JP4367369B2 - Internal combustion engine exhaust purification system - Google Patents

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Description

本発明は内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置に関する。   The present invention filters the particulate matter in the exhaust discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine and oxidizes and purifies the deposited particulate matter by a temperature raising process, and the unburned exhaust in the exhaust The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that achieves an oxidation catalyst function capable of oxidizing and purifying components in an exhaust gas purification unit composed of a single part or multiple parts.

従来、内燃機関の排気系に配置された排気浄化部、具体的には酸化触媒を担持したフィルタには、燃料中に存在するサルフェートなどの硫黄化合物が堆積する。このような硫黄化合物をそのまま放置すると、酸化触媒の性能に影響したりフィルタ容器を腐食させたり、あるいは内燃機関の運転状態や上流側に設けられた粒子状物質浄化用フィルタなどの再生状態によって排気が高温化した場合には高濃度の硫黄化合物が外部に放出されるおそれがある。   2. Description of the Related Art Conventionally, sulfur compounds such as sulfate that are present in fuel are deposited on an exhaust purification unit disposed in an exhaust system of an internal combustion engine, specifically, a filter that supports an oxidation catalyst. If such a sulfur compound is left as it is, it will affect the performance of the oxidation catalyst, corrode the filter vessel, or exhaust depending on the operating state of the internal combustion engine or the regeneration state of the particulate matter purification filter provided upstream. When the temperature rises, a high concentration of sulfur compounds may be released to the outside.

このような問題を防止するために、内燃機関の運転履歴から或程度、硫黄化合物がフィルタに堆積していると判断された場合にフィルタの昇温処理を実行することにより、硫黄化合物堆積量が少ない内に、フィルタから放出させる処理が行われている(例えば特許文献1,2参照)。
特開2003−206729号公報(第3−5頁、図3) 特開2004−116461号公報(第6−7頁、図4)
In order to prevent such a problem, when it is determined from the operation history of the internal combustion engine that the sulfur compound is accumulated on the filter to some extent, the temperature increase process of the filter is executed, so that the sulfur compound accumulation amount is reduced. Within a small amount, processing for discharging from the filter is performed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-206729 (page 3-5, FIG. 3) JP 2004-116461 A (page 6-7, FIG. 4)

このような硫黄化合物放出処理とは別に内燃機関の排気系ではフィルタに堆積する粒子状物質の浄化処理が行われている。この粒子状物質浄化処理についてもフィルタを昇温処理する点については硫黄化合物放出処理と同じである。したがって粒子状物質浄化処理時には同時に硫黄化合物の放出も生じている。   Apart from such a sulfur compound release process, the exhaust system of the internal combustion engine performs a purification process of particulate matter deposited on the filter. This particulate matter purification process is the same as the sulfur compound release process in that the temperature of the filter is increased. Therefore, at the same time as the particulate matter purification treatment, a sulfur compound is released.

しかし特許文献1,2では、硫黄化合物放出のための昇温処理は、粒子状物質浄化のための昇温処理とは無関係に独立して実行しているので、実際に堆積している硫黄化合物よりも硫黄化合物放出処理にて想定している硫黄化合物堆積量の方が多い場合が生じる。このため硫黄化合物放出のための昇温処理時に、実際に硫黄化合物堆積量の全量を放出するのに必要な昇温処理の程度よりも過剰な昇温処理を実行し、燃料などの昇温エネルギーに無駄が生じて燃費の悪化を招くことがある。   However, in Patent Documents 1 and 2, since the temperature raising process for releasing the sulfur compound is performed independently of the temperature raising process for purifying the particulate matter, the sulfur compound actually deposited In some cases, the amount of accumulated sulfur compound is larger than that assumed in the sulfur compound releasing process. For this reason, during the temperature rising process for releasing the sulfur compound, the temperature rising process is performed in excess of the degree of the temperature rising process necessary to actually release the entire amount of the sulfur compound deposit, and the temperature rising energy of the fuel, etc. In some cases, waste may occur and fuel consumption may deteriorate.

このことは粒子状物質浄化処理側にとっても同じであり、硫黄化合物放出処理時に同時に粒子状物質の浄化も生じている。したがって実際に堆積している粒子状物質よりも粒子状物質浄化処理にて想定している粒子状物質堆積量の方が多い場合が生じて、粒子状物質浄化のための昇温処理時に過剰な昇温処理を実行してしまい、同様に燃費の悪化を招くことがある。   This is the same for the particulate matter purification treatment side, and the particulate matter is also purified simultaneously with the sulfur compound release treatment. Therefore, there are cases where the amount of accumulated particulate matter assumed in the particulate matter purification process is larger than the particulate matter that is actually deposited, and there is an excess during the temperature rise treatment for particulate matter purification. The temperature raising process is executed, and the fuel consumption may be similarly deteriorated.

本発明は、内燃機関排気浄化装置において粒子状物質浄化処理と硫黄化合物放出処理との両者の昇温処理の関係を考慮することにより、過剰な昇温処理を防止することを目的とするものである。   An object of the present invention is to prevent an excessive temperature increase process by considering the relationship between the temperature increase process of the particulate matter purification process and the sulfur compound release process in the internal combustion engine exhaust gas purification apparatus. is there.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の内燃機関排気浄化装置は、内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを、単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置であって、前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達することにより硫黄化合物を昇温処理にて排気下流側に放出する硫黄化合物放出処理の実行条件が成立した時に、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質の浄化に必要な昇温処理の程度が、前記硫黄化合物放出処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には、前記排気浄化部に堆積した粒子状物質を浄化する昇温処理を実行する排気浄化制御手段を備えたことを特徴とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to claim 1 is a particulate material capable of filtering particulate matter in the exhaust discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine and oxidizing the deposited particulate matter by a temperature raising process to purify the particulate matter. and substance purification function, an oxidation catalyst function of the unburned components in the exhaust can be purified by oxidizing, an internal combustion engine exhaust purification apparatus that is realized by the exhaust gas purification unit comprising a single or a plurality of portions, the exhaust gas purifying When the sulfur compound deposition amount at the head reaches the required discharge amount, and when the execution condition of the sulfur compound release processing for releasing the sulfur compound to the exhaust downstream side by the temperature raising processing is satisfied, the sulfur compound is deposited on the exhaust purification section. When the degree of the temperature raising process necessary for the purification of the particulate matter is greater than or equal to the degree of the temperature raising process required for the sulfur compound releasing process, the particulate matter deposited in the exhaust purification unit is removed. Heating treatment to purify Characterized by comprising an exhaust gas purification control unit for the line.

このように硫黄化合物放出のための昇温処理は、粒子状物質浄化のための昇温処理とは独立した処理とはせず、硫黄化合物放出処理を実行しようとする時に粒子状物質浄化処理との関係を考慮したものとしている。すなわち、粒子状物質堆積量分を浄化できる昇温処理の程度が、硫黄化合物放出処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には、粒子状物質浄化処理として昇温処理を実行している。   As described above, the temperature increasing process for releasing the sulfur compound is not a process independent of the temperature increasing process for purifying the particulate matter. The relationship is taken into consideration. In other words, if the degree of the temperature rising process that can purify the amount of particulate matter accumulated is greater than the degree of the temperature rising process required for the sulfur compound releasing process, the temperature rising process is executed as the particulate matter purifying process. is doing.

このことにより、粒子状物質堆積量分を酸化して浄化させる昇温処理によって、粒子状物質の完全浄化と同時に、硫黄化合物の完全放出を実現している。このように粒子状物質浄化処理の昇温処理における硫黄化合物の放出を考慮した制御となっているので、実際の硫黄化合物堆積量と硫黄化合物放出処理にて想定している硫黄化合物堆積量との同一状態を維持できる。このため硫黄化合物放出処理と粒子状物質浄化処理とで独立した昇温処理する場合に比較して、硫黄化合物放出処理時における過剰な昇温処理が防止される。   This realizes complete release of the sulfur compound at the same time as complete purification of the particulate matter by the temperature raising process that oxidizes and purifies the amount of particulate matter accumulated. As described above, the control is performed in consideration of the release of the sulfur compound in the temperature raising process of the particulate matter purification process, so that the actual sulfur compound deposition amount and the sulfur compound deposition amount assumed in the sulfur compound release treatment are The same state can be maintained. For this reason, compared with the case where the temperature rising process is independent between the sulfur compound releasing process and the particulate matter purification process, an excessive temperature rising process during the sulfur compound releasing process is prevented.

