JP2003155925A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device of internal combustion engine

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JP2003155925A
JP2003155925A JP2002012661A JP2002012661A JP2003155925A JP 2003155925 A JP2003155925 A JP 2003155925A JP 2002012661 A JP2002012661 A JP 2002012661A JP 2002012661 A JP2002012661 A JP 2002012661A JP 2003155925 A JP2003155925 A JP 2003155925A
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exhaust gas
nox
vehicle
filter
control
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Application number
JP2002012661A
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Japanese (ja)
Inventor
Kotaro Hayashi
孝太郎 林
Hisashi Oki
久 大木
Shinobu Ishiyama
忍 石山
Hisafumi Magata
尚史 曲田
Masaaki Kobayashi
正明 小林
Daisuke Shibata
大介 柴田
Takahiro Oba
孝宏 大羽
Akihiko Negami
秋彦 根上
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology which estimates that the engine operating condition is suitable for recovering SOx poisoning, and starts the temperature rise of a NOx occluding agent in advance, in an exhaust emission control device of an internal combustion engine with the NOx occluding agent. SOLUTION: The exhaust emission control device comprises the NOx occluding agent to occlude and reduce NOx in the exhaust gas, a sulfur poisoning recovery control means to control the temperature rise of the NOx occluding agent and the sulfur poisoning control means, an execution acceptance/rejection estimating means to estimate whether or not the engine operating condition can perform the sulfur poisoning recovery control by the sulfur poisoning control means. The sulfur poisoning control means controls the temperature rise of the NOx occluding agent when the execution acceptance/rejection estimating means estimates that the engine operating condition can perform the sulfur poisoning recovery control.

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。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車等に搭載される内燃機関、
特に酸素過剰状態の混合気(所謂、リーン空燃比の混合
気)を燃焼可能とするディーゼル機関やリーンバーン・
ガソリン機関では、該内燃機関の排気中に含まれる窒素
酸化物(NOx)を浄化する技術が望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, internal combustion engines mounted in automobiles,
In particular, diesel engines and lean burn engines that can burn an air-fuel mixture that is in an oxygen excess state (so-called lean air-fuel mixture)
In a gasoline engine, a technique for purifying nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas of the internal combustion engine is desired.

【0003】このような要求に対し、内燃機関の排気系
にNOx吸蔵剤を配置する技術が提案されている。この
NOx吸蔵剤の一つとして、流入する排気の酸素濃度が
高いときは排気中の窒素酸化物(NOx)を吸蔵(吸
収、吸着)し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還
元剤が存在するときは吸蔵していた窒素酸化物(NO
x)を窒素(N2)に還元する吸蔵還元型NOx触媒が知
られている。
In response to such demands, a technique for arranging a NOx storage agent in the exhaust system of an internal combustion engine has been proposed. As one of the NOx storage agents, when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas are stored (absorbed, adsorbed), the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases, and the reducing agent becomes Nitrogen oxides (NO when stored)
An occlusion reduction type NOx catalyst that reduces x) to nitrogen (N 2 ) is known.

【0004】吸蔵還元型NOx触媒が内燃機関の排気系
に配置されると、内燃機関が希薄燃焼運転されて排気の
空燃比が高くなるときは排気中の窒素酸化物(NOx)
が吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵され、吸蔵還元型NOx触
媒に流入する排気の空燃比が低くなったときは吸蔵還元
型NOx触媒に吸蔵されていた窒素酸化物(NOx)が窒
素(N2)に還元される。
When the NOx storage reduction catalyst is arranged in the exhaust system of the internal combustion engine, nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas is generated when the internal combustion engine is operated in lean combustion and the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes high.
Is stored in the NOx storage reduction catalyst, and when the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the NOx storage reduction catalyst becomes low, the nitrogen oxides (NOx) stored in the NOx storage reduction catalyst are nitrogen (N 2 ). Is reduced to.

【0005】ところで、吸蔵還元型NOx触媒には燃料
に含まれる硫黄分が燃焼して生成される硫黄酸化物(S
Ox)もNOxと同じメカニズムで吸蔵される。このよう
に吸蔵されたSOxはNOxよりも放出されにくく、NO
x触媒内に蓄積される。これを硫黄被毒(SOx被毒)と
いい、NOx浄化率が低下するため、適宜の時期にSOx
被毒から回復させる被毒回復処理を施す必要がある。こ
の被毒回復処理は、NOx触媒を高温(例えば600乃
至650℃程度)にしつつ酸素濃度を低下させた排気を
NOx触媒に流通させて行われている。
By the way, the NOx storage reduction catalyst is a sulfur oxide (S) produced by combustion of sulfur contained in fuel.
Ox) is also stored by the same mechanism as NOx. SOx stored in this way is less likely to be released than NOx,
x Accumulates in the catalyst. This is called sulfur poisoning (SOx poisoning), and the NOx purification rate decreases, so SOx is added at an appropriate time.
It is necessary to perform poisoning recovery processing to recover from poisoning. This poisoning recovery process is performed by passing exhaust gas, which has a reduced oxygen concentration while the NOx catalyst has a high temperature (for example, about 600 to 650 ° C.), to the NOx catalyst.

【0006】ところが希薄燃焼運転時の排気の温度は低
いため、SOx被毒の回復に必要とされる温度まで触媒
を昇温することは困難である。このようなときに、排気
通路へ燃料の添加を行うことにより触媒の温度を上昇さ
せつつ排気の酸素濃度を低下させることができる。
However, since the temperature of the exhaust gas during the lean burn operation is low, it is difficult to raise the temperature of the catalyst to the temperature required to recover SOx poisoning. In such a case, by adding fuel to the exhaust passage, it is possible to raise the temperature of the catalyst and reduce the oxygen concentration of the exhaust.

【0007】このようなNOx触媒の温度を上昇させる
方法として、特許第2845056号公報に記載された
内燃機関の排気浄化装置が提案されている。この公報に
記載された内燃機関の排気浄化装置は、吸蔵還元型NO
x触媒において排気中の酸素と反応して消費される還元
剤の量と吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵されている窒素酸
化物(NOx)を還元するために必要となる還元剤の量
とを考慮して、還元剤の添加量を決定することにより、
還元剤の過剰供給や供給不足を防止し、以て還元剤や窒
素酸化物(NOx)の大気中への放出による排気エミッ
ションの悪化を抑制しようとするものである。
As a method of raising the temperature of such a NOx catalyst, an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine described in Japanese Patent No. 2845056 has been proposed. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine described in this publication is a storage reduction type NO
Considering the amount of reducing agent consumed by reacting with oxygen in the exhaust gas in the x catalyst and the amount of reducing agent required to reduce nitrogen oxides (NOx) stored in the NOx storage reduction catalyst Then, by determining the amount of reducing agent added,
It is intended to prevent the excessive supply or the insufficient supply of the reducing agent and thereby suppress the deterioration of the exhaust emission due to the release of the reducing agent or nitrogen oxide (NOx) into the atmosphere.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記したようにSOx
被毒回復は排気中の酸素濃度を低下させて行われるが、
内燃機関が高負荷運転を行っているときに還元剤を添加
すると、還元剤が吸蔵還元型NOx触媒で燃焼して該吸
蔵還元型NOx触媒の温度が上昇するため、吸蔵還元型
NOx触媒の熱劣化を誘発する虞がある。
As described above, SOx
Poisoning recovery is performed by lowering the oxygen concentration in the exhaust gas,
When a reducing agent is added while the internal combustion engine is operating under high load, the reducing agent burns at the NOx storage reduction catalyst and the temperature of the NOx storage reduction catalyst rises, so the heat of the NOx storage reduction catalyst is increased. It may induce deterioration.

【0009】従って、SOx被毒回復は軽負荷領域で行
われるが、軽負荷状態になったときから昇温制御を開始
したのでは、そのときの排気の温度が低いために必要な
温度まで吸蔵還元型NOx触媒を昇温させるのに時間が
かかってしまう。更に、軽負荷状態が持続されなければ
その後のSOx被毒回復がなされなくなる。また、SOx
被毒が進行したからといって吸蔵還元型NOx触媒の昇
温制御を開始したのでは、軽負荷状態に移行するまでに
還元剤を多く消費する虞がある。
Therefore, although the SOx poisoning recovery is performed in the light load region, if the temperature increase control is started from the light load state, the temperature of exhaust gas at that time is low, so that the required temperature is stored. It takes time to raise the temperature of the reduction type NOx catalyst. Furthermore, if the light load state is not maintained, subsequent SOx poisoning recovery will not be performed. Also, SOx
If the temperature raising control of the NOx storage reduction catalyst is started because poisoning has progressed, there is a possibility that a large amount of reducing agent will be consumed before the light load state is entered.

【0010】本発明は以上の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明が解決しようとする課題は、内
燃機関の排気浄化装置において、機関運転状態がSOx
被毒回復を行うのに適した状態になることを事前に推定
し、予めNOx吸蔵剤の温度上昇を開始することができ
る技術を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to solve the problems in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, when the engine operating state is SOx.
It is an object of the present invention to provide a technique capable of preliminarily estimating that a state suitable for recovery from poisoning is reached and starting the temperature rise of the NOx storage agent in advance.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明の内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採
用した。即ち、希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設
けられ、流入する排気の空燃比がリーンのときにはNO
xを吸蔵し流入する排気の空燃比がリッチのときに吸蔵
したNOxをN2に還元するNOx吸蔵剤と、前記NOx吸
蔵剤の昇温制御及び硫黄被毒回復制御を行う硫黄被毒回
復制御手段と、前記硫黄被毒回復制御手段による硫黄被
毒回復制御が実行可能な機関運転状態となるか否かを推
定する実行可否推定手段と、を備え、前記硫黄被毒回復
制御手段は、硫黄被毒回復制御が実行可能な機関運転状
態になると実行可否推定手段が推定したときに前記NO
x吸蔵剤の昇温制御を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention employs the following means. That is, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, which is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine capable of lean burn, NO
A NOx storage agent that stores NOx and reduces the stored NOx to N 2 when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is rich, and a sulfur poisoning recovery control that performs temperature increase control and sulfur poisoning recovery control of the NOx storage agent. Means and an executability estimating means for estimating whether or not the engine operating state in which the sulfur poisoning recovery control by the sulfur poisoning recovery control means is feasible is provided, and the sulfur poisoning recovery control means is a sulfur When the execution possibility estimator estimates that the engine operating state in which the poisoning recovery control can be executed becomes
x It is characterized in that the temperature rise of the storage agent is controlled.

【0012】本発明の最大の特徴は、内燃機関の排気浄
化装置において、SOx被毒回復に適した運転状態にな
る前にそのことを実行可否推定手段が推定し、軽負荷状
態になる以前から昇温制御を開始することにある。
The greatest feature of the present invention is that in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, the executability estimating means estimates that before the operating state is suitable for SOx poisoning recovery, and before the state becomes the light load state. It is to start the temperature rise control.

【0013】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、内燃機関運転中に発生したSOxがNOx吸蔵
剤に吸蔵される。このようにしてNOx吸蔵剤に吸蔵さ
れたSOxは蓄積され、NOxの吸蔵を阻害するので該N
Ox吸蔵剤から放出させる必要がある。この放出には、
先ずNOx吸蔵剤の昇温が必要となり、NOx吸蔵剤の昇
温が完了してからSOx被毒の回復が行われる。ところ
で、SOx被毒回復は軽負荷領域のときに行われるが、
この軽負荷領域が長期間継続するとは限らないので、N
Ox吸蔵剤の昇温は軽負荷状態になる前に開始すること
が望ましい。このようにすると軽負荷状態になったと同
時にSOx被毒回復を行うことができ、SOx被毒回復を
行う機会を増加させることができる。しかし、軽負荷状
態になる前にNOx吸蔵剤の昇温を行っても軽負荷状態
にならなければSOx被毒回復は行われず、還元剤が徒
に消費されてしまう。従って、軽負荷状態になる前に軽
負荷状態になることを推定できれば、SOx被毒回復を
行う回数を増加させることができ、還元剤の消費量を減
少させることが可能となる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine configured as described above, SOx generated during operation of the internal combustion engine is stored in the NOx storage agent. In this way, the SOx stored in the NOx storage agent is accumulated and inhibits the storage of NOx.
It is necessary to release it from the Ox storage agent. This release includes
First, it is necessary to raise the temperature of the NOx storage agent, and SOx poisoning is recovered after the temperature rise of the NOx storage agent is completed. By the way, SOx poisoning recovery is performed in the light load region,
Since this light load area does not always continue for a long time, N
It is desirable to start the temperature rise of the Ox storage agent before the light load state is reached. By doing so, the SOx poisoning recovery can be performed at the same time when the light load state is achieved, and the chances of performing the SOx poisoning recovery can be increased. However, even if the temperature of the NOx storage agent is raised before the light load state is reached, the SOx poisoning recovery is not performed unless the light load state is reached, and the reducing agent is consumed excessively. Therefore, if the light load state can be estimated before the light load state, the number of times of SOx poisoning recovery can be increased, and the reducing agent consumption amount can be reduced.

【0014】本発明においては、前記内燃機関の排気浄
化装置は、排気中の微粒子を一時捕獲可能なフィルタを
備え、前記NOx吸蔵剤は該フィルタに担持されていて
も良い。
In the present invention, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine may include a filter capable of temporarily trapping particulates in exhaust gas, and the NOx storage agent may be carried by the filter.

【0015】本発明においては、前記内燃機関の排気浄
化装置は、少なくとも車両の現在位置又は道路状況の一
方を検知するナビゲーションシステムを備え、前記実行
可否推定手段は、ナビゲーションシステムの情報に基づ
いて硫黄被毒回復制御が実行可能な機関運転状態となる
か否かを推定することができる。
In the present invention, the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine includes a navigation system for detecting at least one of a current position of a vehicle and road conditions, and the executability determining means determines sulfur based on information of the navigation system. It is possible to estimate whether or not the engine operating state in which the poisoning recovery control can be executed is achieved.

【0016】現在では多くの車両にナビゲーションシス
テムが搭載され、自車の位置や進行方向を知ることが可
能である。例えば、高速道路走行中では、車両進行方向
を検知することにより、車両がサービスエリア等に入る
車線に針路変更したとすれば、その後サービスエリア内
で軽負荷走行なされると推定され、このときにSOx被
毒回復を行うことができる。従って、サービスエリア等
に入る車線に針路変更をした場合にNOx吸蔵剤の昇温
制御を開始すればサービスエリア等での短期間の軽負荷
運転でもSOx被毒を回復することが可能となる。
Nowadays, many vehicles are equipped with a navigation system, and it is possible to know the position and traveling direction of the vehicle. For example, while traveling on a highway, if the vehicle changes its course to the lane that enters the service area by detecting the traveling direction of the vehicle, it is estimated that the vehicle will be driven at a light load thereafter. SOx poisoning recovery can be performed. Therefore, if the temperature rise control of the NOx storage agent is started when the course is changed to a lane entering the service area or the like, SOx poisoning can be recovered even in a short-time light load operation in the service area or the like.

【0017】また、現在では、道路交通情報をFM放送
や、光ビーコン、電波ビーコン等により得ることができ
る。これらの情報から、車両前方に渋滞や道路工事等が
あり軽負荷運転がなされる可能性があるときにNOx吸
蔵剤の昇温制御を開始すれば、短期間の軽負荷運転でも
SOx被毒を回復することが可能となる。
Further, at present, road traffic information can be obtained by FM broadcasting, optical beacons, radio wave beacons and the like. From these information, if the temperature rise control of the NOx storage agent is started when there is a possibility that light load operation may be performed due to traffic congestion or road construction in front of the vehicle, SOx poisoning will occur even in light load operation for a short period of time. It will be possible to recover.

【0018】本発明においては、前記実行可否推定手段
は、車両の走行状態の履歴に基づいて硫黄被毒回復制御
が実行可能な機関運転状態となるか否かを推定すること
ができる。
In the present invention, the executability estimating means can estimate whether or not the engine is in an operating state in which the sulfur poisoning recovery control can be executed based on the history of the running state of the vehicle.

【0019】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、車両の走行履歴から車両の運転状態や走行場
所を推定してSOx被毒に適した運転状態になる可能性
のあるときにNOx吸蔵剤の昇温制御を行うことが可能
となる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine configured as described above, the operating state and traveling location of the vehicle are estimated from the traveling history of the vehicle, and NOx is detected when there is a possibility that the operating state will be suitable for SOx poisoning. It is possible to control the temperature rise of the storage agent.

