JP2003254040A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JP2003254040A JP2002051014A JP2002051014A JP2003254040A JP 2003254040 A JP2003254040 A JP 2003254040A JP 2002051014 A JP2002051014 A JP 2002051014A JP 2002051014 A JP2002051014 A JP 2002051014A JP 2003254040 A JP2003254040 A JP 2003254040A
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孝宏 大羽
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology in which capturing amount of particulates of a capturing mechanism is accurately determined, making an amount of intake air of an internal combustion engine as a parameter, in an exhaust emission control device for an internal combustion engine provided with a capturing mechanism for capturing the particulate in an exhaust gas and a variable nozzle type centrifugal supercharger. <P>SOLUTION: In the exhaust emission control device for the internal combustion engine provided with the capturing mechanism for capturing the particulate in the exhaust gas and the variable nozzle type centrifugal supercharger, it is characterized in that a nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger is fully opened at the time of speed-reduction operation when the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger hardly influences to the operation state of the internal combustion engine and a determination of the capturing amount of the particulate making an amount of intake air of the internal combustion engine as a parameter is carried out. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気を
浄化する技術に関し、特に、排気中に含まれる微粒子を
捕集する機構を備えた排気浄化技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for purifying exhaust gas from an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purification technique provided with a mechanism for collecting fine particles contained in the exhaust gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車等に搭載される内燃機関で
は、排気エミッションの向上が要求されており、特に軽
油を燃料とする圧縮着火式のディーゼル機関では、一酸
化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO
x)等に加え、排気中に含まれる煤やSOF(Soluble O
rganic Fraction)等の微粒子(PM:Particulate Mat
ter)を浄化もしくは除去することが要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, internal combustion engines mounted on automobiles and the like have been required to have improved exhaust emissions. Particularly, in compression ignition diesel engines that use light oil as fuel, carbon monoxide (CO), hydrocarbons, etc. (HC), nitrogen oxides (NO
x) etc., as well as soot and SOF (Soluble O
Fine particles such as rganic fraction (PM: Particulate Mat)
ter) is required to be purified or removed.

【0003】このため、ディーゼル機関では、断面積が
非常に小さい細孔を多数備えた多孔質の基材からなるパ
ティキュレートフィルタを排気通路に配置し、そのパテ
ィキュレートフィルタの細孔に排気を流すことにより、
排気中のPMを捕集する方法が知られている。
Therefore, in a diesel engine, a particulate filter made of a porous base material having a large number of pores having a very small cross-sectional area is arranged in the exhaust passage, and exhaust gas is flowed through the pores of the particulate filter. By
A method of collecting PM in exhaust gas is known.

【0004】一方、パティキュレートフィルタのPM捕
集量が過剰に増加すると、パティキュレートにおける排
気抵抗が高くなり、それに応じて内燃機関に作用する背
圧が過剰に高くなる虞があるため、パティキュレートフ
ィルに捕集されたPMを適当な時期に浄化してパティキ
ュレートフィルタのPM捕集能力を再生させる必要があ
る。
On the other hand, if the amount of trapped PM in the particulate filter is excessively increased, the exhaust resistance of the particulates may be increased and the back pressure acting on the internal combustion engine may be excessively increased accordingly. It is necessary to purify the PM trapped in the fill at an appropriate time to regenerate the PM trapping ability of the particulate filter.

【0005】このような要求に対し、従来では、特開2
001−158230号公報に記載されているような
「内燃機関の排気浄化装置」等が提案されている。この
公報に記載されている内燃機関の排気浄化装置は、内燃
機関が所定の運転状態にあり、且つ、パティキュレート
フィルタに詰まりが発生していない時の吸入空気量を予
め実験的に求めておくとともにその吸入空気量を判定基
準値として記憶しておき、パティキュレートフィルタの
使用過程において内燃機関が所定運転状態にあるときの
吸入空気量と前記判定基準値とを比較することにより、
パティキュレートフィルタのPM捕集状態を判定しよう
とするものである。
In response to such a demand, in the past, Japanese Patent Laid-Open No.
An "exhaust gas purification device for an internal combustion engine" as described in Japanese Patent Laid-Open No. 001-158230 has been proposed. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine described in this publication preliminarily experimentally obtains the intake air amount when the internal combustion engine is in a predetermined operating state and the particulate filter is not clogged. Along with storing the intake air amount as a determination reference value, by comparing the intake air amount and the determination reference value when the internal combustion engine is in a predetermined operating state in the process of using the particulate filter,
This is intended to determine the PM collecting state of the particulate filter.

【0006】この内燃機関の排気浄化装置は、パティキ
ュレートフィルタにPMが捕集されると、パティキュレ
ートフィルタによる排気の圧力損失が増加するため、内
燃機関に作用する背圧が上昇し、以て内燃機関の吸入空
気量が減少するという知見に基づくものである。
In this exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, when PM is trapped by the particulate filter, the pressure loss of the exhaust gas due to the particulate filter increases, so that the back pressure acting on the internal combustion engine rises. This is based on the finding that the intake air amount of the internal combustion engine decreases.

【発明が解決しようとする課題】ところで、可変ノズル
式遠心過給器を備えた内燃機関では、可変ノズル式遠心
過給器のノズル開度に応じて吸気の過給圧や排気の背圧
が変化するため、可変ノズル式遠心過給器のノズル開度
に応じて内燃機関の吸入空気量も変化することになる。
In an internal combustion engine equipped with a variable nozzle type centrifugal supercharger, the supercharging pressure of intake air and the back pressure of exhaust gas are changed according to the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger. Since it changes, the intake air amount of the internal combustion engine also changes according to the nozzle opening of the variable nozzle centrifugal supercharger.

【0007】従って、可変ノズル式遠心過給器を備えた
内燃機関に前述した従来の技術が適用された場合には、
パティキュレートフィルタのPM捕集量のみならず可変
ノズル式遠心過給器のノズル開度によっても内燃機関の
吸入空気量が変化することになるため、パティキュレー
トフィルタのPM捕集量と内燃機関の吸入空気量との相
関関係が成立し難くなり、PM捕集量の判定精度が低下
する虞がある。
Therefore, when the above-mentioned conventional technique is applied to an internal combustion engine equipped with a variable nozzle type centrifugal supercharger,
Since the intake air amount of the internal combustion engine changes not only with the PM trapping amount of the particulate filter but also with the nozzle opening of the variable nozzle centrifugal supercharger, the PM trapping amount of the particulate filter and the internal combustion engine It becomes difficult to establish a correlation with the intake air amount, and the PM collection amount determination accuracy may decrease.

【0008】本発明は、上記したような実情に鑑みてな
されたものであり、排気中の微粒子を捕集する捕集機構
と可変ノズル式遠心過給器とを備えた内燃機関におい
て、捕集機構の微粒子捕集量を精度良く判定することが
できる技術を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above situation, and is an internal combustion engine having a collecting mechanism for collecting fine particles in exhaust gas and a variable nozzle type centrifugal supercharger. An object of the present invention is to provide a technique capable of accurately determining the amount of fine particles collected by the mechanism.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために以下のような手段を採用した。すなわ
ち、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関
の吸気通路及び排気通路に設けられた可変ノズル式遠心
過給器と、前記内燃機関の排気通路に設けられ、排気中
に含まれる微粒子を捕集する捕集機構と、前記内燃機関
が減速運転状態にあるときに前記可変ノズル式遠心過給
器のノズル開度を全開に制御する制御手段と、前記内燃
機関が減速運転状態にあり且つ前記可変ノズル式遠心過
給器のノズル開度が全開である時の前記内燃機関の吸入
空気量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出
された吸入空気量をパラメータとして前記捕集機構の微
粒子捕集量を推定する推定手段と、を備えたことを特徴
としている。この発明は、排気中の微粒子を捕集する捕
集機構と可変ノズル式遠心過給器とを備えた内燃機関の
排気浄化装置において、可変ノズル式遠心過給器のノズ
ル開度が内燃機関の運転状態に影響し難い減速運転時に
該可変ノズル式遠心過給器のノズル開度を全開とした上
で、内燃機関の吸入空気量をパラメータとした微粒子捕
集量の判定を行うことを最大の特徴としている。
The present invention adopts the following means in order to solve the above problems. That is, an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is provided in a variable nozzle type centrifugal supercharger provided in an intake passage and an exhaust passage of the internal combustion engine and an exhaust passage of the internal combustion engine, and is included in exhaust gas. A collection mechanism for collecting fine particles, a control means for controlling the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger to be fully opened when the internal combustion engine is in a deceleration operation state, and the internal combustion engine is in a deceleration operation state. Yes, the detection means for detecting the intake air amount of the internal combustion engine when the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger is fully open, and the collection using the intake air amount detected by the detection means as a parameter. And an estimating means for estimating the amount of fine particles collected by the mechanism. The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, which comprises a collecting mechanism for collecting fine particles in exhaust gas and a variable nozzle type centrifugal supercharger, wherein the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger is equal to that of the internal combustion engine. During deceleration operation that is unlikely to affect the operating state, the maximum opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger is to fully open, and then the determination of the amount of collected particulates using the intake air amount of the internal combustion engine as a parameter is the maximum. It has a feature.

【0010】かかる内燃機関の排気浄化装置では、内燃
機関が減速運転状態にある時に可変ノズル式遠心過給器
のノズル開度が全開に制御され、その際の内燃機関の吸
入空気量をパラメータとして捕集機構の微粒子捕集量が
判定されることになる。
In such an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, when the internal combustion engine is in a decelerating operation state, the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger is controlled to be fully opened, and the intake air amount of the internal combustion engine at that time is used as a parameter. The amount of fine particles collected by the collection mechanism will be determined.

【0011】捕集機構の微粒子捕集量を判定する際の可
変ノズル式遠心過給器のノズル開度が全開に固定される
と、可変ノズル式遠心過給器のノズル開度に起因した不
用意な吸入空気量の変化が防止される。この結果、捕集
機構の微粒子捕集量を判定する際に検出される吸入空気
量は、捕集機構の微粒子捕集量と相関のある量となる。
When the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger for determining the amount of collected fine particles of the collecting mechanism is fixed to be fully opened, the error caused by the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger is reduced. A change in the prepared intake air amount is prevented. As a result, the amount of intake air detected when determining the amount of fine particles collected by the collecting mechanism has an amount that correlates with the amount of fine particles collected by the collecting mechanism.

