Such particulate filter regeneration control will be described in detail below. Will be described. FIG. 2 is a flowchart of the particulate filter regeneration control executed by the control unit 20.

【0028】S1では、先ず回転数センサ21とアクセ
ル開度センサ22とから、エンジンの運転状態(エンジ
ン回転数Ne及びアクセル開度APO)を読込む。S2
では、エンジン回転数Neとアクセル開度APOとをパ
ラメータとするマップ(図示せず)から、燃料噴射量Q
(主噴射用)を演算する。S3では、パティキュレート
フィルタ14の再生時期の判断のため、パティキュレー
トフィルタ14のパティキュレート堆積量(フローでは
PM堆積量と略記)を検出する。パティキュレートフィ
ルタ14のパティキュレート堆積量を直接検出すること
は困難であるので、ここでは、パティキュレートフィル
タ14のパティキュレート堆積量が増えれば、当然パテ
ィキュレートフィルタ14の上流側排気圧力が上昇する
ことから、排気圧力センサ23により、パティキュレー
トフィルタ14の上流側排気圧力(パティキュレートフ
ィルタ14の背圧)を検出する。
In S1, first, the operating state of the engine (engine speed Ne and accelerator opening APO) is read from the rotation speed sensor 21 and the accelerator opening sensor 22. S2
Then, from a map (not shown) using the engine speed Ne and the accelerator opening APO as parameters, the fuel injection amount Q
(For main injection) is calculated. In S3, the particulate accumulation amount (abbreviated as PM accumulation amount in the flow) of the particulate filter 14 is detected in order to determine the regeneration time of the particulate filter 14. Since it is difficult to directly detect the amount of particulate matter accumulated in the particulate filter 14, here, if the amount of particulate matter accumulated in the particulate filter 14 increases, the exhaust pressure upstream of the particulate filter 14 naturally rises. Thus, the exhaust pressure sensor 23 detects the exhaust pressure on the upstream side of the particulate filter 14 (back pressure of the particulate filter 14).

【0029】S4では、パティキュレートフィルタ14
に対する再生要求フラグが既に立っている(=1)かを
否かを判定する。再生要求フラグ=0の場合は、S5へ
進み、再生要求フラグ=1の場合は、S9へ進む。S5
では、パティキュレートフィルタ14のパティキュレー
ト堆積量(フローではPM堆積量と略記)が所定値を超
えたか否かを判定する。パティキュレートフィルタ14
のパティキュレート堆積量をパティキュレートフィルタ
14の上流側排気圧力により間接的に検出する場合は、
パティキュレートフィルタ14の上流側排気圧力が所定
の閾値(背圧閾値)ACC1を超えたか否かを判定す
る。ここで用いる背圧閾値ACC1は、図3に示すマッ
プ、すなわち、エンジン回転数Neと燃料噴射量Qとを
パラメータとするマップより設定する。
In S4, the particulate filter 14
It is determined whether or not the reproduction request flag has already been set (= 1). When the reproduction request flag = 0, the process proceeds to S5, and when the reproduction request flag = 1, the process proceeds to S9. S5
Then, it is determined whether or not the particulate accumulation amount of the particulate filter 14 (abbreviated as PM accumulation amount in the flow) exceeds a predetermined value. Particulate filter 14
Is indirectly detected by the exhaust pressure on the upstream side of the particulate filter 14,
It is determined whether the exhaust pressure on the upstream side of the particulate filter 14 has exceeded a predetermined threshold value (back pressure threshold value) ACC1. The back pressure threshold ACC1 used here is set from the map shown in FIG. 3, that is, a map using the engine speed Ne and the fuel injection amount Q as parameters.

【0030】すなわち、現在の運転状態(Ne,Q)で
の排気圧力が図3の対応する運転状態での背圧閾値AC
C1を超えていない場合は、未だ再生時期でないと判断
して、リターンするが、現在の運転状態(Ne,Q)で
の排気圧力が図3の対応する運転状態での背圧閾値AC
C1を超えている場合は、パティキュレートフィルタ1
4にパティキュレートが過度に堆積している、つまりパ
ティキュレート堆積量が所定値を超えて、再生時期に達
していると判断して、S6以降の強制再生モードに入
る。
That is, the exhaust pressure in the current operation state (Ne, Q) is equal to the back pressure threshold AC in the corresponding operation state in FIG.
If it does not exceed C1, it is determined that it is not the regeneration time yet, and the routine returns. However, the exhaust pressure in the current operation state (Ne, Q) is equal to the back pressure threshold AC in the corresponding operation state in FIG.
If it exceeds C1, the particulate filter 1
It is determined that the particulates are excessively accumulated in No. 4, that is, the particulate accumulation amount exceeds the predetermined value and the regeneration time has been reached, and the forced regeneration mode after S6 is entered.

