JP2013087653A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

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誠人 小木曽
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress degradation in detection precision of a PM (particulate matter) sensor.SOLUTION: In an exhaust emission control device for an internal combustion engine, a selective reduction type NOx catalyst is provided downstream from a filter in an exhaust passage of the internal combustion engine, and a PM sensor is provided downstream from the selective reduction type NOx catalyst. When detecting the quantity of PM by means of the PM sensor, the flow rate of exhaust gas passing through the selective reduction type NOx catalyst is decreased rather than a case where the quantity of PM is not detected by means of the PM sensor.

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.

選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、単に「ＮＯｘ触媒」ともいう。）に対して尿素を供給する排気浄化装置において、尿素からアンモニアへの反応途中に生成される中間生成物の排気通路内における蓄積量が上限量に達すると、尿素水の供給を禁止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この技術によれば、中間生成物の排気通路内における蓄積量が上限量に達するまでは、還元剤をＮＯｘ触媒に供給することができる。   In an exhaust purification device that supplies urea to a selective reduction type NOx catalyst (hereinafter also simply referred to as “NOx catalyst”), an accumulation amount of intermediate products generated in the course of the reaction from urea to ammonia in the exhaust passage Is known to prohibit the supply of urea water when the amount reaches the upper limit (see, for example, Patent Document 1). According to this technique, the reducing agent can be supplied to the NOx catalyst until the accumulation amount of the intermediate product in the exhaust passage reaches the upper limit amount.

ところで、排気通路には、粒子状物質（以下、単に「ＰＭ」ともいう。）を捕集するためのフィルタを備えることがある。さらに、このフィルタの故障を判定するために、排気中のＰＭ量を検出するＰＭセンサを備えることがある。このＰＭセンサの電極またはカバーに前記中間生成物が付着すると、ＰＭ量を正確に検出することが困難となる虞がある。そうすると、フィルタの故障判定の精度が低くなる虞がある。   By the way, the exhaust passage may be provided with a filter for collecting particulate matter (hereinafter also simply referred to as “PM”). Further, in order to determine the failure of the filter, a PM sensor that detects the amount of PM in the exhaust gas may be provided. If the intermediate product adheres to the electrode or cover of the PM sensor, it may be difficult to accurately detect the PM amount. As a result, the accuracy of the filter failure determination may be lowered.

特開２００９−０８５１７２号公報JP 2009-085172 A

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＭセンサの検出精度の低下を抑制することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to suppress a decrease in detection accuracy of the PM sensor.

本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に設けられ供給される還元剤によりＮＯｘを還元する選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流側から還元剤として尿素を供給する供給装置と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側で排気中の粒子状物質の量を検出するＰＭセンサと、
前記ＰＭセンサにより粒子状物質の量を検出するときには、前記ＰＭセンサにより粒子状物質の量を検出しないときよりも、前記選択還元型ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量を減少させる制御部と、
を備える。 An internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to the present invention includes:
A selective reduction type NOx catalyst for reducing NOx by a reducing agent provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and supplied;
A supply device for supplying urea as a reducing agent from the upstream side of the selective reduction type NOx catalyst;
A PM sensor for detecting the amount of particulate matter in the exhaust gas downstream of the selective reduction NOx catalyst;
When the amount of particulate matter is detected by the PM sensor, a control unit that reduces the flow rate of the exhaust gas that passes through the selective reduction type NOx catalyst than when the amount of particulate matter is not detected by the PM sensor;
Is provided.

ここで、供給装置から排気中に供給される尿素は、アンモニア（ＮＨ３）に変化する。しかし、排気や選択還元型ＮＯｘ触媒の状態によっては、尿素からアンモニアに至るまでの間に中間生成物が生成される場合がある。そして、該中間生成物が選択還元型ＮＯｘ触媒を通り抜けてＰＭセンサに付着すると、該ＰＭセンサの出力値が変化してしまい、ＰＭを正確に検出することが困難となる。 Here, urea supplied from the supply device into the exhaust gas changes to ammonia (NH 3 ). However, depending on the state of the exhaust gas and the selective reduction type NOx catalyst, an intermediate product may be generated between urea and ammonia. When the intermediate product passes through the selective reduction type NOx catalyst and adheres to the PM sensor, the output value of the PM sensor changes, and it becomes difficult to accurately detect PM.

また、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量が多いほど、供給装置から供給された還元剤がＮＯｘ触媒と接する時間が短くなる。そのため、ＮＯｘの還元に消費されずにＮＯｘ触媒から流出する中間生成物が増加する。その結果、ＰＭセンサに付着する中間生成物が増加する。   Further, as the flow rate of the exhaust gas passing through the NOx catalyst increases, the time during which the reducing agent supplied from the supply device contacts the NOx catalyst is shortened. Therefore, the intermediate product flowing out from the NOx catalyst without being consumed for the reduction of NOx increases. As a result, the intermediate product adhering to the PM sensor increases.

そこで、本発明では、ＰＭセンサによりＰＭの量を検出するときには、ＰＭセンサによりＰＭの量を検出しないときよりも、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量を減少させる。これによれば、ＰＭセンサによりＰＭの量を検出する際に、ＮＯｘ触媒から流出する中間生成物の量を減少させることができる。その結果、ＰＭセンサに付着する中間生成物の量を減少させることができる。そのため、ＰＭセンサの検出値が中間生成物により変化することを抑制できる。従って、中間生成物の付着に起因するＰＭセンサの検出精度の低下を抑制することができる。   Therefore, in the present invention, when the amount of PM is detected by the PM sensor, the flow rate of the exhaust gas passing through the NOx catalyst is reduced compared to when the amount of PM is not detected by the PM sensor. According to this, when the amount of PM is detected by the PM sensor, the amount of the intermediate product flowing out from the NOx catalyst can be reduced. As a result, the amount of intermediate products adhering to the PM sensor can be reduced. Therefore, it can suppress that the detection value of PM sensor changes with an intermediate product. Therefore, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the PM sensor due to the adhesion of the intermediate product.

本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、ＰＭセンサよりも上流の排気通路に設けられ排気中のＰＭを捕集するフィルタと、ＰＭセンサの検出値に基づいてフィルタの故障判定を行う判定部と、をさらに備えてもよい。この場合、制御部は、判定部によってフィルタの故障判定を行うときに、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量を減少させてもよい。   An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a filter that is provided in an exhaust passage upstream of a PM sensor and collects PM in the exhaust gas, and a determination unit that performs filter failure determination based on a detection value of the PM sensor And may be further provided. In this case, the control unit may reduce the flow rate of the exhaust gas that passes through the NOx catalyst when the determination unit performs the filter failure determination.

これによれば、ＰＭセンサの検出精度が高い状態でフィルタの故障判定を行うことができる。そのため、フィルタの故障判定の精度を高くすることができる。   According to this, it is possible to determine the failure of the filter while the detection accuracy of the PM sensor is high. Therefore, the accuracy of the filter failure determination can be increased.