請求項2に記載の内燃機関排気浄化装置では、請求項1において、前記排気浄化制御手段は、前記排気浄化部への燃料添加と内燃機関の燃焼室から排出される排気の高温化との一方又は両方により前記昇温処理を実行する排気系昇温手段と、前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質を浄化するために前記排気系昇温手段を制御する粒子状物質浄化手段と、前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度では前記硫黄化合物堆積量の全量放出が不十分と判定されれば、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する硫黄化合物放出手段とを備えたことを特徴とする。   The internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to claim 2, wherein, in claim 1, the exhaust gas purification control means is one of fuel addition to the exhaust gas purification unit and high temperature of exhaust gas discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine. Or the exhaust system temperature raising means for performing the temperature raising process by both, and the particulate matter accumulated in the exhaust purification unit when the particulate matter deposition amount in the exhaust purification unit reaches the regeneration required deposition amount Particulate matter purification means for controlling the exhaust system temperature raising means to purify the substance, and when the amount of sulfur compound deposited in the exhaust purification unit reaches the required release deposition amount, the particulate matter at the present time If it is determined that the release of the total amount of the sulfur compound deposit is insufficient at the extent of the temperature raising process for purifying the deposit amount, the temperature of the exhaust system is increased so that the temperature rise process for releasing the total amount of the sulfur compound deposit is performed. Control the temperature means and insufficient If not constant, is characterized in that a sulfur compound release means for controlling the exhaust system Atsushi Nobori means to perform a Atsushi Nobori process of the total amount purifying the particulate matter accumulation amount.

より具体的には、排気浄化制御手段は、排気系昇温手段、粒子状物質浄化手段及び硫黄化合物放出手段を備えたものとして構成することができる。この内で硫黄化合物放出手段は、硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、上述したごとく現時点での粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度によって、硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理と、粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理とを選択している。   More specifically, the exhaust purification control means can be configured to include an exhaust system temperature raising means, a particulate matter purification means, and a sulfur compound release means. Among them, the sulfur compound releasing means determines the amount of sulfur compound deposited according to the degree of the temperature increasing process for purifying the current amount of particulate matter accumulated as described above when the amount of sulfur compound deposited reaches the required amount of release. Is selected from the temperature rising process for releasing the entire amount of the gas and the temperature rising process for purifying the amount of the particulate matter accumulated in its entirety.

特に、現時点での粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度では、硫黄化合物堆積量の全量放出が不十分と判定される場合には、硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行している。したがって、確実に硫黄化合物を全て放出でき、硫黄化合物が過剰に蓄積するのを防止できることから、白煙等の問題を生じることがない。又、現時点での粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度で、硫黄化合物堆積量の全量放出が十分であれば粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するので、前記請求項1にて述べたごとくの作用効果を生じ、硫黄化合物放出処理時における過剰な昇温処理が防止される。   In particular, if it is determined that the release of the total amount of sulfur compound deposits is insufficient with the degree of the temperature rise process that purifies the total amount of particulate matter accumulated at the present time, the temperature rise process that releases the entire amount of sulfur compound deposits Is running. Therefore, since all the sulfur compounds can be surely released and the sulfur compounds can be prevented from accumulating excessively, problems such as white smoke do not occur. In addition, if the release of the total amount of sulfur compound deposits is sufficient, the temperature rise treatment to purify all of the particulate matter deposition amount is executed at the extent of the temperature raising treatment that purifies the entire amount of particulate matter deposition amount, The effects as described in the first aspect are produced, and an excessive temperature increase process during the sulfur compound releasing process is prevented.

請求項3に記載の内燃機関排気浄化装置は、内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを、単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置であって、前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達することにより粒子状物質を昇温処理にて浄化する粒子状物質浄化処理の実行条件が成立した時に、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物の放出に必要な昇温処理の程度が、前記粒子状物質浄化処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には、前記排気浄化部に堆積した硫黄化合物を排気下流側に放出する昇温処理を実行する排気浄化制御手段を備えたことを特徴とする。 The internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to claim 3 is a particulate material capable of filtering particulate matter in the exhaust discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine and oxidizing the deposited particulate matter by a temperature raising process to purify the particulate matter. and substance purification function, an oxidation catalyst function of the unburned components in the exhaust can be purified by oxidizing, an internal combustion engine exhaust purification apparatus that is realized by the exhaust gas purification unit comprising a single or a plurality of portions, the exhaust gas purifying When the execution condition of the particulate matter purification treatment for purifying the particulate matter by the temperature rising process is established when the particulate matter deposition amount at the part reaches the regeneration required accumulation amount, the particulate matter is deposited on the exhaust purification unit. When the degree of the temperature raising process required for releasing the sulfur compound is equal to or higher than the degree of the temperature raising process required for the particulate matter purification process, the sulfur compound deposited in the exhaust purification unit is disposed downstream of the exhaust gas. The temperature rising process released to the side Characterized by comprising an exhaust gas purification control unit for the line.

このように粒子状物質浄化のための昇温処理は、硫黄化合物放出のための昇温処理とは独立した処理とはせず、粒子状物質浄化処理を実行しようとする時に硫黄化合物放出処理との関係を考慮したものとしている。すなわち、硫黄化合物堆積量分を放出できる昇温処理の程度が、粒子状物質浄化処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には、硫黄化合物放出処理として昇温処理を実行している。   Thus, the temperature raising process for particulate matter purification is not a process independent of the temperature raising process for sulfur compound release, and the sulfur compound release treatment is performed when the particulate matter purification process is performed. The relationship is taken into consideration. In other words, if the degree of the temperature raising process that can release the sulfur compound deposit amount is equal to or higher than the degree of the temperature raising process required for the particulate matter purification process, the temperature raising process is executed as the sulfur compound releasing process. ing.

このことにより、硫黄化合物堆積量分を放出させる昇温処理によって、硫黄化合物の完全放出と同時に、粒子状物質の完全浄化を実現している。このように硫黄化合物放出処理の昇温処理における粒子状物質の浄化を考慮した制御となっているので、実際の粒子状物質堆積量と粒子状物質浄化処理にて想定している粒子状物質堆積量との同一状態を維持できる。このため粒子状物質浄化処理と硫黄化合物放出処理とで独立した昇温処理する場合に比較して、粒子状物質浄化処理時における過剰な昇温処理が防止される。   As a result, the particulate matter is completely purified simultaneously with the complete release of the sulfur compound by the temperature raising process for releasing the accumulated amount of the sulfur compound. In this way, the control takes into account the purification of particulate matter in the temperature rise treatment of the sulfur compound release treatment, so the actual particulate matter deposition amount and particulate matter deposition assumed in the particulate matter purification treatment Can maintain the same state as the quantity. For this reason, compared with the case where the temperature rising process is independent between the particulate matter purification process and the sulfur compound releasing process, the excessive temperature raising process during the particulate matter purification process is prevented.

請求項4に記載の内燃機関排気浄化装置では、請求項3において、前記排気浄化制御手段は、前記排気浄化部への燃料添加と内燃機関の燃焼室から排出される排気の高温化との一方又は両方により前記昇温処理を実行する排気系昇温手段と、前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物を放出するために前記排気系昇温手段を制御する硫黄化合物放出手段と、前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度では前記粒子状物質堆積量の全量浄化が不十分と判定されれば、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する粒子状物質浄化手段とを備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to the third aspect, wherein the exhaust gas purification control means is one of adding fuel to the exhaust gas purification unit and increasing the temperature of exhaust gas discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine. Alternatively, the exhaust system temperature raising means for performing the temperature raising process by both, and the sulfur compound deposited in the exhaust purification unit when the amount of sulfur compound deposition in the exhaust purification unit reaches the required discharge amount A sulfur compound releasing means for controlling the exhaust system temperature raising means to release, and when the particulate matter deposition amount in the exhaust purification unit reaches a regeneration required deposition amount, the current sulfur compound deposition amount is If it is determined that the purification of the total amount of the particulate matter deposition amount is insufficient with the extent of the temperature raising treatment for releasing the entire amount, the exhaust system temperature rise is performed so as to execute the temperature rise treatment for purifying the particulate matter deposition amount in its entirety. Control means and inadequate If not constant, it is characterized in that a particulate matter purifying device for controlling the exhaust system Atsushi Nobori means to perform a Atsushi Nobori process to release the whole amount the sulfur compounds deposit amount.