【0012】従って、内燃機関が減速運転状態にあり且
つ可変ノズル式遠心過給器のノズル開度が全開であると
きの吸入空気量をパラメータとして微粒子捕集量が判定
される場合には判定精度の低下が防止されることとな
る。
Therefore, when the particulate collection amount is determined with the intake air amount as a parameter when the internal combustion engine is in the decelerating operation state and the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger is fully opened, the determination accuracy is determined. Will be prevented.

【0013】また、本発明を適用する内燃機関の吸気通
路に吸気絞り弁が設けられている場合は、内燃機関が減
速運転状態にあるときに可変ノズル式遠心過給器のノズ
ル開度及び吸気絞り弁の開度を全開とすることにより、
吸入空気量と微粒子捕集量との相関関係を成立させるよ
うにしてもよい。
When the intake throttle valve is provided in the intake passage of the internal combustion engine to which the present invention is applied, when the internal combustion engine is in the decelerating operation state, the nozzle opening and intake air of the variable nozzle centrifugal supercharger are increased. By fully opening the throttle valve,
The correlation between the intake air amount and the particulate collection amount may be established.

【0014】また、本発明を適用する内燃機関の吸気通
路及び排気通路にEGR通路とEGR弁が設けられてい
る場合には、内燃機関が減速運転状態にあるときに可変
ノズル式遠心過給器のノズル開度及びEGR弁の開度を
全開とすることにより、吸入空気量と微粒子捕集量との
相関関係を成立させるようにしてもよい。
Further, when the EGR passage and the EGR valve are provided in the intake passage and the exhaust passage of the internal combustion engine to which the present invention is applied, the variable nozzle centrifugal supercharger when the internal combustion engine is in the deceleration operation state. The correlation between the intake air amount and the particulate collection amount may be established by fully opening the nozzle opening and the EGR valve opening.

【0015】また、本発明を適用する内燃機関が吸気絞
り弁、EGR通路、及びEGR弁を備えている場合に
は、内燃機関が減速運転状態にあるときに可変ノズル式
遠心過給器のノズル開度と吸気絞り弁の開度とEGR弁
の開度を全開とすることにより、吸入空気量と微粒子捕
集量との相関関係を成立させるようにしてもよい。
When the internal combustion engine to which the present invention is applied is equipped with an intake throttle valve, an EGR passage, and an EGR valve, the nozzle of the variable nozzle type centrifugal supercharger when the internal combustion engine is in the decelerating operation state. The correlation between the intake air amount and the particulate collection amount may be established by fully opening the opening, the intake throttle valve, and the EGR valve.

【0016】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置は、検出手段により検出された吸入空気量が所定量を
下回った場合に捕集機構に詰まりが発生していると判定
する判定手段を更に備えるようにしてもよい。
Further, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention comprises a judging means for judging that the trapping mechanism is clogged when the intake air amount detected by the detecting means falls below a predetermined amount. It may be further provided.

【0017】尚、捕集機構の微粒子捕集量を判定する場
合に、可変ノズル式遠心過給器のノズル開度を全閉に制
御する方法も考えられる。
A method of controlling the opening degree of the nozzle of the variable nozzle type centrifugal supercharger to be fully closed may be considered when determining the amount of fine particles collected by the collecting mechanism.

【0018】しかしながら、通常の内燃機関では、可変
ノズル式遠心過給器が捕集機構より上流の排気通路に配
置されるため、そのような状況下でノズル開度が全閉に
されると可変ノズル式遠心過給器より上流の排気圧力が
上昇する一方で可変ノズル式遠心過給器より下流の排気
圧力が低下する。すなわち、可変ノズル式遠心過給器の
ノズル開度が全閉にされると、捕集機構に流入する排気
の圧力が低下することになる。
However, in a normal internal combustion engine, since the variable nozzle type centrifugal supercharger is arranged in the exhaust passage upstream of the collecting mechanism, the nozzle opening can be changed when the nozzle opening is fully closed under such circumstances. The exhaust pressure upstream of the nozzle type centrifugal supercharger rises, while the exhaust pressure downstream of the variable nozzle type centrifugal supercharger decreases. That is, when the opening degree of the nozzle of the variable nozzle type centrifugal supercharger is fully closed, the pressure of the exhaust gas flowing into the collection mechanism decreases.

【0019】ここで、捕集機構に微粒子が捕集される
と、排気が捕集機構を通過する際の抵抗が高くなるた
め、捕集機構に起因した排気の圧力損失及び背圧が増加
し、それに応じて内燃機関の吸入空気量が減少すること
になるが、その際の圧力損失及び背圧の増加は捕集機構
に流入する排気の圧力が高くなるほど顕著となる。
Here, when the trapping mechanism collects the fine particles, the resistance of the exhaust gas when passing through the trapping mechanism increases, so that the pressure loss and the back pressure of the exhaust gas due to the trapping mechanism increase. Accordingly, the intake air amount of the internal combustion engine decreases, but the pressure loss and the increase in back pressure at that time become more remarkable as the pressure of the exhaust gas flowing into the collection mechanism increases.

【0020】従って、可変ノズル式遠心過給器のノズル
開度が全閉されることによって捕集機構に流入する排気
の圧力が低下すると、排気の圧力損失及び背圧の増加が
発生し難くなるとともに吸入空気量の減少量も少なくな
り易い。
Therefore, when the pressure of the exhaust gas flowing into the collecting mechanism decreases due to the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger being fully closed, it is difficult for the exhaust gas pressure loss and back pressure to increase. At the same time, the amount of decrease in the intake air amount tends to decrease.

【0021】更に、可変ノズル式遠心過給器のノズル開
度が吸入空気量に与える影響は開き側に対して閉じ側の
方が大きいため、全閉制御された時の実際のノズル開度
が煤の堆積等によって毎回僅かに異なるような事態が発
生した場合には、微粒子捕集量と吸入空気量との相関関
係が成立し難くい。
Further, the influence of the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger on the intake air amount is larger on the closed side than on the open side. Therefore, the actual nozzle opening when fully closed is controlled. If a slightly different situation occurs due to soot accumulation or the like, it is difficult to establish a correlation between the amount of collected particulates and the amount of intake air.

【0022】これらの事情を考慮すると、可変ノズル式
遠心過給器のノズル開度が全閉制御された際の吸入空気
量をパラメータとして微粒子捕集量を判定する方法は適
当ではないと言える。
Considering these circumstances, it can be said that the method of determining the amount of collected fine particles using the amount of intake air when the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger is fully closed as a parameter is not appropriate.

【0023】[0023]

【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。
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.

【0024】図1は、本発明に係る排気浄化装置を適用
する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and an intake / exhaust system thereof to which an exhaust purification system according to the present invention is applied.

【0025】図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を
有する圧縮着火式のディーゼル機関である。この内燃機
関1には、各気筒2の燃焼室内へ直接燃料を噴射する燃
料噴射弁3と、該内燃機関1の機関出力軸たるクランク
シャフトが所定の角度(例えば、15°)回転する度に
パルス信号を出力するクランクポジションセンサ4と、
該内燃機関1の図示しないウォータージャケットを流れ
る冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温セン
サ5とが取り付けられている。
The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a compression ignition type diesel engine having four cylinders 2. In this internal combustion engine 1, a fuel injection valve 3 for injecting fuel directly into the combustion chamber of each cylinder 2 and a crankshaft that is an engine output shaft of the internal combustion engine 1 are rotated every predetermined angle (for example, 15 °). A crank position sensor 4 that outputs a pulse signal,
A water temperature sensor 5 that outputs an electric signal corresponding to the temperature of cooling water flowing through a water jacket (not shown) of the internal combustion engine 1 is attached.

【0026】前記した燃料噴射弁3は、燃料パイプ6を
介して蓄圧室(コモンレール)7と接続されている。前
記コモンレール7は、燃料タンク8に取り付けられた燃
料ポンプ9と燃料パイプ10を介して接続されるととも
に、リターンパイプ11を介して燃料タンク8と接続さ
れている。
The above-mentioned fuel injection valve 3 is connected to a pressure accumulating chamber (common rail) 7 via a fuel pipe 6. The common rail 7 is connected to a fuel pump 9 attached to a fuel tank 8 via a fuel pipe 10, and is also connected to a fuel tank 8 via a return pipe 11.

【0027】前記コモンレール7におけるリターンパイ
プ11の接続部位には、該コモンレール7内の燃料圧力
が予め設定された最大圧力より低いときは閉弁してコモ
ンレール7とリターンパイプ11との導通を遮断し、コ
モンレール7内の燃料圧力が前記最大圧力以上となった
ときは開弁してコモンレール7とリターンパイプ11と
の導通を許容する圧力調整弁12が設けられている。
When the fuel pressure in the common rail 7 is lower than a preset maximum pressure, the connection portion of the common rail 7 to which the return pipe 11 is connected is closed to disconnect the conduction between the common rail 7 and the return pipe 11. A pressure adjusting valve 12 is provided which opens when the fuel pressure in the common rail 7 becomes equal to or higher than the maximum pressure and allows the common rail 7 and the return pipe 11 to conduct.

【0028】前記コモンレール7には、該コモンレール
7内の燃料圧力に応じた電気信号を出力する燃料圧セン
サ13が取り付けられている。
A fuel pressure sensor 13 that outputs an electric signal according to the fuel pressure in the common rail 7 is attached to the common rail 7.

【0029】このように構成された燃料系では、燃料ポ
ンプ9が燃料タンク8内に貯蔵された燃料を汲み上げ、
汲み上げた燃料を燃料パイプ10を介して前記コモンレ
ール7へ圧送する。その際、燃料ポンプ9の燃料吐出量
は、前記した燃料圧センサ13の出力信号値に基づいて
フィードバック制御される。
In the fuel system thus constructed, the fuel pump 9 pumps up the fuel stored in the fuel tank 8,
The pumped fuel is pressure-fed to the common rail 7 through the fuel pipe 10. At that time, the fuel discharge amount of the fuel pump 9 is feedback-controlled based on the output signal value of the fuel pressure sensor 13 described above.

【0030】燃料ポンプ9からコモンレール7へ供給さ
れた燃料は、該燃料の圧力が所望の目標圧力に達するま
で蓄圧される。コモンレール7において目標圧力まで蓄
圧された燃料は、燃料パイプ6を介して各気筒2の燃料
噴射弁3へ分配される。各燃料噴射弁3は、駆動電流が
印加されたときに開弁して、前記コモンレール7から供
給された目標圧力の燃料を各気筒2の燃焼室内へ噴射す
る。
The fuel supplied from the fuel pump 9 to the common rail 7 is accumulated until the pressure of the fuel reaches a desired target pressure. The fuel accumulated in the common rail 7 up to the target pressure is distributed to the fuel injection valve 3 of each cylinder 2 via the fuel pipe 6. Each fuel injection valve 3 opens when a drive current is applied, and injects the fuel of the target pressure supplied from the common rail 7 into the combustion chamber of each cylinder 2.