本発明によれば、尿素からアンモニアに至るまでの中間生成物がＰＭセンサに付着することに起因するＰＭセンサの検出精度の低下を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of the detection accuracy of PM sensor resulting from the intermediate product from urea to ammonia adhering to PM sensor can be suppressed.

実施例に係る内燃機関１の吸排気系の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an intake / exhaust system of an internal combustion engine 1 according to an embodiment. 実施例に係るＰＭセンサの概略構成図である。It is a schematic block diagram of PM sensor which concerns on an Example. 実施例に係るＰＭセンサの検出値の推移を示したタイムチャートである。It is the time chart which showed transition of the detected value of PM sensor which concerns on an Example. フィルタが正常な場合と故障している場合とのＰＭセンサの検出値の推移を示したタイムチャートである。It is the time chart which showed transition of the detection value of PM sensor with the case where a filter is normal, and when it has failed. ＰＭセンサの検出値が正常な場合と、異常な場合との推移を示したタイムチャートである。It is the time chart which showed transition with the case where the detection value of PM sensor is normal, and the case where it is abnormal. 実施例に係る、吸入空気量とＰＭセンサへの中間生成物の付着量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the amount of intake air and the adhesion amount of the intermediate product to PM sensor based on an Example. 実施例に係るフィルタの故障判定のフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the failure determination of the filter which concerns on an Example. 実施例に係る、フィルタの故障判定実行時における、ＰＭ量検出要求、スロットル弁開度、ノズルベーン開度（ＶＮ開度）、燃料噴射量、吸入空気量、および排気温度の推移を示すタイムチャートである。FIG. 6 is a time chart showing changes in PM amount detection request, throttle valve opening, nozzle vane opening (VN opening), fuel injection amount, intake air amount, and exhaust temperature when executing filter failure determination according to the embodiment. is there.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

＜実施例＞
［吸排気系の概略構成］
図１は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ディーゼル機関であるが、ガソリン機関であってもよい。 <Example>
[Schematic configuration of intake and exhaust system]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an intake / exhaust system of an internal combustion engine according to the present embodiment. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a diesel engine, but may be a gasoline engine.

内燃機関１には、吸気通路２及び排気通路３が接続されている。吸気通路２には、該吸気通路２を流通する吸気の量を検出するエアフローメータ１１、および、その量を制御するスロットル弁８が設けられている。一方、排気通路３には、排気の流れ方向の上流側から順に、酸化触媒４、フィルタ５、添加弁６、選択還元型ＮＯｘ触媒７（以下、ＮＯｘ触
媒７という。）が設けられている。 An intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected to the internal combustion engine 1. The intake passage 2 is provided with an air flow meter 11 for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage 2 and a throttle valve 8 for controlling the amount. On the other hand, in the exhaust passage 3, an oxidation catalyst 4, a filter 5, an addition valve 6, and a selective reduction type NOx catalyst 7 (hereinafter referred to as NOx catalyst 7) are provided in order from the upstream side in the exhaust flow direction.

酸化触媒４は、酸化能を有する触媒であればよく、例えば三元触媒であってもよい。酸化触媒４は、フィルタ５に担持されていてもよい。   The oxidation catalyst 4 may be a catalyst having an oxidation ability, and may be, for example, a three-way catalyst. The oxidation catalyst 4 may be carried on the filter 5.

フィルタ５は、排気中のＰＭを捕集する。なお、フィルタ５には、触媒が担持されていてもよい。フィルタ５によってＰＭが捕集されることで、該フィルタ５にＰＭが徐々に堆積する。そして、フィルタ５の温度を強制的に上昇させる、所謂フィルタの再生処理を実行することで、該フィルタ５に堆積したＰＭを酸化させて除去することができる。例えば、酸化触媒４にＨＣを供給することでフィルタ５の温度を上昇させることができる。また、酸化触媒４を備えずに、フィルタ５の温度を上昇させる他の装置を備えていてもよい。さらに、内燃機関１から高温のガスを排出させることでフィルタ５の温度を上昇させてもよい。   The filter 5 collects PM in the exhaust. The filter 5 may carry a catalyst. As PM is collected by the filter 5, PM gradually accumulates on the filter 5. Then, by executing a so-called filter regeneration process for forcibly increasing the temperature of the filter 5, the PM deposited on the filter 5 can be oxidized and removed. For example, the temperature of the filter 5 can be raised by supplying HC to the oxidation catalyst 4. Moreover, you may provide the other apparatus which raises the temperature of the filter 5 without providing the oxidation catalyst 4. FIG. Furthermore, the temperature of the filter 5 may be raised by discharging hot gas from the internal combustion engine 1.

添加弁６は、ＮＯｘ触媒７に還元剤を供給すべきときに排気中に還元剤を添加する。添加弁６は、還元剤を添加する際には短い周期で還元剤の噴射と停止とを繰り返す。つまり、添加弁６は還元剤を周期的に添加する。還元剤には、例えば、尿素水等のアンモニア由来のものが用いられる。例えば、添加弁６から添加された尿素水は、排気の熱で加水分解されアンモニア（ＮＨ３）となり、その一部又は全部がＮＯｘ触媒７に吸着する。以下では、添加弁６から還元剤として尿素水を添加するものとする。なお、本実施例においては添加弁６が、本発明における供給装置に相当する。 The addition valve 6 adds a reducing agent into the exhaust when the reducing agent is to be supplied to the NOx catalyst 7. The addition valve 6 repeats injection and stop of the reducing agent in a short cycle when adding the reducing agent. That is, the addition valve 6 periodically adds the reducing agent. As the reducing agent, for example, an ammonia-derived one such as urea water is used. For example, the urea water added from the addition valve 6 is hydrolyzed by the heat of the exhaust to become ammonia (NH 3 ), and part or all of it is adsorbed on the NOx catalyst 7. Hereinafter, it is assumed that urea water is added as a reducing agent from the addition valve 6. In this embodiment, the addition valve 6 corresponds to the supply device in the present invention.

ＮＯｘ触媒７は、還元剤が存在するときに、排気中のＮＯｘを還元する。例えば、ＮＯｘ触媒７にアンモニア（ＮＨ３）を予め吸着させておけば、ＮＯｘ触媒７をＮＯｘが通過するときにＮＯｘをアンモニアにより還元させることができる。 The NOx catalyst 7 reduces NOx in the exhaust when a reducing agent is present. For example, if ammonia (NH 3 ) is previously adsorbed on the NOx catalyst 7, NOx can be reduced by ammonia when NOx passes through the NOx catalyst 7.

