JP2008106685A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2008106685A JP2006290873A JP2006290873A JP2008106685A JP 2008106685 A JP2008106685 A JP 2008106685A JP 2006290873 A JP2006290873 A JP 2006290873A JP 2006290873 A JP2006290873 A JP 2006290873A JP 2008106685 A JP2008106685 A JP 2008106685A
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Kenichi Tsujimoto
健一 辻本
Tomihisa Oda
富久 小田
Takanobu Ueda
貴宣 植田
Kuniaki Niimi
国明 新美
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine capable of appropriately continuing S-regeneration and PM-regeneration even under a low load condition of the internal combustion engine. <P>SOLUTION: The exhaust emission control device for the internal combustion engine adds fuel for recovering an exhaust emission capacity of the exhaust emission control device, or the like. An electric heating type catalyst is arranged in a spray reach section by an injector and raises temperature by electricity supply. A regeneration control means executes control supplying electricity to the electric heating type catalyst and continuing S-regeneration and PM-regeneration when low load operation continues for a predetermined period of time after start of S-regeneration and PM-regeneration. Temperature of the added fuel and exhaust gas is raised and temperature of an exhaust gas passage and the exhaust emission control device rise by supplying electricity to the electric heating type catalyst in such a manner. Consequently, since the exhaust emission control device or the like can be maintained at appropriate temperature even under a low load condition of the internal combustion engine, S-regeneration and PM-regeneration can be appropriately continued. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気ガスを浄化するための制御を行う内燃機関の排気浄化制御装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification control device for an internal combustion engine that performs control for purifying exhaust gas of the internal combustion engine.

従来から、内燃機関の排気通路に設けられた触媒の排気浄化能力を回復等させるために、排気ガス中に還元剤として燃料を添加する制御が行われている。例えば、特許文献1には、排気マニホールドに燃料を添加するシステムにおいて、ターボ過給機の上流側に燃料改質触媒を配置させ、添加燃料を改質すると共に、添加燃料の排気通路内壁への付着を抑制する技術が記載されている。その他に、本発明に関連する技術が特許文献2及び3に記載されている。   Conventionally, in order to recover the exhaust purification ability of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, control for adding fuel as a reducing agent to exhaust gas has been performed. For example, in Patent Document 1, in a system for adding fuel to an exhaust manifold, a fuel reforming catalyst is disposed on the upstream side of a turbocharger to reform the added fuel and to the inner wall of the exhaust passage of the added fuel. Techniques for suppressing adhesion are described. In addition, Patent Documents 2 and 3 describe techniques related to the present invention.

特開2005−76530号公報JP 2005-76530 A 特開2005−105828号公報JP 2005-105828 A 特開2005−61234号公報JP 2005-61234 A

しかしながら、上記した特許文献1に記載された技術においては、燃料改質触媒が成り行きで温度制御されるため、エンジン低負荷時などにおいて活性度が低くなる傾向にあった。そのため、エンジン低負荷時などにおいて、触媒に対する硫黄被毒回復(以下、「S再生」とも呼ぶ。)やPM(Particulate Matter)再生を適切に継続させることが困難であった。また、上記した特許文献2及び3に記載された技術でも、エンジン低負荷時などにおいて、S再生やPM再生を適切に実行することが困難であった。   However, in the technique described in Patent Document 1 described above, since the temperature of the fuel reforming catalyst is controlled according to the circumstances, the activity tends to be low when the engine is under a low load. For this reason, it has been difficult to properly continue sulfur poisoning recovery (hereinafter also referred to as “S regeneration”) and PM (Particulate Matter) regeneration to the catalyst when the engine is under a low load. In addition, even with the techniques described in Patent Documents 2 and 3 described above, it is difficult to appropriately perform S regeneration and PM regeneration when the engine is under a low load.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の低負荷状態においても、S再生及びPM再生を適切に継続することが可能な内燃機関の排気浄化制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an exhaust purification control device for an internal combustion engine capable of appropriately continuing S regeneration and PM regeneration even in a low load state of the internal combustion engine. The purpose is to provide.

本発明の1つの観点では、内燃機関の排気通路に設けられた排気を浄化する排気浄化装置に対して燃料を添加する内燃機関の排気浄化制御装置は、前記燃料を添加するインジェクタによる噴霧到達箇所に配置され、通電されることにより昇温する電気加熱式触媒と、前記排気浄化装置に対する硫黄被毒回復又はPM再生の開始後に所定期間の低負荷運転が継続したときに、前記電気加熱式触媒を通電すると共に、前記硫黄被毒回復又はPM再生を継続する再生制御手段と、を備えることを特徴とする。   In one aspect of the present invention, an exhaust gas purification control device for an internal combustion engine that adds fuel to an exhaust gas purification device that purifies exhaust gas provided in an exhaust passage of the internal combustion engine is a spray arrival point by the injector that adds the fuel. An electrically heated catalyst that is heated by being energized, and when the low load operation for a predetermined period is continued after the start of sulfur poisoning recovery or PM regeneration to the exhaust gas purification device, the electrically heated catalyst And a regeneration control means for continuing the sulfur poisoning recovery or PM regeneration.

上記の内燃機関の排気浄化制御装置は、排気を浄化する排気浄化装置の排気浄化能力を回復等させるために、排気浄化装置に燃料を添加するために好適に利用される。電気加熱式触媒は、燃料を添加するインジェクタによる噴霧到達箇所に配置され、通電されることにより昇温する触媒である。また、再生制御手段は、排気浄化装置に対する硫黄被毒回復(S再生)又はPM再生の開始後に所定期間の低負荷運転が継続したときに、電気加熱式触媒を通電すると共に、S再生又はPM再生を継続する制御を行う。このように電気加熱式触媒を通電することにより電気加熱式触媒が昇温するため、添加された燃料や排気ガスの温度が上昇して、排気通路や排気浄化装置も昇温することとなる。したがって、内燃機関が低負荷状態にあっても、排気浄化装置などを適切な温度に維持することができるため、適切に排気浄化装置のS再生及びPM再生を継続することが可能となる。また、上記のように低負荷運転時においてS再生又はPM再生を継続した場合、電気加熱式触媒を通電することによって排気通路などが昇温されるため、添加された燃料は排気通路などにほとんど付着しないと言える。以上より、上記の内燃機関の排気浄化制御装置によれば、内燃機関が低負荷状態やアイドル状態にあっても、適切に排気浄化装置のS再生及びPM再生を継続することが可能となる。   The exhaust gas purification control device for an internal combustion engine is preferably used for adding fuel to the exhaust gas purification device in order to recover the exhaust gas purification capability of the exhaust gas purification device that purifies the exhaust gas. The electrically heated catalyst is a catalyst that is disposed at a spray arrival point by an injector to which fuel is added and that is heated when energized. Further, the regeneration control means energizes the electrically heated catalyst when the low load operation for a predetermined period is continued after the start of the sulfur poisoning recovery (S regeneration) or PM regeneration to the exhaust purification device, and the S regeneration or PM Control to continue playback. Since the temperature of the electrically heated catalyst is raised by energizing the electrically heated catalyst in this way, the temperature of the added fuel and exhaust gas rises, and the temperature of the exhaust passage and the exhaust purification device also rises. Therefore, even when the internal combustion engine is in a low load state, the exhaust purification device and the like can be maintained at an appropriate temperature, and therefore it is possible to appropriately continue the S regeneration and PM regeneration of the exhaust purification device. Moreover, when S regeneration or PM regeneration is continued during low load operation as described above, the temperature of the exhaust passage and the like is increased by energizing the electrically heated catalyst. It can be said that it does not adhere. As described above, according to the exhaust purification control apparatus for an internal combustion engine, it is possible to appropriately continue the S regeneration and PM regeneration of the exhaust purification apparatus even when the internal combustion engine is in a low load state or an idle state.