【0020】本発明においては、車両が登坂状態にある
ことを検出する登坂状態検出手段を備え、前記実行可否
推定手段は、前記登坂状態検出手段により車両が登坂状
態であると検出された場合に硫黄被毒回復制御が実行可
能となると推定することができる。
According to the present invention, there is provided climbing state detecting means for detecting that the vehicle is climbing, and the feasibility determining means is provided when the climbing state detecting means detects that the vehicle is climbing. It can be estimated that the sulfur poisoning recovery control becomes feasible.

【0021】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、上り坂の後には下り坂があるとして、車両が
登坂状態のときからNOx吸蔵剤の昇温を開始し、下り
坂の軽負荷時にSOx被毒回復制御を行う。このように
して、下り坂で軽負荷となってからNOx吸蔵剤の昇温
制御を開始する場合と比較して、SOx被毒回復を早期
に、そして長期間行うことができSOx被毒回復の機会
を多く得ることが可能となる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine configured as described above, it is assumed that there is a downhill after an uphill, and the temperature of the NOx storage agent is started to rise from the time when the vehicle is in the uphill state, and the downhill light load Sometimes SOx poisoning recovery control is performed. In this way, compared with the case where the temperature increase control of the NOx storage agent is started after a light load on the downhill, SOx poisoning recovery can be performed earlier and for a longer period of time. It is possible to get many opportunities.

【0022】本発明においては、車両の速度、機関回転
数、減速比及び負荷を検出する運転状態検出手段と、車
両が平地を走行している場合の車両の速度、機関回転数
及び減速比から負荷を算出する基本負荷算出手段とを備
え、前記登坂状態検出手段は運転状態検出手段により検
出された負荷が、前記基本負荷算出手段により算出され
た負荷よりも所定値以上高い状態が所定時間以上継続し
た場合に車両が登坂状態にあると検出することができ
る。
In the present invention, the operating state detecting means for detecting the vehicle speed, the engine speed, the speed reduction ratio and the load, and the vehicle speed, the engine speed and the speed reduction ratio when the vehicle is traveling on a level ground are used. The climbing state detection means is such that the load detected by the driving state detection means is higher than the load calculated by the basic load calculation means by a predetermined value or more for a predetermined time or more. If the vehicle continues, it can be detected that the vehicle is climbing.

【0023】平地走行時の例えば燃料噴射量やアクセル
開度に代表される負荷は、車両の速度、機関回転数、及
び減速比が定まれば、ほぼ一定の値となる。一方、車両
が登坂状態である場合には負荷は大きくなり、従って車
両の速度、機関回転数、及び減速比が同一ならば燃料噴
射量は増加しアクセル開度は大きくなる。しかし、短い
上り坂で昇温制御を行っても、その後の下り坂も短い虞
がありSOx被毒回復を十分に行うことができない場合
がある。そこで、ある程度長い上り坂の場合に限り昇温
制御を行うために、所定値以上高い負荷が所定時間以上
継続した場合にNOx吸蔵剤の昇温を行うことにしてい
る。このようにして、不必要なNOx吸蔵剤の昇温を抑
制することが可能となる。
The load represented by, for example, the fuel injection amount and the accelerator opening when traveling on a level ground has a substantially constant value if the vehicle speed, engine speed, and reduction ratio are determined. On the other hand, when the vehicle is in an uphill state, the load increases, and therefore, if the vehicle speed, engine speed, and reduction ratio are the same, the fuel injection amount increases and the accelerator opening increases. However, even if the temperature rise control is performed on a short uphill, there is a possibility that the subsequent downhill is also short, and SOx poisoning recovery may not be sufficiently performed. Therefore, in order to perform the temperature increase control only in the case of an uphill which is long to some extent, the temperature of the NOx storage agent is increased when the load higher than the predetermined value continues for the predetermined time or longer. In this way, it becomes possible to suppress unnecessary temperature rise of the NOx storage agent.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて
説明する。ここでは、本発明に係る内燃機関の排気浄化
装置を車両駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例
に挙げて説明する。 <第1の実施の形態>図1は、本実施の形態に係る排気
浄化装置を適用するエンジン1とその吸排気系の概略構
成を示す図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Specific embodiments of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, the case where the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle will be described as an example. <First Embodiment> FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an engine 1 to which an exhaust emission control device according to the present embodiment is applied and an intake / exhaust system thereof.

【0025】図1に示すエンジン1は、4つの気筒2を
有する水冷式の4サイクル・ディーゼル機関である。
The engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel engine having four cylinders 2.

【0026】エンジン1は、各気筒2の燃焼室に直接燃
料を噴射する燃料噴射弁3を備えている。各燃料噴射弁
3は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室(コモンレー
ル)4と接続されている。このコモンレール4には、該
コモンレール4内の燃料の圧力に対応した電気信号を出
力するコモンレール圧センサ4aが取り付けられてい
る。
The engine 1 is equipped with a fuel injection valve 3 for directly injecting fuel into the combustion chamber of each cylinder 2. Each fuel injection valve 3 is connected to a pressure accumulator (common rail) 4 that accumulates fuel to a predetermined pressure. A common rail pressure sensor 4a that outputs an electric signal corresponding to the pressure of the fuel in the common rail 4 is attached to the common rail 4.

【0027】前記コモンレール4は、燃料供給管5を介
して燃料ポンプ6と連通している。この燃料ポンプ6
は、エンジン1の出力軸(クランクシャフト)の回転ト
ルクを駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポン
プ6の入力軸に取り付けられたポンププーリ6aがエン
ジン1の出力軸(クランクシャフト)に取り付けられた
クランクプーリ1aとベルト7を介して連結されてい
る。
The common rail 4 communicates with a fuel pump 6 via a fuel supply pipe 5. This fuel pump 6
Is a pump that operates using the rotational torque of the output shaft (crankshaft) of the engine 1 as a drive source. A pump pulley 6a attached to the input shaft of the fuel pump 6 is attached to the output shaft (crankshaft) of the engine 1. The crank pulley 1a is connected to the crank pulley 1a via a belt 7.

【0028】このように構成された燃料噴射系では、ク
ランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ6の入力軸へ
伝達されると、燃料ポンプ6は、クランクシャフトから
該燃料ポンプ6の入力軸へ伝達された回転トルクに応じ
た圧力で燃料を吐出する。
In the fuel injection system thus constructed, when the rotational torque of the crankshaft is transmitted to the input shaft of the fuel pump 6, the fuel pump 6 is transmitted from the crankshaft to the input shaft of the fuel pump 6. The fuel is discharged at a pressure according to the rotating torque.

【0029】前記燃料ポンプ6から吐出された燃料は、
燃料供給管5を介してコモンレール4へ供給され、コモ
ンレール4にて所定圧まで蓄圧されて各気筒2の燃料噴
射弁3へ分配される。そして、燃料噴射弁3に駆動電流
が印加されると、燃料噴射弁3が開弁し、その結果、燃
料噴射弁3から気筒2内へ燃料が噴射される。
The fuel discharged from the fuel pump 6 is
It is supplied to the common rail 4 through the fuel supply pipe 5, accumulated in the common rail 4 up to a predetermined pressure, and distributed to the fuel injection valve 3 of each cylinder 2. When a drive current is applied to the fuel injection valve 3, the fuel injection valve 3 opens, and as a result, fuel is injected from the fuel injection valve 3 into the cylinder 2.

【0030】次に、エンジン1には、吸気枝管8が接続
されており、吸気枝管8の各枝管は、各気筒2の燃焼室
と吸気ポート(図示省略)を介して連通している。
Next, an intake branch pipe 8 is connected to the engine 1, and each branch pipe of the intake branch pipe 8 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 through an intake port (not shown). There is.

【0031】前記吸気枝管8は、吸気管9に接続され、
この吸気管9は、エアクリーナボックス10に接続され
ている。前記エアクリーナボックス10より下流の吸気
管9には、該吸気管9内を流通する吸気の質量に対応し
た電気信号を出力するエアフローメータ11と、該吸気
管9内を流通する吸気の温度に対応した電気信号を出力
する吸気温度センサ12とが取り付けられている。
The intake branch pipe 8 is connected to the intake pipe 9,
The intake pipe 9 is connected to the air cleaner box 10. An air flow meter 11 for outputting an electric signal corresponding to the mass of the intake air flowing through the intake pipe 9 and an intake air temperature flowing through the intake pipe 9 are provided in the intake pipe 9 downstream of the air cleaner box 10. The intake air temperature sensor 12 that outputs the electric signal is attached.

【0032】前記吸気管9における吸気枝管8の直上流
に位置する部位には、該吸気管9内を流通する吸気の流
量を調節する吸気絞り弁13が設けられている。この吸
気絞り弁13には、ステップモータ等で構成されて該吸
気絞り弁13を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ
14が取り付けられている。
An intake throttle valve 13 for adjusting the flow rate of the intake air flowing through the intake pipe 9 is provided at a portion of the intake pipe 9 located immediately upstream of the intake branch pipe 8. The intake throttle valve 13 is provided with an intake throttle actuator 14 configured by a step motor or the like for driving the intake throttle valve 13 to open and close.

【0033】前記エアフローメータ11と前記吸気絞り
弁13との間に位置する吸気管9には、排気のエネルギ
を駆動源として作動する遠心過給機(ターボチャージ
ャ)15のコンプレッサハウジング15aが設けられ、
コンプレッサハウジング15aより下流の吸気管9に
は、前記コンプレッサハウジング15a内で圧縮されて
高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ16
が設けられている。
The intake pipe 9 located between the air flow meter 11 and the intake throttle valve 13 is provided with a compressor housing 15a of a centrifugal supercharger (turbocharger) 15 which operates using exhaust energy as a drive source. ,
An intercooler 16 for cooling the intake air that has become hot due to being compressed in the compressor housing 15a is provided in the intake pipe 9 downstream of the compressor housing 15a.
Is provided.

【0034】このように構成された吸気系では、エアク
リーナボックス10に流入した吸気は、該エアクリーナ
ボックス10内のフィルタ(図示省略)によって吸気中
の塵や埃等が除去された後、吸気管9を介してコンプレ
ッサハウジング15aに流入する。
In the intake system configured as described above, the intake air flowing into the air cleaner box 10 is cleaned by the filter (not shown) in the air cleaner box 10 to remove dust and the like from the intake air, and then the intake pipe 9 Through the compressor housing 15a.

【0035】コンプレッサハウジング15aに流入した
吸気は、該コンプレッサハウジング15aに内装された
コンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記
コンプレッサハウジング15a内で圧縮されて高温とな
った吸気は、インタークーラ16にて冷却された後、必
要に応じて吸気絞り弁13によって流量を調節されて吸
気枝管8に流入する。吸気枝管8に流入した吸気は、各
枝管を介して各気筒2の燃焼室へ分配され、各気筒2の
燃料噴射弁3から噴射された燃料を着火源として燃焼さ
れる。
The intake air flowing into the compressor housing 15a is compressed by the rotation of the compressor wheel installed in the compressor housing 15a. The intake air, which has been compressed in the compressor housing 15a and has reached a high temperature, is cooled by the intercooler 16 and then flows into the intake branch pipe 8 with its flow rate adjusted by the intake throttle valve 13 if necessary. The intake air that has flowed into the intake branch pipe 8 is distributed to the combustion chamber of each cylinder 2 through each branch pipe, and is burned using the fuel injected from the fuel injection valve 3 of each cylinder 2 as an ignition source.

【0036】一方、エンジン1には、排気枝管18が接
続され、排気枝管18の各枝管が排気ポート(図示省
略)を介して各気筒2の燃焼室と連通している。
On the other hand, an exhaust branch pipe 18 is connected to the engine 1, and each branch pipe of the exhaust branch pipe 18 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 through an exhaust port (not shown).

【0037】前記排気枝管18は、前記遠心過給機15
のタービンハウジング15bと接続されている。前記タ
ービンハウジング15bは、排気管19と接続され、こ
の排気管19は、下流にてマフラー(図示省略)に接続
されている。
The exhaust branch pipe 18 serves as the centrifugal supercharger 15.
Is connected to the turbine housing 15b. The turbine housing 15b is connected to an exhaust pipe 19, and the exhaust pipe 19 is connected downstream to a muffler (not shown).

【0038】前記排気管19の途中には、吸蔵還元型N
Ox触媒を担持したパティキュレートフィルタ(以下、
単にフィルタという。)20が設けられている。フィル
タ20より上流の排気管19には、該排気管19内を流
通する排気の温度に対応した電気信号を出力する排気温
度センサ24が取り付けられている。
An occlusion reduction type N is provided in the middle of the exhaust pipe 19.
A particulate filter carrying an Ox catalyst (hereinafter,
Simply called a filter. ) 20 are provided. An exhaust gas temperature sensor 24 that outputs an electric signal corresponding to the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 19 is attached to the exhaust pipe 19 upstream of the filter 20.

【0039】前記したフィルタ20より下流の排気管1
9には、該排気管19内を流通する排気の流量を調節す
る排気絞り弁21が設けられている。この排気絞り弁2
1には、ステップモータ等で構成されて該排気絞り弁2
1を開閉駆動する排気絞り用アクチュエータ22が取り
付けられている。
Exhaust pipe 1 downstream of the above-mentioned filter 20
An exhaust throttle valve 21 for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 19 is provided in the valve 9. This exhaust throttle valve 2
1, an exhaust throttle valve 2 which is composed of a step motor or the like
An exhaust throttle actuator 22 for driving to open and close 1 is attached.

【0040】このように構成された排気系では、エンジ
ン1の各気筒2で燃焼された混合気(既燃ガス)が排気
ポートを介して排気枝管18へ排出され、次いで排気枝
管18から遠心過給機15のタービンハウジング15b
へ流入する。タービンハウジング15bに流入した排気
は、該排気が持つエネルギを利用してタービンハウジン
グ15b内に回転自在に支持されたタービンホイールを
回転させる。その際、タービンホイールの回転トルク
は、前述したコンプレッサハウジング15aのコンプレ
ッサホイールへ伝達される。
In the exhaust system thus constructed, the air-fuel mixture (burnt gas) burned in each cylinder 2 of the engine 1 is discharged to the exhaust branch pipe 18 through the exhaust port, and then the exhaust branch pipe 18 is exhausted. Turbine housing 15b of centrifugal supercharger 15
Flow into. The exhaust gas flowing into the turbine housing 15b uses the energy of the exhaust gas to rotate the turbine wheel rotatably supported in the turbine housing 15b. At that time, the rotational torque of the turbine wheel is transmitted to the compressor wheel of the compressor housing 15a described above.

【0041】前記タービンハウジング15bから排出さ
れた排気は、排気管19を介してフィルタ20へ流入
し、排気中のパティキュレートマター(以下、PMとい
う。)が捕集され且つ有害ガス成分が除去又は浄化され
る。フィルタ20にてPMを捕集され且つ有害ガス成分
を除去又は浄化された排気は、必要に応じて排気絞り弁
21によって流量を調節された後にマフラーを介して大
気中に放出される。
The exhaust gas discharged from the turbine housing 15b flows into the filter 20 through the exhaust pipe 19, the particulate matter (hereinafter referred to as PM) in the exhaust gas is collected, and the harmful gas component is removed or. Purified. The exhaust gas, in which the PM is collected by the filter 20 and the harmful gas component is removed or purified, is discharged into the atmosphere through the muffler after the flow rate is adjusted by the exhaust throttle valve 21 as necessary.

【0042】また、排気枝管18と吸気枝管8とは、排
気枝管18内を流通する排気の一部を吸気枝管8へ再循
環させる排気再循環通路(以下、EGR通路とする。)
25を介して連通されている。このEGR通路25の途
中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応
じて前記EGR通路25内を流通する排気(以下、EG
Rガスとする。)の流量を変更する流量調整弁(以下、
EGR弁とする。)26が設けられている。
The exhaust branch pipe 18 and the intake branch pipe 8 are exhaust gas recirculation passages (hereinafter referred to as EGR passages) for recirculating a part of the exhaust gas flowing in the exhaust branch pipe 18 to the intake branch pipe 8. )
25 are communicated with each other. In the middle of the EGR passage 25, an exhaust valve (hereinafter, referred to as EG, which is composed of a solenoid valve or the like, flows through the EGR passage 25 according to the magnitude of the applied power.
R gas. ) Flow rate adjustment valve (hereinafter,
Use EGR valve. ) 26 are provided.