酸化触媒４よりも上流の排気通路３には、排気の温度を検出する第一排気温度センサ１２が設けられている。酸化触媒４よりも下流で且つフィルタ５よりも上流の排気通路３には、排気の温度を検出する第二排気温度センサ１３が設けられている。フィルタ５よりも下流で且つ添加弁６よりも上流の排気通路３には、排気の温度を検出する第三排気温度センサ１４及び排気中のＮＯｘ濃度を検出する第一ＮＯｘセンサ１５が設けられている。ＮＯｘ触媒７よりも下流の排気通路３には、排気中のＮＯｘ濃度を検出する第二ＮＯｘセンサ１６及び排気中のＰＭ量を検出するＰＭセンサ１７が設けられている。これらセンサの全てが必須というわけではなく、必要に応じて設けることができる。   A first exhaust temperature sensor 12 that detects the temperature of the exhaust is provided in the exhaust passage 3 upstream of the oxidation catalyst 4. A second exhaust temperature sensor 13 for detecting the temperature of the exhaust gas is provided in the exhaust passage 3 downstream of the oxidation catalyst 4 and upstream of the filter 5. The exhaust passage 3 downstream of the filter 5 and upstream of the addition valve 6 is provided with a third exhaust temperature sensor 14 for detecting the exhaust temperature and a first NOx sensor 15 for detecting the NOx concentration in the exhaust. Yes. In the exhaust passage 3 downstream of the NOx catalyst 7, a second NOx sensor 16 for detecting the NOx concentration in the exhaust and a PM sensor 17 for detecting the PM amount in the exhaust are provided. All of these sensors are not essential and can be provided as needed.

また、内燃機関１の吸排気系にはターボチャージャ９が設けられている。ターボチャージャ９のコンプレッサ９ａは吸気通路２におけるエアフローメータ１１およびスロットル弁８より下流側に設けられている。ターボチャージャ９のタービン９ｂは排気通路３における第一排気温度センサ１２よりも上流側に設けられている。タービン９ｂ内には、ノズルベーン９ｃがタービンホイールの円周方向に複数取り付けられている。このノズルベーン９ｃが開閉駆動されることにより、タービンホイールに吹き付けられる排気の流速が変化し、コンプレッサホイールの回転数が変化する。その結果、コンプレッサ９ａより下流側の吸気通路２への過給圧が変化する。   A turbocharger 9 is provided in the intake / exhaust system of the internal combustion engine 1. The compressor 9 a of the turbocharger 9 is provided on the downstream side of the air flow meter 11 and the throttle valve 8 in the intake passage 2. The turbine 9 b of the turbocharger 9 is provided upstream of the first exhaust temperature sensor 12 in the exhaust passage 3. A plurality of nozzle vanes 9c are attached in the turbine 9b in the circumferential direction of the turbine wheel. When the nozzle vanes 9c are driven to open and close, the flow rate of the exhaust gas blown to the turbine wheel changes, and the rotation speed of the compressor wheel changes. As a result, the supercharging pressure to the intake passage 2 downstream from the compressor 9a changes.

以上述べた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であるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０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を制御する。   The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 10 that is an electronic control unit for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 10 controls the internal combustion engine 1 in accordance with the operating conditions of the internal combustion engine 1 and the driver's request.

ＥＣＵ１０には、上記センサの他、アクセルペダルの踏込量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検出可能なアクセル開度センサ１８、及び機関回転数を検出するクランクポジ
ションセンサ１９が電気配線を介して接続され、これらセンサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。一方、ＥＣＵ１０には、スロットル弁８、添加弁６、およびノズルベーン９ｃが電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０によりこれらの装置が制御される。 In addition to the above sensors, the ECU 10 includes an accelerator opening sensor 18 that outputs an electric signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal and can detect the engine load, and a crank position sensor 19 that detects the engine speed via electric wiring. And the output signals of these sensors are input to the ECU 10. On the other hand, the throttle valve 8, the addition valve 6, and the nozzle vane 9c are connected to the ECU 10 via electric wiring, and these devices are controlled by the ECU 10.

ＥＣＵ１０は、フィルタ５に堆積しているＰＭ量を推定し、推定されたＰＭ量が所定量以上になると、前記フィルタの再生処理を実施する。なお、フィルタの再生処理は、内燃機関１が搭載されている車両の前回の該再生処理の実施完了からの走行距離が所定距離以上となったときに行ってもよい。また、規定期間ごとにフィルタの再生処理を実施してもよい。   The ECU 10 estimates the amount of PM accumulated in the filter 5, and executes the regeneration process of the filter when the estimated amount of PM exceeds a predetermined amount. Note that the filter regeneration processing may be performed when the travel distance of the vehicle in which the internal combustion engine 1 is mounted since the previous completion of the regeneration processing has reached a predetermined distance or more. In addition, the filter regeneration process may be performed every specified period.

また、ＥＣＵ１０は、ＰＭセンサ１７により検出されるＰＭ量に基づいて、フィルタ５の故障判定を行う。ここで、フィルタ５の溶損又は破損等の故障が発生すると、該フィルタ５に捕集されずに、該フィルタ５を通り抜けるＰＭ量が増加する。このＰＭ量の増加をＰＭセンサ１７により検出すれば、フィルタ５の故障を判定することができる。   Further, the ECU 10 determines a failure of the filter 5 based on the PM amount detected by the PM sensor 17. Here, when a failure such as melting or breakage of the filter 5 occurs, the amount of PM passing through the filter 5 is increased without being collected by the filter 5. If this increase in PM amount is detected by the PM sensor 17, the failure of the filter 5 can be determined.

例えば、フィルタ５の故障判定は、ＰＭセンサ１７の検出値に基づいて算出される所定期間中のＰＭ量の積算値と、フィルタ５が所定の状態であると仮定した場合における所定期間中のＰＭ量の積算値とを比較することで行われる。なお、所定期間におけるＰＭセンサ１７の検出値の増加量に基づいて、フィルタ５の故障判定を行ってもよい。例えば、所定期間におけるＰＭセンサ１７の検出値の増加量が閾値以上のときに、フィルタ５が故障していると判定してもよい。   For example, the failure determination of the filter 5 is based on the integrated value of the PM amount calculated during a predetermined period calculated based on the detection value of the PM sensor 17 and the PM during the predetermined period when the filter 5 is assumed to be in a predetermined state. This is done by comparing the integrated value of the quantity. Note that the failure determination of the filter 5 may be performed based on the amount of increase in the detection value of the PM sensor 17 during a predetermined period. For example, it may be determined that the filter 5 has failed when the amount of increase in the detection value of the PM sensor 17 during a predetermined period is equal to or greater than a threshold value.