上記の内燃機関の排気浄化制御装置の一態様では、前記電気加熱式触媒は、ターボ過給機の上流側に配置される。   In one aspect of the exhaust gas purification control apparatus for an internal combustion engine, the electrically heated catalyst is disposed on the upstream side of the turbocharger.

この態様では、電気加熱式触媒は、ターボ過給機の上流側における、インジェクタによる噴霧到達箇所に配置される。このように電気加熱式触媒を配置した場合、インジェクタから添加された全ての燃料はターボ過給機等に到達する前に電気加熱式触媒を通過することとなる。ここで、電気加熱式触媒は通電されることによって昇温するため、通電された電気加熱式触媒を通過する燃料や排気ガスの温度が上昇する。また、このように温度上昇した燃料や排気ガスがターボ過給機や排気通路を通過することによって、ターボ過給機や排気通路も昇温されることとなる。更には、燃料の添加による電気加熱式触媒の触媒反応によっても電気加熱式触媒が昇温するので、これによっても燃料や排気ガスの温度が上昇する。以上より、上記の内燃機関の排気浄化制御装置によれば、排気ガスの温度が低い内燃機関の低負荷時において、燃料が液体の状態のまま流れていくことを抑制することができるので、ターボ過給機などに燃料が付着してしまうことを効果的に防止することが可能となる。   In this aspect, the electrically heated catalyst is disposed at the spray arrival point by the injector on the upstream side of the turbocharger. When the electrically heated catalyst is arranged in this way, all the fuel added from the injector passes through the electrically heated catalyst before reaching the turbocharger or the like. Here, since the temperature of the electrically heated catalyst is increased by being energized, the temperature of the fuel and exhaust gas passing through the electrically heated electrically heated catalyst is increased. Further, when the fuel and exhaust gas whose temperature has increased in this way passes through the turbocharger and the exhaust passage, the temperature of the turbocharger and the exhaust passage is also increased. Furthermore, since the temperature of the electrically heated catalyst is also raised by the catalytic reaction of the electrically heated catalyst due to the addition of fuel, this also increases the temperature of the fuel and exhaust gas. As described above, according to the exhaust gas purification control apparatus for an internal combustion engine described above, it is possible to prevent the fuel from flowing in a liquid state when the internal combustion engine has a low temperature and the temperature of the exhaust gas is low. It is possible to effectively prevent the fuel from adhering to the supercharger or the like.

上記の内燃機関の排気浄化制御装置の他の一態様では、前記排気浄化装置におけるNOx堆積量が第1の閾値以上となった際に前記電気加熱式触媒を通電し、前記NOx堆積量が前記第1の閾値よりも大きな値を有する第2の閾値以上になった際に、前記排気浄化装置のNOx還元を行うために前記インジェクタから燃料を添加させる第1のNOx還元制御手段を備える。これにより、NOx還元時に添加した燃料がターボ過給機や排気通路に付着してしまうことを防止しつつ、適切にNOx還元を実行することができる。   In another aspect of the exhaust gas purification control apparatus for an internal combustion engine, the electrically heated catalyst is energized when the NOx accumulation amount in the exhaust gas purification apparatus exceeds a first threshold value, and the NOx accumulation amount is First NOx reduction control means for adding fuel from the injector to perform NOx reduction of the exhaust emission control device when it becomes equal to or greater than a second threshold having a value larger than the first threshold. Thereby, it is possible to appropriately perform NOx reduction while preventing fuel added during NOx reduction from adhering to the turbocharger or the exhaust passage.

上記の内燃機関の排気浄化制御装置において好適には、前記排気浄化装置におけるNOx堆積量が第1の閾値以上となった際に前記電気加熱式触媒を通電し、前記NOx堆積量が前記第1の閾値よりも大きな値を有する第2の閾値以上となり、且つ前記排気通路の配管温度が前記添加された燃料が付着しないような温度以上になった際に、前記排気浄化装置のNOx還元を行うために前記インジェクタから燃料を添加させる第2のNOx還元制御手段を備える。これにより、NOx還元時に添加した燃料がターボ過給機や排気通路に付着してしまうことをより確実に防止することができる。   Preferably, in the exhaust gas purification control device for an internal combustion engine, the electrically heated catalyst is energized when the NOx accumulation amount in the exhaust gas purification device becomes equal to or greater than a first threshold, and the NOx accumulation amount is equal to the first NOx accumulation amount. NOx reduction of the exhaust gas purification device is performed when the exhaust pipe temperature becomes equal to or higher than a temperature at which the added fuel does not adhere to the exhaust gas passage. Therefore, a second NOx reduction control means for adding fuel from the injector is provided. Thereby, it can prevent more reliably that the fuel added at the time of NOx reduction | restoration adheres to a turbocharger or an exhaust passage.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[全体構成]
まず、本実施形態に係る内燃機関の排気浄化制御装置が適用されたシステムの全体構成について説明する。
[overall structure]
First, the overall configuration of a system to which the exhaust gas purification control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied will be described.

図1は、本実施形態に係る内燃機関の排気浄化制御装置が適用されたシステムの概略構成図を示す。なお、図1では、実線矢印がガスの流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a system to which an exhaust gas purification control apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment is applied. In FIG. 1, solid arrows indicate gas flows, and broken arrows indicate input / output of signals.

エンジン(内燃機関)1は、複数の気筒1aを備え、供給される燃料と吸気とを気筒1a内で燃焼することによって動力を発生する。エンジン1は、例えばデーゼルエンジンなどによって構成される。エンジン1は、運転状態や負荷などに対応する信号S1をECU20に供給する。更に、エンジン1には排気マニホールド2が接続されており、燃焼により発生した排気ガスは排気マニホールド2に排出される。排気マニホールド2には、排気通路4が接続されており、排気ガスは排気通路4を流れていく。   The engine (internal combustion engine) 1 includes a plurality of cylinders 1a, and generates power by burning supplied fuel and intake air in the cylinders 1a. The engine 1 is constituted by, for example, a diesel engine. The engine 1 supplies the ECU 20 with a signal S1 corresponding to an operating state, a load, and the like. Further, an exhaust manifold 2 is connected to the engine 1, and exhaust gas generated by combustion is discharged to the exhaust manifold 2. An exhaust passage 4 is connected to the exhaust manifold 2, and the exhaust gas flows through the exhaust passage 4.