より具体的には、排気浄化制御手段は、排気系昇温手段、硫黄化合物放出手段及び粒子状物質浄化手段を備えたものとして構成することができる。この内で粒子状物質浄化手段は、粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、上述したごとく現時点での硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度によって、硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理と、粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理とを選択している。   More specifically, the exhaust purification control means can be configured as an exhaust system temperature raising means, a sulfur compound releasing means, and a particulate matter purification means. Among them, the particulate matter purifying means determines whether the particulate matter deposition amount depends on the degree of the temperature raising process that releases the entire amount of the present sulfur compound deposition amount when the particulate matter accumulation amount reaches the regeneration required deposition amount as described above. A temperature increasing process for releasing the entire amount and a temperature increasing process for purifying the amount of accumulated particulate matter are selected.

特に、現時点での硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度では、粒子状物質堆積量の全量浄化が不十分と判定される場合には、粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行している。したがって確実に粒子状物質を全て浄化でき、粒子状物質が過剰に蓄積するのを防止できることから、目詰まり等の問題を生じることがない。又、現時点での硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度で、粒子状物質堆積量の全量浄化が十分であれば硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するので、前記請求項3にて述べたごとくの作用効果を生じ、粒子状物質浄化処理時における過剰な昇温処理が防止される。   In particular, if it is determined that the purification of the particulate matter deposition amount is insufficient with the degree of the temperature raising treatment that releases the entire amount of the sulfur compound deposition amount at the present time, the temperature rise for purifying the particulate matter deposition amount in its entirety Processing is being executed. Therefore, since all the particulate matter can be reliably purified and the particulate matter can be prevented from accumulating excessively, problems such as clogging do not occur. In addition, if the total amount of particulate matter deposition amount is sufficiently purified at the degree of the temperature raising treatment that releases the entire amount of sulfur compound deposit, the temperature rise treatment that releases the entire amount of sulfur compound deposit is executed. The effect as described in claim 3 is produced, and an excessive temperature rise process during the particulate matter purification process is prevented.

請求項5に記載の内燃機関排気浄化装置は、内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを、単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置であって、前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達することにより硫黄化合物を昇温処理にて排気下流側に放出する硫黄化合物放出処理の実行条件が成立した時に、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質の浄化に必要な昇温処理の程度が前記硫黄化合物放出処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には前記排気浄化部に堆積した粒子状物質を浄化する昇温処理を実行し、前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達することにより粒子状物質を昇温処理にて浄化する粒子状物質浄化処理の実行条件が成立した時に、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物の放出に必要な昇温処理の程度が前記粒子状物質浄化処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には前記排気浄化部に堆積した硫黄化合物を排気下流側に放出する昇温処理を実行する排気浄化制御手段を備えたことを特徴とする。 The internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to claim 5 is a particulate material capable of filtering particulate matter in exhaust gas discharged from a combustion chamber of the internal combustion engine and oxidizing the deposited particulate matter by a temperature raising process to purify the particulate matter. and substance purification function, an oxidation catalyst function of the unburned components in the exhaust can be purified by oxidizing, an internal combustion engine exhaust purification apparatus that is realized by the exhaust gas purification unit comprising a single or a plurality of portions, the exhaust gas purifying When the sulfur compound deposition amount at the head reaches the required discharge amount, and when the execution condition of the sulfur compound release processing for releasing the sulfur compound to the exhaust downstream side by the temperature raising processing is satisfied, the sulfur compound is deposited on the exhaust purification section. When the degree of the temperature raising process necessary for the purification of the particulate matter is higher than the degree of the temperature raising process required for the sulfur compound releasing process, the particulate matter deposited in the exhaust purification unit is purified. Execute temperature rise process Sometimes execution condition of the particulate matter purifying process particulate matter deposit amount in the exhaust gas purifying portion for purifying the particulate matter at elevated process by reaching the playback request deposition amount is satisfied, the exhaust gas purifying unit When the degree of the temperature raising process required for releasing the sulfur compound deposited on the exhaust gas is higher than the degree of the temperature raising process required for the particulate matter purification process, the sulfur compound deposited in the exhaust purification unit is removed. An exhaust purification control means for performing a temperature raising process for discharging to the exhaust downstream side is provided.

このように上記排気浄化制御手段に、前記請求項1で述べた排気浄化制御手段と前記請求項3で述べた排気浄化制御手段との両者の機能を備えたものとすることで、粒子状物質の完全浄化と硫黄化合物の完全放出とを同時に実現している。このことにより、実際の硫黄化合物堆積量と硫黄化合物放出処理にて想定している硫黄化合物堆積量との同一状態を維持でき、更に、実際の粒子状物質堆積量と粒子状物質浄化処理にて想定している粒子状物質堆積量との同一状態を維持できる。   In this way, the exhaust gas purification control means is provided with the functions of both the exhaust gas purification control means described in claim 1 and the exhaust gas purification control means described in claim 3, so that the particulate matter can be obtained. Simultaneous purification and complete release of sulfur compounds. As a result, it is possible to maintain the same state of the actual sulfur compound deposition amount and the sulfur compound deposition amount assumed in the sulfur compound releasing treatment, and further, in the actual particulate matter deposition amount and the particulate matter purification treatment. The same state as the assumed particulate matter accumulation amount can be maintained.

したがって硫黄化合物放出処理時においても粒子状物質浄化処理時においても過剰な昇温処理が防止される。
請求項6に記載の内燃機関排気浄化装置では、請求項5において、前記排気浄化制御手段は、前記排気浄化部への燃料添加と内燃機関の燃焼室から排出される排気の高温化との一方又は両方により前記昇温処理を実行する排気系昇温手段と、前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度では前記粒子状物質堆積量の全量浄化が不十分と判定されれば、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する粒子状物質浄化手段と、前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記排気浄化部での粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度では前記硫黄化合物堆積量の全量放出が不十分と判定されれば、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する硫黄化合物放出手段とを備えたことを特徴とする。
Therefore, an excessive temperature rise process can be prevented both during the sulfur compound release process and during the particulate matter purification process.
The internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to claim 6, wherein the exhaust gas purification control means is one of fuel addition to the exhaust gas purification unit and high temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine. Or the exhaust system temperature raising means for performing the temperature raising process by both, and the sulfur compound in the exhaust purification unit at the present time when the particulate matter deposition amount in the exhaust purification unit reaches the regeneration required deposition amount If it is determined that the total amount of particulate matter deposited amount is not sufficiently purified at the extent of the temperature raising process for releasing the entire amount of deposit, the exhaust gas is performed so as to execute the temperature raising process for purifying the particulate matter deposited amount in its entirety. A particulate matter purification means for controlling the exhaust system temperature raising means so as to execute a temperature raising process for releasing the total amount of the sulfur compound deposit, Accumulation of sulfur compounds in the exhaust purification section When the amount of deposits required to be released has reached the amount required to be released, it is determined that the release of the total amount of sulfur compound deposits is insufficient with the extent of the temperature raising process that purifies all the particulate matter deposits in the exhaust gas purification unit at the present time. For example, the exhaust system temperature raising means is controlled to execute a temperature raising process for releasing the total amount of the sulfur compound deposit, and if it is not determined to be insufficient, the temperature rise process for purifying the particulate matter accumulation quantity in its entirety. And a sulfur compound releasing means for controlling the exhaust system temperature raising means.

より具体的には、このように排気浄化制御手段は、排気系昇温手段、粒子状物質浄化手段及び硫黄化合物放出手段を備えたものとして構成することができる。しかも粒子状物質浄化手段については前記請求項4の粒子状物質浄化手段と同じ構成とし、硫黄化合物放出手段については前記請求項2の硫黄化合物放出手段と同じ構成としている。このため前記請求項2,4の両者の作用効果を生じさせることができ、硫黄化合物放出処理時においても粒子状物質浄化処理時においても過剰な昇温処理が防止される。   More specifically, the exhaust purification control means can be configured as including an exhaust system temperature raising means, a particulate matter purification means, and a sulfur compound releasing means. In addition, the particulate matter purification means has the same configuration as that of the particulate matter purification means of claim 4, and the sulfur compound release means has the same configuration as that of the sulfur compound release means of claim 2. For this reason, the effects of both of the second and fourth aspects can be produced, and an excessive temperature rise process can be prevented both during the sulfur compound releasing process and during the particulate matter purification process.

請求項7に記載の内燃機関排気浄化装置では、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記排気浄化部は、粒子状物質を濾過すると共にNOx浄化用触媒と前記粒子状物質を酸化して浄化する触媒とを担持した排気浄化部分と、該排気浄化部分に対して排気下流側に設けられて排気中の未燃焼成分を酸化して浄化する酸化触媒を担持した排気浄化部分との少なくとも2つの部分を備えていることを特徴とする。   The internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to claim 7, wherein the exhaust gas purification unit filters the particulate matter and oxidizes and purifies the NOx purification catalyst and the particulate matter in any one of claims 1 to 6. At least two parts, an exhaust purification part carrying a catalyst to be carried, and an exhaust purification part carrying an oxidation catalyst provided on the exhaust downstream side of the exhaust purification part for oxidizing and purifying unburned components in the exhaust gas It is provided with a part.