［ＰＭセンサ］
図２は、ＰＭセンサ１７の概略構成図である。ＰＭセンサ１７は、自身に堆積したＰＭ量に対応する電気信号を出力するセンサである。ＰＭセンサ１７は、一対の電極１７１と、該一対の電極１７１の間に設けられる絶縁体１７２と、を備えて構成されている。一対の電極１７１の間にＰＭが付着すると、該一対の電極１７１の間の電気抵抗が変化する。この電気抵抗の変化は、排気中のＰＭ量と相関関係にあるため、該電気抵抗の変化に基づいて、排気中のＰＭ量を検出することができる。このＰＭ量は、単位時間当たりのＰＭの質量としてもよく、所定時間におけるＰＭの質量としてもよい。なお、ＰＭセンサ１７の構成は、図２に示したものに限らない。すなわち、ＰＭを検出し、且つ、還元剤の影響により検出値に変化が生じるＰＭセンサであればよい。 [PM sensor]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the PM sensor 17. The PM sensor 17 is a sensor that outputs an electrical signal corresponding to the amount of PM deposited on itself. The PM sensor 17 includes a pair of electrodes 171 and an insulator 172 provided between the pair of electrodes 171. When PM adheres between the pair of electrodes 171, the electrical resistance between the pair of electrodes 171 changes. Since this change in electrical resistance has a correlation with the amount of PM in the exhaust, the amount of PM in the exhaust can be detected based on the change in the electrical resistance. This amount of PM may be the mass of PM per unit time, or may be the mass of PM in a predetermined time. The configuration of the PM sensor 17 is not limited to that shown in FIG. That is, any PM sensor may be used as long as it detects PM and changes the detection value due to the influence of the reducing agent.

次に、図３は、ＰＭセンサ１７の検出値の推移を示したタイムチャートである。尚、内燃機関１から排出される単位時間当たりのＰＭ量が一定であるとすると、ＰＭセンサ１７におけるＰＭ堆積量は時間の経過と共に一定の割合で増加する。内燃機関１の始動直後のＡで示される期間は、排気通路３内で凝縮する水がＰＭセンサ１７に付着する虞がある期間である。ＰＭセンサ１７に水が付着すると、該ＰＭセンサ１７の検出値が変化したり、ＰＭセンサ１７が故障したりするため、この期間ではＰＭセンサ１７によるＰＭ量の検出は行われない。   Next, FIG. 3 is a time chart showing the transition of the detection value of the PM sensor 17. If the amount of PM discharged from the internal combustion engine 1 per unit time is constant, the amount of accumulated PM in the PM sensor 17 increases at a constant rate with the passage of time. The period indicated by A immediately after the start of the internal combustion engine 1 is a period during which water condensed in the exhaust passage 3 may adhere to the PM sensor 17. When water adheres to the PM sensor 17, the detection value of the PM sensor 17 changes or the PM sensor 17 breaks down. Therefore, the PM amount is not detected by the PM sensor 17 during this period.

Ａで示される期間の後のＢで示される期間では、前回の内燃機関１の運転時にＰＭセンサ１７に付着したＰＭを除去する処理（以下、ＰＭ除去処理という。）を行う。このＰＭ除去処理は、ＰＭセンサ１７の温度を、ＰＭが酸化する温度まで上昇させることにより行われる。このＢで示される期間においても、ＰＭセンサ１７によるＰＭ量の検出は行われない。   In the period indicated by B after the period indicated by A, processing for removing PM adhering to the PM sensor 17 during the previous operation of the internal combustion engine 1 (hereinafter referred to as PM removal processing) is performed. This PM removal process is performed by raising the temperature of the PM sensor 17 to a temperature at which PM is oxidized. Even during the period indicated by B, the PM amount is not detected by the PM sensor 17.

Ｂで示される期間の後のＣで示される期間は、ＰＭの検出に適した温度となるまでに要する期間である。すなわち、Ｂで示される期間においてＰＭセンサ１７の温度がＰＭの検出に適した温度よりも高くなるため、温度が低下してＰＭの検出に適した温度となるまで
待っている。このＣで示される期間においても、ＰＭセンサ１７によるＰＭ量の検出は行われない。 The period indicated by C after the period indicated by B is a period required until a temperature suitable for PM detection is reached. That is, since the temperature of the PM sensor 17 becomes higher than the temperature suitable for PM detection in the period indicated by B, the process waits until the temperature decreases and becomes a temperature suitable for PM detection. Even during the period indicated by C, the PM amount is not detected by the PM sensor 17.

そして、Ｃで示される期間の後のＤで示される期間でＰＭの検出が行われる。なお、Ｄで示される期間であっても、ＰＭセンサ１７にある程度のＰＭが堆積するまでは、検出値が増加しない。すなわち、ある程度のＰＭが堆積して、一対の電極１７１の間に電流が流れるようになってから検出値が増加を始める。その後は、排気中のＰＭ量に応じて検出値が増加していく。   Then, PM is detected in a period indicated by D after a period indicated by C. Even in the period indicated by D, the detected value does not increase until a certain amount of PM is deposited on the PM sensor 17. That is, the detection value starts increasing after a certain amount of PM is deposited and a current flows between the pair of electrodes 171. Thereafter, the detected value increases in accordance with the amount of PM in the exhaust gas.

ここで、ＰＭセンサ１７は、フィルタ５よりも下流側に設けられている。そのため、ＰＭセンサ１７には、フィルタ５に捕集されずに、該フィルタ５を通過したＰＭが付着する。従って、ＰＭセンサ１７におけるＰＭ堆積量は、フィルタ５を通過したＰＭ量の積算値に対応した量となる。   Here, the PM sensor 17 is provided on the downstream side of the filter 5. Therefore, PM that has passed through the filter 5 adheres to the PM sensor 17 without being collected by the filter 5. Therefore, the PM accumulation amount in the PM sensor 17 is an amount corresponding to the integrated value of the PM amount that has passed through the filter 5.

図４は、フィルタ５が正常な場合と故障している場合とのＰＭセンサ１７の検出値の推移を示したタイムチャートである。フィルタ５が故障している場合には、ＰＭセンサ１７にＰＭが早く堆積するため、検出値の増加が始まる時点Ｅが、正常なフィルタ５と比較して早くなる。このため、例えば、内燃機関１の始動後から所定時間Ｆが経過したときの検出値が閾値以上であれば、フィルタ５が故障していると判定できる。この所定時間Ｆは、正常なフィルタ５であればＰＭセンサ１７の検出値が増加しておらず、且つ、故障しているフィルタ５であればＰＭセンサ１７の検出値が増加している時間である。この所定時間Ｆは、実験等により求められる。また、閾値は、フィルタ５が故障しているときのＰＭセンサ１７の検出値の下限値として予め実験等により求められる。   FIG. 4 is a time chart showing the transition of the detection value of the PM sensor 17 when the filter 5 is normal and when it is malfunctioning. When the filter 5 is out of order, PM accumulates early on the PM sensor 17, so that the time point E at which the detection value starts increasing is earlier than that of the normal filter 5. For this reason, for example, if the detected value when the predetermined time F has elapsed since the start of the internal combustion engine 1 is equal to or greater than the threshold value, it can be determined that the filter 5 has failed. The predetermined time F is a time when the detection value of the PM sensor 17 does not increase if the filter 5 is normal, and the detection value of the PM sensor 17 increases if the filter 5 is faulty. is there. This predetermined time F is obtained by experiments or the like. The threshold value is obtained in advance by experiments or the like as the lower limit value of the detection value of the PM sensor 17 when the filter 5 is out of order.