また、排気マニホールド2には、燃料を添加する燃料添加インジェクタ5が設けられている。燃料添加インジェクタ5は、ECU20から供給される制御信号S5によって、図1中の符号5aで示すように燃料の添加を実行する。また、燃料添加インジェクタ5の下流側には電気加熱式触媒(以下、「EHC(Electrical Heated Catalyst)」と呼ぶ。)6が配置されている。詳しくは、EHC6は、排気通路4の径と同程度のサイズを有しており、燃料添加インジェクタ5の直下流位置、即ち燃料の噴霧到達箇所に配置されている。また、EHC6は、排気ガスの浄化作用を有する触媒として構成されており、通電されることによって昇温する。具体的には、EHC6は、ECU20から供給される制御信号S6によって通電が制御される。   The exhaust manifold 2 is provided with a fuel addition injector 5 for adding fuel. The fuel addition injector 5 executes the addition of fuel as indicated by reference numeral 5a in FIG. 1 in response to a control signal S5 supplied from the ECU 20. In addition, an electrically heated catalyst (hereinafter referred to as “EHC (Electrical Heated Catalyst)”) 6 is disposed downstream of the fuel addition injector 5. Specifically, the EHC 6 has the same size as the diameter of the exhaust passage 4 and is disposed at a position immediately downstream of the fuel addition injector 5, that is, at a fuel spray arrival point. Further, the EHC 6 is configured as a catalyst having an exhaust gas purifying action, and raises the temperature when energized. Specifically, energization of the EHC 6 is controlled by a control signal S6 supplied from the ECU 20.

更に、EHC6の下流側にはターボ過給機7が設けられている。ターボ過給機7は、エンジン1より排出された排気ガスによって内部のタービン(不図示)が回転され、このようなタービンの回転トルクがコンプレッサ(不図示)に伝達されて回転することによって過給を行う。また、ターボ過給機7の下流側の排気通路4上には、排気ガスを浄化する排気浄化装置8が設けられている。排気浄化装置8は、NSR(NOx Storage Reduction)9と、DPNR(Diesel Particulate NOx Reduction system)10とを有する。NSR9は、NOxの吸蔵/還元を行うNOx吸蔵還元触媒であり、DPNR10は、NOxとPMとを同時に連続浄化可能な装置である。   Further, a turbocharger 7 is provided on the downstream side of the EHC 6. The turbocharger 7 is supercharged by rotating an internal turbine (not shown) by exhaust gas exhausted from the engine 1 and transmitting the rotational torque of the turbine to a compressor (not shown). I do. Further, an exhaust gas purification device 8 for purifying exhaust gas is provided on the exhaust passage 4 on the downstream side of the turbocharger 7. The exhaust purification device 8 includes an NSR (NOx Storage Reduction) 9 and a DPNR (Diesel Particulate NOx Reduction system) 10. NSR9 is a NOx occlusion / reduction catalyst that performs NOx occlusion / reduction, and DPNR10 is a device that can continuously purify NOx and PM simultaneously.

ここで、上記のように燃料添加インジェクタ5、EHC6、及びターボ過給機7を配置することによる効果について説明する。まず、燃料添加インジェクタ5の下流側にEHC6を設けない場合に発生し得る不具合について説明する。燃料添加インジェクタ5による燃料の添加は排気浄化装置8の排気浄化能力を回復等するために実行されるが、このように燃料を添加した場合、燃料添加インジェクタ5から添加された燃料が排気浄化装置8に到達する前にターボ過給機7内のタービンや排気通路4の内壁に付着する場合がある。特に、排気ガスの温度が低いエンジン1の低負荷時においては、燃料が液体の状態にある可能性が高く、燃料の付着が生じる傾向にある。このように燃料が付着した場合(言い換えると、「燃料溜まり」が発生した場合)、ターボ過給機7の回転に不具合が生じたり、急加速した際に付着した燃料が急激に蒸発して、これが排気浄化装置8で反応して高温(OT;Over Temperature)となってしまったりする場合がある。   Here, the effect by disposing the fuel addition injector 5, the EHC 6, and the turbocharger 7 as described above will be described. First, a problem that may occur when the EHC 6 is not provided on the downstream side of the fuel addition injector 5 will be described. The addition of fuel by the fuel addition injector 5 is executed in order to recover the exhaust purification capability of the exhaust purification device 8, and when the fuel is added in this way, the fuel added from the fuel addition injector 5 becomes the exhaust purification device. Before reaching 8, it may adhere to the turbine in the turbocharger 7 or the inner wall of the exhaust passage 4. In particular, when the engine 1 has a low exhaust gas temperature and the load is low, the fuel is likely to be in a liquid state, and the fuel tends to adhere. When fuel adheres in this way (in other words, when “fuel pool” occurs), the turbocharger 7 has a problem in rotation, or the fuel adhering to the sudden acceleration suddenly evaporates, This may react with the exhaust gas purification device 8 and become high temperature (OT; Over Temperature).

本実施形態では、燃料添加インジェクタ5による噴霧到達箇所にEHC6を配置することによって、上記した燃料の付着を防止する。具体的には、燃料が液体の状態のまま流れていくことを抑制することによって燃料の付着を防止する。より詳しくは、主に、以下の手順により、燃料の付着が防止される。EHC6は燃料添加インジェクタ5による噴霧到達箇所に配置されているため、燃料添加インジェクタ5から添加された全ての燃料はターボ過給機7等に到達する前にEHC6を通過することとなる。ここで、EHC6は通電されることによって昇温するため、通電されたEHC6を通過する燃料や排気ガスの温度が上昇することとなる。また、このように温度上昇した燃料や排気ガスがターボ過給機7や排気通路4を通過することによって、ターボ過給機7や排気通路4も昇温されることとなる。更には、燃料の添加によるEHC6の触媒反応によってもEHC6は昇温するので、これによっても燃料や排気ガスの温度が上昇する。以上の構成により、排気ガスの温度が低い内燃機関の低負荷時において、燃料が液体の状態のまま流れていくことを抑制することができるので、燃料の付着を効果的に防止することが可能となる。   In this embodiment, the EHC 6 is disposed at the spray arrival point by the fuel addition injector 5 to prevent the fuel from adhering. Specifically, the adhesion of the fuel is prevented by suppressing the fuel from flowing in a liquid state. More specifically, fuel adhesion is mainly prevented by the following procedure. Since the EHC 6 is disposed at the spray arrival point by the fuel addition injector 5, all the fuel added from the fuel addition injector 5 passes through the EHC 6 before reaching the turbocharger 7 or the like. Here, since the temperature of the EHC 6 is increased by being energized, the temperature of the fuel and exhaust gas passing through the energized EHC 6 will be increased. Further, the fuel and exhaust gas whose temperature has increased in this way passes through the turbocharger 7 and the exhaust passage 4, so that the turbocharger 7 and the exhaust passage 4 are also heated. Furthermore, the temperature of the EHC 6 also rises due to the catalytic reaction of the EHC 6 due to the addition of fuel, which also increases the temperature of the fuel and exhaust gas. With the above configuration, the fuel can be prevented from flowing in a liquid state at a low load of the internal combustion engine where the temperature of the exhaust gas is low. It becomes.

図1に戻って説明を再開する。ECU(Engine Control Unit)20は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを備える。ECU20は、上記した排気浄化装置8の排気浄化能力を回復等させるための制御を実行する。具体的には、ECU20は、排気浄化装置8に対してS再生(硫黄被毒回復)、PM再生、及びNOx還元を実行するために、燃料添加インジェクタ5から燃料を添加させる制御を行う。本実施形態では、ECU20は、主に、エンジン1の負荷等の運転条件などに基づいてEHC6の通電を実行して、前述したS再生、PM再生、及びNOx還元を行う。このようにECU20は、本発明における再生制御手段、第1のNOx還元制御手段、及び第2のNOx還元制御手段として機能する。   Returning to FIG. 1, the description will be resumed. The ECU (Engine Control Unit) 20 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like (not shown). The ECU 20 executes control for recovering the exhaust purification capability of the exhaust purification device 8 described above. Specifically, the ECU 20 performs control to add fuel from the fuel addition injector 5 in order to perform S regeneration (sulfur poisoning recovery), PM regeneration, and NOx reduction for the exhaust gas purification device 8. In the present embodiment, the ECU 20 performs energization of the EHC 6 mainly based on an operating condition such as a load of the engine 1 to perform the above-described S regeneration, PM regeneration, and NOx reduction. Thus, the ECU 20 functions as a regeneration control means, a first NOx reduction control means, and a second NOx reduction control means in the present invention.