【0031】尚、前記した燃料系では、コモンレール7
内の燃料圧力が最大圧力より高くなると、圧力調整弁1
2が開弁する。この場合、コモンレール7内に蓄えられ
た燃料の一部がリターンパイプ11を介して燃料タンク
8へ戻され、コモンレール7内の燃料圧力が減圧される
ことになる。
In the above fuel system, the common rail 7
When the fuel pressure inside becomes higher than the maximum pressure, the pressure regulating valve 1
2 opens. In this case, a part of the fuel stored in the common rail 7 is returned to the fuel tank 8 via the return pipe 11, and the fuel pressure in the common rail 7 is reduced.

【0032】次に、内燃機関1には、4本の枝管が一本
の集合管に合流するよう形成された吸気枝管14が連結
されている。前記吸気枝管14の各枝管は、図示しない
吸気ポートを介して各気筒2の燃焼室と連通している。
前記吸気枝管14の集合管は、吸気管15と接続され、
吸気管15は、エアクリーナボックス16と接続されて
いる。
Next, the internal combustion engine 1 is connected to an intake branch pipe 14 formed so that four branch pipes merge into one collecting pipe. Each branch pipe of the intake branch pipe 14 communicates with the combustion chamber of each cylinder 2 via an intake port (not shown).
The collecting pipe of the intake branch pipe 14 is connected to the intake pipe 15,
The intake pipe 15 is connected to the air cleaner box 16.

【0033】前記吸気管15において前記エアクリーナ
ボックス16の直下流の部位には、該吸気管15内を流
れる吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフロ
ーメータ17と、該吸気管15内を流れる吸気の温度に
対応した電気信号を出力する吸気温度センサ18とが取
り付けられている。
At a portion of the intake pipe 15 immediately downstream of the air cleaner box 16, an air flow meter 17 for outputting an electric signal corresponding to the mass of intake air flowing in the intake pipe 15 and a flow in the intake pipe 15 are provided. An intake air temperature sensor 18 that outputs an electric signal corresponding to the intake air temperature is attached.

【0034】前記吸気管15において前記エアフローメ
ータ17より下流の部位には、内燃機関1から排出され
る排気の熱エネルギを駆動源として作動する可変ノズル
式遠心過給器(可変ノズル式ターボチャージャ)19の
コンプレッサハウジング19aが設けられている。
A variable nozzle type centrifugal supercharger (variable nozzle type turbocharger) which operates by using the thermal energy of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 as a drive source is provided at a portion of the intake pipe 15 downstream of the air flow meter 17. Nineteen compressor housings 19a are provided.

【0035】前記吸気管15において前記コンプレッサ
ハウジング19aより下流の部位には、前記コンプレッ
サハウジング19a内で圧縮されて高温となった吸気を
冷却するためのインタークーラ20が設けられている。
An intercooler 20 for cooling the intake air that has been compressed in the compressor housing 19a and has a high temperature is provided at a portion of the intake pipe 15 downstream of the compressor housing 19a.

【0036】前記吸気管15において前記インタークー
ラ20より下流の部位には、該吸気管15内を流れる吸
気の流量を調節する吸気絞り弁21が設けられている。
この吸気絞り弁21には、該吸気絞り弁21を開閉駆動
する吸気絞り用アクチュエータ21aと、前記吸気絞り
弁21の開度に応じた電気信号を出力する吸気絞り弁開
度センサ21bとが取り付けられている。
An intake throttle valve 21 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the intake pipe 15 is provided at a portion of the intake pipe 15 downstream of the intercooler 20.
The intake throttle valve 21 is provided with an intake throttle actuator 21a for opening and closing the intake throttle valve 21 and an intake throttle valve opening sensor 21b for outputting an electric signal according to the opening degree of the intake throttle valve 21. Has been.

【0037】このように構成された吸気系では、エアク
リーナボックス16に流入した吸気は、該エアクリーナ
ボックス16内の図示しないエアフィルタによって吸気
中の塵や埃等が除去された後、吸気管15を介して可変
ノズル式遠心過給器19のコンプレッサハウジング19
aに流入する。
In the intake system configured as described above, the intake air flowing into the air cleaner box 16 is cleaned by the air filter (not shown) in the air cleaner box 16 to remove dust and the like from the intake air, and then the intake pipe 15 Through the compressor housing 19 of the variable nozzle type centrifugal supercharger 19
flows into a.

【0038】コンプレッサハウジング19aに流入した
吸気は、該コンプレッサハウジング19aに内装された
コンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記
コンプレッサハウジング19a内で圧縮されて高温とな
った吸気は、インタークーラ20にて冷却される。
The intake air flowing into the compressor housing 19a is compressed by the rotation of the compressor wheel installed in the compressor housing 19a. The intake air that has been compressed in the compressor housing 19a and has a high temperature is cooled by the intercooler 20.

【0039】インタークーラ20によって冷却された吸
気は、必要に応じて吸気絞り弁21によって流量を調節
されて吸気枝管14に導かれる。吸気枝管14に導かれ
た吸気は、該吸気枝管14の集合管から各枝管へ分配さ
れて各気筒2の燃焼室へ導かれる。
The intake air cooled by the intercooler 20 is guided to the intake branch pipe 14 with its flow rate adjusted by the intake throttle valve 21 as necessary. The intake air introduced to the intake branch pipe 14 is distributed from the collecting pipe of the intake branch pipe 14 to each branch pipe and is introduced to the combustion chamber of each cylinder 2.

【0040】各気筒2の燃焼室へ分配された吸気は、図
示しないピストンによって圧縮され、燃料噴射弁3から
噴射された燃料を着火源として燃焼する。
The intake air distributed to the combustion chamber of each cylinder 2 is compressed by a piston (not shown) and burned using the fuel injected from the fuel injection valve 3 as an ignition source.

【0041】次に、内燃機関1には、4本の枝管が一本
の集合管に合流するよう形成された排気枝管24が連結
されている。前記排気枝管24の各枝管は、図示しない
排気ポートを介して各気筒2の燃焼室と連通している。
前記排気枝管24の集合管は、可変ノズル式遠心過給器
19のタービンハウジング19bを介して排気管25a
に接続されている。
Next, the internal combustion engine 1 is connected to an exhaust branch pipe 24 formed so that four branch pipes merge into one collecting pipe. Each branch pipe of the exhaust branch pipe 24 communicates with the combustion chamber of each cylinder 2 through an exhaust port (not shown).
The collecting pipe of the exhaust branch pipe 24 is connected to the exhaust pipe 25a via the turbine housing 19b of the variable nozzle type centrifugal supercharger 19.
It is connected to the.

【0042】前記タービンハウジング19bには、前述
したコンプレッサホイールと連結されたタービンホイー
ルが回転自在に内装されており、そのタービンホイール
が排気の圧力を受けて回転するようになっている。
A turbine wheel connected to the above-mentioned compressor wheel is rotatably mounted in the turbine housing 19b, and the turbine wheel is rotated by receiving the pressure of exhaust gas.

【0043】更に、前記したタービンハウジング19b
には、該タービンハウジング19b内の排気通路(ノズ
ル通路)の断面積を変化させるノズルベーンが内装され
ている。このノズルベーンは、VNT用アクチュエータ
19cによって開閉駆動されるようになっている。
Further, the turbine housing 19b described above is used.
A nozzle vane that changes the cross-sectional area of the exhaust passage (nozzle passage) in the turbine housing 19b is installed inside. This nozzle vane is adapted to be opened and closed by a VNT actuator 19c.

【0044】前記したVNT用アクチュエータ19cに
よりノズルベーンの開度(以下、ノズル開度と称する)
が小さくされると、前記ノズル通路の断面積が縮小され
るため、ノズル通路を流れる排気の流速及び圧力が高め
られ、以てタービンホイールの回転速度及び回転トルク
が高められる。
The opening of the nozzle vane by the above-mentioned VNT actuator 19c (hereinafter referred to as the nozzle opening)
When the pressure is reduced, the cross-sectional area of the nozzle passage is reduced, so that the flow velocity and pressure of the exhaust gas flowing through the nozzle passage are increased, thereby increasing the rotation speed and the rotation torque of the turbine wheel.

【0045】一方、前記VNT用アクチュエータ19c
によりノズル開度が大きくされると、前記ノズル通路の
断面積が拡大されるため、ノズル通路を流れる排気の流
速及び圧力が低められ、以てタービンホイールの回転速
度及び回転トルクの過剰な増加が抑制される。
On the other hand, the VNT actuator 19c
When the nozzle opening degree is increased by the above, the cross-sectional area of the nozzle passage is enlarged, so that the flow velocity and pressure of the exhaust gas flowing through the nozzle passage are reduced, and thus the rotational speed and the rotational torque of the turbine wheel are excessively increased. Suppressed.

【0046】従って、内燃機関1が低回転運転状態にあ
るとき、言い換えれば、内燃機関1から排出される排気
の流速及び圧力が低くなるときには、ノズル開度を小さ
くすることによりタービンホイールの回転速度及び回転
トルクを高め、以て吸気の過給圧を高めることが可能と
なる。
Therefore, when the internal combustion engine 1 is in the low rotation speed operation state, in other words, when the flow velocity and pressure of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 are low, the rotational speed of the turbine wheel is reduced by reducing the nozzle opening. Also, it becomes possible to increase the rotation torque and thereby increase the intake supercharging pressure.

【0047】また、内燃機関1が高回転運転状態にある
とき、言い換えれば、内燃機関1から排出される排気の
流速及び圧力が高くなるときには、ノズル開度を大きく
することによりタービンホイールの回転速度及び回転ト
ルクの過剰な増加を抑制し、以て吸気の過給圧の過剰な
上昇を抑制することが可能となる。
Further, when the internal combustion engine 1 is in a high rotation operation state, in other words, when the flow velocity and pressure of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 become high, the rotational speed of the turbine wheel is increased by increasing the nozzle opening. Also, it is possible to suppress an excessive increase in the rotation torque, and thus an excessive increase in the intake supercharging pressure.