ところで、ＰＭセンサ１７をフィルタ５よりも下流で且つＮＯｘ触媒７よりも上流に設けることも考えられる。しかし、このような位置にＰＭセンサ１７を設けると、フィルタ５からＰＭセンサ１７までの距離が短くなる。このため、フィルタ５の溶損又は破損箇所を通過したＰＭが排気中に分散しないままＰＭセンサ１７の周辺に到達する虞がある。そうすると、フィルタ５における溶損又は破損の位置によっては、溶損又は破損箇所を通過したＰＭがＰＭセンサ１７にほとんど付着しないために、ＰＭが検出されないこともあり、故障判定の精度が低下する虞がある。   By the way, it is conceivable to provide the PM sensor 17 downstream of the filter 5 and upstream of the NOx catalyst 7. However, when the PM sensor 17 is provided at such a position, the distance from the filter 5 to the PM sensor 17 is shortened. For this reason, there is a possibility that PM that has passed through the melted or broken portion of the filter 5 reaches the periphery of the PM sensor 17 without being dispersed in the exhaust gas. Then, depending on the position of melting or breakage in the filter 5, PM that has passed through the melted or broken portion hardly adheres to the PM sensor 17, so PM may not be detected, and the accuracy of failure determination may be reduced. There is.

これに対して本実施例では、ＮＯｘ触媒７よりも下流にＰＭセンサ１７を設けているため、フィルタ５からＰＭセンサ１７までの距離が長い。このため、ＰＭセンサ１７の周辺では、フィルタ５を通過したＰＭが排気中に分散している。したがって、フィルタ５における溶損又は破損の位置によらずに、溶損又は破損箇所を通過したＰＭを検出することができる。   In contrast, in this embodiment, since the PM sensor 17 is provided downstream of the NOx catalyst 7, the distance from the filter 5 to the PM sensor 17 is long. For this reason, PM that has passed through the filter 5 is dispersed in the exhaust around the PM sensor 17. Therefore, it is possible to detect the PM that has passed through the melted or broken portion regardless of the position of the melted or broken in the filter 5.

［ＰＭセンサの検出値の異常］
しかしながら、添加弁６よりも下流側にＰＭセンサ１７を設けているため、該添加弁６から添加される還元剤がＰＭセンサ１７に付着する虞がある。このＰＭセンサ１７に付着する還元剤は、例えば、尿素、及び、尿素からアンモニアに至るまでの中間生成物（ビウレット、シアヌル酸）である。このようにＰＭセンサ１７に還元剤が付着すると、ＰＭセンサ１７におけるＰＭ堆積量が変化していなくとも、ＰＭセンサ１７の検出値が変化する虞がある。 [Abnormal PM sensor detection value]
However, since the PM sensor 17 is provided on the downstream side of the addition valve 6, the reducing agent added from the addition valve 6 may adhere to the PM sensor 17. The reducing agent adhering to the PM sensor 17 is, for example, urea and intermediate products (biuret, cyanuric acid) from urea to ammonia. If the reducing agent adheres to the PM sensor 17 in this way, the detection value of the PM sensor 17 may change even if the PM accumulation amount in the PM sensor 17 does not change.

図５は、ＰＭセンサ１７の検出値が正常な場合と、異常な場合との推移を示したタイムチャートである。異常な検出値は、ＰＭセンサ１７に還元剤が付着したときの検出値とすることができる。   FIG. 5 is a time chart showing the transition between when the detection value of the PM sensor 17 is normal and when it is abnormal. The abnormal detection value can be a detection value when the reducing agent adheres to the PM sensor 17.

正常な検出値は、時間の経過とともに検出値が増加するか、または検出値が変化しない。すなわち、ＰＭセンサ１７に付着したＰＭ量に応じて検出値が増加していく。一方、異常な検出値は、検出値が増加するだけでなく減少する場合がある。ＰＭセンサ１７に前記中間生成物が付着して所定量以上堆積すると、ＰＭが堆積したときと同じように、ＰＭセンサ１７の検出値が増加する。ここで、中間生成物であるビウレットは、１３２−１９０℃のときに生成される。そして、生成されたビウレットは、１９０℃より高くなると気化する。また、中間生成物であるシアヌル酸は、１９０−３６０℃で生成される。そして、生成されたシアヌル酸は、３６０℃より高くなると気化する。このように、ＰＭと比較すると中間生成物は低温で気化する。このため、ＰＭセンサ１７に付着していた中間生成物は、内燃機関１の排気の温度が高いときに気化する。そうすると、中間生成物の堆積量が減少するため、ＰＭセンサ１７の検出値が減少する。これは、ＰＭセンサ１７にＰＭのみが堆積しているときには起こらない現象である。   In the normal detection value, the detection value increases with time or the detection value does not change. That is, the detected value increases in accordance with the amount of PM attached to the PM sensor 17. On the other hand, an abnormal detection value may decrease as well as increase in the detection value. When the intermediate product adheres to the PM sensor 17 and accumulates a predetermined amount or more, the detection value of the PM sensor 17 increases in the same manner as when PM is deposited. Here, the biuret which is an intermediate product is produced at 132-190 ° C. And the produced biuret vaporizes when it becomes higher than 190 degreeC. Moreover, cyanuric acid which is an intermediate product is produced | generated at 190-360 degreeC. And the produced | generated cyanuric acid vaporizes when it becomes higher than 360 degreeC. Thus, the intermediate product is vaporized at a low temperature as compared with PM. For this reason, the intermediate product adhering to the PM sensor 17 is vaporized when the temperature of the exhaust gas from the internal combustion engine 1 is high. As a result, the amount of intermediate product deposited decreases, and the detection value of the PM sensor 17 decreases. This is a phenomenon that does not occur when only PM is deposited on the PM sensor 17.

また、ＰＭセンサ１７にはセンサ素子（一対の電極１７１）を覆うカバーが設けられているが、該カバーに中間生成物が付着して堆積すると、該カバーを閉塞させる虞がある。このカバーが中間生成物により閉塞されると、ＰＭが一対の電極１７１に到達できなくなるので、ＰＭが検出されにくくなる。したがって、ＰＭセンサ１７の検出値の増加が始まる時期が、正常な場合よりも遅くなる。このため、フィルタ５の故障判定の精度が低下する虞がある。   Further, the PM sensor 17 is provided with a cover that covers the sensor element (the pair of electrodes 171). However, if an intermediate product adheres and accumulates on the cover, the cover may be blocked. If this cover is closed by the intermediate product, PM cannot reach the pair of electrodes 171 and therefore it is difficult to detect PM. Therefore, the time when the detection value of the PM sensor 17 starts increasing is later than when it is normal. For this reason, there is a possibility that the accuracy of the failure determination of the filter 5 is lowered.