【0031】S6では、先ず排気中の酸素濃度を低くす
るため、吸気絞り弁5の開度を制御して吸入空気量を調
整することにより、リッチ運転を開始する。かかるリッ
チ運転時は、図4に示すマップ、すなわち、エンジン回
転数Neと燃料噴射量Qとをパラメータとしてリッチ運
転のための目標吸入空気量を定めたマップから、目標吸
入空気量を求めて、その値になるように吸気絞り弁5の
開度を調整する。
In S6, first, in order to reduce the oxygen concentration in the exhaust gas, the rich operation is started by controlling the opening of the intake throttle valve 5 to adjust the amount of intake air. At the time of such a rich operation, the target intake air amount is obtained from the map shown in FIG. 4, that is, the map in which the target intake air amount for the rich operation is determined using the engine speed Ne and the fuel injection amount Q as parameters. The opening degree of the intake throttle valve 5 is adjusted so as to have that value.

【0032】S7では、排気温度を上昇させるため、ポ
スト噴射を開始する。すなわち、圧縮行程での燃料の主
噴射の後の、膨張行程もしくは排気行程での追加の燃料
噴射であるポスト噴射を開始する。ポスト噴射を行う場
合は、図5に示すマップ、すなわち、エンジン回転数N
eと主噴射用の燃料噴射量Qとをパラメータとしてパテ
ィキュレートフィルタ14を再生可能な目標排温までの
昇温のための目標ポスト噴射量を定めたマップから、目
標ポスト噴射量を求めて、所定のポスト噴射時期に噴射
させる。
At S7, post injection is started to increase the exhaust gas temperature. That is, post injection, which is an additional fuel injection in the expansion stroke or the exhaust stroke, after the main injection of fuel in the compression stroke is started. When performing post-injection, the map shown in FIG.
e and the fuel injection amount Q for main injection are used as parameters to obtain a target post injection amount from a map that determines a target post injection amount for heating up to a target exhaust temperature at which the particulate filter 14 can be regenerated. The fuel is injected at a predetermined post injection timing.

【0033】ここで、図6に示すように、ポスト噴射に
よるパティキュレートフィルタ14の昇温を酸素濃度の
非常に低い状態(ここではリッチ運転)で行い、パティ
キュレートフィルタ14の温度をパティキュレートの燃
焼伝播が可能な所定温度T2まで上昇させた後、燃焼伝
播が可能な酸素(リーンな排気ガス)を供給してやれ
ば、堆積していたパティキュレートを一気に燃焼させる
ことができ、高い燃焼速度でパティキュレートフィルタ
を再生させられるため、再生時間は短くて済むのであ
る。
Here, as shown in FIG. 6, the temperature of the particulate filter 14 is increased by post-injection in a state where the oxygen concentration is very low (rich operation), and the temperature of the particulate filter 14 is reduced. If oxygen (lean exhaust gas) capable of combustion propagation is supplied after the temperature is raised to a predetermined temperature T2 at which combustion propagation is possible, the deposited particulates can be burned at a stretch, and the particulates can be burned at a high burning speed. The reproduction time can be shortened because the curated filter can be reproduced.

【0034】ところが、図7に示すように、酸素が多い
リーンで昇温していくと、燃焼伝播が起こる温度になる
前に部分的な酸化が始まり、T2に達したときには燃焼
伝播が始まるほどのパティキュレート堆積密度になって
ないため、堆積していたパティキュレートが一気に燃焼
することはない。このため、同じ時間昇温しても本発明
の方が短時間で効率よく再生可能なのである。
However, as shown in FIG. 7, when the temperature is increased in a lean state containing a large amount of oxygen, partial oxidation starts before reaching a temperature at which combustion propagation occurs, and when the temperature reaches T2, the combustion propagation starts. , The accumulated particulates do not burn at once. Therefore, even if the temperature is raised for the same time, the present invention can efficiently and efficiently regenerate in a shorter time.