より具体的には、排気浄化部の構成として、上述した少なくとも2つの排気浄化部分を備えたものとすることができる。このような構成において、前記請求項1〜6のいずれかに述べたごとく、硫黄化合物放出処理時や粒子状物質浄化処理時において過剰な昇温処理が防止される。   More specifically, the exhaust purification unit may include at least two exhaust purification parts described above. In such a configuration, as described in any one of the first to sixth aspects, an excessive temperature increase process is prevented during the sulfur compound releasing process or the particulate matter purification process.

[実施の形態1]
図1は上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジンと、内燃機関燃焼制御装置の機能を果たす制御システムとの概略を表す構成説明図である。尚、本発明は希薄燃焼式ガソリンエンジンなどについて同様な触媒構成を採用した場合においても適用できる。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the outline of a vehicle diesel engine to which the above-described invention is applied and a control system that functions as an internal combustion engine combustion control device. The present invention can also be applied to a case where a similar catalyst configuration is adopted for a lean combustion gasoline engine or the like.

ディーゼルエンジン2は複数気筒、ここでは4気筒#1,#2,#3,#4からなる。尚、他の気筒数でも良い。各気筒#1〜#4の燃焼室4は吸気弁6にて開閉される吸気ポート8及び吸気マニホールド10を介してサージタンク12に連結されている。そしてサージタンク12は、吸気通路13を介して、インタークーラ14に連結され、更に過給機、ここでは排気ターボチャージャ16のコンプレッサ16aの出口側に連結されている。コンプレッサ16aの入口側はエアクリーナ18に連結されている。サージタンク12には、排気再循環(以下、「EGR」と称する)経路20のEGRガス供給口20aが開口している。そしてサージタンク12とインタークーラ14との間の吸気通路13には、スロットル弁22が配置され、コンプレッサ16aとエアクリーナ18との間には吸入空気量センサ24及び吸気温センサ26が配置されている。   The diesel engine 2 includes a plurality of cylinders, here, four cylinders # 1, # 2, # 3, and # 4. Other cylinder numbers may be used. The combustion chambers 4 of the cylinders # 1 to # 4 are connected to a surge tank 12 via an intake port 8 and an intake manifold 10 that are opened and closed by an intake valve 6. The surge tank 12 is connected to the intercooler 14 via the intake passage 13 and further connected to the supercharger, here, the outlet side of the compressor 16a of the exhaust turbocharger 16. The inlet side of the compressor 16 a is connected to an air cleaner 18. The surge tank 12 has an EGR gas supply port 20 a of an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as “EGR”) path 20. A throttle valve 22 is disposed in the intake passage 13 between the surge tank 12 and the intercooler 14, and an intake air amount sensor 24 and an intake air temperature sensor 26 are disposed between the compressor 16 a and the air cleaner 18. .

各気筒#1〜#4の燃焼室4は排気弁28にて開閉される排気ポート30及び排気マニホールド32を介して排気ターボチャージャ16の排気タービン16bの入口側に連結され、排気タービン16bの出口側は排気通路34に接続されている。尚、排気タービン16bは排気マニホールド32において第4気筒#4側から排気を導入している。   The combustion chambers 4 of the cylinders # 1 to # 4 are connected to the inlet side of the exhaust turbine 16b of the exhaust turbocharger 16 via an exhaust port 30 and an exhaust manifold 32 that are opened and closed by an exhaust valve 28, and the outlet of the exhaust turbine 16b. The side is connected to the exhaust passage 34. The exhaust turbine 16b introduces exhaust from the fourth cylinder # 4 side in the exhaust manifold 32.

この排気通路34には、排気浄化触媒が収納されている3つの触媒コンバータ36,38,40が配置されている。最上流の第1触媒コンバータ36にはNOx吸蔵還元触媒36aが収納されている。ディーゼルエンジン2の通常の運転時において排気が酸化雰囲気(リーン)にある時には、NOxはこのNOx吸蔵還元触媒36aに吸蔵される。そして還元雰囲気(ストイキあるいはストイキよりも低い空燃比)ではNOx吸蔵還元触媒36aに吸蔵されたNOxがNOとして離脱しHCやCOにより還元される。このことによりNOxの浄化を行っている。   In the exhaust passage 34, three catalytic converters 36, 38 and 40 in which an exhaust purification catalyst is housed are arranged. The most upstream first catalytic converter 36 houses a NOx storage reduction catalyst 36a. When the exhaust gas is in an oxidizing atmosphere (lean) during normal operation of the diesel engine 2, NOx is stored in the NOx storage reduction catalyst 36a. In the reducing atmosphere (stoichiometric or air / fuel ratio lower than stoichiometric), the NOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst 36a is released as NO and is reduced by HC or CO. In this way, NOx is purified.

そして2番目に配置された第2触媒コンバータ38にはモノリス構造に形成された壁部を有するフィルタ38aが収納され、この壁部の微小孔を排気が通過するように構成されている。このフィルタ38aの微小孔表面にはコーティングにてNOx吸蔵還元触媒(NOx浄化用触媒に相当)の層が形成されているので、排気浄化触媒として機能し前述したごとくにNOxの浄化が行われる。更にフィルタ壁部には排気中の粒子状物質(以下「PM」と称する)が捕捉されて堆積する。この堆積したPMは、高温の酸化雰囲気とすることで、NOx吸蔵時に発生する活性酸素によりPMの酸化が開始されると共に、更に周囲の過剰酸素によりPM全体が酸化される。このことによりNOxの浄化と共にPMの酸化による浄化を実行している。尚、ここでは第1触媒コンバータ36と第2触媒コンバータ38とは一体化された構成で形成されている。   The second catalytic converter 38 arranged second is accommodated with a filter 38a having a wall portion formed in a monolith structure, and exhaust gas passes through the minute holes in the wall portion. Since a layer of a NOx occlusion reduction catalyst (corresponding to a NOx purification catalyst) is formed on the surface of the micropores of the filter 38a, it functions as an exhaust purification catalyst and NOx purification is performed as described above. Further, particulate matter (hereinafter referred to as “PM”) in the exhaust is trapped and deposited on the filter wall. The deposited PM is made into a high-temperature oxidizing atmosphere, so that the oxidation of PM is started by active oxygen generated during NOx occlusion, and the entire PM is further oxidized by excess oxygen in the vicinity. As a result, NOx purification and PM oxidation purification are executed. Here, the first catalytic converter 36 and the second catalytic converter 38 are formed in an integrated configuration.

最下流の第3触媒コンバータ40は、酸化触媒40aが収納され、ここではHCやCOが酸化されて浄化される。
これらNOx吸蔵還元触媒36a、フィルタ38a及び酸化触媒40aの組み合わせが請求項の排気浄化部に相当する。この内、フィルタ38aが、PMを濾過すると共にNOx浄化用触媒とPMを酸化して浄化する触媒とを担持した排気浄化部分に相当し、酸化触媒40aが、フィルタ38aに対して排気下流側に設けられて排気中の未燃焼成分を酸化して浄化する酸化触媒を担持した排気浄化部分に相当する。
The most downstream third catalytic converter 40 contains an oxidation catalyst 40a, where HC and CO are oxidized and purified.
The combination of the NOx occlusion reduction catalyst 36a, the filter 38a, and the oxidation catalyst 40a corresponds to the exhaust purification unit of the claims. Of these, the filter 38a corresponds to an exhaust purification portion that filters PM and carries a NOx purification catalyst and a catalyst that oxidizes and purifies PM, and the oxidation catalyst 40a is located downstream of the filter 38a on the exhaust side. It corresponds to an exhaust purification portion that is provided and carries an oxidation catalyst that oxidizes and purifies unburned components in the exhaust.

NOx吸蔵還元触媒36aとフィルタ38aとの間には第1排気温センサ44が配置されている。更に、フィルタ38aと酸化触媒40aとの間において、フィルタ38aの近くには第2排気温センサ46が、酸化触媒40aの近くには空燃比センサ48が配置されている。   A first exhaust temperature sensor 44 is disposed between the NOx storage reduction catalyst 36a and the filter 38a. Further, between the filter 38a and the oxidation catalyst 40a, a second exhaust temperature sensor 46 is disposed near the filter 38a, and an air-fuel ratio sensor 48 is disposed near the oxidation catalyst 40a.