【0043】前記EGR通路25の途中でEGR弁26
より上流には、該EGR通路25内を流通するEGRガ
スを冷却するEGRクーラ27が設けられている。前記
EGRクーラ27には、冷却水通路(図示省略)が設け
られエンジン1を冷却するための冷却水の一部が循環す
る。
In the middle of the EGR passage 25, the EGR valve 26
An EGR cooler 27 that cools the EGR gas flowing through the EGR passage 25 is provided further upstream. A cooling water passage (not shown) is provided in the EGR cooler 27, and a part of the cooling water for cooling the engine 1 circulates.

【0044】このように構成された排気再循環機構で
は、EGR弁26が開弁されると、EGR通路25が導
通状態となり、排気枝管18内を流通する排気の一部が
前記EGR通路25へ流入し、EGRクーラ27を経て
吸気枝管8へ導かれる。
In the exhaust gas recirculation mechanism constructed as described above, when the EGR valve 26 is opened, the EGR passage 25 is brought into conduction, and a part of the exhaust gas flowing through the exhaust branch pipe 18 is part of the EGR passage 25. To the intake branch pipe 8 via the EGR cooler 27.

【0045】その際、EGRクーラ27では、EGR通
路25内を流通するEGRガスとエンジン1の冷却水と
の間で熱交換が行われ、EGRガスが冷却される。
At this time, in the EGR cooler 27, heat exchange is performed between the EGR gas flowing in the EGR passage 25 and the cooling water of the engine 1 to cool the EGR gas.

【0046】EGR通路25を介して排気枝管18から
吸気枝管8へ還流されたEGRガスは、吸気枝管8の上
流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒2の燃焼
室へ導かれる。
The EGR gas recirculated from the exhaust branch pipe 18 to the intake branch pipe 8 through the EGR passage 25 is introduced into the combustion chamber of each cylinder 2 while being mixed with the fresh air flowing from the upstream side of the intake branch pipe 8. Get burned.

【0047】ここで、EGRガスには、水(H2O)や
二酸化炭素(CO2)などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、熱容量が高い不活性ガス成分が含まれ
ているため、EGRガスが混合気中に含有されると、混
合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物(NOx)
の発生量が抑制される。
Here, the EGR gas contains an inert gas component such as water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) which does not burn by itself and has a high heat capacity. Therefore, when EGR gas is contained in the air-fuel mixture, the combustion temperature of the air-fuel mixture is lowered, and thus nitrogen oxide (NOx)
Is suppressed.

【0048】更に、EGRクーラ27においてEGRガ
スが冷却されると、EGRガス自体の温度が低下すると
ともにEGRガスの体積が縮小されるため、EGRガス
が燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度
が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に
供給される新気の量(新気の体積)が不要に減少するこ
ともない。
Further, when the EGR gas is cooled in the EGR cooler 27, the temperature of the EGR gas itself is reduced and the volume of the EGR gas is reduced, so that when the EGR gas is supplied into the combustion chamber, the EGR gas is reduced. The ambient temperature of 1 is not unnecessarily increased, and the amount of fresh air (volume of fresh air) supplied into the combustion chamber is not unnecessarily reduced.

【0049】次に、本実施の形態に係るフィルタ20に
ついて説明する。
Next, the filter 20 according to this embodiment will be described.

【0050】図2は、フィルタ20の断面図である。図
2(A)は、フィルタ20の横方向断面を示す図であ
る。図2(B)は、フィルタ20の縦方向断面を示す図
である。
FIG. 2 is a sectional view of the filter 20. FIG. 2A is a view showing a cross section in the lateral direction of the filter 20. FIG. 2B is a diagram showing a vertical cross section of the filter 20.

【0051】図2(A)及び(B)に示されるようにフ
ィルタ20は、互いに平行をなして延びる複数個の排気
流通路50、51を具備するいわゆるウォールフロー型
である。これら排気流通路は下流端が栓52により閉塞
された排気流入通路50と、上流端が栓53により閉塞
された排気流出通路51とにより構成される。なお、図
2(A)においてハッチングを付した部分は栓53を示
している。従って、排気流入通路50および排気流出通
路51は薄肉の隔壁54を介して交互に配置される。換
言すると排気流入通路50および排気流出通路51は各
排気流入通路50が4つの排気流出通路51によって包
囲され、各排気流出通路51が4つの排気流入通路50
によって包囲されるように配置される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the filter 20 is of a so-called wall flow type having a plurality of exhaust flow passages 50 and 51 extending in parallel with each other. These exhaust flow passages are composed of an exhaust inflow passage 50 whose downstream end is closed by a plug 52 and an exhaust outflow passage 51 whose upstream end is closed by a plug 53. The hatched portion in FIG. 2A indicates the plug 53. Therefore, the exhaust inflow passages 50 and the exhaust outflow passages 51 are alternately arranged via the thin partition walls 54. In other words, in the exhaust inflow passage 50 and the exhaust outflow passage 51, each exhaust inflow passage 50 is surrounded by four exhaust outflow passages 51, and each exhaust outflow passage 51 includes four exhaust inflow passages 50.
It is arranged to be surrounded by.

【0052】フィルタ20は例えばコージェライトのよ
うな多孔質材料から形成されており、従って排気流入通
路50内に流入した排気は図2(B)において矢印で示
されるように周囲の隔壁54内を通って隣接する排気流
出通路51内に流出する。
The filter 20 is made of, for example, a porous material such as cordierite, so that the exhaust gas flowing into the exhaust gas inflow passage 50 flows in the surrounding partition wall 54 as shown by the arrow in FIG. 2 (B). It flows out into the adjacent exhaust outflow passage 51.

【0053】本発明による実施例では各排気流入通路5
0および各排気流出通路51の周壁面、即ち各隔壁54
の両側表面上および隔壁54内の細孔内壁面上には例え
ばアルミナからなる担体の層が形成されており、この担
体上に吸蔵還元型NOx触媒が坦持されている。
In the embodiment according to the present invention, each exhaust inflow passage 5
0 and the peripheral wall surface of each exhaust outflow passage 51, that is, each partition wall 54
A carrier layer made of, for example, alumina is formed on both side surfaces of the above and on the inner wall surface of the pores in the partition wall 54, and the occlusion reduction type NOx catalyst is carried on this carrier.

【0054】次に、本実施の形態に係るフィルタ20に
担持された吸蔵還元型NOx触媒の働きについて説明す
る。
Next, the function of the NOx storage reduction catalyst carried by the filter 20 according to this embodiment will be described.

【0055】フィルタ20は、例えば、アルミナを担体
とし、その担体上に、カリウム(K)、ナトリウム(N
a)、リチウム(Li)、もしくはセシウム(Cs)等
のアルカリ金属と、バリウム(Ba)もしくはカルシウ
ム(Ca)等のアルカリ土類と、ランタン(La)もし
くはイットリウム(Y)等の希土類とから選択された少
なくとも1つと、白金(Pt)等の貴金属とを担持して
構成されている。尚、本実施の形態では、アルミナから
なる担体上にバリウム(Ba)と白金(Pt)とを担持
し、更にO2ストレージ能力のあるセリア(Ce23
を添加して構成される吸蔵還元型NOx触媒を採用し
た。
The filter 20 uses, for example, alumina as a carrier, and potassium (K) and sodium (N) are deposited on the carrier.
a), an alkali metal such as lithium (Li) or cesium (Cs), an alkaline earth such as barium (Ba) or calcium (Ca), and a rare earth such as lanthanum (La) or yttrium (Y). And at least one of them is carried and a noble metal such as platinum (Pt). In the present embodiment, barium (Ba) and platinum (Pt) are supported on a carrier made of alumina, and ceria (Ce 2 O 3 ) having an O 2 storage capacity is further supported.
An NOx storage reduction catalyst was added.

【0056】このように構成されたNOx触媒は、該N
Ox触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中
の窒素酸化物(NOx)を吸蔵する。
The NOx catalyst thus constructed is
When the exhaust gas flowing into the Ox catalyst has a high oxygen concentration, nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas are stored.

【0057】一方、NOx触媒は、該NOx触媒に流入す
る排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していた窒素酸
化物(NOx)を放出する。その際、排気中に炭化水素
(HC)や一酸化炭素(CO)等の還元成分が存在して
いれば、NOx触媒は、該NOx触媒から放出された窒素
酸化物(NOx)を窒素(N2)に還元せしめることがで
きる。
On the other hand, the NOx catalyst releases the stored nitrogen oxides (NOx) when the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst decreases. At that time, if a reducing component such as hydrocarbon (HC) or carbon monoxide (CO) is present in the exhaust gas, the NOx catalyst converts the nitrogen oxide (NOx) released from the NOx catalyst into nitrogen (N). It can be reduced to 2 ).

【0058】ところで、エンジン1が希薄燃焼運転され
ている場合は、エンジン1から排出される排気の空燃比
がリーン雰囲気となり排気の酸素濃度が高くなるため、
排気中に含まれる窒素酸化物(NOx)がNOx触媒に吸
蔵されることになるが、エンジン1の希薄燃焼運転が長
期間継続されると、NOx触媒のNOx吸蔵能力が飽和
し、排気中の窒素酸化物(NOx)がNOx触媒にて除去
されずに大気中へ放出されてしまう。
By the way, when the engine 1 is in the lean burn operation, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the engine 1 becomes a lean atmosphere and the oxygen concentration of the exhaust gas becomes high.
Nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas will be stored in the NOx catalyst, but if the lean burn operation of the engine 1 is continued for a long period of time, the NOx storage capacity of the NOx catalyst will be saturated, and Nitrogen oxides (NOx) are released into the atmosphere without being removed by the NOx catalyst.

【0059】特に、エンジン1のようなディーゼル機関
では、大部分の運転領域においてリーン空燃比の混合気
が燃焼され、それに応じて大部分の運転領域において排
気の空燃比がリーン空燃比となるため、NOx触媒のN
Ox吸蔵能力が飽和し易い。
In particular, in a diesel engine such as the engine 1, a lean air-fuel ratio mixture is burned in most operating regions, and accordingly, the exhaust air-fuel ratio becomes lean air-fuel ratio in most operating regions. , N of NOx catalyst
Ox storage capacity is easily saturated.

【0060】従って、エンジン1が希薄燃焼運転されて
いる場合は、NOx触媒のNOx吸蔵能力が飽和する前に
NOx触媒に流入する排気中の酸素濃度を低下させると
ともに還元剤の濃度を高め、NOx触媒に吸蔵された窒
素酸化物(NOx)を還元させる必要がある。
Therefore, when the engine 1 is in the lean burn operation, the concentration of oxygen in the exhaust flowing into the NOx catalyst is lowered and the concentration of the reducing agent is increased before the NOx storage capacity of the NOx catalyst is saturated, and the NOx concentration is increased. It is necessary to reduce the nitrogen oxides (NOx) stored in the catalyst.

【0061】このように酸素濃度を低下させる方法とし
ては、排気中の燃料添加や、再循環するEGRガス量を
増大させて煤の発生量が増加して最大となった後に、更
にEGRガス量を増大させる低温燃焼、気筒2内への燃
料噴射時期や回数の変更等の方法が考えられるが、本実
施の形態では、フィルタ20より上流の排気管19を流
通する排気中に還元剤たる燃料(軽油)を添加する還元
剤供給機構を備え、この還元剤供給機構から排気中へ燃
料を添加することにより、フィルタ20に流入する排気
の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高める
ようにした。
As a method of lowering the oxygen concentration in this way, after the fuel addition in the exhaust gas or the amount of EGR gas to be recirculated is increased to increase the soot generation amount to the maximum and then the EGR gas amount is further increased. Although a method such as low temperature combustion for increasing the amount of fuel and changing the fuel injection timing and the number of times into the cylinder 2 can be considered, in the present embodiment, the fuel which is a reducing agent is contained in the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 19 upstream of the filter 20. A reducing agent supply mechanism for adding (light oil) is provided, and by adding fuel from the reducing agent supply mechanism to the exhaust gas, the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter 20 is reduced and the concentration of the reducing agent is increased. did.

【0062】還元剤供給機構は、図1に示されるよう
に、その噴孔が排気枝管18内に臨むように取り付けら
れ、ECU35からの信号により開弁して燃料を噴射す
る還元剤噴射弁28と、前述した燃料ポンプ6から吐出
された燃料を前記還元剤噴射弁28へ導く還元剤供給路
29と、還元剤供給路29に設けられて該還元剤供給路
29内の燃料の流通を遮断する遮断弁31と、を備えて
いる。
As shown in FIG. 1, the reducing agent supply mechanism is installed so that its injection hole faces the inside of the exhaust branch pipe 18, and is opened by a signal from the ECU 35 to inject fuel. 28, a reducing agent supply path 29 that guides the fuel discharged from the fuel pump 6 to the reducing agent injection valve 28, and a distribution of the fuel in the reducing agent supply path 29 that is provided in the reducing agent supply path 29. And a shutoff valve 31 for shutting off.

【0063】このような還元剤供給機構では、燃料ポン
プ6から吐出された高圧の燃料が還元剤供給路29を介
して還元剤噴射弁28へ印加される。そして、ECU3
5からの信号により該還元剤噴射弁28が開弁して排気
枝管18内へ還元剤としての燃料が噴射される。
In such a reducing agent supply mechanism, the high-pressure fuel discharged from the fuel pump 6 is applied to the reducing agent injection valve 28 via the reducing agent supply passage 29. And ECU3
The reducing agent injection valve 28 is opened by a signal from 5 and fuel as a reducing agent is injected into the exhaust branch pipe 18.

【0064】還元剤噴射弁28から排気枝管18内へ噴
射された還元剤は、排気枝管18の上流から流れてきた
排気の酸素濃度を低下させる。
The reducing agent injected from the reducing agent injection valve 28 into the exhaust branch pipe 18 reduces the oxygen concentration of the exhaust gas flowing from the upstream side of the exhaust branch pipe 18.

【0065】このようにして形成された酸素濃度の低い
排気はフィルタ20に流入し、フィルタ20に吸蔵され
ていた窒素酸化物(NOx)を窒素(N2)に還元するこ
とになる。
The thus formed exhaust gas having a low oxygen concentration flows into the filter 20 and reduces the nitrogen oxides (NOx) stored in the filter 20 to nitrogen (N 2 ).

【0066】その後、ECU35からの信号により還元
剤噴射弁28が閉弁し、排気枝管18内への還元剤の添
加が停止されることになる。
After that, the reducing agent injection valve 28 is closed by a signal from the ECU 35, and the addition of the reducing agent into the exhaust branch pipe 18 is stopped.

【0067】尚、本実施の形態では、排気中に燃料を噴
射して燃料添加を行っているが、これに代えて、前記低
温燃焼を行っても良く、また、エンジン1の膨張行程や
排気行程等に燃料噴射弁3から燃料を噴射させる副噴射
を行っても良い。
In the present embodiment, the fuel is injected into the exhaust gas to add the fuel, but instead of this, the low temperature combustion may be performed, and the expansion stroke of the engine 1 and the exhaust gas may be changed. Sub-injection in which fuel is injected from the fuel injection valve 3 may be performed during a stroke or the like.

【0068】以上述べたように構成されたエンジン1に
は、該エンジン1を制御するための電子制御ユニット
(ECU:Electronic Control Unit)35が併設され
ている。このECU35は、エンジン1の運転条件や運
転者の要求に応じてエンジン1の運転状態を制御するユ
ニットである。
The engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 35 for controlling the engine 1. The ECU 35 is a unit that controls the operating state of the engine 1 in accordance with the operating conditions of the engine 1 and the driver's request.

【0069】ECU35には、コモンレール圧センサ4
a、エアフローメータ11、吸気温度センサ12、吸気
管圧力センサ17、排気温度センサ24、クランクポジ
ションセンサ33、水温センサ34、アクセル開度セン
サ36等の各種センサが電気配線を介して接続され、上
記した各種センサの出力信号がECU35に入力される
ようになっている。
The ECU 35 includes the common rail pressure sensor 4
a, an air flow meter 11, an intake air temperature sensor 12, an intake pipe pressure sensor 17, an exhaust gas temperature sensor 24, a crank position sensor 33, a water temperature sensor 34, an accelerator opening sensor 36, and other various sensors are connected via electrical wiring. Output signals of the various sensors are input to the ECU 35.