【0048】前記排気枝管24において前記タービンハ
ウジング19bの直上流に位置する部位と前記排気管2
5aにおいて前記タービンハウジング19bの直下流に
位置する部位とは、前記タービンハウジング19bを迂
回するタービンバイパス通路26によって接続されてい
る。
The portion of the exhaust branch pipe 24 located immediately upstream of the turbine housing 19b and the exhaust pipe 2
5a is connected to a portion located immediately downstream of the turbine housing 19b by a turbine bypass passage 26 that bypasses the turbine housing 19b.

【0049】前記タービンバイパス通路26には、該タ
ービンバイパス通路26を開閉する弁体27aと、弁体
27aを開閉駆動するアクチュエータ27bとからなる
ウェストゲートバルブ27が取り付けられている。
The turbine bypass passage 26 is provided with a wastegate valve 27 including a valve body 27a for opening and closing the turbine bypass passage 26 and an actuator 27b for driving the valve body 27a to open and close.

【0050】前記アクチュエータ27bは、コンプレッ
サハウジング19aの直下流に位置する吸気管15と作
動圧通路28を介して接続されており、コンプレッサハ
ウジング19a直下流の吸気管15内を流れる吸気の圧
力、言い換えれば、コンプレッサハウジング19aにお
いて圧縮された吸気の圧力(過給圧)を利用して前記弁
体27aを開閉駆動する。
The actuator 27b is connected to the intake pipe 15 located immediately downstream of the compressor housing 19a via the operating pressure passage 28, and the pressure of the intake air flowing in the intake pipe 15 immediately downstream of the compressor housing 19a, in other words, the pressure of the intake air. For example, the valve body 27a is opened and closed by utilizing the pressure (supercharging pressure) of the intake air compressed in the compressor housing 19a.

【0051】具体的には、前記アクチュエータ27b
は、吸気の過給圧が予め設定された所定圧力未満である
ときは前記弁体27aを閉弁させ、吸気の過給圧が前記
所定圧力以上となったときに前記弁体27aを開弁させ
る。
Specifically, the actuator 27b
Closes the valve body 27a when the supercharging pressure of intake air is less than a preset predetermined pressure, and opens the valve body 27a when the supercharging pressure of intake air exceeds the predetermined pressure. Let

【0052】前記弁体27aが開弁された場合には、排
気枝管24を流れる排気の一部がタービンバイパス通路
26を介して排気管25aへ流れるため、タービンハウ
ジング19bに流入する排気の流量が減少し、タービン
ハウジング19b内でタービンホイールに印加される排
気の圧力が低下する。この結果、タービンホイールから
コンプレッサホイールへ伝達される回転エネルギが減少
することになり、以て吸気の過給圧が前記した所定圧力
以下に抑制されることとなる。
When the valve body 27a is opened, a part of the exhaust gas flowing through the exhaust branch pipe 24 flows into the exhaust pipe 25a through the turbine bypass passage 26, so the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine housing 19b. Is reduced and the pressure of the exhaust gas applied to the turbine wheel in the turbine housing 19b is reduced. As a result, the rotational energy transmitted from the turbine wheel to the compressor wheel is reduced, so that the supercharging pressure of the intake air is suppressed below the predetermined pressure.

【0053】次に、前記排気管25aは、排気中の有害
ガス成分、特に煤等の微粒子(PM:Particulate Matt
er)を浄化する排気浄化機構29に接続されている。前
記排気浄化機構29は排気管25bに接続され、排気管
25bは下流にて図示しないマフラーに接続されてい
る。以下では、排気浄化機構29より上流の排気管25
aを上流側排気管25aと称し、排気浄化機構29より
下流の排気管25bを下流側排気管25bと称するもの
とする。
Next, the exhaust pipe 25a is provided with a harmful gas component in the exhaust gas, particularly particulates such as soot (PM: Particulate Matte).
er) is connected to an exhaust gas purification mechanism 29. The exhaust purification mechanism 29 is connected to the exhaust pipe 25b, and the exhaust pipe 25b is connected downstream to a muffler (not shown). Below, the exhaust pipe 25 upstream of the exhaust purification mechanism 29
The a is referred to as an upstream exhaust pipe 25a, and the exhaust pipe 25b downstream from the exhaust purification mechanism 29 is referred to as a downstream exhaust pipe 25b.

【0054】前記排気浄化機構29は、本発明に係る捕
集機構の一実施態様であり、排気中に含まれるPMを捕
集するDPF(Diesel Particulate Filter)や、多孔
質の基材からなるウォールフロー型のパティキュレート
フィルタに白金(Pt)に代表される酸化触媒とカリウ
ム(K)やセシウム(Cs)などに代表されるNOx吸
蔵剤とが担持されたDPNR(Diesel Particulate NOx
Reduction)触媒を例示することができる。尚、以下で
は、排気浄化機構29をパティキュレートフィルタ29
と称するものとする。
The exhaust gas purification mechanism 29 is an embodiment of the trapping mechanism according to the present invention, and includes a DPF (Diesel Particulate Filter) for trapping PM contained in exhaust gas and a wall made of a porous base material. DPNR (Diesel Particulate NOx) in which an oxidation catalyst typified by platinum (Pt) and a NOx storage agent typified by potassium (K) or cesium (Cs) are carried on a flow type particulate filter.
Reduction) catalyst. In the following, the exhaust gas purification mechanism 29 will be referred to as the particulate filter 29.
Shall be called.

【0055】前記上流側排気管25aには、該上流側排
気管25a内を流れる排気の温度に対応した電気信号を
出力する排気温度センサ30が取り付けられている。
An exhaust gas temperature sensor 30 which outputs an electric signal corresponding to the temperature of the exhaust gas flowing through the upstream exhaust pipe 25a is attached to the upstream exhaust pipe 25a.

【0056】このように構成された排気系では、内燃機
関1の各気筒2内で燃焼された混合気(既燃ガス)が各
気筒2の排気ポートを介して排気枝管24へ排出され、
次いで排気枝管24の各枝管から集合管を通って可変ノ
ズル式遠心過給器19のタービンハウジング19b内に
流入する。
In the exhaust system configured as described above, the air-fuel mixture (burnt gas) burned in each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is discharged to the exhaust branch pipe 24 through the exhaust port of each cylinder 2,
Next, the exhaust branch pipes 24 flow into the turbine housing 19b of the variable nozzle centrifugal supercharger 19 through the collecting pipes.

【0057】タービンハウジング19b内に流入した排
気は、タービンホイールを回転させる。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1
9aのコンプレッサホイールへ伝達され、コンプレッサ
ハウジング19aが吸気を圧縮するための駆動源として
作用する。
The exhaust gas flowing into the turbine housing 19b rotates the turbine wheel. The rotation torque of the turbine wheel is determined by the compressor housing 1 described above.
9a, the compressor housing 19a acts as a drive source for compressing the intake air.

【0058】その際、コンプレッサハウジング19a内
で圧縮された吸気の圧力(過給圧)が所定圧以上まで上
昇すると、ウェストゲートバルブ27のアクチュエータ
27bが弁体27aを開弁させるため、排気枝管24を
流れる排気の一部がタービンバイパス通路26を介して
上流側排気管25aへ流れ、過給圧の過剰な上昇が抑制
される。
At this time, when the pressure (supercharging pressure) of the intake air compressed in the compressor housing 19a rises to a predetermined pressure or more, the actuator 27b of the wastegate valve 27 opens the valve body 27a, so the exhaust branch pipe. Part of the exhaust gas flowing through 24 flows to the upstream side exhaust pipe 25a via the turbine bypass passage 26, and an excessive increase in boost pressure is suppressed.

【0059】前記タービンハウジング19bから排出さ
れた排気(及びタービンバイパス通路26を通過した排
気)は、上流側排気管25aを介してパティキュレート
フィルタ29に流入する。パティキュレートフィルタ2
9に流入した排気は、該排気に含まれる煤などの微粒子
を浄化又は除去された後に下流側排気管25bへ排出さ
れ、下流側排気管25bを通って大気中に放出される。
The exhaust gas discharged from the turbine housing 19b (and the exhaust gas passing through the turbine bypass passage 26) flows into the particulate filter 29 via the upstream side exhaust pipe 25a. Particulate filter 2
The exhaust gas that has flowed into the exhaust gas 9 is exhausted to the downstream exhaust pipe 25b after being purified or removed of soot particles contained in the exhaust gas, and is discharged into the atmosphere through the downstream exhaust pipe 25b.

【0060】また、排気枝管24には、排気再循環通路
(EGR通路)100が接続され、このEGR通路10
0は、前記吸気枝管14に接続されている。前記EGR
通路100と前記吸気枝管14との接続部位には、前記
吸気枝管14における前記EGR通路100の開口端を
開閉するEGR弁101が設けられている。前記EGR
弁101は、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさ
に応じて開度を変更することが可能となっている。
Further, an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 100 is connected to the exhaust branch pipe 24, and the EGR passage 10
0 is connected to the intake branch pipe 14. The EGR
An EGR valve 101 that opens and closes an opening end of the EGR passage 100 in the intake branch pipe 14 is provided at a connection portion between the passage 100 and the intake branch pipe 14. The EGR
The valve 101 is composed of a solenoid valve or the like, and the opening degree can be changed according to the magnitude of applied power.

【0061】前記EGR通路100の途中には、該EG
R通路100内を流れる排気(以下、EGRガスと称す
る)を冷却するためのEGRクーラ103が設けられて
いる。
In the middle of the EGR passage 100, the EG
An EGR cooler 103 for cooling exhaust gas (hereinafter, referred to as EGR gas) flowing in the R passage 100 is provided.

【0062】前記EGRクーラ103には、2本の配管
104、105が接続され、これら2本の配管104、
105は、内燃機関1の冷却水が持つ熱を大気中に放熱
するためのラジエター106と接続されている。
Two pipes 104 and 105 are connected to the EGR cooler 103, and these two pipes 104 and 105 are connected to each other.
Reference numeral 105 is connected to a radiator 106 for radiating the heat of the cooling water of the internal combustion engine 1 to the atmosphere.

【0063】前記した2本の配管104、105のうち
の一方の配管104は、前記ラジエター106において
冷却された冷却水の一部を前記EGRクーラ103へ導
くための配管であり、もう一方の配管105は、前記E
GRクーラ103内を循環した後の冷却水を前記ラジエ
ター106へ導くための配管である。尚、以下では、前
記配管104を冷却水導入管104と称し、前記配管1
05を冷却水導出管105と称するものとする。
One of the two pipes 104 and 105 described above is a pipe for guiding a part of the cooling water cooled in the radiator 106 to the EGR cooler 103, and the other pipe. 105 is the E
It is a pipe for guiding the cooling water after circulating in the GR cooler 103 to the radiator 106. In the following, the pipe 104 will be referred to as a cooling water introduction pipe 104, and the pipe 1
05 is referred to as a cooling water outlet pipe 105.