［吸入空気量の制御］
上記のように、中間生成物がＰＭセンサ１７に付着すると、フィルタ５の故障判定が困難となる虞がある。ここで、内燃機関１の吸入空気量とＰＭセンサ１７への中間生成物の付着量との関係について図６に基づいて説明する。図６において、横軸は内燃機関１の吸入空気量を表しており、縦軸はＰＭセンサ１７への中間生成物の付着量を表している。 [Control of intake air volume]
As described above, if the intermediate product adheres to the PM sensor 17, it may be difficult to determine the failure of the filter 5. Here, the relationship between the intake air amount of the internal combustion engine 1 and the amount of intermediate product attached to the PM sensor 17 will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents the intake air amount of the internal combustion engine 1, and the vertical axis represents the amount of intermediate product attached to the PM sensor 17.

吸入空気量が増加すると内燃機関１から排出される排気の流量も増加し、その結果、ＮＯｘ触媒７を通過する排気の流量が増加する。ＮＯｘ触媒７を通過する排気の流量が多いほど、添加弁６から添加された還元剤がＮＯｘ触媒７と接する時間が短くなる。その結果、ＮＯｘの還元に消費されずにＮＯｘ触媒７から流出する中間生成物が増加する。そのため、図６に示すように、内燃機関１の吸入空気量が多いほど、ＰＭセンサ１７に付着する中間生成物が多くなる。   As the amount of intake air increases, the flow rate of exhaust discharged from the internal combustion engine 1 also increases, and as a result, the flow rate of exhaust passing through the NOx catalyst 7 increases. As the flow rate of the exhaust gas passing through the NOx catalyst 7 increases, the time during which the reducing agent added from the addition valve 6 contacts the NOx catalyst 7 is shortened. As a result, the intermediate product flowing out from the NOx catalyst 7 without being consumed for the reduction of NOx increases. Therefore, as shown in FIG. 6, the larger the intake air amount of the internal combustion engine 1 is, the more intermediate products adhere to the PM sensor 17.

そこで、本実施例では、フィルタ５の故障判定を行う際に、即ちＰＭセンサ１７によってＰＭの量を検出する際に、ＮＯｘ触媒７を通過する排気の流量を減少させるべく、内燃機関１の吸入空気量を減少させる制御を行う。これによれば、ＰＭセンサ１７によりＰＭの量を検出する時に、ＮＯｘ触媒７から流出する中間生成物の量を減少させることができる。その結果、ＰＭセンサ１７に付着する中間生成物の量を減少させることができる。そのため、ＰＭセンサ１７の検出値が中間生成物により変化することを抑制できる。従って、中間生成物の付着に起因するＰＭセンサ１７の検出精度の低下を抑制することができる。これにより、フィルタ５の故障判定の精度を高めることができる。   Therefore, in this embodiment, when the failure of the filter 5 is determined, that is, when the amount of PM is detected by the PM sensor 17, the intake of the internal combustion engine 1 is reduced so as to reduce the flow rate of the exhaust gas passing through the NOx catalyst 7. Control to reduce the amount of air. According to this, when the amount of PM is detected by the PM sensor 17, the amount of the intermediate product flowing out from the NOx catalyst 7 can be reduced. As a result, the amount of intermediate products adhering to the PM sensor 17 can be reduced. Therefore, it can suppress that the detection value of PM sensor 17 changes with an intermediate product. Therefore, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the PM sensor 17 due to the adhesion of the intermediate product. Thereby, the precision of the failure determination of the filter 5 can be improved.

以下、本実施例に係るフィルタの故障判定のフローについて図７に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、ＥＣＵ１０によって所定の間隔で繰り返し実行される。   Hereinafter, the flow of the filter failure determination according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This flow is stored in advance in the ECU 10 and is repeatedly executed by the ECU 10 at predetermined intervals.

本フローでは、先ずステップＳ１０１において、フィルタ５の故障判定の実行要求があるか否かが判別される。ここで、フィルタ５の故障判定の実行要求がある場合とは、例えば、所定の故障判定実行時間が経過する毎に故障判定を実行する場合に、前回の故障判定の実行から該所定の故障判定実行時間が経過した場合等である。   In this flow, first, in step S101, it is determined whether or not there is a request for executing a failure determination of the filter 5. Here, when there is a request for executing the failure determination of the filter 5, for example, when the failure determination is executed every time a predetermined failure determination execution time elapses, the predetermined failure determination is performed from the previous execution of the failure determination. For example, when the execution time has elapsed.

ステップＳ１０１において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。一方、ステップＳ１０１において肯定判定された場合、ステップＳ１０２の処理が実行される。ステップＳ１０２では、目標吸入空気量ＳＶ１が算出される。ここで、目標吸入空気量ＳＶ１とは、ＮＯｘ触媒７から流出しＰＭセンサ１７に付着する中間生成物の量が許容範囲内となる閾値である。   If a negative determination is made in step S101, the execution of this flow is temporarily terminated. On the other hand, if a positive determination is made in step S101, the process of step S102 is executed. In step S102, the target intake air amount SV1 is calculated. Here, the target intake air amount SV1 is a threshold value at which the amount of intermediate product that flows out of the NOx catalyst 7 and adheres to the PM sensor 17 falls within an allowable range.

本実施例においては、添加弁６からの還元剤添加量およびＮＯｘ触媒７に流入する排気の温度に基づいて目標吸入空気量ＳＶ１が算出される。添加弁６からの還元剤添加量およびＮＯｘ触媒７に流入する排気の温度と目標吸入空気量ＳＶ１との関係はマップとして予めＥＣＵ１０に記憶されている。添加弁６からの還元剤添加量が多いほど、ＮＯｘ触媒７から流出する中間生成物の量が多くなる。また、ＮＯｘ触媒７に流入する排気の温度が低いほどＮＯｘ触媒７の温度が低くなるため、ＮＯｘの還元が促進され難くなる。その結果、ＮＯｘ触媒７から流出する中間生成物の量が多くなる。そのため、該マップでは、添加弁６からの還元剤添加量が多いほど、また、ＮＯｘ触媒７に流入する排気の温度が低いほど、目標吸入空気量ＳＶ１が小さい値となっている。   In this embodiment, the target intake air amount SV1 is calculated based on the amount of reducing agent added from the addition valve 6 and the temperature of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 7. The relationship between the reducing agent addition amount from the addition valve 6 and the temperature of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 7 and the target intake air amount SV1 is stored in advance in the ECU 10 as a map. The greater the amount of reducing agent added from the addition valve 6, the greater the amount of intermediate product flowing out from the NOx catalyst 7. Further, the lower the temperature of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 7, the lower the temperature of the NOx catalyst 7, and it becomes difficult to promote the reduction of NOx. As a result, the amount of intermediate products flowing out from the NOx catalyst 7 increases. Therefore, in the map, the target intake air amount SV1 becomes smaller as the amount of the reducing agent added from the addition valve 6 is larger and the temperature of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 7 is lower.