【0035】ポスト噴射自体については特開平9−53
442号公報(第4頁)などに記載されている。尚、触
媒前後にO2センサを配置して空燃比をフィードバック
しながらポスト噴射を行えば、昇温中の排気も触媒の貴
金属によって三元処理され、エミッションが改善され
る。すなわち、NOxトラップ触媒13の酸化機能によ
り、ポスト噴射して排出されるHC、COを浄化でき
る。
The post-injection itself is described in JP-A-9-53.
442 (page 4). If post-injection is performed with an O2 sensor arranged before and after the catalyst and the air-fuel ratio is fed back, the exhaust gas during temperature rise is three-way treated by the noble metal of the catalyst, and the emission is improved. That is, the oxidation function of the NOx trap catalyst 13 can purify HC and CO discharged by post-injection.

【0036】S8では、再生要求フラグを1にセットす
る。再生要求フラグ=1になると、次回以降のルーチン
において、S4での判定でS9以降へ進む。S9では、
排気温度が所定温度T1を超えたか否かを判定する。こ
れはNOxトラップ触媒13の温度がSOx被毒解除に
十分な温度(SOxの脱離温度)に達したか否かを判定
するためである。ここでの所定温度T1は、NOxトラ
ップ触媒13の温度判定のためのもので、通常はリッチ
運転で550〜650℃であるが、パティキュレートフ
ィルタ14下流側の排気温度に基づいて判断するため、
NOxトラップ触媒13の温度との差分を考慮して設定
する。但し、運転状態及びその履歴から触媒温度を推定
してもよい。
At S8, the reproduction request flag is set to "1". When the reproduction request flag is set to 1, in the next and subsequent routines, the process proceeds to S9 and subsequent steps in the determination at S4. In S9,
It is determined whether the exhaust gas temperature has exceeded a predetermined temperature T1. This is to determine whether or not the temperature of the NOx trap catalyst 13 has reached a temperature sufficient for SOx poisoning release (SOx desorption temperature). Here, the predetermined temperature T1 is for determining the temperature of the NOx trap catalyst 13, and is usually 550 to 650 ° C. in the rich operation. However, since the predetermined temperature T1 is determined based on the exhaust gas temperature on the downstream side of the particulate filter 14,
The setting is made in consideration of the difference from the temperature of the NOx trap catalyst 13. However, the catalyst temperature may be estimated from the operating state and its history.

【0037】排気温度が所定温度T1を超えるまではリ
ターンし、所定温度T1を超えるとS10へ進む。S1
0では、SOx被毒が完全に解除されたか否かを判定す
るため、排気温度が所定温度T1に達してからの経過時
間が所定時間t1を超えたか否かを判定する。t1以上
リッチ運転が持続すれば、堆積していたSOxも排気中
に脱離するからである。尚、ここでの所定時間t1は、
パティキュレートフィルタ14上流のNOxトラップ触
媒13のSOxトラップ量を計算し、これに基づいて設
定してもよい。SOxトラップ量については、エンジン
回転数の積算値から推測することができる。
The routine returns until the exhaust gas temperature exceeds the predetermined temperature T1, and proceeds to S10 when the exhaust gas temperature exceeds the predetermined temperature T1. S1
In the case of 0, in order to determine whether or not SOx poisoning has been completely released, it is determined whether or not the elapsed time after the exhaust gas temperature has reached the predetermined temperature T1 has exceeded the predetermined time t1. This is because if the rich operation continues for t1 or more, the deposited SOx is also desorbed into the exhaust gas. Note that the predetermined time t1 here is:
The SOx trap amount of the NOx trap catalyst 13 upstream of the particulate filter 14 may be calculated and set based on this. The SOx trap amount can be estimated from the integrated value of the engine speed.

【0038】所定時間t1経過するまではリターンし、
所定時間t1経過するとS11へ進む。S11では、排
気温度が所定温度T2を超えたか否かを判定する。これ
はパティキュレートフィルタ14の温度がリーン運転下
でパティキュレートの燃焼伝播が期待できる温度に達し
たか否かを判定するためである。ここでの所定温度T2
は、パティキュレートフィルタ14の温度判定のための
もので、例えば触媒反応が無い場合は650℃程度であ
るが、パティキュレートフィルタ14下流側の排気温度
に基づいて判断するため、その差分を考慮して設定す
る。但し、運転状態及びその履歴からパティキュレート
フィルタ14の温度を推定してもよい。
Return until the predetermined time t1 has elapsed,
After the elapse of the predetermined time t1, the process proceeds to S11. In S11, it is determined whether or not the exhaust gas temperature has exceeded a predetermined temperature T2. This is to determine whether or not the temperature of the particulate filter 14 has reached a temperature at which combustion propagation of particulates can be expected under lean operation. The predetermined temperature T2 here
Is for determining the temperature of the particulate filter 14. For example, when there is no catalytic reaction, the temperature is about 650 ° C. However, since the determination is made based on the exhaust gas temperature on the downstream side of the particulate filter 14, the difference is taken into consideration. To set. However, the temperature of the particulate filter 14 may be estimated from the operating state and its history.