【0064】前記冷却水導出管105の途中には、該冷
却水導出管105内の流路を開閉する開閉弁107が設
けられている。この開閉弁107は、駆動電力が印加さ
れたときに開弁する電磁駆動弁などで構成されている。
An opening / closing valve 107 for opening and closing the flow path in the cooling water outlet pipe 105 is provided in the middle of the cooling water outlet pipe 105. The on-off valve 107 is composed of an electromagnetic drive valve that opens when drive power is applied.

【0065】このように構成された排気再循環機構(E
GR機構)では、EGR弁101が開弁されるとEGR
通路100が導通状態となり、排気枝管24内を流れる
排気の一部が前記EGR通路100を通って吸気枝管1
4へ導かれる。
The exhaust gas recirculation mechanism (E
(GR mechanism), when the EGR valve 101 is opened, EGR
The passage 100 becomes conductive, and a part of the exhaust gas flowing in the exhaust branch pipe 24 passes through the EGR passage 100 and the intake branch pipe 1
Guided to 4.

【0066】その際、開閉弁107が開弁状態にある
と、ラジエター106と冷却水導入管104とEGRク
ーラ103と冷却水導出管105とを結ぶ循環経路が導
通状態となり、ラジエター106で冷却された冷却水が
EGRクーラ103を循環することになる。その結果、
EGRクーラ103では、EGR通路100内を流れる
EGRガスとEGRクーラ103内を循環する冷却水と
の間で熱交換が行われ、EGRガスが冷却される。
At this time, if the on-off valve 107 is in the open state, the circulation path connecting the radiator 106, the cooling water introducing pipe 104, the EGR cooler 103 and the cooling water outlet pipe 105 becomes conductive, and the radiator 106 cools. The cooling water circulates in the EGR cooler 103. as a result,
In the EGR cooler 103, heat exchange is performed between the EGR gas flowing in the EGR passage 100 and the cooling water circulating in the EGR cooler 103, and the EGR gas is cooled.

【0067】EGR通路100を介して排気枝管24か
ら吸気枝管14へ還流されたEGRガスは、吸気枝管1
4の上流から流れてきた吸気と混ざり合いつつ各気筒2
の燃焼室へ導かれ、前記燃料噴射弁3から噴射される燃
料を着火源として燃焼される。
The EGR gas recirculated from the exhaust branch pipe 24 to the intake branch pipe 14 via the EGR passage 100 is supplied to the intake branch pipe 1
Each cylinder 2 while mixing with intake air flowing from upstream of 4
Of the fuel injection valve 3 and is burned with the fuel injected from the fuel injection valve 3 as an ignition source.

【0068】その際、EGRガスには、水(H2O)や
二酸化炭素(CO2)などの不活性ガス成分が含まれて
いるため、そのような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。
At this time, since the EGR gas contains an inert gas component such as water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ), such EGR gas is contained in the air-fuel mixture. As a result, the combustion temperature of the air-fuel mixture is lowered, and thus the amount of nitrogen oxide (NO x ) generated is suppressed.

【0069】更に、EGRクーラ103においてEGR
ガスが冷却された場合は、EGRガス自体の温度が低下
するとともにEGRガスの体積が縮小されるため、EG
Rガスが燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲
気温度が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼
室内に供給される吸気の量(吸気の体積)が不要に減少
することもなくなる。
Further, in the EGR cooler 103, the EGR
When the gas is cooled, the temperature of the EGR gas itself is lowered and the volume of the EGR gas is reduced.
When the R gas is supplied into the combustion chamber, the ambient temperature in the combustion chamber does not unnecessarily rise, and the amount of intake air (intake volume) supplied into the combustion chamber does not unnecessarily decrease.

【0070】このように構成された内燃機関1には、該
内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(EC
U:Electronic Control Unit)31が併設されてい
る。このECU31は、内燃機関1の運転条件や運転者
の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御する算術論
理演算回路である。
The internal combustion engine 1 thus constructed has an electronic control unit (EC) for controlling the internal combustion engine 1.
U: Electronic Control Unit) 31 is installed side by side. The ECU 31 is an arithmetic logic operation circuit that controls the operating state of the internal combustion engine 1 according to the operating conditions of the internal combustion engine 1 and the driver's request.

【0071】前記ECU31には、クランクポジション
センサ4、水温センサ5、燃料圧センサ13、エアフロ
ーメータ17、吸気温度センサ18、吸気絞り弁開度セ
ンサ21b、排気温度センサ30に加えて、車両の室内
に設けられたアクセルペダル32の操作量(アクセル開
度)に対応した電気信号を出力するアクセルポジション
センサ33等が電気的に接続され、上記した各センサの
出力信号がECU31に入力されるようになっている。
In addition to the crank position sensor 4, the water temperature sensor 5, the fuel pressure sensor 13, the air flow meter 17, the intake air temperature sensor 18, the intake throttle valve opening sensor 21b, and the exhaust gas temperature sensor 30, the ECU 31 includes the interior of the vehicle. The accelerator position sensor 33 or the like that outputs an electric signal corresponding to the operation amount (accelerator opening degree) of the accelerator pedal 32 provided in the vehicle is electrically connected, and the output signals of the above-described sensors are input to the ECU 31. Has become.

【0072】一方、ECU31には、燃料噴射弁3、燃
料ポンプ9、VNT用アクチュエータ19c、吸気絞り
用アクチュエータ21a、EGR弁101、開閉弁10
7等が電気的に接続され、上記した各部がECU31に
よって制御されるようになっている。
On the other hand, the ECU 31 includes a fuel injection valve 3, a fuel pump 9, a VNT actuator 19c, an intake throttle actuator 21a, an EGR valve 101, and an opening / closing valve 10.
7 and the like are electrically connected, and the above-mentioned respective parts are controlled by the ECU 31.

【0073】ここで、ECU31は、図2に示すよう
に、双方向性バス40によって相互に接続された、CP
U41と、ROM42と、RAM43と、バックアップ
RAM44と、入力ポート45と、出力ポート46とを
備えるとともに、前記入力ポート45に接続されたA/
Dコンバータ(A/D)47を備えている。
Here, as shown in FIG. 2, the ECU 31 is connected to the CP by the bidirectional bus 40.
U / 41 connected to the input port 45 while having a U41, a ROM 42, a RAM 43, a backup RAM 44, an input port 45, and an output port 46.
A D converter (A / D) 47 is provided.

【0074】前記入力ポート45は、クランクポジショ
ンセンサ4のようにデジタル信号形式の信号を出力する
センサの出力信号を入力し、それらの出力信号を双方向
性バス40を介してCPU41やRAM43へ送信す
る。
The input port 45 inputs the output signals of a sensor that outputs a digital signal format signal such as the crank position sensor 4, and transmits those output signals to the CPU 41 and the RAM 43 via the bidirectional bus 40. To do.

【0075】前記入力ポート45は、水温センサ5、燃
料圧センサ13、エアフローメータ17、吸気温度セン
サ18、吸気絞り弁開度センサ21b、排気温度センサ
30、アクセルポジションセンサ33等のように、アナ
ログ信号形式の信号を出力するセンサの出力信号をA/
D47を介して入力し、それらの出力信号を双方向性バ
ス40を介してCPU41やRAM43へ送信する。
The input port 45, like the water temperature sensor 5, the fuel pressure sensor 13, the air flow meter 17, the intake temperature sensor 18, the intake throttle valve opening sensor 21b, the exhaust temperature sensor 30, the accelerator position sensor 33, etc., is an analog port. The output signal of the sensor that outputs the signal of the signal format is A /
It is input via D47, and those output signals are transmitted to the CPU 41 and the RAM 43 via the bidirectional bus 40.

【0076】前記出力ポート46は、燃料噴射弁3、燃
料ポンプ9、VNT用アクチュエータ19c、吸気絞り
用アクチュエータ21a、EGR弁101、開閉弁10
7等と図示しない駆動回路を介して電気的に接続され、
CPU41から出力される制御信号を前記した各部へ送
信する。
The output port 46 includes the fuel injection valve 3, the fuel pump 9, the VNT actuator 19c, the intake throttle actuator 21a, the EGR valve 101, and the opening / closing valve 10.
7 etc. electrically connected via a drive circuit not shown,
The control signal output from the CPU 41 is transmitted to each unit described above.

【0077】前記ROM42は、燃料噴射制御ルーチ
ン、吸気絞り制御ルーチン、EGR制御ルーチン、VN
T制御ルーチンなどの各種アプリケーションプログラム
を記憶するとともに、種々の制御マップを記憶してい
る。
The ROM 42 stores a fuel injection control routine, an intake throttle control routine, an EGR control routine, a VN.
It stores various application programs such as the T control routine and various control maps.

【0078】前記RAM43は、各センサからの出力信
号やCPU41の演算結果等を格納する。前記演算結果
は、例えば、クランクポジションセンサ4がパルス信号
を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回転
数である。これらのデータは、クランクポジションセン
サ4がパルス信号を出力する都度、最新のデータに書き
換えられる。
The RAM 43 stores the output signal from each sensor, the calculation result of the CPU 41, and the like. The calculation result is, for example, the engine speed calculated based on the time interval at which the crank position sensor 4 outputs a pulse signal. These data are rewritten to the latest data each time the crank position sensor 4 outputs a pulse signal.

【0079】前記バックアップRAM44は、内燃機関
1の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリ
である。
The backup RAM 44 is a non-volatile memory capable of storing data even after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped.

【0080】前記CPU41は、前記ROM42に記憶
されたアプリケーションプログラムに従って動作して、
燃料噴射制御、吸気絞り制御、VNT制御、EGR制御
などの周知の制御に加え、本発明の要旨となるパティキ
ュレートフィルタ29のPM捕集量判定制御を実行す
る。
The CPU 41 operates according to the application program stored in the ROM 42,
In addition to known control such as fuel injection control, intake throttle control, VNT control, and EGR control, PM trapping amount determination control of the particulate filter 29, which is the gist of the present invention, is executed.

【0081】以下、本実施の形態におけるPM捕集量判
定制御について述べる。
The PM trapping amount determination control in this embodiment will be described below.