【0070】一方、ECU35には、燃料噴射弁3、吸
気絞り用アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエー
タ22、還元剤噴射弁28、EGR弁26、遮断弁31
等が電気配線を介して接続され、上記した各部をECU
35が制御することが可能になっている。
On the other hand, the ECU 35 has a fuel injection valve 3, an intake throttle actuator 14, an exhaust throttle actuator 22, a reducing agent injection valve 28, an EGR valve 26, and a shutoff valve 31.
Etc. are connected via electrical wiring, and the above-mentioned parts are connected to the ECU.
35 can be controlled.

【0071】ここで、ECU35は、図3に示すよう
に、双方向性バス350によって相互に接続された、C
PU351と、ROM352と、RAM353と、バッ
クアップRAM354と、入力ポート356と、出力ポ
ート357とを備えるとともに、前記入力ポート356
に接続されたA/Dコンバータ(A/D)355を備え
ている。
Here, the ECU 35, as shown in FIG. 3, is connected to each other by a bidirectional bus 350, C
The input port 356 includes a PU 351, a ROM 352, a RAM 353, a backup RAM 354, an input port 356, and an output port 357.
And an A / D converter (A / D) 355 connected to.

【0072】前記入力ポート356は、クランクポジシ
ョンセンサ33のようにデジタル信号形式の信号を出力
するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をC
PU351やRAM353へ送信する。
The input port 356 inputs the output signals of a sensor that outputs a digital signal format signal such as the crank position sensor 33, and outputs those output signals to C.
It is transmitted to the PU 351 and the RAM 353.

【0073】前記入力ポート356は、コモンレール圧
センサ4a、エアフローメータ11、吸気温度センサ1
2、吸気管圧力センサ17、排気温度センサ24、水温
センサ34、アクセル開度センサ36等のように、アナ
ログ信号形式の信号を出力するセンサのA/D355を
介して入力し、それらの出力信号をCPU351やRA
M353へ送信する。
The input port 356 is used for the common rail pressure sensor 4a, the air flow meter 11, and the intake air temperature sensor 1.
2, such as the intake pipe pressure sensor 17, the exhaust gas temperature sensor 24, the water temperature sensor 34, the accelerator opening sensor 36, etc., which are input through the A / D 355 of a sensor that outputs a signal in an analog signal format, and output signals thereof CPU351 and RA
Send to M353.

【0074】前記出力ポート357は、燃料噴射弁3、
吸気絞り用アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエ
ータ22、EGR弁26、還元剤噴射弁28、遮断弁3
1等と電気配線を介して接続され、CPU351から出
力される制御信号を、前記した燃料噴射弁3、吸気絞り
用アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエータ2
2、EGR弁26、還元剤噴射弁28、あるいは遮断弁
31へ送信する。
The output port 357 is connected to the fuel injection valve 3,
Intake throttle actuator 14, exhaust throttle actuator 22, EGR valve 26, reducing agent injection valve 28, shutoff valve 3
1 and the like via electric wiring, and outputs control signals output from the CPU 351 to the fuel injection valve 3, the intake throttle actuator 14, the exhaust throttle actuator 2 described above.
2, to the EGR valve 26, the reducing agent injection valve 28, or the shutoff valve 31.

【0075】前記ROM352は燃料噴射弁3を制御す
るための燃料噴射制御ルーチン、吸気絞り弁13を制御
するための吸気絞り制御ルーチン、排気絞り弁21を制
御するための排気絞り制御ルーチン、EGR弁26を制
御するためのEGR制御ルーチン、フィルタ20に還元
剤を添加して吸蔵されたNOxを還元させるNOx浄化制
御ルーチン、フィルタ20のSOx被毒を解消する被毒
解消制御ルーチン、フィルタ20に捕集されたPMを燃
焼除去するためのPM燃焼制御ルーチン等のアプリケー
ションプログラムを記憶している。
The ROM 352 includes a fuel injection control routine for controlling the fuel injection valve 3, an intake throttle control routine for controlling the intake throttle valve 13, an exhaust throttle control routine for controlling the exhaust throttle valve 21, and an EGR valve. 26, an EGR control routine for controlling 26, a NOx purification control routine for adding a reducing agent to the filter 20 to reduce the stored NOx, a poisoning elimination control routine for eliminating SOx poisoning of the filter 20, and a trap for the filter 20. An application program such as a PM combustion control routine for burning and removing the collected PM is stored.

【0076】前記ROM352は、上記したアプリケー
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記制御マップは、例えば、エンジン1の運転状
態と基本燃料噴射量(基本燃料噴射時間)との関係を示
す燃料噴射量制御マップ、エンジン1の運転状態と基本
燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、
エンジン1の運転状態と吸気絞り弁13の目標開度との
関係を示す吸気絞り弁開度制御マップ、エンジン1の運
転状態と排気絞り弁21の目標開度との関係を示す排気
絞り弁開度制御マップ、エンジン1の運転状態とEGR
弁26の目標開度との関係を示すEGR弁開度制御マッ
プ、エンジン1の運転状態と還元剤の目標添加量(若し
くは排気の目標空燃比)との関係を示す還元剤添加量制
御マップ、還元剤の目標添加量と還元剤噴射弁28の開
弁時間との関係を示す還元剤噴射弁制御マップ等であ
る。
The ROM 352 stores various control maps in addition to the above application programs. The control map is, for example, a fuel injection amount control map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the basic fuel injection amount (basic fuel injection time), and the fuel showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the basic fuel injection timing. Injection timing control map,
An intake throttle valve opening control map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the target opening degree of the intake throttle valve 13, and an exhaust throttle valve opening map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the target opening degree of the exhaust throttle valve 21. Control map, engine 1 operating status and EGR
An EGR valve opening control map showing the relationship with the target opening of the valve 26, a reducing agent addition control map showing the relationship between the operating state of the engine 1 and the target addition of the reducing agent (or the target air-fuel ratio of the exhaust gas), It is a reducing agent injection valve control map and the like showing the relationship between the target addition amount of the reducing agent and the valve opening time of the reducing agent injection valve 28.

【0077】前記RAM353は、各センサからの出力
信号やCPU351の演算結果等を格納する。前記演算
結果は、例えば、クランクポジションセンサ33がパル
ス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機
関回転数である。これらのデータは、クランクポジショ
ンセンサ33がパルス信号を出力する都度、最新のデー
タに書き換えられる。
The RAM 353 stores the output signal from each sensor, the calculation result of the CPU 351 and the like. The calculation result is, for example, the engine speed calculated based on the time interval at which the crank position sensor 33 outputs a pulse signal. These data are rewritten to the latest data each time the crank position sensor 33 outputs a pulse signal.

【0078】前記バックアップRAM354は、エンジ
ン1の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモ
リである。
The backup RAM 354 is a non-volatile memory capable of storing data even after the engine 1 is stopped.

【0079】前記CPU351は、前記ROM352に
記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し
て、燃料噴射弁制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、E
GR制御、NOx浄化制御、被毒解消制御、PM燃焼制
御等を実行する。
The CPU 351 operates according to the application program stored in the ROM 352 to control the fuel injection valve, the intake throttle control, the exhaust throttle control, E
GR control, NOx purification control, poisoning elimination control, PM combustion control, etc. are executed.

【0080】例えば、NOx浄化制御では、CPU35
1は、フィルタ20に流入する排気中の酸素濃度を比較
的に短い周期でスパイク的(短時間)に低くする、所謂
リッチスパイク制御を実行する。
For example, in the NOx purification control, the CPU 35
1 executes so-called rich spike control in which the oxygen concentration in the exhaust gas flowing into the filter 20 is reduced in a spike-like (short time) manner in a relatively short cycle.

【0081】リッチスパイク制御では、CPU351
は、所定の周期毎にリッチスパイク制御実行条件が成立
しているか否かを判別する。このリッチスパイク制御実
行条件としては、例えば、フィルタ20が活性状態にあ
る、排気温度センサ24の出力信号値(排気温度)が所
定の上限値以下である、被毒解消制御が実行されていな
い、等の条件を例示することができる。
In the rich spike control, the CPU 351
Determines whether the rich spike control execution condition is satisfied every predetermined period. As the rich spike control execution condition, for example, the filter 20 is in an active state, the output signal value (exhaust temperature) of the exhaust temperature sensor 24 is equal to or lower than a predetermined upper limit value, poisoning elimination control is not executed, Examples of such conditions are as follows.

【0082】上記したようなリッチスパイク制御実行条
件が成立していると判定された場合は、CPU351
は、還元剤噴射弁28からスパイク的に還元剤たる燃料
を噴射させるべく当該還元剤噴射弁28を制御すること
により、フィルタ20に流入する排気の空燃比を一時的
に所定の目標リッチ空燃比とする。
When it is determined that the rich spike control execution condition as described above is satisfied, the CPU 351
Controls the reducing agent injection valve 28 so that the reducing agent injection valve 28 injects fuel as the reducing agent in a spike manner to temporarily change the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter 20 to a predetermined target rich air-fuel ratio. And

【0083】具体的には、CPU351は、RAM35
3に記憶されている機関回転数、アクセル開度センサ3
6の出力信号(アクセル開度)、エアフローメータ11
の出力信号値(吸入空気量)、空燃比センサの出力信
号、燃料噴射量等を読み出す。
Specifically, the CPU 351 has the RAM 35.
Engine speed, accelerator opening sensor 3 stored in 3
6 output signal (accelerator opening), air flow meter 11
Output signal value (intake air amount), output signal of the air-fuel ratio sensor, fuel injection amount, and the like.

【0084】CPU351は、前記した機関回転数とア
クセル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータと
してROM352の還元剤添加量制御マップへアクセス
し、排気の空燃比を予め設定された目標空燃比とする上
で必要となる還元剤の添加量(目標添加量)を算出す
る。
The CPU 351 accesses the reducing agent addition amount control map of the ROM 352 by using the engine speed, the accelerator opening, the intake air amount, and the fuel injection amount as parameters, and sets the exhaust air-fuel ratio to the preset target air-fuel ratio. The amount of addition of the reducing agent (target amount of addition) required to obtain the fuel ratio is calculated.

【0085】続いて、CPU351は、前記目標添加量
をパラメータとしてROM352の還元剤噴射弁制御マ
ップへアクセスし、還元剤噴射弁28から目標添加量の
還元剤を噴射させる上で必要となる還元剤噴射弁28の
開弁時間(目標開弁時間)を算出する。
Subsequently, the CPU 351 accesses the reducing agent injection valve control map of the ROM 352 using the target addition amount as a parameter, and the reducing agent necessary for injecting the target addition amount of the reducing agent from the reducing agent injection valve 28. The valve opening time (target valve opening time) of the injection valve 28 is calculated.

【0086】還元剤噴射弁28の目標開弁時間が算出さ
れると、CPU351は、還元剤噴射弁28を開弁させ
る。
When the target opening time of the reducing agent injection valve 28 is calculated, the CPU 351 opens the reducing agent injection valve 28.

【0087】CPU351は、還元剤噴射弁28を開弁
させた時点から前記目標開弁時間が経過すると、還元剤
噴射弁28を閉弁させる。
The CPU 351 closes the reducing agent injection valve 28 when the target opening time elapses from the time when the reducing agent injection valve 28 is opened.

【0088】このように還元剤噴射弁28が目標開弁時
間だけ開弁されると、目標添加量の燃料が還元剤噴射弁
28から排気枝管18内へ噴射されることになる。そし
て、還元剤噴射弁28から噴射された還元剤は、排気枝
管18の上流から流れてきた排気と混ざり合って目標空
燃比の混合気を形成してフィルタ20に流入する。
When the reducing agent injection valve 28 is opened for the target opening time in this way, the target addition amount of fuel is injected from the reducing agent injection valve 28 into the exhaust branch pipe 18. Then, the reducing agent injected from the reducing agent injection valve 28 mixes with the exhaust gas that has flowed from the upstream side of the exhaust branch pipe 18 to form an air-fuel mixture having a target air-fuel ratio, and then flows into the filter 20.

【0089】この結果、フィルタ20に流入する排気の
空燃比は、比較的に短い周期で酸素濃度が変化すること
になり、以て、フィルタ20が窒素酸化物(NOx)の
吸蔵と還元とを交互に短周期的に繰り返すことになる。
As a result, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter 20 is such that the oxygen concentration changes in a relatively short cycle, so that the filter 20 stores and reduces nitrogen oxide (NOx). It will repeat alternately in a short cycle.

【0090】次に、被毒解消制御では、CPU351
は、フィルタ20の酸化物による被毒を解消すべく被毒
解消処理を行うことになる。
Next, in the poisoning elimination control, the CPU 351
Will perform a poisoning elimination process in order to eliminate the poisoning due to the oxide of the filter 20.

【0091】ここで、エンジン1の燃料には硫黄(S)
が含まれている場合があり、そのような燃料がエンジン
1で燃焼されると、二酸化硫黄(SO2)や三酸化硫黄
(SO3)などの硫黄酸化物(SOx)が生成される。
Here, sulfur (S) is used as the fuel for the engine 1.
When such a fuel is burned in the engine 1, sulfur oxides (SOx) such as sulfur dioxide (SO 2 ) and sulfur trioxide (SO 3 ) are generated.

【0092】硫黄酸化物(SOx)は、排気とともにフ
ィルタ20に流入し、窒素酸化物(NOx)と同様のメ
カニズムによってフィルタ20に吸蔵される。
Sulfur oxide (SOx) flows into the filter 20 together with the exhaust gas and is stored in the filter 20 by the same mechanism as nitrogen oxide (NOx).

【0093】具体的には、フィルタ20に流入する排気
の酸素濃度が高いときには、流入排気ガス中の二酸化硫
黄(SO2)や三酸化硫黄(SO3)等の硫黄酸化物(S
Ox)が白金(Pt)の表面上で酸化され、硫酸イオン
(SO4 2-)の形でフィルタ20に吸蔵される。更に、
フィルタ20に吸蔵された硫酸イオン(SO4 2-)は、
酸化バリウム(BaO)と結合して硫酸塩(BaS
4)を形成する。
Specifically, when the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter 20 is high, the sulfur oxides (S) such as sulfur dioxide (SO 2 ) and sulfur trioxide (SO 3 ) in the inflowing exhaust gas are included.
Ox) is oxidized on the surface of platinum (Pt) and stored in the filter 20 in the form of sulfate ions (SO 4 2− ). Furthermore,
The sulfate ions (SO 4 2− ) stored in the filter 20 are
Sulfate (BaS) combined with barium oxide (BaO)
O 4 ) is formed.

【0094】ところで、硫酸塩(BaSO4)は、硝酸
バリウム(Ba(NO32)に比して安定していて分解
し難く、フィルタ20に流入する排気の酸素濃度が低く
なっても分解されずにフィルタ20内に残留してしま
う。
By the way, the sulfate (BaSO 4 ) is more stable than barium nitrate (Ba (NO 3 ) 2 ) and hard to decompose, and is decomposed even when the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter 20 becomes low. Instead, they remain in the filter 20.

【0095】フィルタ20における硫酸塩(BaS
4)の量が増加すると、それに応じて窒素酸化物(N
Ox)の吸蔵に関与することができる酸化バリウム(B
aO)の量が減少するため、フィルタ20のNOx吸蔵
能力が低下する、いわゆるSOx被毒が発生する。
Sulfate (BaS) in the filter 20
As the amount of O 4 ) increases, the nitrogen oxides (N
Barium oxide (B) that can participate in the storage of Ox)
Since the amount of aO) decreases, so-called SOx poisoning occurs in which the NOx storage capacity of the filter 20 decreases.

【0096】フィルタ20のSOx被毒を解消する方法
としては、フィルタ20の雰囲気温度をおよそ600乃
至650℃の高温域まで昇温させるとともに、フィルタ
20に流入する排気の酸素濃度を低くすることにより、
フィルタ20に吸蔵されている硫酸バリウム(BaSO
4)をSO3 -やSO4 -に熱分解し、次いでSO3 -やSO4
-を排気中の炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)と
反応させて気体状のSO2 -に還元する方法を例示するこ
とができる。
As a method of eliminating SOx poisoning of the filter 20, the ambient temperature of the filter 20 is raised to a high temperature range of about 600 to 650 ° C. and the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter 20 is lowered. ,
Barium sulfate (BaSO) stored in the filter 20
4) the SO 3 - and SO 4 - and pyrolyzed, followed by SO 3 - and SO 4
- it can be exemplified a method of reducing the - is reacted with a hydrocarbon in the exhaust gas (HC) and carbon monoxide (CO) gaseous SO 2 and.