【0039】排気温度が所定温度T2を超えるまではリ
ターンし、所定温度T2を超えるとS12へ進む。S1
2では、燃焼伝播が期待できるので、リッチ運転を解除
する。すなわち、排気中の酸素濃度を高くするため、吸
気絞り弁5を略全開にして、リーン運転に切換える。
The routine returns until the exhaust temperature exceeds the predetermined temperature T2, and proceeds to S12 when the exhaust temperature exceeds the predetermined temperature T2. S1
In 2, the rich operation is canceled because combustion propagation can be expected. That is, in order to increase the oxygen concentration in the exhaust gas, the intake throttle valve 5 is almost fully opened, and the operation is switched to the lean operation.

【0040】S13では、ポスト噴射を停止する。S1
4では、再生動作が全て終了したので、再生要求フラグ
を0にリセットして、本ルーチンを終了する。ここで、
S3、S5の部分が再生時期判定手段に相当し、S6〜
14の部分が酸素濃度制御手段(吸気絞り弁5)及びフ
ィルタ昇温手段(ポスト噴射)を用いたフィルタ再生制
御手段に相当する。
At S13, post injection is stopped. S1
In 4, since the reproduction operation has been completed, the reproduction request flag is reset to 0, and this routine ends. here,
Steps S3 and S5 correspond to the reproduction timing determination means.
The portion 14 corresponds to a filter regeneration control means using an oxygen concentration control means (intake throttle valve 5) and a filter temperature raising means (post injection).

【0041】このように、排気温度がNOxトラップ触
媒13に堆積したSOxが脱離するのに十分な所定温度
T1を超えてから所定時間t1が経過するまでの間は、
排気温度が所定温度T2を超える場合であってもリッチ
運転を維持することにより、NOxトラップ触媒13の
SOx被毒を確実に解除できると共に、所定時間t1が
経過し、且つ、排気温度が所定温度T2を超えた場合
に、リーン運転に切換えることにより、パティキュレー
トフィルタ14に十分な酸素が供給されるため、堆積し
ているパティキュレートを一気に燃焼させることがで
き、高い燃焼速度でパティキュレートフィルタ14を再
生させることが可能となる。
As described above, the period from the time when the exhaust gas temperature exceeds the predetermined temperature T1 sufficient for SOx deposited on the NOx trap catalyst 13 to desorb until the predetermined time t1 elapses,
By maintaining the rich operation even when the exhaust gas temperature exceeds the predetermined temperature T2, the SOx poisoning of the NOx trap catalyst 13 can be reliably released, the predetermined time t1 has elapsed, and the exhaust gas temperature has reached the predetermined temperature. When the time exceeds T2, by switching to the lean operation, sufficient oxygen is supplied to the particulate filter 14, so that the accumulated particulates can be burned at a stretch, and the particulate filter 14 can be burned at a high combustion speed. Can be reproduced.

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

【図1】 本発明の一実施形態を示す内燃機関のシステ
ム図
FIG. 1 is a system diagram of an internal combustion engine showing an embodiment of the present invention.

【図2】 パティキュレートフィルタ再生制御のフロー
チャート
FIG. 2 is a flowchart of particulate filter regeneration control.

【図3】 再生時期判定用の背圧閾値のマップFIG. 3 is a map of a back pressure threshold value for judging regeneration timing.

【図4】 リッチ運転のための目標吸入空気量のマップFIG. 4 is a map of a target intake air amount for a rich operation.

【図5】 昇温のための目標ポスト噴射量のマップFIG. 5 is a map of a target post injection amount for temperature rise.