[S再生処理・PM再生処理]
次に、排気浄化装置8をS再生及びPM再生するために行うS再生処理及びPM再生処理について説明する。
[S regeneration process / PM regeneration process]
Next, the S regeneration process and the PM regeneration process performed for the S regeneration and PM regeneration of the exhaust purification device 8 will be described.

本実施形態では、排気浄化装置8に対するS再生又はPM再生の開始後に所定期間の低負荷運転が継続したときに、EHC6を通電することによって、S再生又はPM再生を継続する制御を行う。このようにEHC6を通電してS再生又はPM再生を継続する理由は、以下の通りである。S再生及びPM再生は、排気浄化装置8に対して燃料を添加することによって行う。ここで、これらの再生は、排気浄化装置8が比較的高温(例えば600〜650℃)である際に実行することが好ましい。つまり、エンジン1が低負荷状態である場合には、S再生及びPM再生を適切に継続することが困難になると言える。   In the present embodiment, when the low load operation for a predetermined period continues after the start of S regeneration or PM regeneration for the exhaust gas purification device 8, control is performed to continue S regeneration or PM regeneration by energizing the EHC 6. The reason why the EHC 6 is energized and the S regeneration or PM regeneration is continued is as follows. S regeneration and PM regeneration are performed by adding fuel to the exhaust gas purification device 8. Here, these regenerations are preferably performed when the exhaust purification device 8 is at a relatively high temperature (for example, 600 to 650 ° C.). That is, when the engine 1 is in a low load state, it can be said that it is difficult to appropriately continue the S regeneration and the PM regeneration.

本実施形態では、S再生又はPM再生の開始後に所定期間の低負荷運転が継続した場合、EHC6を通電して、S再生又はPM再生を継続する制御を行う。言い換えると、S再生又はPM再生を継続するために、EHC6を通電する。このようにEHC6を通電することによりEHC6が昇温するため、添加された燃料や排気ガスの温度が上昇して、ターボ過給機7、排気通路4、及び排気浄化装置8も昇温することとなる。したがって、エンジン1が低負荷状態にあっても、排気浄化装置8などを適切な温度に維持することができるため、適切に排気浄化装置8のS再生及びPM再生を継続することが可能となる。また、上記のように低負荷運転時においてS再生又はPM再生を継続した場合、EHC6を通電することによってターボ過給機7や排気通路4などが昇温されるため、添加された燃料はターボ過給機7などにほとんど付着しないと言える。以上より、本実施形態に係るS再生処理及びPM再生処理によれば、エンジン1が低負荷状態やアイドル状態にあっても、適切に排気浄化装置8のS再生及びPM再生を継続することが可能となる。   In this embodiment, when low load operation for a predetermined period continues after the start of S regeneration or PM regeneration, control is performed to energize the EHC 6 and continue S regeneration or PM regeneration. In other words, the EHC 6 is energized to continue S regeneration or PM regeneration. Since the EHC 6 is heated by energizing the EHC 6 in this manner, the temperature of the added fuel and exhaust gas is increased, and the turbocharger 7, the exhaust passage 4, and the exhaust purification device 8 are also heated. It becomes. Therefore, even when the engine 1 is in a low load state, the exhaust purification device 8 and the like can be maintained at an appropriate temperature, so that it is possible to appropriately continue the S regeneration and PM regeneration of the exhaust purification device 8. . Further, when the S regeneration or PM regeneration is continued during the low load operation as described above, the turbocharger 7 and the exhaust passage 4 are heated by energizing the EHC 6, so that the added fuel is the turbo It can be said that it hardly adheres to the supercharger 7 or the like. As described above, according to the S regeneration process and the PM regeneration process according to the present embodiment, it is possible to appropriately continue the S regeneration and PM regeneration of the exhaust purification device 8 even when the engine 1 is in a low load state or an idle state. It becomes possible.

図2は、本実施形態に係るS再生処理を示すフローチャートである。この処理は、前述したECU20によって実行される。   FIG. 2 is a flowchart showing the S reproduction process according to the present embodiment. This process is executed by the ECU 20 described above.

まず、ステップS101では、ECU20は、排気浄化装置8に対するS再生を実行する。具体的には、ECU20は、燃料添加インジェクタ5から燃料を添加させる制御を行う。そして、処理はステップS102に進む。   First, in step S101, the ECU 20 executes S regeneration for the exhaust purification device 8. Specifically, the ECU 20 performs control to add fuel from the fuel addition injector 5. Then, the process proceeds to step S102.

ステップS102では、ECU20は、エンジン1の低負荷運転が一定時間以上継続したか否かを判定する。ここでは、S再生を継続するためにEHC6を通電する必要があるか否かを判定している。低負荷運転が一定時間以上継続した場合(ステップS102;Yes)、処理はステップS103に進む。これに対して、低負荷運転が一定時間以上継続していない場合(ステップS102;No)、処理はステップS102に戻る。この場合には、EHC6を通電する必要がないと言える。よって、ECU20は、EHC6を通電しないで、S再生を継続する。   In step S102, the ECU 20 determines whether or not the low load operation of the engine 1 has continued for a certain time or more. Here, it is determined whether or not it is necessary to energize the EHC 6 in order to continue the S regeneration. When the low-load operation continues for a certain time or longer (step S102; Yes), the process proceeds to step S103. On the other hand, when the low load operation has not continued for a certain time or longer (step S102; No), the process returns to step S102. In this case, it can be said that it is not necessary to energize the EHC 6. Therefore, the ECU 20 continues the S regeneration without energizing the EHC 6.

ステップS103では、ECU20は、低負荷運転が一定時間以上継続しているため、EHC6を通電する。具体的には、ECU20は、EHC6に対して制御信号S6を供給することによって通電する。これにより、EHC6が昇温されて、添加された燃料や排気ガスの温度が上昇するため、ターボ過給機7、排気通路4、及び排気浄化装置8を昇温させることができる。以上の処理が終了すると、処理はステップS104に進む。   In step S103, the ECU 20 energizes the EHC 6 because the low load operation has continued for a certain time or longer. Specifically, the ECU 20 energizes the EHC 6 by supplying a control signal S6. As a result, the temperature of the EHC 6 is raised and the temperature of the added fuel and exhaust gas rises, so that the turbocharger 7, the exhaust passage 4, and the exhaust purification device 8 can be heated. When the above process ends, the process proceeds to step S104.