【0097】そこで、本実施の形態に係る被毒解消処理
では、CPU351は、先ずフィルタ20の床温を高め
る触媒昇温制御を実行した上で、フィルタ20に流入す
る排気の酸素濃度を低くするようにした。
Therefore, in the poisoning elimination processing according to the present embodiment, the CPU 351 first executes the catalyst temperature raising control for raising the bed temperature of the filter 20, and then lowers the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter 20. I did it.

【0098】触媒昇温制御では、CPU351は、例え
ば、各気筒2の膨張行程時に燃料噴射弁3から副次的に
燃料を噴射させるとともに還元剤噴射弁28から排気中
へ燃料を添加させることにより、それらの未燃燃料成分
をフィルタ20において酸化させ、酸化の際に発生する
熱によってフィルタ20の床温を高めるようにしてもよ
い。
In the catalyst temperature raising control, the CPU 351 may, for example, inject fuel secondarily from the fuel injection valve 3 and add fuel from the reducing agent injection valve 28 into the exhaust gas during the expansion stroke of each cylinder 2. Alternatively, those unburned fuel components may be oxidized in the filter 20, and the heat generated during the oxidation may raise the bed temperature of the filter 20.

【0099】但し、フィルタ20が過剰に昇温すると、
フィルタ20の熱劣化が誘発される虞があるため、排気
温度センサ24の出力信号値に基づいて副次的な噴射燃
料量及び添加燃料量がフィードバック制御されるように
することが好ましい。
However, if the temperature of the filter 20 rises excessively,
Since the heat deterioration of the filter 20 may be induced, it is preferable that the secondary injection fuel amount and the additional fuel amount be feedback-controlled based on the output signal value of the exhaust temperature sensor 24.

【0100】上記したような触媒昇温処理によりフィル
タ20の床温が600℃乃至650℃程度の高温域まで
上昇すると、CPU351は、フィルタ20に流入する
排気の酸素濃度を低下させるべく還元剤噴射弁28から
燃料を噴射させる。
When the bed temperature of the filter 20 rises to a high temperature range of about 600 ° C. to 650 ° C. due to the catalyst temperature raising process as described above, the CPU 351 causes the reducing agent injection to reduce the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter 20. Fuel is injected from the valve 28.

【0101】尚、還元剤噴射弁28から過剰な燃料が噴
射されると、それらの燃料がフィルタ20で急激に燃焼
してフィルタ20が過熱し、或いは還元剤噴射弁28か
ら噴射された過剰な燃料によってフィルタ20が不要に
冷却される虞があるため、CPU351は、空燃比セン
サ(図示省略)の出力信号に基づいて還元剤噴射弁28
からの燃料噴射量をフィードバック制御するようにする
ことが好ましい。
When excessive fuel is injected from the reducing agent injection valve 28, those fuels burn rapidly in the filter 20 and the filter 20 overheats, or excessive fuel injected from the reducing agent injection valve 28 is injected. Since the filter 20 may be unnecessarily cooled by the fuel, the CPU 351 controls the reducing agent injection valve 28 based on the output signal of the air-fuel ratio sensor (not shown).
It is preferable to feedback control the fuel injection amount from.

【0102】このように被毒解消処理が実行されると、
フィルタ20の床温が高い状況下で、フィルタ20に流
入する排気の酸素濃度が低くなるため、フィルタ20に
吸蔵されている硫酸バリウム(BaSO4)がSO3 -
SO4 -に熱分解され、それらSO3 -やSO4 -が排気中の
炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)と反応して還元
され、以てフィルタ20のSOx被毒が解消されること
になる。
When the poisoning elimination processing is executed in this way,
When the bed temperature of the filter 20 is high, the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter 20 becomes low, so that barium sulfate (BaSO 4 ) stored in the filter 20 is thermally decomposed into SO 3 and SO 4 −. The SO 3 and SO 4 react with hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas and are reduced, whereby SOx poisoning of the filter 20 is eliminated.

【0103】ところで、前記昇温制御を行ってもその後
にエンジン1が軽負荷領域で運転されなければSOx被
毒回復が行われない。すると、フィルタ20の温度は低
下してしまい、SOx被毒回復を行うには再度の昇温制
御が必要となる。このように、SOx被毒回復が行われ
ないと、添加する燃料が増加し燃費が悪化する要因とな
る。
Even if the temperature raising control is performed, the SOx poisoning recovery is not performed unless the engine 1 is subsequently operated in the light load region. Then, the temperature of the filter 20 decreases, and it is necessary to perform the temperature increase control again in order to recover the SOx poisoning. As described above, if SOx poisoning recovery is not performed, the amount of added fuel increases and fuel consumption deteriorates.

【0104】そこで、本実施の形態では、車両に搭載さ
れたナビゲーションシステムから得られる情報に基づい
て、軽負荷運転がなされる前にこれを推定しフィルタ2
0の昇温制御を行う。
Therefore, in the present embodiment, based on the information obtained from the navigation system mounted on the vehicle, this is estimated before the light load operation is performed and the filter 2 is used.
A temperature rise control of 0 is performed.

【0105】図4は、本実施の形態で使用するナビゲー
ションシステムの概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the navigation system used in this embodiment.

【0106】ここで、本実施の形態で使用するナビゲー
ションシステムは、高度約2万キロメートルの宇宙空間
に配置された複数の人工衛星からの信号を受信する衛星
受信アンテナ96を備え、該衛星受信アンテナ96で受
信された信号に基づいてナビゲーションコンピュータ9
0が現在位置を算出するシステムである。このナビゲー
ションコンピュータ90には車速信号を出力するスピー
ドセンサ97、車両の角速度を検出するジャイロセンサ
98、地図表示及び自車位置を表示するディスプレイユ
ニット92、道路情報を受信復調しナビゲーションコン
ピュータ90に出力する道路交通情報システムコンピュ
ータ91等が接続されている。
Here, the navigation system used in the present embodiment is equipped with a satellite receiving antenna 96 for receiving signals from a plurality of artificial satellites arranged in outer space at an altitude of about 20,000 km. Navigation computer 9 based on signals received at 96
0 is a system for calculating the current position. A speed sensor 97 that outputs a vehicle speed signal, a gyro sensor 98 that detects an angular velocity of the vehicle, a display unit 92 that displays a map display and the position of the vehicle, and road information is received and demodulated and output to the navigation computer 90. A road traffic information system computer 91 and the like are connected.

【0107】ナビゲーションコンピュータ90は、衛星
受信アンテナ96からの信号により自車位置を算出し、
更に、スピードセンサ97、ジャイロセンサ98等の信
号に基づいて移動距離及び進行方向を検出する自立航法
を組み合わせて自車位置を測位している。そして、自車
位置と地図データとを比較して、車両が道路上にあるよ
うに修正を行う。
The navigation computer 90 calculates the own vehicle position from the signal from the satellite receiving antenna 96,
Further, the vehicle position is determined by combining the self-contained navigation that detects the moving distance and the traveling direction based on the signals from the speed sensor 97, the gyro sensor 98 and the like. Then, the position of the vehicle is compared with the map data to correct the vehicle so that it is on the road.

【0108】また、道路交通情報システムコンピュータ
91は、FM放送局からの電波を受信するFMラジオア
ンテナ95、道路脇等に設置された電波ビーコン及び光
ビーコンから送られてくる渋滞情報や交通規制等の道路
交通情報を受信することができる電波ビーコン受信アン
テナ93及び光ビーコン受信アンテナ94を備えてい
る。各アンテナが受信する信号には、渋滞情報や工事情
報、交通規制情報等が含まれる。この道路交通情報シス
テムコンピュータ91は、各アンテナが受信した信号を
復調し、ナビゲーションコンピュータ90へ転送する。
この信号を受けたナビゲーションコンピュータ90は、
各信号を処理し道路交通情報をディスプレイユニット9
2に表示する。
Further, the road traffic information system computer 91 uses the FM radio antenna 95 for receiving radio waves from the FM broadcasting station, the radio wave beacon installed on the side of the road, and the traffic congestion information and traffic regulations sent from the optical beacon. It is provided with a radio wave beacon receiving antenna 93 and an optical beacon receiving antenna 94 capable of receiving road traffic information. The signal received by each antenna includes traffic jam information, construction information, traffic regulation information, and the like. The road traffic information system computer 91 demodulates the signal received by each antenna and transfers it to the navigation computer 90.
The navigation computer 90 receiving this signal
Display unit 9 processes each signal and displays road traffic information
Display on 2.

【0109】このように、ナビゲーションシステムによ
れば自車位置及び道路交通情報を得ることが可能とな
る。
Thus, the navigation system makes it possible to obtain the vehicle position and road traffic information.

【0110】次に、本実施の形態に係るフィルタ昇温制
御の開始判定方法について説明する。
Next, a method of determining the start of the filter temperature raising control according to this embodiment will be described.

【0111】前記したように、SOx被毒回復制御は軽
負荷時に行われる。従って、高速道路走行中には、SO
x被毒回復制御はほとんど行われない。しかし、長時間
高速道路を走行すると吸蔵されるSOxの量多くなり、
SOx被毒回復が必要となることがある。ここで、高速
道路上でも軽負荷運転が行われる場合があるので、この
ようなときにSOx被毒回復制御を行うことが可能とな
る。例えば、車両がサービスエリアやパーキングエリア
へ進入したとき、インターチェンジ走行中のとき、一時
停止を伴う検札所や料金所を通過するとき、渋滞中や工
事中の道路を通行するとき等において軽負荷運転がなさ
れる可能性が高い。
As described above, the SOx poisoning recovery control is performed when the load is light. Therefore, while driving on the highway,
x Poisoning recovery control is rarely performed. However, when traveling on the highway for a long time, the amount of SOx absorbed increases,
SOx poisoning recovery may be required. Here, since the light load operation may be performed even on the expressway, the SOx poisoning recovery control can be performed in such a case. For example, when a vehicle enters a service area or a parking area, is running on an interchange, passes through a checkpoint or toll gate with temporary stoppage, or is driving on a road during traffic jams or under construction. Is likely to be done.

【0112】また、車両が郊外を走行している場合に
は、比較的高負荷領域で運転がなされる。従って、信号
や交差点の数が多いほど、一時停止を伴う軽負荷運転が
なされる確率が高くなる。また、市街地に近づくほど車
両の数が多くなり、軽負荷運転がなされることが多くな
る。
Further, when the vehicle is traveling in the suburbs, it is operated in a relatively high load region. Therefore, the greater the number of traffic lights and intersections, the higher the probability that light load operation with temporary stop will be performed. In addition, the number of vehicles increases as the distance to the urban area increases, and light-duty driving increases.

【0113】更に、市街地では、車両の交通量が多く、
また、信号の数も多いため軽負荷で運転されることが多
くなる。また、市街地では、通勤時間帯と、日中と、夜
間とでは交通量に大きな差があり、特に通勤時間帯には
交通量が多く軽負荷領域での運転がなされる可能性が高
い。一方、大都市圏の場合とそうでない場合とでは交通
量に大きな差があり、大都市ほど軽負荷で運転されるこ
とが多い。
Furthermore, in the city area, the traffic volume of vehicles is large,
In addition, since there are many signals, it is often operated with a light load. Further, in urban areas, there is a large difference in traffic volume between commuting hours, daytime, and nighttime, and there is a high possibility that driving will be performed in a light load area, especially during commuting hours because of the large traffic volume. On the other hand, there is a large difference in traffic volume between the case of a metropolitan area and the case of not so, and a large city is often driven with a light load.

【0114】このように、車両が走行している場所、時
間帯、進路、車速等により軽負荷運転がなされる可能性
が大きく異なる。本実施の形態では、軽負荷状態になる
可能性が高くなったときにフィルタ20の昇温制御を開
始する。
As described above, the possibility that the light load operation is performed greatly differs depending on the place where the vehicle is traveling, the time zone, the route, the vehicle speed, and the like. In the present embodiment, the temperature rise control of the filter 20 is started when the possibility of becoming a light load state becomes high.

【0115】次に、本実施の形態に係る昇温制御のフロ
ーについて説明する。
Next, the flow of temperature raising control according to this embodiment will be described.

【0116】図5は、本実施の形態に係る昇温制御のフ
ローを示すフローチャート図である。
FIG. 5 is a flow chart showing the flow of temperature raising control according to the present embodiment.

【0117】ステップS101では、SOx被毒回復制
御を行う必要があるか否か判定される。判定条件として
は、燃料の添加量やNOxセンサ(図示省略)からの出
力信号、車両走行距離等により判定することができる。
ここで、燃料中の硫黄成分によりフィルタ20に担持さ
れた吸蔵還元型NOx触媒が被毒するので、燃料の添加
量をRAM353に記憶させ、この燃料の添加量が所定
量に達したときをSOx被毒回復制御の開始条件として
も良い。また、SOx被毒が進行すると吸蔵還元型NOx
触媒のNOxの吸蔵量が減少し、フィルタ20下流に流
通するNOxの量が増大する。従って、フィルタ20の
下流にNOxセンサ(図示省略)を設け、この出力信号
を監視し、NOxの流通量が所定量以上になったときを
SOx被毒回復制御の開始条件としても良い。更に、車
両走行距離が所定値以上になった場合には、SOx被毒
の回復が必要であるとしてこのときをSOx被毒回復制
御の開始条件としても良い。
In step S101, it is determined whether or not SOx poisoning recovery control needs to be performed. The determination condition can be determined based on the amount of fuel added, an output signal from a NOx sensor (not shown), the traveling distance of the vehicle, and the like.
Since the NOx storage reduction catalyst supported on the filter 20 is poisoned by the sulfur component in the fuel, the amount of fuel added is stored in the RAM 353, and when the amount of fuel added reaches a predetermined amount, SOx is stored. It may be used as a start condition for poisoning recovery control. In addition, if SOx poisoning progresses, NOx storage reduction type
The amount of NOx stored in the catalyst decreases, and the amount of NOx flowing downstream of the filter 20 increases. Therefore, a NOx sensor (not shown) may be provided downstream of the filter 20, the output signal thereof may be monitored, and the condition for starting the SOx poisoning recovery control may be set when the NOx distribution amount exceeds a predetermined amount. Further, when the vehicle travel distance becomes equal to or greater than a predetermined value, it is necessary to recover the SOx poisoning, and this time may be set as the start condition of the SOx poisoning recovery control.

【0118】ステップS101で肯定判定がなされた場
合にはステップS102へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合には本ルーチンを終了する。
If an affirmative decision is made in step S101, the operation proceeds to step S102, while if a negative decision is made, this routine is ended.

【0119】ステップS102では、現在位置を読み込
む。ECU35は、ナビゲーションコンピュータ90に
アクセスし現在位置を読み込む。尚、本実施の形態で
は、自車位置を高速道路、郊外、市街地の三種類に分類
してフィルタ20の昇温制御実行の可否を判定する。こ
こで、予め地図データを高速道路、郊外、市街地の三種
類に分類し、自車がこれら三種類の何れの位置にあるの
かを読み込むようにしても良い。
In step S102, the current position is read. The ECU 35 accesses the navigation computer 90 and reads the current position. It should be noted that in the present embodiment, whether or not the temperature raising control of the filter 20 can be executed is determined by classifying the vehicle position into three types: expressway, suburbs, and urban areas. Here, the map data may be classified in advance into three types of expressways, suburbs, and urban areas, and the position of the vehicle may be read.

【0120】ステップS103では、車両現在位置が高
速道路上であるか否か判定される。CPU351は、地
図データに基づいて現在位置が高速道路上であるか否か
判定する。肯定判定がなされた場合にはステップS10
4へ進み、一方、否定判定がなされた場合には、ステッ
プS106へ進む。
In step S103, it is determined whether or not the current vehicle position is on the highway. The CPU 351 determines whether or not the current position is on the highway based on the map data. When a positive determination is made, step S10
4, the process proceeds to step S106 if a negative determination is made.