【0082】パティキュレートフィルタ29にPMが捕
集されるとパティキュレートフィルタ29内の排気通路
が狭められるため、図3に示されるように、パティキュ
レートフィルタ29のPM捕集量が増加するほどパティ
キュレートフィルタ29内の排気抵抗が高くなる。
When PM is collected by the particulate filter 29, the exhaust passage in the particulate filter 29 is narrowed. Therefore, as shown in FIG. 3, as the amount of PM collected by the particulate filter 29 increases, the amount of particulate matter increases. The exhaust resistance in the curate filter 29 becomes high.

【0083】このようにPM捕集量の増加によりパティ
キュレートフィルタ29内の排気抵抗が高くなると、内
燃機関1に作用する背圧が上昇するため、それに応じて
内燃機関1の吸入空気量が減少することになる。
If the exhaust gas resistance in the particulate filter 29 becomes higher due to the increase in the amount of trapped PM, the back pressure acting on the internal combustion engine 1 rises, and the intake air amount of the internal combustion engine 1 decreases accordingly. Will be done.

【0084】従って、内燃機関1が同一の運転状態とな
る状況下では、図4に示されるように、パティキュレー
トフィルタ29のPM捕集量が増加するほど内燃機関1
の吸入空気量が減少することになる。
Therefore, under the condition where the internal combustion engine 1 is in the same operating state, as shown in FIG. 4, the internal combustion engine 1 increases as the PM trapping amount of the particulate filter 29 increases.
Therefore, the intake air amount will be reduced.

【0085】この結果、内燃機関1の吸入空気量(エア
フローメータ17の出力信号)をパラメータとしてパテ
ィキュレートフィルタ29のPM捕集量を推定すること
が可能となる。
As a result, it becomes possible to estimate the PM trapping amount of the particulate filter 29 using the intake air amount of the internal combustion engine 1 (output signal of the air flow meter 17) as a parameter.

【0086】ところで、内燃機関1の吸入空気量は、パ
ティキュレートフィルタ29のPM捕集量のみならず、
吸気絞り弁21の開度やEGR弁101の開度に応じて
も変化するため、パティキュレートフィルタ29のPM
捕集量を推定する際には、吸気絞り弁21の開度及びE
GR弁101の開度を全開に固定することが好ましい。
By the way, the intake air amount of the internal combustion engine 1 is not limited to the PM trapping amount of the particulate filter 29.
The PM of the particulate filter 29 changes because it also changes depending on the opening of the intake throttle valve 21 and the opening of the EGR valve 101.
When estimating the collection amount, the opening degree of the intake throttle valve 21 and E
It is preferable to fix the opening degree of the GR valve 101 to be fully open.

【0087】更に、内燃機関1の吸入空気量は、可変ノ
ズル式遠心過給器19のノズル開度によっても変化す
る。これは、可変ノズル式遠心過給器19のノズル開度
に応じて吸気の過給圧が変化するとともに内燃機関1に
作用する背圧が変化するからである。
Furthermore, the intake air amount of the internal combustion engine 1 also changes depending on the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger 19. This is because the supercharging pressure of the intake air changes and the back pressure acting on the internal combustion engine 1 changes according to the nozzle opening degree of the variable nozzle centrifugal supercharger 19.

【0088】これに対し、可変ノズル式遠心過給器19
のノズル開度を全閉あるいは全開に固定した上でパティ
キュレートフィルタ29のPM捕集量を推定する方法が
考えられる。
On the other hand, the variable nozzle type centrifugal supercharger 19
A method of estimating the PM trapping amount of the particulate filter 29 after fixing the nozzle opening of No. 3 to fully closed or fully opened is conceivable.

【0089】ところで、本実施の形態では、可変ノズル
式遠心過給器19がパティキュレートフィルタ29より
上流に配置されるため、そのような状況下で可変ノズル
式遠心過給器19のノズル開度が全閉にされると、可変
ノズル式遠心過給器19より上流の排気圧力が上昇する
一方で可変ノズル式遠心過給器19より下流の排気圧力
が低下する。すなわち、可変ノズル式遠心過給器19の
ノズル開度が全閉にされると、パティキュレートフィル
タ29に流入する排気の圧力が低下することになる。
In the present embodiment, the variable nozzle type centrifugal supercharger 19 is arranged upstream of the particulate filter 29. Therefore, the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger 19 is set under such a condition. Is fully closed, the exhaust pressure upstream of the variable nozzle centrifugal supercharger 19 increases, while the exhaust pressure downstream of the variable nozzle centrifugal supercharger 19 decreases. That is, when the opening degree of the nozzle of the variable nozzle type centrifugal supercharger 19 is fully closed, the pressure of the exhaust gas flowing into the particulate filter 29 decreases.

【0090】ここで、パティキュレートフィルタ29の
PM捕集量に起因した背圧の上昇は、パティキュレート
フィルタ29に流入する排気の圧力が高くなるほど顕著
に現れる。
Here, the rise of the back pressure due to the amount of trapped PM in the particulate filter 29 becomes more remarkable as the pressure of the exhaust gas flowing into the particulate filter 29 becomes higher.

【0091】従って、可変ノズル式遠心過給器19のノ
ズル開度が全閉されることによってパティキュレートフ
ィルタ29に流入する排気の圧力が低下すると、背圧が
上昇し難くなるとともに吸入空気量の減少量も少なくな
り易い。
Therefore, when the pressure of the exhaust gas flowing into the particulate filter 29 decreases due to the nozzle opening of the variable nozzle centrifugal supercharger 19 being fully closed, the back pressure becomes difficult to rise and the intake air amount The amount of decrease tends to be small.

【0092】更に、可変ノズル式遠心過給器19のノズ
ル開度が吸入空気量に与える影響は開き側に対して閉じ
側の方が大きいため、全閉制御された時の実際のノズル
開度が煤の堆積等によって毎回異なるような事態が発生
した場合には、PM捕集量と吸入空気量との相関関係が
成立し難くい。
Further, the influence of the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger 19 on the intake air amount is larger on the open side than on the open side. Therefore, the actual nozzle opening when fully closed is controlled. When a situation in which the amount of soot changes every time due to the accumulation of soot or the like, it is difficult to establish the correlation between the amount of trapped PM and the amount of intake air.

【0093】これらの事情を考慮すると、可変ノズル式
遠心過給器19のノズル開度が全閉制御された際の吸入
空気量をパラメータとしてパティキュレートフィルタ2
9のPM捕集量を推定する方法は適当ではないと言え
る。
In consideration of these circumstances, the particulate filter 2 is set with the intake air amount when the nozzle opening of the variable nozzle centrifugal supercharger 19 is fully closed as a parameter.
It can be said that the method of estimating the PM trapping amount of 9 is not appropriate.

【0094】そこで、本実施の形態に係るPM捕集量判
定制御では、CPU41は、吸気絞り弁21の開度、E
GR弁101の開度、及び可変ノズル式遠心過給器19
のノズル開度を全開に制御した上で、エアフローメータ
17の出力信号をパラメータとしたPM捕集量の推定を
行うようにした。
Therefore, in the PM trapping amount determination control according to this embodiment, the CPU 41 controls the opening degree of the intake throttle valve 21, E
Opening degree of GR valve 101 and variable nozzle type centrifugal supercharger 19
After controlling the nozzle opening to be fully opened, the PM collection amount is estimated using the output signal of the air flow meter 17 as a parameter.

【0095】但し、内燃機関1が通常の運転状態にある
ときに、吸気絞り弁21の開度、EGR弁101の開
度、及び可変ノズル式遠心過給器19のノズル開度が全
開にされると、内燃機関1の運転状態及びトルクが不用
意に変化してドライバビリティの低下を招くことになる
ため、本実施の形態では、内燃機関1が減速運転状態に
あることを条件に吸気絞り弁21の開度、EGR弁10
1の開度、及び可変ノズル式遠心過給器19のノズル開
度を全開に制御してPM捕集量の推定を行うものとす
る。
However, when the internal combustion engine 1 is in a normal operating state, the opening degree of the intake throttle valve 21, the opening degree of the EGR valve 101, and the nozzle opening degree of the variable nozzle type centrifugal supercharger 19 are fully opened. Then, the operating state and torque of the internal combustion engine 1 are changed carelessly, which leads to a decrease in drivability. Therefore, in the present embodiment, the intake throttle is conditioned on the condition that the internal combustion engine 1 is in the decelerating operating state. Opening of valve 21, EGR valve 10
The PM trapping amount is estimated by controlling the opening degree of 1 and the nozzle opening degree of the variable nozzle type centrifugal supercharger 19 to be fully opened.

【0096】以下、本実施の形態に係るPM捕集量判定
制御について図5に沿って具体的に説明する。
The PM trapping amount determination control according to this embodiment will be specifically described below with reference to FIG.

【0097】図5は、PM捕集量判定制御ルーチンを示
すフローチャート図である。このPM捕集量判定制御ル
ーチンは、CPU41によって所定時間毎(例えば、ク
ランクポジションセンサ4がパルス信号を出力する度)
に繰り返し実行されるルーチンである。
FIG. 5 is a flow chart showing the PM trapping amount determination control routine. This PM trapping amount determination control routine is executed by the CPU 41 at predetermined time intervals (for example, every time the crank position sensor 4 outputs a pulse signal).
Is a routine that is repeatedly executed.

【0098】PM捕集量判定制御ルーチンでは、CPU
41は、先ずS501において、RAM43から機関回
転数:Ne、エアフローメータ17の出力信号値(吸入空
気量):Gn、燃料噴射量:Q、アクセルポジションセン
サ33の出力信号値(アクセル開度):Accpを読み込
む。
In the PM trapping amount determination control routine, the CPU
In S501, first, in S501, the engine rotation speed: Ne, the output signal value of the air flow meter 17 (intake air amount): Gn, the fuel injection amount: Q, the output signal value of the accelerator position sensor 33 (accelerator opening degree): Read Accp.

【0099】S502では、CPU41は、前記S50
1で読み込まれた機関回転数:Ne、燃料噴射量:Q、及
びアクセル開度:Accpをパラメータとして、内燃機関1
が減速運転状態にあるか否かを判別する。例えば、CP
U41は、機関回転数:Neが所定回転数以上であり、燃
料噴射量:Qが“0”であり、更にアクセル開度:Accp
が全閉であることを条件に内燃機関1が減速運転状態に
あると判定する。
In S502, the CPU 41 causes the S50
Internal combustion engine 1 with the engine speed: Ne, fuel injection amount: Q, and accelerator opening: Accp read in 1 as parameters
Is in the deceleration operation state. For example, CP
In U41, the engine speed: Ne is a predetermined speed or more, the fuel injection amount: Q is “0”, and the accelerator opening degree: Accp
Is determined to be fully closed, it is determined that the internal combustion engine 1 is in the deceleration operation state.