上記空燃比センサ48は、ここでは固体電解質を利用したものであり、排気成分に基づいて排気の空燃比を検出し、空燃比に比例した電圧信号をリニアに出力するセンサである。又、第1排気温センサ44と第2排気温センサ46とはそれぞれの位置で排気温度thci,thcoを検出するものである。   Here, the air-fuel ratio sensor 48 uses a solid electrolyte, and is a sensor that detects the air-fuel ratio of the exhaust based on the exhaust component and linearly outputs a voltage signal proportional to the air-fuel ratio. The first exhaust temperature sensor 44 and the second exhaust temperature sensor 46 detect the exhaust temperatures thci and thco at their respective positions.

フィルタ38aの上流側と下流側には差圧センサ50の配管がそれぞれ設けられ、差圧センサ50はフィルタ38aの目詰まりの程度、すなわちPMの堆積度合を検出するためにフィルタ38aの上下流での差圧ΔPを検出している。   Piping of the differential pressure sensor 50 is provided on the upstream side and the downstream side of the filter 38a, respectively, and the differential pressure sensor 50 is located upstream and downstream of the filter 38a in order to detect the degree of clogging of the filter 38a, that is, the degree of PM accumulation. Is detected.

尚、排気マニホールド32には、EGR経路20のEGRガス吸入口20bが開口している。このEGRガス吸入口20bは第1気筒#1側で開口しており、排気タービン16bが排気を導入している第4気筒#4側とは反対側である。   The exhaust manifold 32 has an EGR gas inlet 20b of the EGR path 20 opened. The EGR gas inlet 20b is open on the first cylinder # 1 side, and is on the opposite side to the fourth cylinder # 4 side where the exhaust turbine 16b introduces exhaust.

EGR経路20の途中にはEGRガス吸入口20b側から、EGRガスを改質するための鉄系EGR触媒52が配置され、更にEGRガスを冷却するためのEGRクーラ54が設けられている。尚、EGR触媒52はEGRクーラ54の詰まりを防止する機能も有している。そしてEGRガス供給口20a側にはEGR弁56が配置されている。このEGR弁56の開度調節によりEGRガス供給口20aから吸気系へのEGRガス供給量の調節が可能となる。   In the middle of the EGR path 20, an iron-based EGR catalyst 52 for reforming EGR gas is disposed from the EGR gas inlet 20b side, and an EGR cooler 54 for cooling the EGR gas is further provided. The EGR catalyst 52 also has a function of preventing the EGR cooler 54 from being clogged. An EGR valve 56 is disposed on the EGR gas supply port 20a side. By adjusting the opening degree of the EGR valve 56, the amount of EGR gas supplied from the EGR gas supply port 20a to the intake system can be adjusted.

各気筒#1〜#4に配置されて、各燃焼室4内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁58は、燃料供給管58aを介してコモンレール60に連結されている。このコモンレール60内へは電気制御式の吐出量可変燃料ポンプ62から燃料が供給され、燃料ポンプ62からコモンレール60内に供給された高圧燃料は各燃料供給管58aを介して各燃料噴射弁58に分配供給される。尚、コモンレール60には燃料圧力を検出するための燃料圧センサ64が取り付けられている。   A fuel injection valve 58 disposed in each cylinder # 1 to # 4 and directly injecting fuel into each combustion chamber 4 is connected to a common rail 60 via a fuel supply pipe 58a. Fuel is supplied into the common rail 60 from an electrically controlled discharge variable fuel pump 62, and the high-pressure fuel supplied from the fuel pump 62 into the common rail 60 is supplied to each fuel injection valve 58 through each fuel supply pipe 58a. Distributed supply. A fuel pressure sensor 64 for detecting the fuel pressure is attached to the common rail 60.

更に、燃料ポンプ62からは別途、低圧燃料が燃料供給管66を介して添加弁68に供給されている。この添加弁68は第4気筒#4の排気ポート30に設けられて、排気タービン16b側に向けて燃料を噴射することにより排気中に燃料添加するものである。この燃料添加により後述する触媒制御モードが実行される。   Further, low pressure fuel is separately supplied from the fuel pump 62 to the addition valve 68 via the fuel supply pipe 66. The addition valve 68 is provided in the exhaust port 30 of the fourth cylinder # 4, and adds fuel into the exhaust by injecting fuel toward the exhaust turbine 16b. The catalyst control mode described later is executed by this fuel addition.

電子制御ユニット(以下「ECU」と称する)70はCPU、ROM、RAM等を備えたデジタルコンピュータと、各種装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。そしてECU70は前述した吸入空気量センサ24、吸気温センサ26、第1排気温センサ44、第2排気温センサ46、空燃比センサ48、差圧センサ50、EGR弁56内のEGR開度センサ、燃料圧センサ64及びスロットル開度センサ22aの信号を読み込んでいる。更にアクセルペダル72の踏み込み量(アクセル開度ACCP)を検出するアクセル開度センサ74、及びディーゼルエンジン2の冷却水温THWを検出する冷却水温センサ76から信号を読み込んでいる。更に、クランク軸78の回転数NE(rpm)を検出するエンジン回転数センサ80、クランク軸78の回転位相あるいは吸気カムの回転位相を検出して気筒判別を行う気筒判別センサ82から信号を読み込んでいる。   An electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 70 is mainly configured by a digital computer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and a drive circuit for driving various devices. The ECU 70 includes the intake air amount sensor 24, the intake air temperature sensor 26, the first exhaust temperature sensor 44, the second exhaust temperature sensor 46, the air-fuel ratio sensor 48, the differential pressure sensor 50, the EGR opening sensor in the EGR valve 56, Signals from the fuel pressure sensor 64 and the throttle opening sensor 22a are read. Further, signals are read from an accelerator opening sensor 74 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 72 (accelerator opening ACCP) and a cooling water temperature sensor 76 that detects the cooling water temperature THW of the diesel engine 2. Further, signals are read from an engine speed sensor 80 that detects the rotational speed NE (rpm) of the crankshaft 78, and a cylinder discrimination sensor 82 that detects the rotational phase of the crankshaft 78 or the rotational phase of the intake cam and performs cylinder discrimination. Yes.

そしてこれらの信号から得られるエンジン運転状態に基づいて、ECU70は燃料噴射弁58による燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御を実行する。更にEGR弁56の開度制御、モータ22bによるスロットル開度制御、燃料ポンプ62の吐出量制御、及び添加弁68の開弁制御により後述するPM再生制御、S被毒回復制御あるいはNOx還元制御といった触媒制御やその他の各処理を実行する。   Based on the engine operating state obtained from these signals, the ECU 70 executes fuel injection amount control and fuel injection timing control by the fuel injection valve 58. Further, the opening degree control of the EGR valve 56, the throttle opening degree control by the motor 22b, the discharge amount control of the fuel pump 62, and the PM regeneration control, S poison recovery control or NOx reduction control which will be described later by the valve opening control of the addition valve 68, etc. Perform catalyst control and other processes.

ECU70が実行する燃焼モード制御としては、通常燃焼モードと低温燃焼モードとの2種類から選択した燃焼モードを、運転状態に応じて実行する。ここで低温燃焼モードとは、低温燃焼モード用EGR弁開度マップを用いて大量の排気再循環量により燃焼温度の上昇を緩慢にしてNOxとスモークとを同時低減させる燃焼モードである。この低温燃焼モードは、低負荷低中回転領域にて実行し、空燃比センサ48が検出する空燃比AFに基づいてスロットル開度TAの調節による空燃比フィードバック制御がなされている。これ以外の燃焼モードが、通常燃焼モード用EGR弁開度マップを用いて通常のEGR制御(EGRしない場合も含める)を実行する通常燃焼モードである。   As the combustion mode control executed by the ECU 70, a combustion mode selected from two types of a normal combustion mode and a low temperature combustion mode is executed according to the operating state. Here, the low-temperature combustion mode is a combustion mode in which NOx and smoke are simultaneously reduced by slowing the increase in the combustion temperature by a large amount of exhaust gas recirculation using the EGR valve opening map for low-temperature combustion mode. This low-temperature combustion mode is executed in the low-load low-medium rotation region, and air-fuel ratio feedback control is performed by adjusting the throttle opening TA based on the air-fuel ratio AF detected by the air-fuel ratio sensor 48. The combustion mode other than this is a normal combustion mode in which normal EGR control (including the case where EGR is not performed) is executed using the normal combustion mode EGR valve opening degree map.

そして排気浄化触媒、主としてフィルタ38aに対する触媒制御を実行する触媒制御モードとしては、PM再生制御モード、S被毒回復制御モード、NOx還元制御モード及び通常制御モードの4種類のモードが存在する。   There are four types of catalyst control modes for performing catalyst control for the exhaust purification catalyst, mainly the filter 38a, including a PM regeneration control mode, an S poison recovery control mode, a NOx reduction control mode, and a normal control mode.