【0121】ステップS104では、ナビゲーションシ
ステムから情報が読み込まれる。このときに読み込まれ
る情報は、サービスエリア、パーキングエリア及びイン
ターチェンジへの進路変更がなされたか否か、進行方向
に検札所、料金所、渋滞、道路工事等が存在するか否か
である。
In step S104, information is read from the navigation system. The information read at this time is whether or not the route has been changed to a service area, a parking area, or an interchange, and whether or not there is a ticket inspection station, toll gate, traffic jam, road construction, etc. in the traveling direction.

【0122】ステップS105では、フィルタ20の昇
温制御を開始するか否か判定される。ステップS104
で読み込まれたナビゲーションシステムの情報に基づい
てサービスエリア、パーキングエリア及びインターチェ
ンジへの進路変更がなされ、若しくは車両進行方向の所
定範囲内に検札所、料金所、渋滞、工事等が存在する場
合には、フィルタ20の昇温制御を開始する。
In step S105, it is determined whether or not the temperature raising control of the filter 20 is started. Step S104
If the route is changed to a service area, parking area, or interchange based on the information of the navigation system read in, or if there is a checkpoint, tollgate, traffic jam, construction, etc. within the predetermined range of the vehicle traveling direction. The temperature rise control of the filter 20 is started.

【0123】ステップS105で肯定判定がなされた場
合にはステップS111へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合にはステップS112へ進む。
If an affirmative decision is made in step S105, the operation proceeds to step S111, while if a negative decision is made, the operation proceeds to step S112.

【0124】ステップS106では、車両現在位置が郊
外であるか否か判定される。CPU351は、地図デー
タに基づいて現在位置が郊外であるか否か判定する。肯
定判定がなされた場合にはステップS107へ進み、一
方、否定判定がなされた場合にはステップS109へ進
む。
In step S106, it is determined whether or not the current vehicle position is in the suburbs. The CPU 351 determines whether or not the current position is in the suburbs based on the map data. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step S107, while if a negative determination is made, the process proceeds to step S109.

【0125】ステップS107では、ナビゲーションシ
ステムから情報が読み込まれる。このときに読み込まれ
るのは、車両進行方向に信号、交差点等が存在するか否
か、車両現在位置が市街地周辺であるか否か等である。
In step S107, information is read from the navigation system. At this time, what is read is whether or not there are traffic lights, intersections, and the like in the traveling direction of the vehicle, whether or not the current vehicle position is around the city area, and the like.

【0126】ステップS108では、フィルタ20の昇
温制御を開始するか否か判定される。ステップS107
で読み込まれたナビゲーションシステムの情報に基づい
て車両進行方向の所定範囲内に信号、交差点等が存在す
るとき、若しくは、車両現在位置が市街地周辺であると
きにはフィルタ20の昇温制御が開始される。
In step S108, it is determined whether or not the temperature raising control of the filter 20 is started. Step S107
When there is a signal, an intersection, or the like within a predetermined range in the vehicle traveling direction based on the information of the navigation system read by, the temperature rise control of the filter 20 is started when the current vehicle position is around the city.

【0127】ステップS108で肯定判定がなされた場
合にはステップS111へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合にはステップS112へ進む。
If an affirmative decision is made in step S108, the operation proceeds to step S111, while if a negative decision is made, the operation proceeds to step S112.

【0128】ステップS109では、ナビゲーションシ
ステムから情報が読み込まれる。このときに読み込まれ
るのは、車両進行方向の交差点の間隔、車両の速度、現
在時間、若しくは大都市圏か否か等である。
In step S109, information is read from the navigation system. The information read at this time is the interval between intersections in the vehicle traveling direction, the speed of the vehicle, the current time, or whether or not it is a metropolitan area.

【0129】ステップS110では、フィルタ20の昇
温制御を開始するか否か判定される。ステップS109
で読み込まれたナビゲーションシステムの情報に基づい
て車両進行方向の交差点の間隔が所定間隔以内であると
き、車両の速度が所定値以下であるとき、現在時間が通
勤時間帯に相当するときにはフィルタ20の昇温制御を
開始する。これら所定の値は、大都市圏であるか否か等
によって変更することができる。
In step S110, it is determined whether or not the temperature raising control of the filter 20 is started. Step S109
When the interval between the intersections in the vehicle traveling direction is within a predetermined interval based on the navigation system information read by, the vehicle speed of the vehicle is less than or equal to a predetermined value, and when the current time corresponds to the commuting time zone, the filter 20 The temperature rise control is started. These predetermined values can be changed depending on whether or not it is a metropolitan area.

【0130】ステップS111では、フィルタ20の昇
温制御が行われ、その後に軽負荷運転に移行したときに
SOx被毒回復制御が行われる。
In step S111, the temperature rise control of the filter 20 is performed, and then the SOx poisoning recovery control is performed when shifting to the light load operation.

【0131】ステップS112では、昇温制御を禁止し
て本ルーチンを終了する。
In step S112, the temperature rise control is prohibited and the present routine ends.

【0132】このようにして、昇温制御の実行の可否を
判定することが可能となる。
In this way, it is possible to determine whether or not the temperature raising control can be executed.

【0133】ここで、従来の昇温制御は、所定量以上の
SOxがNOx触媒に吸蔵されたときに実行されていた。
しかし、その後に軽負荷運転がなされないとSOx被毒
回復制御が行われず、再度の昇温が必要となり燃料の消
費量が増大していた。
Here, the conventional temperature raising control is executed when SOx of a predetermined amount or more is stored in the NOx catalyst.
However, if the light load operation is not performed thereafter, the SOx poisoning recovery control is not performed, and it is necessary to raise the temperature again and the fuel consumption amount is increased.

【0134】その点、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置では、軽負荷運転がなされる可能性が高いと
きに限り昇温制御を行うため、燃料の消費量を減少させ
ることができる。
On the other hand, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the temperature rise control is performed only when the light load operation is likely to be performed, so that the fuel consumption amount can be reduced. .

【0135】以上説明したように、本実施の形態に係る
内燃機関の排気浄化装置では、フィルタ昇温制御に伴う
燃料の消費量を減少させ燃費を向上させることができ
る。 <第2の実施の形態>本実施の形態は、第1の実施の形
態と比較して以下の点で相違する。
As described above, in the exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the present embodiment, it is possible to reduce the fuel consumption amount associated with the filter temperature raising control and improve the fuel consumption. <Second Embodiment> This embodiment is different from the first embodiment in the following points.

【0136】第1の実施の形態では、ナビゲーションシ
ステムからの情報に基づいてフィルタ20の昇温制御の
実行判定を行うが、本実施の形態では、車両の走行履歴
から判定を行う。
In the first embodiment, execution determination of the temperature rise control of the filter 20 is made based on the information from the navigation system, but in the present embodiment, the determination is made from the traveling history of the vehicle.

【0137】尚、本実施の形態においては、第1の実施
の形態と比較してナビゲーションシステムを用いないと
いう点で異なるものの、適用対象となるエンジン1やそ
の他ハードウェアの基本構成については、第1の実施の
形態と共通なので説明を割愛する。
Although the present embodiment is different from the first embodiment in that the navigation system is not used, the basic configuration of the engine 1 and other hardware to which the present invention is applied is the same as that of the first embodiment. The description is omitted because it is the same as that of the first embodiment.

【0138】本実施の形態では、車両の走行履歴から車
両が現在走行している場所を推定し、推定された場所に
基づいて昇温制御を行うか否か判定する。尚、本実施の
形態では、車両の走行場所を、高速道路、郊外、その他
の市街地、と三種類に分類した。ここで、高速道路を走
行中には車速が早く、しかもその状態が長期間継続す
る。また、郊外を走行中には市街地と比較して車速が早
く、しかもその状態が継続する時間が長くなる。
In the present embodiment, the place where the vehicle is currently traveling is estimated from the traveling history of the vehicle, and it is determined whether or not the temperature raising control is performed based on the estimated place. In the present embodiment, the traveling locations of the vehicles are classified into three types: expressways, suburbs, and other urban areas. Here, the vehicle speed is high while traveling on the highway, and that state continues for a long time. In addition, while traveling in the suburbs, the vehicle speed is faster than in urban areas, and moreover, the state continues for a longer time.

【0139】従って、本実施の形態では、車両の平均速
度とその継続時間に基づいて車両の現在位置を推定して
いる。
Therefore, in the present embodiment, the current position of the vehicle is estimated based on the average speed of the vehicle and its duration.

【0140】次に、本実施の形態に係る昇温制御実行判
定方法のフローについて説明する。
Next, the flow of the temperature increase control execution determination method according to this embodiment will be described.

【0141】図6は、本実施の形態に係る昇温制御実行
判定方法のフローを示すフローチャート図である。
FIG. 6 is a flow chart showing the flow of the temperature increase control execution determination method according to the present embodiment.

【0142】ステップS201では、SOx被毒回復制
御を行う必要があるか否か判定される。判定条件として
は、燃料の添加量やNOxセンサ(図示省略)からの出
力信号、車両走行距離等により判定することができる。
ここで、燃料中の硫黄成分によりフィルタ20に担持さ
れた吸蔵還元型NOx触媒が被毒するので、燃料の添加
量をRAM353に記憶させ、この燃料の添加量が所定
量に達したときをSOx被毒回復制御の開始条件として
も良い。また、SOx被毒が進行すると吸蔵還元型NOx
触媒のNOxの吸蔵量が減少し、フィルタ20下流に流
通するNOxの量が増大する。従って、フィルタ20の
下流にNOxセンサ(図示省略)を設け、この出力信号
を監視し、NOxの流通量が所定量以上になったときを
SOx被毒回復制御の開始条件としても良い。更に、車
両走行距離が所定値以上になった場合には、SOx被毒
の回復が必要であるとしてこのときをSOx被毒回復制
御の開始条件としても良い。
In step S201, it is determined whether it is necessary to perform SOx poisoning recovery control. The determination condition can be determined based on the amount of fuel added, an output signal from a NOx sensor (not shown), the traveling distance of the vehicle, and the like.
Since the NOx storage reduction catalyst supported on the filter 20 is poisoned by the sulfur component in the fuel, the amount of fuel added is stored in the RAM 353, and when the amount of fuel added reaches a predetermined amount, SOx is stored. It may be used as a start condition for poisoning recovery control. In addition, if SOx poisoning progresses, NOx storage reduction type
The amount of NOx stored in the catalyst decreases, and the amount of NOx flowing downstream of the filter 20 increases. Therefore, a NOx sensor (not shown) may be provided downstream of the filter 20, the output signal thereof may be monitored, and the condition for starting the SOx poisoning recovery control may be set when the NOx distribution amount exceeds a predetermined amount. Further, when the vehicle travel distance becomes equal to or greater than a predetermined value, it is necessary to recover the SOx poisoning, and this time may be set as the start condition of the SOx poisoning recovery control.

【0143】ステップS201で肯定判定がなされた場
合にはステップS202へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合には本ルーチンを終了する。
If an affirmative judgment is made in step S201, the routine proceeds to step S202, while if a negative judgment is made, this routine is ended.

【0144】ステップS202では、車両の走行条件を
読み込む。読み込まれるのは速度の履歴である。車速は
スピードセンサ(図示省略)の発信するパルスに基づい
て求められる。CPU351は、RAM353に記憶さ
れた過去5分間の速度履歴を読み込む。
In step S202, the traveling conditions of the vehicle are read. It is the history of speed that is read. The vehicle speed is obtained based on the pulse transmitted by the speed sensor (not shown). The CPU 351 reads the speed history for the past 5 minutes stored in the RAM 353.

【0145】ステップS203では、走行モードの判定
がなされる。ここでは、平均車速70km/h以上の状態が
5分以上継続したときには高速道路走行中としている。
このような場合にSOx被毒回復制御を行うと、フィル
タ20の温度が高くなりすぎてフィルタ20の熱劣化を
誘発させる。従って、高速道路走行中には、SOx被毒
回復制御は行わないようにする。
In step S203, the traveling mode is determined. Here, it is assumed that the vehicle is traveling on an expressway when the average vehicle speed of 70 km / h or more continues for 5 minutes or more.
If the SOx poisoning recovery control is performed in such a case, the temperature of the filter 20 becomes too high, which causes thermal deterioration of the filter 20. Therefore, the SOx poisoning recovery control is not performed while traveling on the highway.

【0146】ステップS203で肯定判定がなされた場
合にはステップS207へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合にはステップS204へ進む。
If an affirmative decision is made in step S203, the operation proceeds to step S207, while if a negative decision is made, the operation proceeds to step S204.

【0147】ステップS204では、平均車速50km/h
以上の状態が3分以上継続したか否か判定される。ここ
では、平均車速50km/h以上の状態が3分以上継続した
ときには郊外の道路を走行中であるとしている。このよ
うな場合には、軽負荷運転へ移行する可能性があり、こ
のときにフィルタ20の昇温制御を行うことができる。
At step S204, the average vehicle speed is 50 km / h.
It is determined whether the above state has continued for 3 minutes or more. Here, it is assumed that the vehicle is traveling on a road in the suburbs when the average vehicle speed of 50 km / h or more continues for 3 minutes or more. In such a case, there is a possibility of shifting to light load operation, and at this time, the temperature rise control of the filter 20 can be performed.

【0148】ステップS204で肯定判定がなされた場
合にはステップS205へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合にはステップS210へ進む。
If an affirmative decision is made in step S204, the operation proceeds to step S205, while if a negative decision is made, the operation proceeds to step S210.

【0149】ステップS205では、機関回転数及びア
クセル開度の読み込みが行われる。CPU351はRA
M353にアクセスしクランクポジションセンサ33及
びアクセル開度センサ36の出力信号を読み込む。
In step S205, the engine speed and the accelerator opening are read. CPU351 is RA
By accessing M353, the output signals of the crank position sensor 33 and the accelerator opening sensor 36 are read.

【0150】ステップS206では、アイドル状態であ
るか否か判定される。CPU351は、予め定められた
アイドル状態のエンジン回転数以下であって、且つアク
セル開度が全閉であるときにアイドル状態であると判定
する。
In step S206, it is determined whether or not it is in the idle state. The CPU 351 determines that the engine is in the idle state when the engine speed is equal to or lower than a predetermined idle engine speed and the accelerator opening is fully closed.

【0151】ステップS206で肯定判定がなされた場
合にはステップS210へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合にはステップS208へ進む。
If an affirmative decision is made in step S206, the operation proceeds to step S210, while if a negative decision is made, the operation proceeds to step S208.

【0152】ステップS207では、現在の車速が40
km/h以下であるか否か判定される。高速道路走行時に車
速が40km/h以下となった場合には直ちに昇温制御を開
始するために判定が行われる。このような状況では、昇
温制御を直ちに実施しなければ昇温制御の機会を失う虞
があるためである。
In step S207, the current vehicle speed is 40
It is judged whether or not it is less than km / h. When the vehicle speed becomes 40 km / h or less when traveling on a highway, a determination is made to immediately start the temperature rise control. This is because in such a situation, the opportunity for the temperature rise control may be lost unless the temperature rise control is immediately performed.

【0153】ステップS207で肯定判定がなされた場
合にはステップS210へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合にはステップS208へ進む。
If an affirmative decision is made in step S207, the operation proceeds to step S210, while if a negative decision is made, the operation proceeds to step S208.

【0154】ステップS208では、高速道路の渋滞情
報をラジオを介して伝達するハイウェイラジオの渋滞情
報が読み込まれる。
In step S208, the congestion information of the highway radio which transmits the congestion information of the expressway via the radio is read.

【0155】ステップS209では、進路方向に渋滞が
あるか否か判定される。渋滞地点までの距離を判定し、
渋滞に接近したときに昇温制御を開始するために渋滞情
報が用いられる。
In step S209, it is determined whether or not there is traffic jam in the traveling direction. Determine the distance to the traffic jam point,
The traffic jam information is used to start the temperature rise control when approaching the traffic jam.

【0156】ステップS209で肯定判定がなされた場
合にはステップS210へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合にはステップS211へ進む。
If an affirmative decision is made in step S209, the operation proceeds to step S210, while if a negative decision is made, the operation proceeds to step S211.

【0157】ステップS210では、フィルタ20の昇
温制御が行われ、その後に軽負荷運転に移行したときに
SOx被毒回復制御が行われる。
In step S210, the temperature rise control of the filter 20 is performed, and then the SOx poisoning recovery control is performed when shifting to the light load operation.

【0158】ステップS211では、昇温制御を禁止し
て本ルーチンを終了する。
In step S211, the temperature raising control is prohibited and the present routine ends.