【0100】前記S502において内燃機関1が減速運
転状態にないと判定された場合は、CPU41は、本ル
ーチンの実行を一旦終了する。
When it is determined in S502 that the internal combustion engine 1 is not in the decelerating operation state, the CPU 41 once terminates the execution of this routine.

【0101】一方、前記S502において内燃機関1が
減速運転状態にあると判定された場合は、CPU41
は、S503へ進む。S503では、CPU41は、吸
気絞り弁21、EGR弁101、及び可変ノズル式遠心
過給器19のノズルベーンを全開とすべく吸気絞り用ア
クチュエータ21a、EGR弁101、及びVNT用ア
クチュエータ19cを制御する。
On the other hand, if it is determined in S502 that the internal combustion engine 1 is in the decelerating operation state, the CPU 41
Advances to S503. In S503, the CPU 41 controls the intake throttle actuator 21a, the EGR valve 101, and the VNT actuator 19c to fully open the intake throttle valve 21, the EGR valve 101, and the nozzle vane of the variable nozzle centrifugal supercharger 19.

【0102】S504では、CPU41は、現時点にお
ける最新の機関回転数:Neとエアフローメータ17の出
力信号値(実吸入空気量):実GnとをRAM43から読
み込む。
In S504, the CPU 41 reads from the RAM 43 the latest engine speed: Ne and the output signal value of the air flow meter 17 (actual intake air amount): actual Gn.

【0103】S505では、予めROM42に記憶され
ている基準吸入空気量制御マップへアクセスし、前記S
504で読み込まれた機関回転数:Neに対応した基準吸
入空気量:Gnbaseを算出する。
In S505, the reference intake air amount control map stored in the ROM 42 in advance is accessed,
A reference intake air amount: Gnbase corresponding to the engine speed: Ne read in 504 is calculated.

【0104】前記した基準吸入空気量制御マップは、パ
ティキュレートフィルタ29にPMが捕集されておら
ず、内燃機関1が減速運転状態にあり、吸気絞り弁21
が全開であり、EGR弁101が全開であり、更に可変
ノズル式遠心過給器19のノズルベーンが全開である条
件下における機関回転数と吸入空気量(基準吸入空気
量)との関係を示すマップである。
According to the above reference intake air amount control map, PM is not trapped in the particulate filter 29, the internal combustion engine 1 is in the decelerating operation state, and the intake throttle valve 21
Is a full open state, the EGR valve 101 is a full open state, and the nozzle vane of the variable nozzle centrifugal supercharger 19 is a full open map showing the relationship between the engine speed and the intake air amount (reference intake air amount). Is.

【0105】S506では、CPU41は、前記S50
5で算出された基準吸入空気量:Gnbaseから前記S50
4で読み込まれた実吸入空気量:実Gnを減算して差分:
△Gnを算出する。
In S506, the CPU 41 causes the S50
Reference intake air amount calculated in step 5: Gnbase to the above S50
Actual intake air amount read in step 4: Difference by subtracting actual Gn:
Calculate ΔGn.

【0106】S507では、CPU41は、前記差分:
△Gnをパティキュレートフィルタ29のPM捕集量:P
Mに換算する。その際、差分:△GnとPM捕集量:PM
との関係を予め実験的に求めておき、それらの関係をマ
ップ化してROM42に記憶しておくようにしてもよ
い。
In S507, the CPU 41 causes the difference:
ΔGn is the amount of PM trapped by the particulate filter 29: P
Convert to M. At that time, difference: △ Gn and PM collection amount: PM
It is also possible to experimentally obtain the relationship with and to map the relationship and store it in the ROM 42.

【0107】S508では、CPU41は、前記S50
7で算出されたPM捕集量:PMが予め設定されている
PM捕集量の上限値(PM捕集量上限値):PMmax以
上であるか否かを判別する。
In S508, the CPU 41 causes the CPU 50 to execute the above S50.
PM collection amount calculated in 7: PM is determined whether it is equal to or more than a preset upper limit value of PM collection amount (PM collection amount upper limit value): PMmax.

【0108】S508において前記PM捕集量:PMが
PM捕集量上限値:PMmax未満であると判定された場
合は、CPU41は、パティキュレートフィルタ29の
PM捕集能力を再生させる必要がないとみなし、本ルー
チンの実行を一旦終了する。
When it is determined in S508 that the PM trapping amount: PM is less than the PM trapping amount upper limit value: PMmax, the CPU 41 does not need to regenerate the PM trapping ability of the particulate filter 29. Assumed, execution of this routine is once terminated.

【0109】一方、前記S508において前記PM捕集
量:PMがPM捕集量上限値:PMmax以上であると判
定された場合は、CPU41は、パティキュレートフィ
ルタ29のPM捕集能力を再生させる必要があるとみな
し、S509においてPM再生処理を実行する。
On the other hand, when it is determined in S508 that the PM trapping amount: PM is equal to or more than the PM trapping amount upper limit value: PMmax, the CPU 41 needs to regenerate the PM trapping ability of the particulate filter 29. Therefore, PM reproduction processing is executed in S509.

【0110】PM再生処理では、CPU41は、例え
ば、PMが燃焼し得る温度域まで排気温度を高めるべく
排気昇温制御を実行する。排気昇温制御の実行方法とし
ては、通常の燃料噴射(主燃料噴射)に加えて各気筒2
の膨張行程時に追加の燃料噴射(膨張行程噴射)を行う
方法、主燃料噴射に加えて各気筒2の排気行程時に追加
の燃料噴射(排気行程噴射)を行うことで未燃の燃料を
パティキュレートフィルタ29へ供給して燃焼させる方
法などを例示することができる。
In the PM regeneration process, the CPU 41 executes the exhaust gas temperature raising control in order to raise the exhaust gas temperature to a temperature range where PM can burn, for example. As a method of executing the exhaust gas temperature raising control, in addition to normal fuel injection (main fuel injection), each cylinder 2
Of unburned fuel by performing additional fuel injection (expansion stroke injection) during the expansion stroke of the cylinder, and performing additional fuel injection (exhaust stroke injection) during the exhaust stroke of each cylinder 2 in addition to the main fuel injection It is possible to exemplify a method of supplying to the filter 29 for combustion.

【0111】このようにしてPM再生処理が実行される
と、パティキュレートフィルタ29に捕集されていたP
Mが燃焼してパティキュレートフィルタ29から除去さ
れ、以てパティキュレートフィルタ29のPM捕集能力
が再生される。
When the PM regeneration process is executed in this manner, the P collected in the particulate filter 29 is collected.
M burns and is removed from the particulate filter 29, and the PM trapping ability of the particulate filter 29 is regenerated.

【0112】このようにCPU41がPM捕集量判定制
御を実行すると、吸気絞り弁21、EGR弁101、及
び可変ノズル式遠心過給器19のノズルベーンが全開で
ある時の吸入空気量をパラメータとしてパティキュレー
トフィルタ29のPM捕集量が判定されることになるた
め、可変ノズル式遠心過給器19のノズル開度に起因し
た不用意な吸入空気量の変化が防止されることになる。
その結果、パティキュレートフィルタ29のPM捕集量
を判定する際に検出される吸入空気量がパティキュレー
トフィルタ29のPM捕集量と相関のある量となり、以
て、パティキュレートフィルタ29のPM捕集量が精度
良く判定されるようになる。
When the CPU 41 executes the PM trapping amount determination control in this manner, the intake air amount when the intake vane valve 21, the EGR valve 101, and the nozzle vane of the variable nozzle type centrifugal supercharger 19 are fully opened is used as a parameter. Since the PM trapping amount of the particulate filter 29 is determined, the careless change of the intake air amount due to the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger 19 is prevented.
As a result, the intake air amount detected when determining the PM trapping amount of the particulate filter 29 becomes an amount that is correlated with the PM trapping amount of the particulate filter 29, and thus the PM trapping amount of the particulate filter 29. The collection amount can be accurately determined.

【0113】[0113]

【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置に
よれば、排気中の微粒子を捕集する捕集機構と可変ノズ
ル式遠心過給器とを備えた内燃機関において、内燃機関
の吸入空気量をパラメータとして捕集機構の微粒子捕集
量を精度良く推定することが可能となる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, in an internal combustion engine provided with a collecting mechanism for collecting fine particles in exhaust gas and a variable nozzle type centrifugal supercharger, the intake of the internal combustion engine It becomes possible to accurately estimate the amount of trapped particulates in the trapping mechanism using the amount of air as a parameter.

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

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

【図2】 ECUの内部構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the ECU.

【図3】 パティキュレートフィルタ内の排気抵抗とP
M捕集量との関係を示す図
[Fig. 3] Exhaust resistance and P in the particulate filter
Diagram showing the relationship with the amount of M trapped

【図4】 パティキュレートフィルタのPM捕集量と内
燃機関の吸入空気量との関係を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a PM trapping amount of a particulate filter and an intake air amount of an internal combustion engine.