尚、ＮＯｘ触媒７に流入する排気の温度に代えて、ＮＯｘ触媒７の温度を用いてもよい。また、目標吸入空気量ＳＶ１を算出するためのパラメータとして、さらにＮＯｘ触媒７におけるＮＨ３吸着量又はＮＨ３吸着率を用いてもよい。ＮＨ３吸着率は、ＮＯｘ触媒７に最大限吸着可能なＮＨ３量に対する、ＮＯｘ触媒７に吸着しているＮＨ３量の比である。ＮＯｘ触媒７に吸着しているＮＨ３量が多いほど、ＮＯｘ触媒７から流出する中間生成物の量が多くなる。そのため、ＮＯｘ触媒７におけるＮＨ３吸着量又はＮＨ３吸着率を用いる場合は、これらの値が大きいほど、目標吸入空気量ＳＶ１を小さい値とする。また、目標吸入空気量ＳＶ１は、実験等に基づいて予め定められた一定値とすることもできる。 Note that the temperature of the NOx catalyst 7 may be used instead of the temperature of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 7. Further, as the parameter for calculating the target intake air amount SV1, the NH 3 adsorption amount or the NH 3 adsorption rate in the NOx catalyst 7 may be further used. The NH 3 adsorption rate is a ratio of the amount of NH 3 adsorbed to the NOx catalyst 7 to the amount of NH 3 that can be adsorbed to the NOx catalyst 7 to the maximum. As the amount of NH 3 adsorbed on the NOx catalyst 7 increases, the amount of the intermediate product flowing out from the NOx catalyst 7 increases. Therefore, when the NH 3 adsorption amount or the NH 3 adsorption rate in the NOx catalyst 7 is used, the target intake air amount SV1 is set to a smaller value as these values are larger. Further, the target intake air amount SV1 can be set to a constant value determined in advance based on experiments or the like.

次に、ステップＳ１０３において、エアフローメータ１１によって検出される吸入空気量ＳＶが、ステップＳ１０２で算出された目標吸入空気量ＳＶ１以下であるか否かが判別される。ステップＳ１０３において肯定判定された場合、ＰＭセンサ１７に付着する中間生成物は許容範囲内であると判断できる。そこで、この場合は、ステップＳ１０４において、ＰＭセンサ１７によってＰＭの量が検出され、その検出値に基づいてフィルタ５の故障判定が実行される。   Next, in step S103, it is determined whether or not the intake air amount SV detected by the air flow meter 11 is equal to or less than the target intake air amount SV1 calculated in step S102. If an affirmative determination is made in step S103, it can be determined that the intermediate product adhering to the PM sensor 17 is within the allowable range. Therefore, in this case, in step S104, the amount of PM is detected by the PM sensor 17, and failure determination of the filter 5 is executed based on the detected value.

一方、ステップＳ１０３において否定判定された場合、次にステップＳ１０５の処理が実行される。ステップＳ１０５においては、吸入空気量を減少させる制御が行われる。具体的には、スロットル弁８の開度が低減され、さらに、ノズルベーン９ｃの開度（ＶＮ開度）が増大される。尚、ステップＳ１０５におけるスロットル弁８の開度の減少量及びノズルベーン９ｃの開度の増加量は、現在の吸入空気量ＳＶと目標吸入空気量ＳＶ１との差に基づいて算出される値としてもよく、また予め定められた一定値としてもよい。   On the other hand, if a negative determination is made in step S103, then the process of step S105 is executed. In step S105, control for reducing the intake air amount is performed. Specifically, the opening degree of the throttle valve 8 is reduced, and the opening degree (VN opening degree) of the nozzle vane 9c is further increased. Note that the amount of decrease in the opening degree of the throttle valve 8 and the amount of increase in the opening degree of the nozzle vane 9c in step S105 may be values calculated based on the difference between the current intake air amount SV and the target intake air amount SV1. Also, it may be a predetermined constant value.

ここで、吸入空気量を減少させると、内燃機関１の出力トルクが低下する虞がある。そこで、ステップ１０５の次にはステップＳ１０６において、吸入空気量の減少に伴う内燃機関１の出力トルクの低下を抑制すべく、内燃機関１での燃料噴射量が増加される。ここでの燃料噴射量の増加量は、吸入空気量の減少量に基づいて算出される値とする。ステップＳ１０６の次にはステップＳ１０３の処理が再度実行される。   Here, when the intake air amount is decreased, the output torque of the internal combustion engine 1 may be reduced. Therefore, after step 105, in step S106, the fuel injection amount in the internal combustion engine 1 is increased in order to suppress a decrease in output torque of the internal combustion engine 1 due to a decrease in the intake air amount. The increase amount of the fuel injection amount here is a value calculated based on the decrease amount of the intake air amount. Following step S106, the process of step S103 is executed again.

上記フローによれば、ＰＭセンサ１７によってＰＭの量が検出されるときは、ＰＭセンサ１７によってＰＭの量が検出されないときに比べて排気の流量が低減される。これにより、ＰＭセンサ１７に付着する中間生成物の量が許容範囲内となるようＮＯｘ触媒７を通過する排気の流量が低減された状態で、ＰＭセンサ１７によってＰＭの量が検出される。
そして、その検出値に基づいてフィルタ５の故障判定が行われる。 According to the above flow, when the amount of PM is detected by the PM sensor 17, the flow rate of the exhaust gas is reduced compared to when the amount of PM is not detected by the PM sensor 17. Thereby, the amount of PM is detected by the PM sensor 17 in a state where the flow rate of the exhaust gas passing through the NOx catalyst 7 is reduced so that the amount of the intermediate product adhering to the PM sensor 17 falls within the allowable range.
Then, failure determination of the filter 5 is performed based on the detected value.

図８は、本実施例に係る、フィルタの故障判定実行時における、ＰＭ量検出要求、スロットル弁開度、ノズルベーン開度（ＶＮ開度）、燃料噴射量、吸入空気量、および排気温度の推移を示すタイムチャートである。   FIG. 8 shows changes in PM amount detection request, throttle valve opening, nozzle vane opening (VN opening), fuel injection amount, intake air amount, and exhaust temperature when executing filter failure determination according to this embodiment. It is a time chart which shows.