ステップS104では、ECU20は、S再生を継続する。即ち、ECU20は、燃料添加インジェクタ5からの燃料の添加を継続する。この場合には、EHC6の作用によりターボ過給機7、排気通路4、及び排気浄化装置8が昇温しているので、適切に排気浄化装置8のS再生を継続することができる。また、S再生において添加した燃料の付着もほとんど生じないと言える。以上の処理が終了すると、処理はステップS105に進む。   In step S104, the ECU 20 continues the S regeneration. That is, the ECU 20 continues to add fuel from the fuel addition injector 5. In this case, since the turbocharger 7, the exhaust passage 4, and the exhaust purification device 8 are heated by the action of the EHC 6, the S regeneration of the exhaust purification device 8 can be appropriately continued. Moreover, it can be said that adhesion of the fuel added in the S regeneration hardly occurs. When the above process ends, the process proceeds to step S105.

ステップS105では、ECU20は、エンジン1の負荷が所定値以上であるか否かを判定する。ここでは、EHC6の通電を終了しても良い状態であるか否かを判定している。エンジン1の負荷が所定値以上である場合(ステップS105;Yes)、処理はステップS106に進む。これに対して、エンジン1の負荷が所定値未満である場合(ステップS105;No)、処理はステップS103に戻る。この場合には、EHC6の通電を継続する。即ち、EHC6を通電した状態で、S再生を継続する。   In step S105, the ECU 20 determines whether or not the load of the engine 1 is equal to or greater than a predetermined value. Here, it is determined whether or not it is possible to end the energization of the EHC 6. If the load on the engine 1 is greater than or equal to the predetermined value (step S105; Yes), the process proceeds to step S106. On the other hand, when the load of the engine 1 is less than the predetermined value (step S105; No), the process returns to step S103. In this case, energization of the EHC 6 is continued. That is, the S regeneration is continued with the EHC 6 energized.

ステップS106では、ECU20は、エンジン1の負荷が所定値以上であるため、EHC6の通電を終了する。この場合には、排気ガスなどによって排気浄化装置8などを所望の温度にすることができるので、EHC6を通電することによって排気浄化装置8などを昇温させる必要がないと言える。したがって、ECU20は、EHC6の通電を終了して、S再生を継続する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。   In step S106, the ECU 20 ends energization of the EHC 6 because the load of the engine 1 is equal to or greater than a predetermined value. In this case, it can be said that it is not necessary to raise the temperature of the exhaust purification device 8 etc. by energizing the EHC 6 since the exhaust purification device 8 etc. can be brought to a desired temperature by the exhaust gas. Therefore, the ECU 20 ends the energization of the EHC 6 and continues the S regeneration. When the above process ends, the process exits the flow.

以上のS再生処理によれば、エンジン1が低負荷状態やアイドル状態にあっても、適切に排気浄化装置8のS再生を継続することが可能となる。   According to the above S regeneration processing, it is possible to appropriately continue the S regeneration of the exhaust purification device 8 even when the engine 1 is in a low load state or an idle state.

なお、上記では排気浄化装置8に対するS再生処理についてのみ示したが、排気浄化装置8に対するPM再生処理も同様に実行することができる。即ち、排気浄化装置8に対するPM再生の開始後に低負荷運転が一定時間以上継続したときに、EHC6を通電することによって、PM再生を継続する制御を行う。そして、EHC6の通電中にエンジン1の負荷が所定値以上となった場合に、EHC6への通電を終了する。このようなPM再生処理によれば、エンジン1が低負荷状態やアイドル状態にあっても、適切に排気浄化装置8のPM再生を継続することが可能となる。   Although only the S regeneration process for the exhaust gas purification device 8 has been described above, the PM regeneration process for the exhaust gas purification device 8 can also be executed in the same manner. That is, when the low load operation continues for a certain time or longer after the start of PM regeneration for the exhaust gas purification device 8, control is performed to continue PM regeneration by energizing the EHC 6. When the load on the engine 1 becomes equal to or greater than a predetermined value during energization of the EHC 6, the energization of the EHC 6 is terminated. According to such a PM regeneration process, it is possible to appropriately continue the PM regeneration of the exhaust purification device 8 even when the engine 1 is in a low load state or an idle state.

[NOx還元処理]
次に、排気浄化装置8をNOx還元するために行うNOx還元処理について説明する。本実施形態では、排気浄化装置8に対するNOx還元を実行する前に、EHC6を通電する制御を実行する。即ち、EHC6を通電した後に、NOx還元を実行する。こうするのは、NOx還元時に添加した燃料がターボ過給機7や排気通路4に付着してしまうことを防止するためである。
[NOx reduction treatment]
Next, the NOx reduction process performed for NOx reduction of the exhaust purification device 8 will be described. In the present embodiment, control for energizing the EHC 6 is executed before the NOx reduction for the exhaust gas purification device 8 is executed. That is, after energizing the EHC 6, NOx reduction is executed. This is to prevent the fuel added at the time of NOx reduction from adhering to the turbocharger 7 or the exhaust passage 4.

(第1の例)
まず、NOx還元処理の第1の例について説明する。第1の例では、排気浄化装置8におけるNOx堆積量が第1の閾値以上となった際にEHC6を通電し、NOx堆積量が第1の閾値よりも大きな値を有する第2の閾値以上になった際にNOx還元を実行する。即ち、NOx還元を実行する前にEHC6を通電しておく。
(First example)
First, a first example of NOx reduction processing will be described. In the first example, the EHC 6 is energized when the NOx accumulation amount in the exhaust purification device 8 becomes equal to or greater than the first threshold, and the NOx accumulation amount exceeds the second threshold having a value larger than the first threshold. When it becomes, NOx reduction is executed. That is, the EHC 6 is energized before the NOx reduction is performed.

図3は、第1の例に係るNOx還元処理を示すフローチャートである。この処理は、前述したECU20によって実行される。   FIG. 3 is a flowchart showing the NOx reduction process according to the first example. This process is executed by the ECU 20 described above.

まず、ステップS201では、ECU20は、一定時間以上、エンジン1を低負荷運転する。即ち、NOx還元の前準備として、エンジン1を低負荷運転させる。そして、処理はステップS202に進む。   First, in step S201, the ECU 20 operates the engine 1 at a low load for a predetermined time or longer. That is, as a preparation for NOx reduction, the engine 1 is operated at a low load. Then, the process proceeds to step S202.

ステップS202では、ECU20は、排気浄化装置8のNOx堆積量が第1の閾値以上であるか否かを判定する。ステップS202の判定は、EHC6を通電すべき状況にあるか否かを判定するために行う。具体的には、ECU20は、例えば吸入空気量などによって規定されたマップを参照することによって、NOx堆積量を推定する。また、第1の閾値は、NOx還元を実行すべき状況におけるNOx堆積量(第2の閾値に対応する)よりも小さな値に設定される。NOx堆積量が第1の閾値以上である場合(ステップS202;Yes)、処理はステップS203に進む。これに対して、NOx堆積量が第1の閾値未満である場合(ステップS202;No)、処理はステップS202に戻る。この場合には、EHC6を通電すべき状況にあるとは言えない。よって、NOx堆積量が第1の閾値以上となるまで待機する。   In step S202, the ECU 20 determines whether or not the NOx accumulation amount of the exhaust purification device 8 is equal to or greater than the first threshold value. The determination in step S202 is performed to determine whether or not the EHC 6 is to be energized. Specifically, the ECU 20 estimates the NOx accumulation amount by referring to a map defined by, for example, the intake air amount. Further, the first threshold value is set to a value smaller than the NOx accumulation amount (corresponding to the second threshold value) in a situation where NOx reduction should be performed. If the NOx accumulation amount is greater than or equal to the first threshold (step S202; Yes), the process proceeds to step S203. On the other hand, when the NOx accumulation amount is less than the first threshold (step S202; No), the process returns to step S202. In this case, it cannot be said that the EHC 6 is to be energized. Therefore, it waits until the NOx accumulation amount becomes equal to or greater than the first threshold value.