PM再生制御モードとは、PMの推定堆積量(以下、PM堆積量PMsmで表す)が再生要求堆積量に到達すると、特に第2触媒コンバータ38内のフィルタ38aに堆積しているPMを高温化により前述したごとく酸化により燃焼させてCO2とH2Oにして排出するPM浄化用昇温処理を実行するモードである。このモードでは、ストイキ(理論空燃比)よりも高い空燃比状態で添加弁68からの燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化(例えば600〜700℃)するが、更に燃料噴射弁58による膨張行程あるいは排気行程における燃焼室4内への燃料噴射であるアフター噴射を加える場合がある。尚、PM堆積量PMsmが再生要求堆積量に到達していなくても、前述した差圧センサ50が検出するフィルタ38aの上下流での差圧ΔPが大きくなった場合については、PM浄化用昇温処理を実行して、フィルタ38aに堆積しているPMを高温化により酸化により燃焼させて浄化している。上記PM堆積量PMsmは、燃焼室4から排出されるPMと添加弁68から添加される燃料により排出されるPMとの単位時間当たりの合計排出量と、フィルタ38aでの酸化による単位時間当たりの浄化量との差から、時間経過にしたがってフィルタ38aに堆積されているPM量を推定した値である。   In the PM regeneration control mode, when the estimated accumulation amount of PM (hereinafter referred to as PM accumulation amount PMsm) reaches the regeneration required accumulation amount, the temperature of the PM accumulated on the filter 38a in the second catalytic converter 38 is raised. As described above, this is a mode for executing the temperature raising process for PM purification that is combusted by oxidation and discharged as CO2 and H2O. In this mode, fuel addition from the addition valve 68 is repeated in an air-fuel ratio state higher than stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) to raise the catalyst bed temperature (for example, 600 to 700 ° C.). There is a case where after-injection that is fuel injection into the combustion chamber 4 in the stroke or exhaust stroke is added. Even if the PM accumulation amount PMsm does not reach the regeneration required accumulation amount, the increase in the pressure for PM purification increases when the differential pressure ΔP upstream and downstream of the filter 38a detected by the differential pressure sensor 50 increases. The temperature treatment is performed to purify the PM accumulated on the filter 38a by burning it by oxidation at a high temperature. The PM deposition amount PMsm is a total discharge amount per unit time of PM discharged from the combustion chamber 4 and PM discharged by fuel added from the addition valve 68, and per unit time due to oxidation in the filter 38a. This is a value obtained by estimating the amount of PM deposited on the filter 38a as time elapses from the difference from the purification amount.

尚、PM再生制御モード内において間欠添加処理によるバーンアップ型昇温処理を実行しても良い。この間欠添加処理は、添加弁68からの間欠的な燃料添加により空燃比をストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比とする空燃比低下処理を、全く燃料添加しない期間を間に置いて行う。ここではストイキよりもわずかに低い空燃比とするリッチ化を行っている。この処理においても燃料噴射弁58によるアフター噴射を加える場合がある。このことにより、PMの焼き尽くし(バーンアップ)作用を生じさせて、NOx吸蔵還元触媒36aの前端面のPM詰まりを解消したり、フィルタ38a内に堆積したPMを焼き尽くす処理を行う。   In addition, you may perform the burn-up type temperature rising process by an intermittent addition process in PM regeneration control mode. In the intermittent addition process, the air-fuel ratio is lowered or stoichiometrically lower than the stoichiometric air fuel ratio by intermittent fuel addition from the addition valve 68 at intervals of no fuel addition. Here, enrichment is performed to make the air-fuel ratio slightly lower than stoichiometric. Even in this process, after-injection by the fuel injection valve 58 may be applied. As a result, a PM burning-out (burn-up) action is generated to eliminate the PM clogging of the front end face of the NOx storage reduction catalyst 36a, or to burn out the PM deposited in the filter 38a.

S被毒回復制御モードとは、NOx吸蔵還元触媒36a及びフィルタ38aがS(硫黄)被毒してNOx吸蔵能力が低下した場合にS成分を放出させてS被毒から回復させるモードである。このモードでは、添加弁68から燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化(例えば650℃)する昇温処理を実行し、更に添加弁68からの間欠的な燃料添加により空燃比をストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比とする空燃比低下処理を行う。ここではストイキよりもわずかに低い空燃比とするリッチ化を行っている。このモードも燃料噴射弁58によるアフター噴射を加える場合がある。   The S-poisoning recovery control mode is a mode in which when the NOx occlusion reduction catalyst 36a and the filter 38a are poisoned with S (sulfur) and the NOx occlusion capability is reduced, the S component is released to recover from the S poisoning. In this mode, fuel addition is repeated from the addition valve 68 to execute a temperature raising process for raising the catalyst bed temperature (for example, 650 ° C.), and the air-fuel ratio is stoichiometrically or stoichiometrically by intermittent fuel addition from the addition valve 68. An air-fuel ratio reduction process is performed to make the air-fuel ratio slightly lower than Here, enrichment is performed to make the air-fuel ratio slightly lower than stoichiometric. In this mode, after-injection by the fuel injection valve 58 may be added.

NOx還元制御モードとは、NOx吸蔵還元触媒36a及びフィルタ38aに吸蔵されたNOxを、N2、CO2及びH2Oに還元して放出するモードである。このモードでは、添加弁68からの比較的時間をおいた間欠的な燃料添加により、触媒床温は比較的低温(例えば250〜500℃)で空燃比をストイキ又はストイキよりも低下させる処理を行う。   The NOx reduction control mode is a mode in which the NOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst 36a and the filter 38a is reduced to N2, CO2 and H2O and released. In this mode, by intermittent fuel addition from the addition valve 68 with a relatively long time, the catalyst bed temperature is relatively low (for example, 250 to 500 ° C.), and the air-fuel ratio is reduced or lower than the stoichiometry. .

尚、これら3つの触媒制御モード以外の状態が通常制御モードとなり、この通常制御モードでは添加弁68からの燃料添加や燃料噴射弁58によるアフター噴射はなされない。
更に、最下流の第3触媒コンバータ40内の酸化触媒40aについては、硫黄化合物堆積量、ここではサルフェート堆積量SULFsmが、燃料噴射弁58からの燃料量及び触媒床温(ここでは排気温度thco)等に基づいて計算されている。そしてこのサルフェート堆積量SULFsmが放出要求堆積量EGSULFに到達すると、前記PM浄化用昇温処理と同じ昇温処理により高温化して酸化触媒40aに堆積している硫黄化合物を排気下流に放出する処理を行っている。この放出要求堆積量EGSULFは、この堆積量にて硫黄化合物を下流に放出しても生態系に影響を及ぼさない排気サルフェート濃度となるように設定されている。
It should be noted that states other than these three catalyst control modes become the normal control mode, and in this normal control mode, fuel addition from the addition valve 68 and after-injection by the fuel injection valve 58 are not performed.
Further, regarding the oxidation catalyst 40a in the third catalytic converter 40 at the most downstream, the sulfur compound deposition amount, here, the sulfate deposition amount SULFsm, is the fuel amount from the fuel injection valve 58 and the catalyst bed temperature (here, the exhaust temperature thco). It is calculated based on etc. When the sulfate accumulation amount SULFsm reaches the required release accumulation amount EGSULF, a process of releasing the sulfur compound deposited on the oxidation catalyst 40a downstream of the exhaust gas by increasing the temperature by the same temperature increase process as the PM purification temperature increase process is performed. Is going. This required emission accumulation amount EGSULF is set so that the exhaust sulfate concentration does not affect the ecosystem even if the sulfur compound is released downstream at this accumulation amount.

図2はECU70により実行されるサルフェート放出制御処理のフローチャートを示し、図3はPM再生制御処理のフローチャートを示す。各処理は一定の時間周期で割り込み実行される処理である。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「S〜」で表す。   FIG. 2 shows a flowchart of the sulfate release control process executed by the ECU 70, and FIG. 3 shows a flowchart of the PM regeneration control process. Each process is a process that is interrupted and executed at a constant time period. The steps in the flowchart corresponding to the individual processing contents are represented by “S˜”.