【図5】 PM捕集量判定制御ルーチンを示すフローチ
ャート図
FIG. 5 is a flowchart showing a PM trapping amount determination control routine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・内燃機関 17・・・エアフローメータ 19・・・可変ノズル式遠心過給器 19a・・コンプレッサハウジング 19b・・タービンハウジング 19c・・VNT用アクチュエータ 21・・・吸気絞り弁 29・・・パティキュレートフィルタ(捕集機構) 31・・・ECU 41・・・CPU 101・・EGR弁 1 ... Internal combustion engine 17 ... Air flow meter 19 ... Variable nozzle type centrifugal supercharger 19a ... Compressor housing 19b .. Turbine housing 19c ··· VNT actuator 21 ... Intake throttle valve 29 ... Particulate filter (collection mechanism) 31 ... ECU 41 ... CPU 101 ... EGR valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02B 37/24 F02D 9/02 315B 3G092 F02D 9/02 315 315K 3G301 21/08 301B 4D058 21/08 301 311B 311 41/12 360 41/12 360 43/00 301K 43/00 301 301N 301R 301T 45/00 314F 45/00 314 314Z F02M 25/07 570G F02M 25/07 570 570J 570P B01D 46/42 A // B01D 46/42 F02B 37/12 301Q (72)発明者 林 孝太郎 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 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 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) 3G005 EA15 EA16 FA35 GA04 GB25 GD03 HA12 HA19 JA12 JA13 JA16 JA39 JA42 JA45 3G062 AA01 BA02 BA04 BA05 BA06 CA05 ED08 GA01 GA04 GA06 GA08 GA09 GA12 3G065 AA01 AA03 AA04 CA12 DA04 DA15 EA05 EA10 FA14 GA05 GA08 GA09 GA10 GA27 GA41 GA46 HA06 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 KA12 3G084 AA01 AA03 BA05 BA08 BA09 BA13 BA15 BA20 BA24 CA06 DA10 DA27 EA11 EB22 FA07 FA10 FA20 FA27 FA33 FA38 3G090 AA03 CA01 DA01 DA09 DA11 DA12 DA14 DA18 DA20 EA05 EA06 EA07 3G092 AA02 AA06 AA13 AA17 AA18 AB03 AB20 BA01 BA04 BB01 BB10 DB03 DC03 DC09 DC14 DF01 DF02 DF06 EA01 EA02 FA18 FA36 FB06 GA13 GB08 HA01Y HA01Z HA07Y HA07Z HD01Y HD01Z HE02Y HE02Z HE03Y HE03Z HE08Y HE08Z HF09Y HF09Z 3G301 HA02 HA04 HA06 HA11 HA13 JA15 JA24 JB09 KA16 KA17 KA18 KB07 LA03 LB11 MA01 MA11 MA18 NE01 NE06 PA02B PA02Z PA12B PA12Z PA14B PA14Z PA17B PA17Z PD11B PD11Z PE02B PE02Z PE03B PE03Z PE08B PE08Z PF04B PF04Z 4D058 MA44 MA54 PA05 SA08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02B 37/24 F02D 9/02 315B 3G092 F02D 9/02 315 315K 3G301 21/08 301B 4D058 21/08 301 311B 311 41/12 360 41/12 360 360 43/00 301K 43/00 301 301N 301R 301T 45/00 314F 45/00 314 314Z F02M 25/07 570G F02M 25/07 570 570J 570P B01D 46/42 A // B01D 46 / 42 F02B 37/12 301Q (72) Inventor Kotaro Hayashi 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Naofumi Kumada 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Shinobu Ishiyama 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inventor, Toyota Automobile Co., Ltd. (72) Daisuke Shibata 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inventor, Toyota Automobile Co., Ltd. (72) Takahiro Owa 1 Toyota Town, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Akihiko Negami 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi F-term inside Toyota Motor Co., Ltd. (reference) 3G005 EA15 EA16 FA35 GA04 GB25 GD03 HA12 HA19 JA12 JA13 JA16 JA39 JA42 JA45 3G062 AA01 BA02 BA04 BA05 BA06 CA05 ED08 GA01 GA04 GA06 GA08 GA09 GA12 3G065 AA01 AA03 AA04 CA12 DA04 DA15 EA05 EA10 FA14 GA05 GA08 GA09 GA10 GA27 GA41 GA46 HA06 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 BA05 BA08 BA15 BA08 BA08 BA08 BA08 BA08 BA08 BA08 BA08 BA08 BA08 BA08 BA08 BA08 BA08 BA08 EB22 FA07 FA10 FA20 FA27 FA33 FA38 3G090 AA03 CA01 DA01 DA09 DA11 DA12 DA14 DA18 DA20 EA05 EA06 EA07 3G092 AA02 AA06 AA13 AA17 AA18 AB03 AB20 BA01 BA04 BB01 BB10 DB03 DC03 DC09 DC14 DF01 DF02 DF06 EA01 EA02 FA18 FA36 FB06 GA13 GB08 HA01Y HA01Z HA07Y HA0 7Z HD01Y HD01Z HE02Y HE02Z HE03Y HE03Z HE08Y HE08Z HF09Y HF09Z 3G301 HA02 HA04 HA06 HA11 HA13 JA15 JA24 JB09 KA16 KA17 KA18 KB07 LA03 LB11 MA01 MA11 MA18 NE01 NE06 PA02B PA02Z PA12B PA12Z PA14B PA14Z PA17B PA17Z PD11B PD11Z PE02B PE02Z PE03B PE03Z PE08B PE08Z PF04B PF04Z 4D058 MA44 MA54 PA05 SA08

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の吸気通路及び排気通路に設け
られた可変ノズル式遠心過給器と、 前記内燃機関の排気通路に設けられ、排気中に含まれる
微粒子を捕集する捕集機構と、 前記内燃機関が減速運転状態にあるときに前記可変ノズ
ル式遠心過給器のノズル開度を全開に制御する制御手段
と、 前記内燃機関が減速運転状態にあり且つ前記可変ノズル
式遠心過給器のノズル開度が全開である時の前記内燃機
関の吸入空気量を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された吸入空気量をパラメータ
として前記捕集機構の微粒子捕集量を推定する推定手段
と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装
置。
1. A variable nozzle centrifugal supercharger provided in an intake passage and an exhaust passage of an internal combustion engine, and a collection mechanism provided in the exhaust passage of the internal combustion engine for collecting fine particles contained in exhaust gas. A control means for controlling the nozzle opening of the variable nozzle centrifugal supercharger to be fully opened when the internal combustion engine is in a deceleration operation state; and the variable nozzle centrifugal supercharger in which the internal combustion engine is in a deceleration operation state. Detecting means for detecting the intake air amount of the internal combustion engine when the nozzle opening of the container is fully opened, and estimating the particulate collection amount of the collection mechanism using the intake air amount detected by the detection means as a parameter An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, comprising: an estimating unit.
【請求項2】 前記内燃機関の吸気通路に設けられ、該
吸気通路を流れる空気の流量を絞る吸気絞り弁を更に備
え、 前記制御手段は、前記内燃機関が減速運転状態にあると
きに前記可変ノズル式遠心過給器のノズル開度及び前記
吸気絞り弁の開度を全開に制御し、 前記検出手段は、前記内燃機関が減速運転状態にあり且
つ前記可変ノズル式遠心過給器のノズル開度及び前記吸
気絞り弁の開度が全開である時の前記内燃機関の吸入空
気量を検出し、 前記推定手段は、前記検出手段により検出された吸入空
気量をパラメータとして前記捕集機構の微粒子捕集量を
推定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の
排気浄化装置。
2. An intake air throttle valve that is provided in an intake passage of the internal combustion engine and throttles a flow rate of air flowing through the intake passage, wherein the control means changes the variable when the internal combustion engine is in a deceleration operation state. The nozzle opening of the nozzle type centrifugal supercharger and the opening degree of the intake throttle valve are controlled to be fully opened, and the detection means is configured such that the internal combustion engine is in a decelerating operation state and the nozzle opening of the variable nozzle type centrifugal supercharger. Degree and the intake air amount of the internal combustion engine when the opening degree of the intake throttle valve is fully opened, the estimating means uses the intake air amount detected by the detecting means as a parameter, and the fine particles of the collecting mechanism. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a trapped amount is estimated.
【請求項3】 前記内燃機関の排気通路を流れる排気の
一部を吸気通路へ還流させるEGR通路と、 前記EGR通路を流れる排気の流量を調節するEGR弁
と、を更に備え、 前記制御手段は、前記内燃機関が減速運転状態にあると
きに前記可変ノズル式遠心過給器のノズル開度及び前記
EGR弁の開度を全開に制御し、 前記検出手段は、前記内燃機関が減速運転状態にあり且
つ前記可変ノズル式遠心過給器のノズル開度及び前記E
GR弁の開度が全開である時の前記内燃機関の吸入空気
量を検出し、 前記推定手段は、前記検出手段により検出された吸入空
気量をパラメータとして前記捕集機構の微粒子捕集量を
推定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の
排気浄化装置。
3. An EGR passage that recirculates a portion of the exhaust gas flowing through the exhaust passage of the internal combustion engine to an intake passage, and an EGR valve that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the EGR passage. When the internal combustion engine is in a decelerating operation state, the nozzle opening of the variable nozzle centrifugal supercharger and the opening degree of the EGR valve are controlled to be fully opened, and the detecting means sets the internal combustion engine to a decelerating operating state. And the nozzle opening of the variable nozzle centrifugal supercharger and the E
The amount of intake air of the internal combustion engine when the opening degree of the GR valve is fully opened is detected, and the estimation unit uses the amount of intake air detected by the detection unit as a parameter to determine the amount of particulate collection of the collection mechanism. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1, which is estimated.
【請求項4】 前記内燃機関の吸気通路に設けられ、該
吸気通路を流れる空気の流量を絞る吸気絞り弁と、 前記内燃機関の排気通路を流れる排気の一部を吸気通路
へ還流させるEGR通路と、 前記EGR通路を流れる排気の流量を調節するEGR弁
と、を更に備え、 前記制御手段は、前記内燃機関が減速運転状態にあると
きに前記可変ノズル式遠心過給器のノズル開度と前記吸
気絞り弁の開度と前記EGR弁の開度とを全開に制御
し、 前記検出手段は、前記内燃機関が減速運転状態にあり、
且つ、前記可変ノズル式遠心過給器のノズル開度と前記
吸気絞り弁の開度と前記EGR弁の開度とが全開である
時の前記内燃機関の吸入空気量を検出し、 前記推定手段は、前記検出手段により検出された吸入空
気量をパラメータとして前記捕集機構の微粒子捕集量を
推定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の
排気浄化装置。
4. An intake throttle valve provided in an intake passage of the internal combustion engine for reducing a flow rate of air flowing through the intake passage, and an EGR passage for returning a part of exhaust gas flowing through the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage. And an EGR valve that adjusts a flow rate of exhaust gas flowing through the EGR passage, and the control unit controls a nozzle opening degree of the variable nozzle centrifugal supercharger when the internal combustion engine is in a deceleration operation state. The opening degree of the intake throttle valve and the opening degree of the EGR valve are controlled to be fully opened, and the detection means is configured such that the internal combustion engine is in a deceleration operation state,
Further, the intake air amount of the internal combustion engine is detected when the nozzle opening of the variable nozzle centrifugal supercharger, the opening of the intake throttle valve, and the opening of the EGR valve are fully opened, and the estimating means is provided. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the particulate matter trapping amount of the trapping mechanism is estimated using the intake air amount detected by the detecting means as a parameter.
【請求項5】 前記検出手段により検出された吸入空気
量が所定量を下回った場合に、前記捕集機構に詰まりが
発生していると判定する判定手段を更に備えることを特
徴とする請求項1〜請求項4の何れか一に記載の内燃機
関の排気浄化装置。
5. A determination means is further provided for determining that the trapping mechanism is clogged when the amount of intake air detected by the detection means falls below a predetermined amount. An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008002351A (en) * 2006-06-22 2008-01-10 Toyota Motor Corp Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine

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