ステップS203では、ECU20は、NOx堆積量が第1の閾値以上であるため、EHC6を通電する。具体的には、ECU20は、EHC6に対して制御信号S6を供給することによって通電する。これにより、EHC6の作用(通電による昇温、及び触媒反応による昇温)によりターボ過給器7や排気通路4などが昇温するため、NOx還元時に添加した燃料が付着することを防止することが可能となる。以上の処理が終了すると、処理はステップS204に進む。   In step S203, the ECU 20 energizes the EHC 6 because the NOx accumulation amount is not less than the first threshold value. Specifically, the ECU 20 energizes the EHC 6 by supplying a control signal S6. As a result, the turbocharger 7 and the exhaust passage 4 and the like are heated by the action of the EHC 6 (temperature rise due to energization and temperature rise due to catalytic reaction), so that the fuel added during NOx reduction is prevented from adhering. Is possible. When the above process ends, the process proceeds to step S204.

ステップS204では、ECU20は、排気浄化装置8のNOx堆積量が第2の閾値以上であるか否かを判定する。ステップS204の判定は、NOx還元を実行すべき状況であるか否かを判定するために行う。具体的には、ECU20は、例えば吸入空気量などによって規定されたマップを参照することによって、NOx堆積量を推定する。また、第2の閾値は、NOx還元を実行すべき状況におけるNOx堆積量に設定される。言い換えると、第2の閾値は、排気浄化装置8がNOxを吸蔵可能な量の限界値付近に設定される。NOx堆積量が第2の閾値以上である場合(ステップS204;Yes)、処理はステップS205に進む。これに対して、NOx堆積量が第2の閾値未満である場合(ステップS204;No)、処理はステップS203に戻る。この場合には、NOx還元を実行すべき状況にはないため、EHC6への通電を継続して、NOx堆積量が第2の閾値以上となるまで待機する。   In step S204, the ECU 20 determines whether or not the NOx accumulation amount of the exhaust purification device 8 is equal to or greater than a second threshold value. The determination in step S204 is performed to determine whether or not it is a situation where NOx reduction should be performed. Specifically, the ECU 20 estimates the NOx accumulation amount by referring to a map defined by, for example, the intake air amount. The second threshold value is set to the NOx accumulation amount in a situation where NOx reduction should be executed. In other words, the second threshold value is set near the limit value of the amount by which the exhaust purification device 8 can store NOx. If the NOx accumulation amount is equal to or greater than the second threshold (step S204; Yes), the process proceeds to step S205. On the other hand, when the NOx accumulation amount is less than the second threshold (step S204; No), the process returns to step S203. In this case, since there is no situation in which NOx reduction should be performed, energization of the EHC 6 is continued and the process waits until the NOx accumulation amount becomes equal to or greater than the second threshold value.

ステップS205では、ECU20は、NOx還元を行うために燃料添加インジェクタ5から燃料を添加させる制御を実行する。この場合には、EHC6の作用により排気ガスや燃料、及びターボ過給器7や排気通路4が昇温しているため、添加した燃料がターボ過給器7などに付着することを防止することができる。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。   In step S205, the ECU 20 executes control for adding fuel from the fuel addition injector 5 to perform NOx reduction. In this case, since the exhaust gas and fuel, and the turbocharger 7 and the exhaust passage 4 are heated by the action of the EHC 6, the added fuel is prevented from adhering to the turbocharger 7 and the like. Can do. When the above process ends, the process exits the flow.

以上の第1の例に係るNOx還元処理によれば、NOx還元時に添加した燃料がターボ過給機7や排気通路4に付着してしまうことを防止しつつ、適切にNOx還元を実行することができる。   According to the NOx reduction process according to the first example described above, the NOx reduction is appropriately performed while preventing the fuel added at the time of NOx reduction from adhering to the turbocharger 7 and the exhaust passage 4. Can do.

(第2の例)
次に、NOx還元処理の第2の例について説明する。第2の例では、排気浄化装置8におけるNOx堆積量が第1の閾値以上となった際にEHC6を通電する点で、上記した第1の例と同様であるが、NOx堆積量が第2の閾値以上となり、且つ排気通路4の配管温度が添加された燃料が付着しないような温度(以下、「配管付着上限温度」と呼ぶ。)以上になった際に、NOx還元を実行する点で、上記した第1の例とは異なる。即ち、第2の例では、NOx堆積量が第2の閾値以上であっても、配管温度が配管付着上限温度未満である場合には、NOx還元を実行しない。このような制御を実行するのは、排気通路4などへの燃料の付着をより確実に防止するためである。
(Second example)
Next, a second example of the NOx reduction process will be described. The second example is the same as the first example described above in that the EHC 6 is energized when the NOx accumulation amount in the exhaust purification device 8 becomes equal to or greater than the first threshold, but the NOx accumulation amount is the second. When the temperature of the exhaust passage 4 becomes equal to or higher than the temperature at which the added fuel does not adhere to the fuel (hereinafter referred to as “the upper limit temperature of the piping adhesion”), NOx reduction is performed. This is different from the first example described above. That is, in the second example, even if the NOx accumulation amount is equal to or greater than the second threshold value, NOx reduction is not performed if the pipe temperature is lower than the pipe adhesion upper limit temperature. Such control is executed in order to more reliably prevent fuel from adhering to the exhaust passage 4 and the like.

図4は、第2の例に係るNOx還元処理を示すフローチャートである。この処理は、前述したECU20によって実行される。なお、ステップS301〜S304の処理及びステップS306の処理は、それぞれ、図3に示したステップS201〜S204の処理及びステップS205の処理と同様であるため、その説明を省略する。ここでは、ステップS305の処理について詳細に説明する。   FIG. 4 is a flowchart showing the NOx reduction process according to the second example. This process is executed by the ECU 20 described above. In addition, since the process of step S301-S304 and the process of step S306 are the same as the process of step S201-S204 and the process of step S205 which were respectively shown in FIG. 3, the description is abbreviate | omitted. Here, the process of step S305 will be described in detail.

ステップS305では、ECU20は、排気通路4の配管温度が配管付着上限温度以上であるか否かを判定する。ステップS305の処理に進んだ状況は、NOx堆積量が第2の閾値以上であるため(ステップS304;Yes)、NOx還元を行うべき状況であると言える。しかしながら、第2の例では、燃料の付着を防止することを優先するため、NOx堆積量が第2の閾値以上であっても、配管温度が配管付着上限温度以上となるまで、NOx還元を実行しない。即ち、ステップS305の判定は、燃料の付着が確実に発生しないような状況であるか否かを判定するために行う。なお、排気通路4の配管温度は、エンジン1の負荷などの運転条件によって規定されるマップを参照することによって取得される。   In step S305, the ECU 20 determines whether or not the pipe temperature of the exhaust passage 4 is equal to or higher than the pipe adhesion upper limit temperature. The situation that has proceeded to the process of step S305 can be said to be a situation in which NOx reduction should be performed because the NOx accumulation amount is equal to or greater than the second threshold (step S304; Yes). However, in the second example, priority is given to preventing fuel adhesion. Therefore, even if the NOx accumulation amount is equal to or higher than the second threshold value, NOx reduction is performed until the pipe temperature becomes equal to or higher than the pipe adhesion upper limit temperature. do not do. That is, the determination in step S305 is performed to determine whether or not the situation is such that fuel adhesion does not occur reliably. Note that the piping temperature of the exhaust passage 4 is acquired by referring to a map defined by operating conditions such as the load of the engine 1.