サルフェート放出制御処理(図2)が開始されると、まずサルフェート放出のための昇温処理実行中でないか否かが判定される(S102)。ここでサルフェート放出のための昇温処理とは後述するステップS110,S112のいずれかの要求ON(オン)に基づいて行われる昇温処理である。   When the sulfate release control process (FIG. 2) is started, it is first determined whether or not the temperature raising process for releasing the sulfate is being executed (S102). Here, the temperature raising process for releasing the sulfate is a temperature raising process performed based on a request ON (ON) in any of steps S110 and S112 described later.

該当する昇温処理実行中でなければ(S102で「yes」)、次に酸化触媒40aにおけるサルフェート堆積量SULFsmの算出が式1に示すごとく実行される(S104)。   If the corresponding temperature raising process is not being executed (“yes” in S102), then the calculation of the sulfate accumulation amount SULFsm in the oxidation catalyst 40a is executed as shown in Equation 1 (S104).

[式1] SULFsm ← SULFsm + ΔSULF
式1の右辺におけるサルフェート堆積量SULFsmは前回の本処理実行時に算出された値である。サルフェート堆積量変動値ΔSULFは、1制御周期の間に酸化触媒40aに堆積するサルフェート量に相当する。このサルフェート堆積量変動値ΔSULFは、ディーゼルエンジン2において燃焼に用いられた燃料量(メイン噴射量)、酸化触媒40aの触媒床温、その他、NOx吸蔵還元触媒36a及びフィルタ38aに対するS被毒量に基づいて、予め実験により得られているマップから求められ、マイナス値も有り得る。ただし、左辺のサルフェート堆積量SULFsmにマイナスの値が算出されると、左辺のサルフェート堆積量SULFsmには0(g)が設定されるので、マイナスの値がサルフェート堆積量SULFsmに設定されることはない。
[Formula 1] SULFsm ← SULFsm + ΔSULF
The sulfate accumulation amount SULFsm on the right side of Equation 1 is a value calculated at the time of the previous main processing execution. The sulfate accumulation amount fluctuation value ΔSULF corresponds to the amount of sulfate accumulated on the oxidation catalyst 40a during one control cycle. The sulfate accumulation amount fluctuation value ΔSULF is the amount of fuel used for combustion in the diesel engine 2 (main injection amount), the catalyst bed temperature of the oxidation catalyst 40a, and the S poison amount for the NOx storage reduction catalyst 36a and the filter 38a. Based on the map obtained by experiments in advance, there may be a negative value. However, if a negative value is calculated for the sulfate accumulation amount SULFsm on the left side, 0 (g) is set for the sulfate accumulation amount SULFsm on the left side, so that a negative value is set for the sulfate accumulation amount SULFsm. Absent.

このようにして現在のサルフェート堆積量SULFsmが算出されると、サルフェート放出条件が成立しているか否かが判定される(S106)。このサルフェート放出条件は、直前のステップS104にて算出されたサルフェート堆積量SULFsmが放出要求堆積量EGSULFに到達した場合に成立する。尚、サルフェート堆積量SULFsmが放出要求堆積量EGSULFに到達する以前にも、他の条件によりサルフェート放出条件が成立するようにしても良い。   When the current sulfate accumulation amount SULFsm is calculated in this way, it is determined whether or not the sulfate release condition is satisfied (S106). This sulfate release condition is satisfied when the sulfate accumulation amount SULFsm calculated in the immediately preceding step S104 reaches the release request accumulation amount EGSULF. It should be noted that the sulfate release condition may be satisfied under other conditions before the sulfate accumulation amount SULFsm reaches the release required accumulation amount EGSULF.

サルフェート放出条件が成立していなければ(S106で「no」)、このまま一旦本処理を終了する。
このようにサルフェート放出条件が不成立の状態が繰り返され、この間にサルフェート堆積量SULFsmが次第に増加することで、SULFsm≧EGSULFとなった場合には、サルフェート放出条件が成立する(S106で「yes」)。このため次に式2の関係が評価される(S108)。
If the sulfate release condition is not satisfied (“no” in S106), this process is temporarily terminated as it is.
In this manner, the state in which the sulfate release condition is not satisfied is repeated, and when the sulfate accumulation amount SULFsm gradually increases and SULFsm ≧ EGSULF is satisfied, the sulfate release condition is satisfied (“yes” in S106). . Therefore, the relationship of Expression 2 is evaluated next (S108).

[式2] SULFsm > EGPMsulf(PMsm)
ここで右辺のEGPMsulf(PMsm)は、現在のPM堆積量PMsmを浄化できる程度の昇温処理を、サルフェート放出に適用した場合に、放出できるサルフェート堆積量を算出するマップ又は関係式である。すなわち、EGPMsulf(PMsm)は、フィルタ38aのPM堆積量PMsmを全量浄化する昇温処理を実行した場合に、この昇温処理にて同時に酸化触媒40aから放出されるサルフェート堆積量を示している。
[Formula 2] SULFsm> EGPMsulf (PMsm)
Here, EGPMsulf (PMsm) on the right side is a map or a relational expression for calculating the amount of sulfate deposit that can be released when a temperature increase process that can purify the current PM deposit amount PMsm is applied to sulfate release. In other words, EGPMsulf (PMsm) indicates the sulfate accumulation amount released from the oxidation catalyst 40a at the same time when the temperature raising process for purifying the PM accumulation amount PMsm of the filter 38a is performed.

式2が満足される場合(S108で「yes」)、すなわちフィルタ38aのPM堆積量PMsmを全量浄化する昇温処理では酸化触媒40aに堆積しているサルフェートを全量放出できない場合には、現在のサルフェート堆積量SULFsm分を放出するサルフェート放出要求をONに設定する(S110)。   If Equation 2 is satisfied (“yes” in S108), that is, if the amount of sulfate accumulated on the oxidation catalyst 40a cannot be released by the temperature raising process for purifying the PM accumulation amount PMsm of the filter 38a in its entirety, The sulfate release request for releasing the sulfate accumulation amount SULFsm is set to ON (S110).

このサルフェート堆積量SULFsm分のサルフェート放出要求ONの設定により、ECU70により添加弁68から排気中に繰り返し燃料添加が実行されることでNOx吸蔵還元触媒36a及びフィルタ38aにて添加燃料が燃焼して発熱し、排気が高温化する昇温処理が開始される。この高温の排気により酸化触媒40aがサルフェートの放出可能な温度まで昇温する。この昇温処理の程度、ここでは温度の高さと昇温期間とは、サルフェート堆積量SULFsm分が全量がちょうど放出される程度となるように、ECU70により制御される。尚、同時にフィルタ38aのPMは全量が浄化される。   By setting the sulfate release request ON corresponding to the sulfate accumulation amount SULFsm, the ECU 70 repeatedly adds fuel into the exhaust from the addition valve 68, whereby the added fuel burns in the NOx storage reduction catalyst 36a and the filter 38a to generate heat. Then, the temperature raising process for increasing the temperature of the exhaust is started. With this high-temperature exhaust, the oxidation catalyst 40a is heated to a temperature at which sulfate can be released. The degree of the temperature raising process, here, the temperature level and the temperature raising period are controlled by the ECU 70 so that the entire amount of the sulfate accumulation amount SULFsm is released. At the same time, the entire amount of PM in the filter 38a is purified.

前記式2が不満足の場合(S108で「no」)、すなわちフィルタ38aのPM堆積量PMsmを全量浄化する昇温処理で酸化触媒40aに堆積しているサルフェートも同時に全量放出できる場合は、サルフェート放出のために現在のPM堆積量PMsm分を浄化するPM再生要求をONに設定する(S112)。   If Equation 2 is not satisfied (“no” in S108), that is, if the sulfate accumulated on the oxidation catalyst 40a can be released at the same time by the temperature raising process for purifying the PM accumulation amount PMsm of the filter 38a, the sulfate release is performed. Therefore, a PM regeneration request for purifying the current PM accumulation amount PMsm is set to ON (S112).

このPM堆積量PMsm分のPM再生要求ONの設定により、ECU70により添加弁68から排気中に繰り返し燃料添加が実行されることでNOx吸蔵還元触媒36a及びフィルタ38aにて添加燃料が燃焼して発熱し、PMが酸化により浄化される。これと共に高温化した排気により酸化触媒40aがサルフェートの放出可能な温度まで昇温する。この昇温処理の程度は、PM堆積量PMsm分が全て浄化されるようにECU70により実行されるが、この時のPM堆積量PMsm分に相当する昇温処理の程度は、サルフェート堆積量SULFsm分を同時に全量放出できる昇温処理の程度以上である。したがって完全にサルフェート堆積量SULFsmの全量を放出することができる。   By setting the PM regeneration request ON corresponding to this PM accumulation amount PMsm, the ECU 70 repeatedly adds fuel into the exhaust from the addition valve 68, whereby the added fuel burns in the NOx storage reduction catalyst 36a and the filter 38a to generate heat. PM is purified by oxidation. At the same time, the exhaust gas heated to a high temperature raises the oxidation catalyst 40a to a temperature at which sulfate can be released. The degree of the temperature raising process is executed by the ECU 70 so as to purify the PM deposition amount PMsm, but the degree of the temperature raising process corresponding to the PM deposition amount PMsm at this time is the sulfate accumulation amount SULFsm. Is more than the extent of the temperature raising treatment that can release all of the amount simultaneously. Therefore, it is possible to completely release the total amount of sulfate deposit SULFsm.