【0159】このようにして、昇温制御の実行条件を定
めることが可能となる。
In this way, it is possible to determine the conditions for executing the temperature raising control.

【0160】ここで、従来の昇温制御は、所定量以上の
SOxがNOx触媒に吸蔵されたときに実行されていた。
しかし、その後に軽負荷運転がなされないとSOx被毒
回復制御が行われず再度の昇温が必要となり燃費の悪化
を誘発していた。
Here, the conventional temperature raising control is executed when SOx of a predetermined amount or more is stored in the NOx catalyst.
However, if the light load operation is not performed thereafter, the SOx poisoning recovery control is not performed and the temperature rise is required again, which causes the deterioration of fuel efficiency.

【0161】その点、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置では、軽負荷運転がなされる可能性が高いと
きに限り昇温制御を行うため、燃料の消費量を減少させ
ることが可能となる。
On the other hand, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the temperature rise control is performed only when the light load operation is likely to be performed, so that the fuel consumption amount can be reduced. Becomes

【0162】以上説明したように、本実施の形態に係る
内燃機関の排気浄化装置では、フィルタ昇温制御に伴う
燃料の消費量を減少させ燃費を向上させることができ
る。 <第3の実施の形態>本実施の形態は、第1の実施の形
態と比較して以下の点で相違する。
As described above, in the exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the present embodiment, the fuel consumption amount associated with the filter temperature raising control can be reduced and the fuel consumption can be improved. <Third Embodiment> This embodiment is different from the first embodiment in the following points.

【0163】第1の実施の形態では、ナビゲーションシ
ステムからの情報に基づいてフィルタ20の昇温制御の
実行判定を行うが、本実施の形態では、車両の運転状態
から判定を行う。
In the first embodiment, the execution determination of the temperature raising control of the filter 20 is made based on the information from the navigation system, but in the present embodiment, the determination is made from the driving state of the vehicle.

【0164】尚、本実施の形態においては、第1の実施
の形態と比較してナビゲーションシステムを用いないと
いう点で異なるものの、適用対象となるエンジン1やそ
の他ハードウェアの基本構成については、第1の実施の
形態と共通なので説明を割愛する。
Although the present embodiment is different from the first embodiment in that the navigation system is not used, the basic configuration of the engine 1 and other hardware to which the present invention is applied is the same as that of the first embodiment. The description is omitted because it is the same as that of the first embodiment.

【0165】本実施の形態では、車両が上り坂を走行中
である場合に、昇温制御を行う。ここで、車両が平地を
走行中には負荷は低く、車両が上り坂を走行中には負荷
は高くなる。負荷が高い場合にSOx被毒回復制御を行
うと触媒が過熱し、熱劣化を誘発させるため、上り坂で
SOx被毒回復制御を行うことは困難である。一方、下
り坂では負荷が低くなり、また減速も行われることがあ
るため、SOx被毒回復制御に適した運転状態となる。
In the present embodiment, the temperature rise control is performed when the vehicle is traveling uphill. Here, the load is low when the vehicle is traveling on a flat ground, and is high when the vehicle is traveling uphill. When the SOx poisoning recovery control is performed when the load is high, the catalyst overheats and induces thermal deterioration, so it is difficult to perform the SOx poisoning recovery control on the uphill. On the other hand, on a downhill, the load becomes low and deceleration may occur, so the operating state is suitable for SOx poisoning recovery control.

【0166】しかし、車両が下り坂に入ってから触媒の
温度を上昇させて、SOx被毒回復を行ったのでは、そ
の間にまた負荷が高くなりSOx被毒回復の機会を失う
虞がある。また、下り坂を走行中に触媒の昇温が完了し
たとしてもSOx被毒回復を行うことができる時間が短
くなり回復が十分に行われなくなる虞がある。
However, if the temperature of the catalyst is raised and the SOx poisoning recovery is carried out after the vehicle has entered the downhill, the load becomes high during that time, and there is a risk that the opportunity for SOx poisoning recovery will be lost. Further, even if the temperature rise of the catalyst is completed while traveling on a downhill, there is a possibility that the SOx poisoning recovery time is shortened and the recovery may not be performed sufficiently.

【0167】そこで、本実施の形態では、車両が上り坂
を走行中に、SOx被毒回復のための昇温制御を開始す
る。ここで、車両が平地を走行中であれば、車両速度、
機関回転数、及び減速比(シフト位置)が定まれば負荷
(例えば、燃料噴射量、アクセル開度)は所定の値とし
て定まる。この負荷は、実験等により予め求めてマップ
化しておくことが可能である。一方、実際に機関にかか
る負荷は、例えば燃料噴射量、アクセル開度を実測する
ことにより検出することができる。従って、車両速度、
機関回転数、減速比(シフト位置)、及び負荷を実際に
検出することにより、そのときに検出された負荷が平地
走行時の負荷(マップにより求まる負荷)よりも高いか
否かを判定し、平地走行時の負荷よりも実際の負荷が高
い場合には例えば上り坂を走行中であると判定すること
が可能となる。
Therefore, in the present embodiment, temperature rising control for SOx poisoning recovery is started while the vehicle is traveling uphill. Here, if the vehicle is traveling on level ground, the vehicle speed,
When the engine speed and the reduction ratio (shift position) are determined, the load (for example, fuel injection amount, accelerator opening) is determined as a predetermined value. This load can be obtained in advance by experiments or the like and made into a map. On the other hand, the load actually applied to the engine can be detected by, for example, actually measuring the fuel injection amount and the accelerator opening. Therefore, the vehicle speed,
By actually detecting the engine speed, the reduction ratio (shift position), and the load, it is determined whether or not the load detected at that time is higher than the load during flatland traveling (the load determined by the map), If the actual load is higher than the load during flatland traveling, it can be determined that the vehicle is traveling uphill, for example.

【0168】しかし、上り坂以外にも機関の負荷が高く
なる状況があり、また実際に上り坂を走行中であって
も、その上り坂が短い場合には昇温制御を行ってもその
効果は小さい。従って、本実施の形態では、所定値以上
の負荷状態が所定時間以上継続した場合に触媒の昇温を
行うこととしている。
However, there is a situation in which the load on the engine becomes high in addition to the uphill road, and even if the uphill road is actually running, if the uphill road is short, the effect will be obtained even if the temperature rise control is performed. Is small. Therefore, in the present embodiment, the temperature of the catalyst is raised when the load condition of a predetermined value or more continues for a predetermined time or more.

【0169】次に、本実施の形態に係る昇温制御実行判
定方法のフローについて説明する。
Next, the flow of the temperature increase control execution determination method according to this embodiment will be described.

【0170】図7は、本実施の形態に係る昇温制御実行
判定方法のフローを示すフローチャート図である。
FIG. 7 is a flow chart showing the flow of the temperature increase control execution determination method according to the present embodiment.

【0171】ステップS301では、フィルタ20のS
Ox被毒回復制御を行う必要があるか否か判定される。
判定条件としては、燃料の添加量やNOxセンサ(図示
省略)からの出力信号、車両走行距離等により判定する
ことができる。ここで、燃料中の硫黄成分によりフィル
タ20に担持された吸蔵還元型NOx触媒が被毒するの
で、燃料の添加量をRAM353に記憶させ、この燃料
の添加量が所定量に達したときをSOx被毒回復制御の
開始条件としても良い。また、SOx被毒が進行すると
吸蔵還元型NOx触媒のNOxの吸蔵量が減少し、フィル
タ20下流に流通するNOxの量が増大する。従って、
フィルタ20の下流にNOxセンサ(図示省略)を設
け、この出力信号を監視し、NOxの流通量が所定量以
上になったときをSOx被毒回復制御の開始条件として
も良い。更に、車両走行距離が所定値以上になった場合
には、SOx被毒の回復が必要であるとしてこのときを
SOx被毒回復制御の開始条件としても良い。
At step S301, S of the filter 20
It is determined whether or not Ox poisoning recovery control needs to be performed.
The determination condition can be determined based on the amount of fuel added, an output signal from a NOx sensor (not shown), the traveling distance of the vehicle, and the like. Since the NOx storage reduction catalyst supported on the filter 20 is poisoned by the sulfur component in the fuel, the amount of fuel added is stored in the RAM 353, and when the amount of fuel added reaches a predetermined amount, SOx is stored. It may be used as a start condition for poisoning recovery control. Further, when SOx poisoning proceeds, the amount of NOx stored in the NOx storage reduction catalyst decreases, and the amount of NOx flowing downstream of the filter 20 increases. Therefore,
A NOx sensor (not shown) may be provided downstream of the filter 20, the output signal thereof may be monitored, and the condition for starting the SOx poisoning recovery control may be set when the amount of NOx flowing exceeds a predetermined amount. Further, when the vehicle travel distance becomes equal to or greater than a predetermined value, it is necessary to recover the SOx poisoning, and this time may be set as the start condition of the SOx poisoning recovery control.

【0172】ステップS301で肯定判定がなされた場
合にはステップS302へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合には本ルーチンを終了する。
If an affirmative judgment is made in step S301, the routine proceeds to step S302, while if a negative judgment is made, this routine is ended.

【0173】ステップS302では、PM燃焼制御を実
行しフィルタ20のPM再生を行う。ここで、SOx被
毒を回復するためにPMが堆積した状態のフィルタ20
にリッチ空燃比の排気を供給すると、堆積していたPM
が急激に燃焼しフィルタ20が過熱してしまう。この過
熱によりフィルタ20の熱劣化が誘発され、NOx還元
能力の低下の原因となる。従って、本実施の形態では、
SOx被毒回復制御に先立ってフィルタ20のPM再生
を行うこととした。
In step S302, PM combustion control is executed and PM regeneration of the filter 20 is performed. Here, the filter 20 in a state in which PM is accumulated to recover SOx poisoning
When rich air-fuel ratio exhaust gas is supplied to the
Rapidly burns and the filter 20 overheats. This overheating induces thermal deterioration of the filter 20 and causes a reduction in NOx reduction ability. Therefore, in the present embodiment,
The PM regeneration of the filter 20 is performed before the SOx poisoning recovery control.

【0174】PM再生は、触媒昇温制御により行われ
る。このときに、フィルタ20の温度を検出し、フィル
タ20温度によるフィードバック制御を行っても良い。
The PM regeneration is performed by the catalyst temperature rise control. At this time, the temperature of the filter 20 may be detected and feedback control based on the temperature of the filter 20 may be performed.

【0175】ステップS303では、PM再生が完了し
たか否か判定される。判定には、例えば、フィルタ20
に所定時間還元剤が供給されたか、フィルタ20上流及
び下流の排気の圧力差を測定する差圧センサ(図示省
略)を設け、この出力信号に基づいてフィルタ20に残
存するPMの量を推定しても良い。他にも、例えば、フ
ィルタ20前圧(フィルタ20上流の背圧)や吸入空気
量の減少によりPMの残存量を判定することが可能であ
る。
In step S303, it is determined whether PM regeneration is completed. For the determination, for example, the filter 20
Is provided with a reducing agent for a predetermined time, or a differential pressure sensor (not shown) for measuring the pressure difference between the exhaust gas upstream and downstream of the filter 20 is provided, and the amount of PM remaining in the filter 20 is estimated based on this output signal. May be. Besides, for example, it is possible to determine the residual amount of PM based on the decrease in the front pressure of the filter 20 (back pressure upstream of the filter 20) or the intake air amount.

【0176】ステップS303で肯定判定がなされた場
合にはステップS304へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合にはステップS302へ戻る。
If an affirmative decision is made in step S303, the operation proceeds to step S304, while if a negative decision is made, the operation returns to step S302.

【0177】ステップS304では、車両が上り坂を走
行中であるか否か判定される。具体的には、後述するス
テップS401以下の上り坂判定ロジックにより判定さ
れる。
In step S304, it is determined whether the vehicle is traveling uphill. Specifically, it is determined by the uphill determination logic in step S401 and subsequent steps, which will be described later.

【0178】ステップS304で肯定判定がなされた場
合にはステップS305へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合にはステップS304へ戻る。
If an affirmative decision is made in step S304, the operation proceeds to step S305, while if a negative decision is made, the operation returns to step S304.

【0179】ステップS305では、SOx被毒回復の
ための昇温制御が実行される。
In step S305, temperature raising control for SOx poisoning recovery is executed.

【0180】ステップS306では、フィルタ20の温
度が所定温度の範囲内であるか否か判定される。所定温
度の範囲内とは、SOx被毒回復に必要となる温度より
も高い温度で且つ熱劣化が発生する温度よりも低い温度
であり、例えば600乃至650℃である。
In step S306, it is determined whether the temperature of the filter 20 is within the predetermined temperature range. The range of the predetermined temperature is a temperature higher than the temperature required for SOx poisoning recovery and lower than the temperature at which thermal deterioration occurs, for example, 600 to 650 ° C.

【0181】フィルタ20の温度は、排気温度センサ2
4により推定するか、若しくはフィルタ20の床温を直
接計測する温度センサにより求めることができる。
The temperature of the filter 20 is measured by the exhaust temperature sensor 2
4 or can be obtained by a temperature sensor that directly measures the bed temperature of the filter 20.

【0182】ステップS306で肯定判定がなされた場
合にはステップS307へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合にはステップS305へ戻る。
If an affirmative decision is made in step S306, the operation proceeds to step S307, while if a negative decision is made, the operation returns to step S305.

【0183】ステップS307では、車両が下り坂を走
行中であるか否か、又は減速中であるか否か判定され
る。CPU351は、アクセル開度が所定開度よりも小
さい、若しくは燃料噴射量が所定量以下であることによ
り車両が軽負荷状態となったことを判定する。また、ス
テップS304で上り坂を走行中であるか否かを判定し
たようにして下り坂を走行中であるか否か判定しても良
い。
In step S307, it is determined whether or not the vehicle is traveling downhill or is decelerating. The CPU 351 determines that the vehicle is in the light load state because the accelerator opening is smaller than the predetermined opening or the fuel injection amount is equal to or smaller than the predetermined opening. Further, it may be determined whether or not the vehicle is traveling downhill as it is determined in step S304 whether or not the vehicle is traveling uphill.

【0184】ステップS308では、SOx被毒回復制
御が開始される。SOx被毒回復制御は、排気中の燃料
添加や、再循環するEGRガス量を増大させて煤の発生
量が増加して最大となった後に、更にEGRガス量を増
大させる低温燃焼(特許第3116876号)、機関出
力のための燃料を噴射させる主噴射の後の膨張行程中に
再度燃料を噴射させる副噴射等の方法により行われる。
In step S308, SOx poisoning recovery control is started. The SOx poisoning recovery control is a low temperature combustion that further increases the EGR gas amount after the fuel addition in the exhaust gas or the recirculated EGR gas amount is increased to increase the soot generation amount to the maximum (Patent No. No. 3116876), secondary injection is performed by injecting fuel again during the expansion stroke after main injection for injecting fuel for engine output.

【0185】ステップS309では、SOx被毒回復が
完了したか否か判定される。判定条件としては、フィル
タ20の下流にNOxセンサ(図示省略)を設け、この
出力信号を監視し、NOxの流通量が所定量以下になっ
たときをSOx被毒回復が完了したとしても良い。更
に、所定時間SOx被毒回復が行われたか否かを判定条
件としても良い。
At step S309, it is judged if the SOx poisoning recovery is completed. As a determination condition, a NOx sensor (not shown) may be provided downstream of the filter 20, the output signal thereof may be monitored, and the SOx poisoning recovery may be completed when the amount of NOx flowing becomes a predetermined amount or less. Furthermore, whether or not the SOx poisoning recovery has been performed for a predetermined time may be used as the determination condition.

【0186】ステップS309で肯定判定がなされた場
合には本ルーチンを終了し、一方、否定判定がなされた
場合にはステップS308へ戻りSOx被毒回復制御が
継続される。
If an affirmative decision is made in step S309, this routine is terminated, while if a negative decision is made, the routine returns to step S308, and the SOx poisoning recovery control is continued.

【0187】このようにして、上り坂を走行中にフィル
タ20を昇温させ、その後の下り坂又は減速状態におい
てSOx被毒回復を行うことが可能となる。
In this way, it is possible to raise the temperature of the filter 20 while traveling on an uphill and to recover SOx poisoning in the subsequent downhill or decelerated state.