配管温度が配管付着上限温度以上である場合(ステップS305;Yes)、処理はステップS306に進む。この場合には燃料の付着が発生する可能性はかなり低いため、ECU20は、NOx還元を行うために燃料添加インジェクタ5から燃料を添加させる制御を実行する(ステップS306)。これに対して、配管温度が配管付着上限温度未満である場合(ステップS305;No)、処理はステップS303に戻る。この場合には燃料が付着する可能性があるため、NOx還元を実行せずに、EHC6への通電を継続する。即ち、配管温度が配管付着上限温度以上となるまで待機する。   When the pipe temperature is equal to or higher than the pipe attachment upper limit temperature (step S305; Yes), the process proceeds to step S306. In this case, since the possibility of fuel adhesion is very low, the ECU 20 executes control for adding fuel from the fuel addition injector 5 to perform NOx reduction (step S306). On the other hand, when the pipe temperature is lower than the pipe adhesion upper limit temperature (step S305; No), the process returns to step S303. In this case, there is a possibility that fuel adheres, so that energization to the EHC 6 is continued without performing NOx reduction. That is, the process waits until the pipe temperature becomes equal to or higher than the upper limit temperature of the pipe attachment.

以上の第2の例に係るNOx還元処理によれば、NOx還元時に添加した燃料がターボ過給機7や排気通路4に付着してしまうことをより確実に防止することができる。   According to the NOx reduction process according to the second example described above, it is possible to more reliably prevent the fuel added at the time of NOx reduction from adhering to the turbocharger 7 and the exhaust passage 4.

[変形例]
次に、本発明の変形例について説明する。上記では、ターボ過給機7の上流側にEHC6を配置する実施形態を示したが、この代わりにターボ過給機7の下流側にEHC(電気加熱式触媒)を配置することができる。詳しくは、ターボ過給機7の下流側に燃料添加インジェクタを設け、この燃料添加インジェクタによる燃料の噴霧到達箇所にEHCを配置することができる。
[Modification]
Next, a modified example of the present invention will be described. In the above, the embodiment in which the EHC 6 is arranged on the upstream side of the turbocharger 7 is shown, but instead, an EHC (electrically heated catalyst) can be arranged on the downstream side of the turbocharger 7. Specifically, a fuel addition injector can be provided on the downstream side of the turbocharger 7, and an EHC can be disposed at a fuel spray arrival point by the fuel addition injector.

図5は、変形例に係る内燃機関の排気浄化制御装置が適用されたシステムの概略構成図を示す。なお、図1に示したシステムの構成要素と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a system to which an exhaust gas purification control apparatus for an internal combustion engine according to a modification is applied. The same components as those of the system shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

変形例に係る構成では、ターボ過給機7の下流側の排気通路4上に、燃料添加インジェクタ12及びEHC13が配置されている。燃料添加インジェクタ12は、ECU20から供給される制御信号S12によって、図5中の符号12aで示すように燃料の添加を実行する。また、燃料添加インジェクタ12の下流側にはEHC13が配置されている。詳しくは、EHC13は、排気通路4の径と同程度のサイズを有しており、排気浄化装置8の上流側における、燃料添加インジェクタ12の直下流位置に設けられている。即ち、EHC13は、燃料添加インジェクタ12の燃料の噴霧到達箇所に配置されている。また、EHC13は、排気ガスの浄化作用を有する触媒として構成されており、通電されることによって昇温する。具体的には、EHC13は、ECU20から供給される制御信号S13によって通電が制御される。   In the configuration according to the modification, the fuel addition injector 12 and the EHC 13 are disposed on the exhaust passage 4 on the downstream side of the turbocharger 7. The fuel addition injector 12 performs fuel addition as indicated by reference numeral 12a in FIG. 5 in response to a control signal S12 supplied from the ECU 20. An EHC 13 is disposed downstream of the fuel addition injector 12. Specifically, the EHC 13 has the same size as the diameter of the exhaust passage 4 and is provided at a position immediately downstream of the fuel addition injector 12 on the upstream side of the exhaust purification device 8. That is, the EHC 13 is disposed at the fuel spray arrival point of the fuel addition injector 12. Further, the EHC 13 is configured as a catalyst having an exhaust gas purifying action, and raises the temperature when energized. Specifically, the energization of the EHC 13 is controlled by a control signal S13 supplied from the ECU 20.

ここで、上記のようにターボ過給機7、燃料添加インジェクタ12、及びEHC13を配置することによる効果について説明する。まず、燃料添加インジェクタ12の下流側にEHC13を設けない場合に発生し得る不具合について説明する。燃料添加インジェクタ12による燃料の添加は排気浄化装置8の排気浄化能力を回復等するために実行されるが、このように燃料を添加した場合、燃料添加インジェクタ12から添加された燃料が排気通路4や排気浄化装置8の円錐形状部分(図5中の符号8aで示す部分。以下、単に「コーン部8a」と呼ぶ。)に付着する場合がある。特に、排気ガスの温度が低いエンジン1の低負荷時においては、燃料が液体の状態にある可能性が高く、燃料の付着が生じる傾向にある。このように燃料が付着した場合、付着した燃料が急加速した際に急激に蒸発して、これが排気浄化装置8で反応して高温(OT;Over Temperature)になってしまう場合がある。   Here, the effect by arranging the turbocharger 7, the fuel addition injector 12, and the EHC 13 as described above will be described. First, a problem that may occur when the EHC 13 is not provided on the downstream side of the fuel addition injector 12 will be described. The fuel addition by the fuel addition injector 12 is executed to recover the exhaust purification capability of the exhaust purification device 8. When the fuel is added in this way, the fuel added from the fuel addition injector 12 is exhausted from the exhaust passage 4. And may adhere to a conical portion of the exhaust purification device 8 (a portion indicated by reference numeral 8a in FIG. 5; hereinafter, simply referred to as “cone portion 8a”). In particular, when the engine 1 has a low exhaust gas temperature and the load is low, the fuel is likely to be in a liquid state, and the fuel tends to adhere. When the fuel adheres in this way, when the adhering fuel suddenly accelerates, it rapidly evaporates, and this may react with the exhaust purification device 8 and become high temperature (OT; Over Temperature).