図８では、時間ｔ１のタイミングで、フィルタ５の故障判定実行要求があり、ＰＭセンサ１７によるＰＭの量の検出要求が「ＯＮ」となる。この時、吸入空気量が目標吸入空気量ＳＶ１より多いと、スロットル弁８の開度が低減されると共にノズルベーン９ｃの開度（ＶＮ開度）が増大され、さらに、内燃機関１での燃料噴射量が増大される。   In FIG. 8, there is a failure determination execution request for the filter 5 at the timing of time t <b> 1, and the PM amount detection request by the PM sensor 17 is “ON”. At this time, if the intake air amount is larger than the target intake air amount SV1, the opening degree of the throttle valve 8 is reduced, the opening degree of the nozzle vane 9c (VN opening degree) is increased, and further fuel injection in the internal combustion engine 1 is performed. The amount is increased.

そして、スロットル弁８の開度の減少およびノズルベーン９ｃの開度の増加によって吸入空気量が目標吸入空気量ＳＶ１以下に減少する。これにより、ＮＯｘ触媒７を通過する排気の流量が、ＰＭセンサ１７に付着する中間生成物の量が許容範囲内となる量にまで減少する。   The intake air amount decreases below the target intake air amount SV1 due to a decrease in the opening degree of the throttle valve 8 and an increase in the opening degree of the nozzle vane 9c. As a result, the flow rate of the exhaust gas passing through the NOx catalyst 7 is reduced to such an amount that the amount of intermediate products adhering to the PM sensor 17 falls within the allowable range.

さらに、吸入空気量が減少すること、および、燃料噴射量が増加することに伴って、排気の温度が上昇する。これにより、尿素からアンモニアへの反応が促進されるため、中間生成物の生成量が減少する。また、ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの還元も促進される。このことによっても、ＮＯｘ触媒７からの中間生成物の流出が抑制されることになる。その結果、ＰＭセンサ１７への中間生成物の付着が抑制される。   Further, as the intake air amount decreases and the fuel injection amount increases, the exhaust temperature rises. Thereby, since the reaction from urea to ammonia is promoted, the production amount of the intermediate product is reduced. Further, the reduction of NOx in the NOx catalyst is promoted. This also suppresses the outflow of the intermediate product from the NOx catalyst 7. As a result, the adhesion of the intermediate product to the PM sensor 17 is suppressed.

尚、本実施例において吸入空気量を減少させるための制御は、スロットル弁８の開度の減少およびノズルベーン９ｃの開度の増加に限られるものではなく、他の周知の技術を採用してもよい。また、ＰＭセンサ１７によってＰＭの量を検出する際に、吸入空気量を減少させる制御以外の制御を実行することで、ＮＯｘ触媒７を通過する排気の流量を減少させてもよい。例えば、ＮＯｘ触媒７をバイパスして排気が流れるバイパス通路や排気絞り弁等を用いて、ＮＯｘ触媒７を通過する排気の流量を減少させることもできる。   In this embodiment, the control for reducing the intake air amount is not limited to the decrease in the opening degree of the throttle valve 8 and the increase in the opening degree of the nozzle vane 9c, and other well-known techniques may be adopted. Good. Further, when detecting the amount of PM by the PM sensor 17, the flow rate of the exhaust gas passing through the NOx catalyst 7 may be reduced by executing control other than control for reducing the intake air amount. For example, the flow rate of the exhaust gas passing through the NOx catalyst 7 can be reduced using a bypass passage, an exhaust throttle valve, or the like through which the exhaust gas flows by bypassing the NOx catalyst 7.

また、フィルタの故障判定を行う時以外にＰＭセンサ１７によってＰＭの量を検出する際にも、上記と同様の制御を実行することで、ＰＭセンサ１７への中間生成物の付着を抑制してもよい。   Also, when detecting the amount of PM by the PM sensor 17 other than when performing filter failure determination, the same control as described above is executed to suppress the adhesion of intermediate products to the PM sensor 17. Also good.

１・・・内燃機関
２・・・吸気通路
３・・・排気通路
４・・・酸化触媒
５・・・フィルタ
６・・・添加弁
７・・・選択還元型ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ触媒）
８・・・スロットル弁
９・・・ターボチャージャ
９ａ・・コンプレッサ
９ｂ・・タービン
９ｃ・・ノズルベーン
１０・・ＥＣＵ
１１・・エアフローメータ
１２・・第一排気温度センサ
１３・・第二排気温度センサ
１４・・第三排気温度センサ
１５・・第一ＮＯｘセンサ
１６・・第二ＮＯｘセンサ
１７・・ＰＭセンサ
１８・・アクセル開度センサ
１９・・クランクポジションセンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Intake passage 3 ... Exhaust passage 4 ... Oxidation catalyst 5 ... Filter 6 ... Addition valve 7 ... Selective reduction type NOx catalyst (NOx catalyst)
8 ... Throttle valve 9 ... Turbocharger 9a, compressor 9b, turbine 9c, nozzle vane 10, ECU
11. Air flow meter 12. First exhaust temperature sensor 13. Second exhaust temperature sensor 14. Third exhaust temperature sensor 15. First NOx sensor 16. Second NOx sensor 17. PM sensor 18.・ Accelerator opening sensor 19 ・ ・ Crank position sensor

Claims (2)

内燃機関の排気通路に設けられ供給される還元剤によりＮＯｘを還元する選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流側から還元剤として尿素を供給する供給装置と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側で排気中の粒子状物質の量を検出するＰＭセンサと、
前記ＰＭセンサにより粒子状物質の量を検出するときには、前記ＰＭセンサにより粒子状物質の量を検出しないときよりも、前記選択還元型ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量を減少させる制御部と、
を備える内燃機関の排気浄化装置。 A selective reduction type NOx catalyst for reducing NOx by a reducing agent provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and supplied;
A supply device for supplying urea as a reducing agent from the upstream side of the selective reduction type NOx catalyst;
A PM sensor for detecting the amount of particulate matter in the exhaust gas downstream of the selective reduction NOx catalyst;
When the amount of particulate matter is detected by the PM sensor, a control unit that reduces the flow rate of the exhaust gas that passes through the selective reduction type NOx catalyst than when the amount of particulate matter is not detected by the PM sensor;
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine. 前記ＰＭセンサよりも上流の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記ＰＭセンサの検出値に基づいて前記フィルタの故障判定を行う判定部と、をさらに備え、
前記制御部が、前記判定部によってフィルタの故障判定を行うときに、前記選択還元型ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量を減少させる請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。 A filter that is provided in an exhaust passage upstream of the PM sensor and collects particulate matter in the exhaust;
A determination unit that determines a failure of the filter based on a detection value of the PM sensor,
2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control unit reduces a flow rate of exhaust gas that passes through the selective reduction type NOx catalyst when the determination unit performs filter failure determination.
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