【0188】次に、本実施の形態による上り坂判定ロジ
ックについて説明する。
Next, the uphill determination logic according to this embodiment will be described.

【0189】図8は、本実施の形態による上り坂判定ロ
ジックのフローを示したフローチャート図である。
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the uphill determination logic according to this embodiment.

【0190】ステップS401では、機関運転状態が検
出される。検出される運転状態は、機関回転数(クラン
クポジションセンサ33の出力信号)、車両速度、シフ
ト位置、負荷(アクセル開度センサの出力信号又は燃料
噴射量)である。ここで、シフト位置は、トランスミッ
ション(図示省略)に設けられたシフトポジションセン
サ(図示省略)により求める。また、車両速度は、トラ
ンスミッションに設けられたスピードセンサ(図示省
略)により求める。
In step S401, the engine operating state is detected. The detected operating states are the engine speed (the output signal of the crank position sensor 33), the vehicle speed, the shift position, and the load (the output signal of the accelerator opening sensor or the fuel injection amount). Here, the shift position is obtained by a shift position sensor (not shown) provided on the transmission (not shown). Further, the vehicle speed is obtained by a speed sensor (not shown) provided in the transmission.

【0191】ステップS402では、ステップS401
で読み込まれた実際の負荷qが、機関回転数、車両速
度、及びシフト位置から予め求められたマップにより算
出される負荷qstdに所定値を加算した値よりも大き
いか否か判定される。
In step S402, step S401
It is determined whether or not the actual load q read in is larger than a value obtained by adding a predetermined value to the load qstd calculated by a map previously obtained from the engine speed, the vehicle speed, and the shift position.

【0192】ここで、所定値は、例えばマップにより算
出された負荷qstdの20パーセントの値である。
Here, the predetermined value is, for example, a value of 20% of the load qstd calculated by the map.

【0193】ステップS402で肯定判定がなされた場
合にはステップS403へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合にはステップS401へ戻る。
If an affirmative decision is made in step S402, the operation proceeds to step S403, while if a negative decision is made, the operation returns to step S401.

【0194】ステップS403では、ステップS402
で判定された運転状態が所定時間以上継続したか否か判
定される。
In step S403, step S402
It is determined whether or not the operating state determined in step 2 has continued for a predetermined time or longer.

【0195】ここで、所定時間は、例えば30秒であ
る。このように、所定時間以上の継続を条件としたの
は、上り坂以外の要因で発生した負荷の変動を排除し、
また、短い上り坂では、フィルタ20の昇温及びその後
のSOx被毒回復を十分に行うことが困難となるからで
ある。
Here, the predetermined time is, for example, 30 seconds. In this way, the condition for continuation for a predetermined time or more is to eliminate fluctuations in the load caused by factors other than uphill,
Also, on a short uphill, it becomes difficult to sufficiently raise the temperature of the filter 20 and subsequently recover SOx poisoning.

【0196】ステップS403で肯定判定がなされた場
合にはステップS404へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合にはステップS401へ戻る。
If an affirmative decision is made in step S403, the operation proceeds to step S404, while if a negative decision is made, the operation returns to step S401.

【0197】ステップS404では、上り坂と判定され
る。
In step S404, it is determined that the road is uphill.

【0198】このようにして、車両が上り坂を走行中で
あるか否か判定することが可能となる。また、同様にし
て、車両が下り坂を走行中であるか否か判定することも
可能である。この場合、ステップS402で負荷qが、
機関回転数、車両速度、及びシフト位置により定まる負
荷qstdに所定値を加算した値よりも小さいか否かに
より判定することが可能となる。
In this way, it is possible to determine whether or not the vehicle is traveling uphill. Further, similarly, it is possible to determine whether or not the vehicle is traveling on a downhill. In this case, the load q in step S402 is
It is possible to determine whether the load is smaller than a value obtained by adding a predetermined value to the load qstd determined by the engine speed, the vehicle speed, and the shift position.

【0199】ここで、従来の昇温制御は、所定量以上の
SOxがNOx触媒に吸蔵されたときに実行されていた。
しかし、その後に軽負荷運転がなされないとSOx被毒
回復制御が行われず再度の昇温が必要となり燃費の悪化
を誘発していた。
Here, the conventional temperature rise control is executed when SOx of a predetermined amount or more is stored in the NOx catalyst.
However, if the light load operation is not performed thereafter, the SOx poisoning recovery control is not performed and the temperature rise is required again, which causes the deterioration of fuel efficiency.

【0200】その点、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置では、その後に軽負荷運転がなされる可能性
が高い上り坂走行時に昇温制御を行うため、燃料の消費
量を減少させることが可能となる。
On the other hand, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the temperature rise control is performed during uphill traveling, which is likely to be followed by a light load operation, so that the fuel consumption amount is reduced. It becomes possible.

【0201】以上説明したように、本実施の形態に係る
内燃機関の排気浄化装置では、フィルタ昇温制御に伴う
燃料の消費量を減少させ燃費を向上させることができ
る。
As described above, in the exhaust gas purifying apparatus for the internal combustion engine according to the present embodiment, the fuel consumption amount associated with the filter temperature raising control can be reduced and the fuel consumption can be improved.

【0202】[0202]

【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置で
は、SOx被毒回復制御に必要となる機関運転条件とな
る前にそのことを推定し、予めフィルタの昇温制御を行
うことができる。従って、不要な昇温制御を減少させる
ことができ、燃費を向上させることが可能となる。ま
た、短時間の軽負荷状態においてもSOx被毒回復が可
能となる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, it is possible to estimate that before the engine operating condition required for SOx poisoning recovery control is reached and perform the temperature rise control of the filter in advance. . Therefore, unnecessary temperature rise control can be reduced, and fuel consumption can be improved. Further, SOx poisoning recovery is possible even in a light load state for a short time.

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

【図1】 本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄
化装置を適用するエンジンとその吸排気系とを併せ示す
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine to which an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied and an intake / exhaust system thereof.

【図2】 (A)は、パティキュレートフィルタの横方
向断面を示す図である。(B)は、パティキュレートフ
ィルタの縦方向断面を示す図である。
FIG. 2A is a diagram showing a lateral cross section of a particulate filter. (B) is a figure which shows the longitudinal cross section of a particulate filter.

【図3】 ECUの内部構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of an ECU.

【図4】 第1の実施の形態で使用するナビゲーション
システムの概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a navigation system used in the first embodiment.

【図5】 第1の実施の形態に係る昇温制御実行判定フ
ローを示すフローチャート図である。
FIG. 5 is a flowchart showing a temperature increase control execution determination flow according to the first embodiment.

【図6】 第2の実施の形態に係る昇温制御実行判定フ
ローを示すフローチャート図である。
FIG. 6 is a flowchart showing a temperature increase control execution determination flow according to the second embodiment.

【図7】 第3の実施の形態に係る昇温制御実行判定方
法のフローを示すフローチャート図である。
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of a temperature increase control execution determination method according to a third embodiment.

【図8】 第3の実施の形態に係る上り坂判定ロジック
のフローを示したフローチャート図である。
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of an uphill determination logic according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・エンジン 1a・・・クランクプーリ 2・・・・気筒 3・・・・燃料噴射弁 4・・・・コモンレール 4a・・・コモンレール圧センサ 5・・・・燃料供給管 6・・・・燃料ポンプ 6a・・・ポンププーリ 8・・・・吸気枝管 9・・・・吸気管 18・・・排気枝管 19・・・排気管 20・・・パティキュレートフィルタ 21・・・排気絞り弁 24・・・排気温度センサ 25・・・EGR通路 26・・・EGR弁 27・・・EGRクーラ 28・・・還元剤噴射弁 29・・・還元剤供給路 31・・・遮断弁 33・・・クランクポジションセンサ 34・・・水温センサ 35・・・ECU 36・・・アクセル開度センサ 90・・・ナビゲーションコンピュータ 91・・・道路交通情報コンピュータ 92・・・ディスプレイ 93・・・電波ビーコン受信アンテナ 94・・・光ビーコン受信アンテナ 95・・・FMラジオアンテナ 96・・・衛星信号受信アンテナ 97・・・スピードセンサ 98・・・ジャイロセンサ 1 ... Engine 1a: Crank pulley 2 ... Cylinder 3 ... Fuel injection valve 4 ... Common rail 4a ... Common rail pressure sensor 5 ... Fuel supply pipe 6 ... Fuel pump 6a ... Pump pulley 8 ... Intake branch pipe 9 ... Intake pipe 18 ... Exhaust branch pipe 19 ... Exhaust pipe 20 ... Particulate filter 21 ... Exhaust throttle valve 24 ... Exhaust gas temperature sensor 25 ... EGR passage 26 ... EGR valve 27 ... EGR cooler 28 ... Reducing agent injection valve 29 ... Reductant supply path 31 ... Shut-off valve 33 ... Crank position sensor 34 ... Water temperature sensor 35 ... ECU 36 ... Accelerator opening sensor 90 ... Navigation computer 91: Road traffic information computer 92 ... Display 93 ... Radio beacon receiving antenna 94 ... Optical beacon receiving antenna 95 ... FM radio antenna 96 ... Satellite signal receiving antenna 97 ... Speed sensor 98: Gyro 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 3/24 F01N 3/24 R 3/28 301 3/28 301C 301P F02D 41/04 360 F02D 41/04 360A 45/00 314 45/00 314Z (72)発明者 石山 忍 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 曲田 尚史 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小林 正明 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 柴田 大介 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大羽 孝宏 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 根上 秋彦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G084 AA01 AA03 AA04 BA05 BA08 BA09 BA13 BA15 BA19 BA20 BA24 DA10 DA27 EB22 FA02 FA05 FA07 FA10 FA11 FA12 FA20 FA26 FA27 FA33 3G090 AA03 BA01 CA01 CB25 DA01 DA09 DA10 DA12 DA14 DA18 DA19 DA20 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AB06 AB13 BA00 BA04 BA11 BA14 BA32 BA33 CA13 CA18 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DB10 EA01 EA05 EA06 EA07 EA15 EA16 EA17 EA31 FB02 FB03 FB10 FB12 FC02 FC04 FC05 FC07 FC08 HA14 HA36 HB03 HB05 HB06 3G301 HA02 HA06 HA11 HA13 JA15 JA24 JA25 JB09 LB11 MA01 MA11 MA18 MA26 NA06 NA07 NA08 NE01 NE06 NE11 NE12 NE13 NE15 PA01B PA01Z PA07B PA07Z PA10B PA10Z PA16B PA16Z PD11B PD11Z PE01B PE01Z PE08B PE08Z PF01B PF01Z PF03B PF03Z─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/24 F01N 3/24 R 3/28 301 3/28 301C 301P F02D 41/04 360 F02D 41/04 360A 45/00 314 45/00 314Z (72) Inventor Shinobu Ishiyama 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Naofumi Kumada 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation Stock Company (72) Inventor Masaaki Kobayashi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Daisuke Shibata 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Oha Takahiro 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Inventor Akihiko Negami Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Town No. 1 Toyota Motor Co., Ltd. F term (reference) 3G084 AA01 AA03 AA04 BA05 BA08 BA09 BA13 BA15 BA19 BA20 BA24 DA10 DA27 EB22 FA02 FA05 FA07 FA10 FA11 FA12 FA20 FA26 FA27 FA33 3G090 AA03 BA01 CA01 CB25 DA01 DA09 DA10 DA12 DA14 DA14 DA14 DA14 DA19 DA20 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AB06 AB13 BA00 BA04 BA11 BA14 BA32 BA33 CA13 CA18 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DB10 EA01 EA05 EA06 EA07 EA15 EA16 HA16 HA06H06B06 HA06B05 HA06 FC14 HA05 FC06 HA14 FC05 HA14 FC05 FC14 HA05 FC06 FC14 HA05 FC06 FC14 HA05 FC02 FC04 HA14 FC05 FC14 HA05 FC04 HA05 FC06 HA14 FC05 HA06 FC14 HA13 JA15 JA24 JA25 JB09 LB11 MA01 MA11 MA18 MA26 NA06 NA07 NA08 NE01 NE06 NE11 NE12 NE13 NE15 PA01B PA01Z PA07B PA07Z PA10B PA10Z PA16B PA16Z PD11B PD11Z PE01B PE01Z PE08B PE08Z PF01B PF01Z PF03B PF03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設け
られ、流入する排気の空燃比がリーンのときにはNOx
を吸蔵し流入する排気の空燃比がリッチのときに吸蔵し
たNOxをN2に還元するNOx吸蔵剤と、 前記NOx吸蔵剤の昇温制御及び硫黄被毒回復制御を行
う硫黄被毒回復制御手段と、 前記硫黄被毒回復制御手段による硫黄被毒回復制御が実
行可能な機関運転状態となるか否かを推定する実行可否
推定手段と、を備え、 前記硫黄被毒回復制御手段は、硫黄被毒回復制御が実行
可能な機関運転状態になると実行可否推定手段が推定し
たときに前記NOx吸蔵剤の昇温制御を行うことを特徴
とする内燃機関の排気浄化装置。
1. NOx provided in an exhaust passage of an internal combustion engine capable of lean burn, and when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean.
A NOx storage agent that stores NOx and reduces the stored NOx to N 2 when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is rich; and a sulfur poisoning recovery control means that performs temperature increase control and sulfur poisoning recovery control of the NOx storage agent. And an executability estimating means for estimating whether or not the sulfur poisoning recovery control means is in an engine operating state in which the sulfur poisoning recovery control is executable, and the sulfur poisoning recovery control means is a sulfur poisoning recovery control means. An exhaust emission control device for an internal combustion engine, which performs temperature increase control of the NOx occluding agent when the executability estimating means estimates that an engine operating state in which poison recovery control can be performed is made.
【請求項2】前記内燃機関の排気浄化装置は、排気中の
微粒子を一時捕獲可能なフィルタを備え、前記NOx吸
蔵剤は該フィルタに担持されていることを特徴とする請
求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine comprises a filter capable of temporarily trapping particulate matter in exhaust gas, and the NOx storage agent is carried by the filter. Exhaust gas purification device for internal combustion engine.
【請求項3】前記内燃機関の排気浄化装置は、少なくと
も車両の現在位置又は道路状況の一方を検知するナビゲ
ーションシステムを備え、前記実行可否推定手段は、ナ
ビゲーションシステムの情報に基づいて硫黄被毒回復制
御が実行可能な機関運転状態となるか否かを推定するこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排気
浄化装置。
3. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine comprises a navigation system for detecting at least one of a current position of a vehicle and road conditions, and the executability estimating means recovers sulfur poisoning based on information of the navigation system. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein it is estimated whether or not the control is in an executable engine operating state.
【請求項4】前記実行可否推定手段は、車両の走行状態
の履歴に基づいて硫黄被毒回復制御が実行可能な機関運
転状態となるか否かを推定することを特徴とする請求項
1又は2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. The execution feasibility estimating means estimates whether or not an engine operating state in which sulfur poisoning recovery control can be executed is made based on a history of a running state of a vehicle. 2. An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to 2.
【請求項5】車両が登坂状態にあることを検出する登坂
状態検出手段を備え、前記実行可否推定手段は、前記登
坂状態検出手段により車両が登坂状態であると検出され
た場合に硫黄被毒回復制御が実行可能となると推定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排
気浄化装置。
5. An uphill state detecting means for detecting that the vehicle is in an uphill state, wherein the executability estimating means is sulfur poisoning when the uphill state detecting means detects that the vehicle is in an uphill state. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein it is estimated that the recovery control can be executed.
【請求項6】車両の速度、機関回転数、減速比及び負荷
を検出する運転状態検出手段と、車両が平地を走行して
いる場合の車両の速度、機関回転数及び減速比から負荷
を算出する基本負荷算出手段とを備え、前記登坂状態検
出手段は運転状態検出手段により検出された負荷が、前
記基本負荷算出手段により算出された負荷よりも所定値
以上高い状態が所定時間以上継続した場合に車両が登坂
状態にあると検出することを特徴とする請求項5に記載
の内燃機関の排気浄化装置。
6. A load is calculated from an operating state detecting means for detecting a vehicle speed, an engine speed, a reduction ratio and a load, and a vehicle speed, an engine speed and a reduction ratio when the vehicle is traveling on a flat ground. When the load detected by the driving state detection means is higher than the load calculated by the basic load calculation means by a predetermined value or more for a predetermined time or more. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein it is detected that the vehicle is in an uphill condition.
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