【図6】 リッチ→リーンにおけるパティキュレート燃
焼を示す図
FIG. 6 is a diagram showing particulate combustion in rich → lean

【図7】 リーンにおけるパティキュレート燃焼を示す
FIG. 7 is a diagram showing particulate combustion in lean.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディーゼルエンジン 2 吸気管 5 吸気絞り弁 7 高圧燃料ポンプ 9 燃料噴射弁 10 排気通路 13 NOxトラップ触媒 14 パティキュレートフィルタ 20 コントロールユニット 21 回転数センサ 22 アクセル開度センサ 23 排気圧力センサ 24 排気温度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine 2 Intake pipe 5 Intake throttle valve 7 High pressure fuel pump 9 Fuel injection valve 10 Exhaust passage 13 NOx trap catalyst 14 Particulate filter 20 Control unit 21 Speed sensor 22 Accelerator opening sensor 23 Exhaust pressure sensor 24 Exhaust temperature sensor

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/08 F01N 3/08 A G 3/20 3/20 E 3/24 3/24 E U 3/28 301 3/28 301C F02D 9/02 F02D 9/02 R 351 351M 41/04 360 41/04 360A 380 380M 41/38 41/38 B Fターム(参考) 3G065 AA01 AA03 AA04 CA12 DA04 GA06 GA08 GA10 GA18 GA46 JA04 JA09 JA11 KA02 3G090 AA01 BA01 CA00 CA01 CB00 DA03 DA10 DA12 DA18 DA20 EA02 EA04 EA07 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AB03 AB06 AB09 AB13 BA00 BA11 BA14 BA15 BA19 CB02 CB03 CB07 EA01 EA07 EA17 EA32 FB10 FB11 FB12 GB05W HA37 3G301 HA02 HA04 HA06 HA11 HA13 JA24 JA25 LA01 LB11 MA01 MA11 MA18 MA27 NA06 NA08 NC02 ND02 NE13 NE14 NE15 NE23 PA11Z PB03A PB03Z PB05Z PB06A PD02Z PD11Z PD14Z PE01Z PF03Z 4D058 JA01 JB02 JB22 MA41 MA51 SA08 UA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F01N 3/08 F01N 3/08 AG 3/20 3/20 E 3/24 3/24 EU 3 / 28 301 3/28 301C F02D 9/02 F02D 9/02 R 351 351M 41/04 360 41/04 360A 380 380M 41/38 41/38 41/38 B F-term (reference) 3G065 AA01 AA03 AA04 CA12 DA04 GA06 GA08 GA10 GA18 GA46 JA04 JA09 JA11 KA02 3G090 AA01 BA01 CA00 CA01 CB00 DA03 DA10 DA12 DA18 DA20 EA02 EA04 EA07 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AB03 AB06 AB09 AB13 BA00 BA11 BA14 BA15 BA19 CB02 CB03 HA07 FB07 HA11 EB07 HA11 JA24 JA25 LA01 LB11 MA01 MA11 MA18 MA27 NA06 NA08 NC02 ND02 NE13 NE14 NE15 NE23 PA11Z PB03A PB03Z PB05Z PB06A PD02Z PD11Z PD14Z PE01Z PF03Z 4D058 JA01 JB02 JB22 MA41 MA51 SA08 UA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関の排気通路中に配置され、流入す
る排気中の微粒子を捕集する微粒子捕集フィルタと、 前記微粒子捕集フィルタの再生時期を判断する再生時期
判断手段と、 前記微粒子捕集フィルタを昇温可能なフィルタ昇温手段
と、 排気中の酸素濃度を制御可能な酸素濃度制御手段と、 前記微粒子捕集フィルタの再生時期に、前記微粒子捕集
フィルタの温度が所定温度を超えるまでの間は、前記酸
素濃度制御手段により排気中の酸素濃度を低くすると共
に前記フィルタ昇温手段により前記微粒子捕集フィルタ
を昇温させ、前記微粒子捕集フィルタの温度が所定温度
を超えた後に、前記酸素濃度制御手段により排気中の酸
素濃度を高くするフィルタ再生制御手段と、 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 collection filter disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine for trapping particulates in flowing exhaust gas, a regeneration timing determining means for determining a regeneration timing of the particulate collection filter, and the particulates Filter temperature raising means capable of raising the temperature of the collection filter; oxygen concentration control means capable of controlling the oxygen concentration in the exhaust gas; and, at the time of regeneration of the particle collection filter, the temperature of the particle collection filter becomes a predetermined temperature. Until it exceeds, the oxygen concentration in the exhaust gas is lowered by the oxygen concentration control means, and the temperature of the fine particle collection filter is raised by the filter temperature raising means, and the temperature of the fine particle collection filter exceeds a predetermined temperature. And a filter regeneration control means for increasing the oxygen concentration in the exhaust gas by the oxygen concentration control means.
【請求項2】前記所定温度は、前記微粒子捕集フィルタ
に捕集された微粒子が燃焼伝播する温度に設定されるこ
とを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装
置。
2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined temperature is set to a temperature at which the particulates collected by the particulate collection filter burn and propagate.