本実施形態では、燃料添加インジェクタ12による噴霧到達箇所にEHC13を配置することによって、上記した燃料の付着を防止する。具体的には、燃料が液体の状態のまま流れていくことを抑制することで燃料の付着を防止する。より詳しくは、主に、以下の手順により、燃料の付着が防止される。EHC13は燃料添加インジェクタ12による噴霧到達箇所に配置されているため、燃料添加インジェクタ12から添加された全ての燃料は排気浄化装置8に到達する前にEHC13を通過することとなる。ここで、EHC13は通電されることによって昇温するため、通電されたEHC13を通過する燃料や排気ガスの温度も上昇することとなる。また、このように温度上昇した燃料や排気ガスが排気通路4やコーン部8aを通過することによって、排気通路4やコーン部8aも昇温されることとなる。更には、燃料の添加によるEHC13の触媒反応によってもEHC13は昇温するので、これによっても燃料や排気ガスの温度が上昇する。以上の構成によれば、排気ガスの温度が低い内燃機関の低負荷時において、燃料が液体の状態のまま流れていくことを抑制することができるので、燃料の付着を効果的に防止することが可能となる。   In this embodiment, the EHC 13 is disposed at the spray arrival point by the fuel addition injector 12 to prevent the above-described fuel adhesion. Specifically, the fuel is prevented from adhering by suppressing the fuel from flowing in a liquid state. More specifically, fuel adhesion is mainly prevented by the following procedure. Since the EHC 13 is disposed at the spray arrival position by the fuel addition injector 12, all the fuel added from the fuel addition injector 12 passes through the EHC 13 before reaching the exhaust purification device 8. Here, since the temperature of the EHC 13 is increased by being energized, the temperature of the fuel and exhaust gas that passes through the energized EHC 13 will also increase. Further, when the fuel and exhaust gas whose temperature has increased in this way passes through the exhaust passage 4 and the cone portion 8a, the exhaust passage 4 and the cone portion 8a are also heated. Furthermore, since the temperature of the EHC 13 is also raised by the catalytic reaction of the EHC 13 due to the addition of fuel, this also raises the temperature of the fuel and exhaust gas. According to the above configuration, the fuel can be prevented from flowing in a liquid state at a low load of the internal combustion engine where the temperature of the exhaust gas is low. Is possible.

なお、変形例に係る構成においても、前述したS再生処理(図2参照)、PM再生処理を実行することができる。即ち、ECU20は、排気浄化装置8に対するS再生又はPM再生の開始後に所定期間の低負荷運転が継続したときに、EHC13を通電することによって、S再生又はPM再生を継続する制御を行う。これにより、エンジン1が低負荷状態やアイドル状態にあっても、適切に排気浄化装置8のS再生及びPM再生を継続することが可能となる。   Even in the configuration according to the modification, the above-described S regeneration process (see FIG. 2) and PM regeneration process can be executed. That is, the ECU 20 performs control to continue S regeneration or PM regeneration by energizing the EHC 13 when low load operation for a predetermined period continues after the start of S regeneration or PM regeneration for the exhaust gas purification device 8. Thereby, even if the engine 1 is in a low load state or an idle state, it is possible to appropriately continue the S regeneration and PM regeneration of the exhaust purification device 8.

また、前述した第1の例に係るNOx還元処理(図3参照)、及び第2の例に係るNOx還元処理(図4参照)も実行することができる。即ち、ECU20は、EHC13に対する通電を実行した後に、排気浄化装置8に対するNOx還元を実行する。これにより、NOx還元時に添加した燃料が排気通路4やコーン部8aに付着してしまうことを効果的に防止することができる。   In addition, the NOx reduction process according to the first example (see FIG. 3) and the NOx reduction process according to the second example (see FIG. 4) can also be executed. That is, the ECU 20 executes NOx reduction for the exhaust gas purification device 8 after energizing the EHC 13. Thereby, it can prevent effectively that the fuel added at the time of NOx reduction | restoration adheres to the exhaust passage 4 or the cone part 8a.

本実施形態に係る内燃機関の排気浄化制御装置が適用されたシステムの概略構成図を示す。1 is a schematic configuration diagram of a system to which an exhaust gas purification control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied. 本実施形態に係るS再生処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows S reproduction | regeneration processing based on this embodiment. 第1の例に係るNOx還元処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the NOx reduction process which concerns on a 1st example. 第2の例に係るNOx還元処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the NOx reduction process which concerns on a 2nd example. 変形例に係る内燃機関の排気浄化制御装置が適用されたシステムの概略構成図を示す。The schematic block diagram of the system with which the exhaust gas purification control apparatus of the internal combustion engine which concerns on a modification is applied is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 排気マニホールド
4 排気通路
5、12 燃料添加インジェクタ
6、13 電気加熱式触媒(EHC)
7 ターボ過給機
8 排気浄化装置
20 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Exhaust manifold 4 Exhaust passage 5, 12 Fuel addition injector 6, 13 Electric heating type catalyst (EHC)
7 Turbocharger 8 Exhaust gas purification device 20 ECU

Claims (4)

内燃機関の排気通路に設けられた排気を浄化する排気浄化装置に対して燃料を添加する内燃機関の排気浄化制御装置において、
前記燃料を添加するインジェクタによる噴霧到達箇所に配置され、通電されることにより昇温する電気加熱式触媒と、
前記排気浄化装置に対する硫黄被毒回復又はPM再生の開始後に所定期間の低負荷運転が継続したときに、前記電気加熱式触媒を通電すると共に、前記硫黄被毒回復又はPM再生を継続する再生制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化制御装置。
In an exhaust gas purification control device for an internal combustion engine that adds fuel to an exhaust gas purification device that purifies exhaust gas provided in an exhaust passage of the internal combustion engine,
An electrically heated catalyst that is disposed at the spray arrival point by the injector to which the fuel is added and is heated by being energized,
Regeneration control for energizing the electrically heated catalyst and continuing the sulfur poisoning recovery or PM regeneration when low load operation for a predetermined period continues after the start of sulfur poisoning recovery or PM regeneration to the exhaust gas purification device And an exhaust gas purification control apparatus for an internal combustion engine.
前記電気加熱式触媒は、ターボ過給機の上流側に配置され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制御装置。   The exhaust gas purification control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the electrically heated catalyst is disposed upstream of the turbocharger. 前記排気浄化装置におけるNOx堆積量が第1の閾値以上となった際に前記電気加熱式触媒を通電し、前記NOx堆積量が前記第1の閾値よりも大きな値を有する第2の閾値以上になった際に、前記排気浄化装置のNOx還元を行うために前記インジェクタから燃料を添加させる第1のNOx還元制御手段を備え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制御装置。   When the NOx accumulation amount in the exhaust purification apparatus becomes equal to or greater than a first threshold value, the electric heating type catalyst is energized, and the NOx accumulation amount becomes equal to or greater than a second threshold value having a value larger than the first threshold value. The exhaust purification of an internal combustion engine according to claim 1 or 2, further comprising first NOx reduction control means for adding fuel from the injector to perform NOx reduction of the exhaust purification device. Control device. 前記排気浄化装置におけるNOx堆積量が第1の閾値以上となった際に前記電気加熱式触媒を通電し、前記NOx堆積量が前記第1の閾値よりも大きな値を有する第2の閾値以上となり、且つ前記排気通路の配管温度が前記添加された燃料が付着しないような温度以上になった際に、前記排気浄化装置のNOx還元を行うために前記インジェクタから燃料を添加させる第2のNOx還元制御手段を備え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制御装置。   When the NOx accumulation amount in the exhaust purification device becomes equal to or greater than a first threshold value, the electric heating type catalyst is energized, and the NOx accumulation amount becomes equal to or greater than a second threshold value having a value larger than the first threshold value. And a second NOx reduction in which fuel is added from the injector to perform NOx reduction of the exhaust purification device when the piping temperature of the exhaust passage exceeds a temperature at which the added fuel does not adhere. The exhaust gas purification control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, further comprising a control means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010082493A1 (en) * 2009-01-16 2010-07-22 トヨタ自動車株式会社 Exhaust purifying device for internal combustion engine
US11965448B2 (en) 2022-06-09 2024-04-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst device

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