【請求項3】前記フィルタ再生制御手段は、前記微粒子
捕集フィルタの再生時期に、前記微粒子捕集フィルタの
温度が所定温度を超えるまでの間は、前記酸素濃度制御
手段により排気中の酸素濃度を前記微粒子捕集フィルタ
に捕集された微粒子が燃焼伝播する酸素量を確保できな
い酸素濃度に設定すると共に前記フィルタ昇温手段によ
り前記微粒子捕集フィルタを昇温させ、前記微粒子捕集
フィルタの温度が所定温度を超えた後に、前記酸素濃度
制御手段により排気中の酸素濃度を前記微粒子捕集フィ
ルタに捕集された微粒子が燃焼伝播する酸素濃度に設定
することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の内燃
機関の排気浄化装置。
3. The filter regeneration control means, wherein during the regeneration time of the particulate collection filter, the oxygen concentration control means controls the oxygen concentration in the exhaust gas until the temperature of the particulate collection filter exceeds a predetermined temperature. Is set to an oxygen concentration at which the amount of oxygen in which the fine particles trapped by the fine particle collecting filter burns and propagates cannot be secured, and the temperature of the fine particle collecting filter is raised by the filter temperature raising means, and the temperature of the fine particle collecting filter is increased. After the temperature exceeds a predetermined temperature, the oxygen concentration control means sets the oxygen concentration in the exhaust gas to the oxygen concentration at which the fine particles trapped by the fine particle trapping filter burn and propagate. Item 3. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to Item 2.
【請求項4】排気通路中に配置され、流入する排気の酸
素濃度が高いときに排気中のNOxをトラップし、酸素
濃度が低いときにトラップされているNOxを還元浄化
するNOxトラップ触媒を備える場合に、 前記フィルタ昇温手段は、前記NOxトラップ触媒に堆
積したSOxが脱離可能な温度まで、前記NOxトラッ
プ触媒をも昇温するものであることを特徴とする請求項
1〜請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の排気浄
化装置。
4. An NOx trap catalyst disposed in an exhaust passage for trapping NOx in exhaust gas when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, and reducing and purifying the trapped NOx when the oxygen concentration is low. In this case, the filter temperature raising means also raises the temperature of the NOx trap catalyst to a temperature at which SOx deposited on the NOx trap catalyst can be desorbed. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of the above.
【請求項5】前記フィルタ再生制御手段は、前記微粒子
捕集フィルタの温度が所定温度を超えても、前記NOx
トラップ触媒のSOxの脱離が完了するまでの期間、排
気中の酸素濃度を低く維持することを特徴とする請求項
4記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. The filter regeneration control means according to claim 1, wherein said NOx filter is provided even when the temperature of said particulate trapping filter exceeds a predetermined temperature.
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the oxygen concentration in the exhaust gas is kept low until the desorption of SOx from the trap catalyst is completed.
【請求項6】排気通路中に、三元機能を有する触媒を配
置することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか
1つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a catalyst having a three-way function is disposed in the exhaust passage.
【請求項7】前記酸素濃度を低くする際に、空気過剰率
を1以下にすることを特徴とする請求項6記載の内燃機
関の排気浄化装置。
7. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, wherein when the oxygen concentration is reduced, the excess air ratio is set to 1 or less.
【請求項8】前記フィルタ昇温手段は、燃料の主噴射の
後、膨張行程以降に燃焼室内に燃料を追加噴射すること
により、排気温度を上昇させる手段であることを特徴と
する請求項1〜請求項7のいずれか1つ記載の内燃機関
の排気浄化装置。
8. The apparatus according to claim 1, wherein the filter temperature raising means is means for increasing the exhaust gas temperature by additionally injecting fuel into the combustion chamber after the main injection of fuel and after the expansion stroke. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 7 to 7.
【請求項9】前記酸素濃度制御手段は、吸気絞り弁であ
ることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1つ
に記載の内燃機関の排気浄化装置。
9. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said oxygen concentration control means is an intake throttle valve.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009203962A (en) * 2008-02-29 2009-09-10 Honda Motor Co Ltd Exhaust emission control device for internal combustion engine
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