ステップS110又はステップS112の処理がなされた次の制御周期では、サルフェート放出のための昇温処理が開始されているので(S102で「no」)、サルフェート堆積量SULFsmに0gが設定される(S114)。以後、該当する昇温処理が終了するまで、ステップS114の処理が繰り返される。   In the next control cycle in which the process of step S110 or step S112 is performed, the temperature increasing process for releasing the sulfate is started (“no” in S102), and therefore 0 g is set to the sulfate accumulation amount SULFsm (S114). ). Thereafter, the process of step S114 is repeated until the corresponding temperature raising process is completed.

PM再生制御処理(図3)について述べる。本処理が開始されると、まず式3に示すごとくPM堆積量PMsm(g)が算出される(S152)。
[式3] PMsm ← PMsm+PMeng+PMexij−PMctox
ここで式3の右辺のPM堆積量PMsmは前回の本処理実行時に算出された値である。エンジンPM排出量PMengは1制御周期にディーゼルエンジン2の運転状態により燃焼室4内の燃焼に基づいて排出されるPM量である。燃料添加由来PM排出量PMexijは1制御周期に添加弁68からの燃料噴射により排気に加えられるPM量である。酸化PM量PMctoxは1制御周期にフィルタ38a内にて酸化により浄化されて消失するPM量である。
The PM regeneration control process (FIG. 3) will be described. When this processing is started, first, the PM accumulation amount PMsm (g) is calculated as shown in Equation 3 (S152).
[Formula 3] PMsm <-PMsm + PMeng + PMexij-PMctox
Here, the PM accumulation amount PMsm on the right side of Expression 3 is a value calculated at the time of the previous main processing execution. The engine PM emission amount PMeng is the amount of PM discharged based on the combustion in the combustion chamber 4 according to the operation state of the diesel engine 2 in one control cycle. The PM addition amount PMexij derived from fuel addition is the amount of PM added to the exhaust by fuel injection from the addition valve 68 in one control cycle. The oxidized PM amount PMctox is a PM amount that is purified by oxidation in the filter 38a and disappears in one control cycle.

次にPM再生処理中でないか否かが判定される(S154)。PM再生処理中でなければ(S154で「yes」)、次にPM再生条件が成立しているか否かが判定される(S156)。PM再生条件は、次の条件であり、いずれかの条件が1つでも満足されている場合に成立する。   Next, it is determined whether or not PM regeneration processing is in progress (S154). If the PM regeneration process is not in progress (“yes” in S154), it is next determined whether or not the PM regeneration condition is satisfied (S156). The PM regeneration condition is the following condition, and is satisfied when any one of the conditions is satisfied.

(1)直前のステップS152にて算出されたPM堆積量PMsmが再生要求堆積量PMegに到達している。尚、本実施の形態では、再生要求堆積量PMegは放出要求堆積量EGSULFに対しては、EGPMsulf(PMeg)>EGSULFの関係に設定されている。   (1) The PM accumulation amount PMsm calculated in the immediately preceding step S152 has reached the regeneration required accumulation amount PMeg. In the present embodiment, the regeneration required accumulation amount PMeg is set such that EGPMsulf (PMeg)> EGSULF with respect to the emission required accumulation amount EGSULF.

(2)差圧センサ50が検出するフィルタ38aの上下流での差圧ΔPがPM再生基準差圧ΔPegより大きくなっている。
この(1)、(2)のいずれも満足されないと(S156で「no」)、このまま一旦本処理を終了するが、(1)、(2)のいずれかが満足されていると、PM再生要求がONに設定される(S158)。このPM再生要求ONにより、ECU70が添加弁68から燃料添加することにより、ステップS152にて算出されるPM堆積量PMsmが0gとなるまで昇温処理を継続する。このことによりフィルタ38aに堆積しているPMが全て酸化されて浄化される。すなわち、サルフェート放出制御処理(図2)のステップS112にて述べたごとく、添加弁68から排気中に繰り返し燃料添加が実行されることでNOx吸蔵還元触媒36a及びフィルタ38aにて添加燃料が燃焼して発熱し、PMが酸化により浄化される。尚、この時、同時に酸化触媒40aも昇温されるので、酸化触媒40aにサルフェートが堆積していれば、PM堆積量PMsm分が全て放出される過程で堆積しているサルフェートが全て放出される。
(2) The upstream and downstream differential pressure ΔP detected by the differential pressure sensor 50 is greater than the PM regeneration reference differential pressure ΔPeg.
If neither (1) nor (2) is satisfied (“no” in S156), the process is temporarily terminated. If either (1) or (2) is satisfied, PM regeneration is performed. The request is set to ON (S158). When the PM regeneration request is turned ON, the ECU 70 adds fuel from the addition valve 68, so that the temperature raising process is continued until the PM accumulation amount PMsm calculated in step S152 becomes 0 g. As a result, all PM deposited on the filter 38a is oxidized and purified. That is, as described in step S112 of the sulfate release control process (FIG. 2), the fuel addition is combusted in the NOx storage reduction catalyst 36a and the filter 38a by repeatedly performing fuel addition from the addition valve 68 into the exhaust. Heat is generated and PM is purified by oxidation. At this time, since the temperature of the oxidation catalyst 40a is also raised, if the sulfate is deposited on the oxidation catalyst 40a, all of the accumulated sulfate is released in the process of releasing the PM accumulation amount PMsm. .

以後の制御周期では、ステップS152にてPM堆積量PMsmが0gであると算出されるまで、PM再生処理が継続してステップS154にては「no」と判定される状態が継続する。PM堆積量PMsm=0gとなれば、PM再生処理が停止するのでステップS154にて「yes」と判定されるようになる。   In the subsequent control cycle, the PM regeneration process is continued until the PM accumulation amount PMsm is calculated to be 0 g in step S152, and the state determined as “no” in step S154 is continued. If the PM accumulation amount PMsm = 0 g, the PM regeneration process is stopped, so that “yes” is determined in step S154.

図4〜6のタイミングチャートに本実施の形態の制御の一例を示す。図4の例では、サルフェート堆積量SULFsmがSULFsm≧EGSULFとなる前に、PM堆積量PMsmがPMsm≧PMegとなっている。したがって通常のPM再生処理が実行されて、PM堆積量PMsmが再生要求堆積量PMegの状態(t1,t3)から0(t2,t4)となるまで昇温処理(t1〜t2,t3〜t4)がなされる。このことにより通常のPM再生処理時に、酸化触媒40aに堆積しているサルフェートについても全て放出される。   An example of the control of the present embodiment is shown in the timing charts of FIGS. In the example of FIG. 4, the PM deposition amount PMsm satisfies PMsm ≧ PMeg before the sulfate deposition amount SULFsm satisfies SULFsm ≧ EGSULF. Accordingly, the normal temperature regeneration process is executed, and the temperature increase process (t1 to t2, t3 to t4) until the PM accumulation amount PMsm becomes 0 (t2, t4) from the state (t1, t3) of the regeneration required accumulation amount PMeg. Is made. As a result, all the sulfate deposited on the oxidation catalyst 40a is also released during the normal PM regeneration process.

図5の例では、PM堆積量PMsmがPMsm≧PMegとなる前(=PM3)に、サルフェート堆積量SULFsmがSULFsm≧EGSULFとなっている(t11)。そしてこの時のPM堆積量PMsm(=PM3)の全量を浄化するための昇温処理の程度は、この時のサルフェート堆積量SULFsm(=EGSULF)を全て放出できる昇温処理の程度よりも高い。したがってサルフェート放出のために、この時のPM堆積量PMsm(=PM3)を浄化する分のPM再生処理が実行されて、PM堆積量PMsm=PM3の状態(t11)から0(t12)となるまで昇温処理(t11〜t12)がなされる。このPM再生処理によりPMが全て浄化された時には、酸化触媒40aに堆積しているサルフェートについても全て放出されている。   In the example of FIG. 5, before the PM deposition amount PMsm becomes PMsm ≧ PMeg (= PM3), the sulfate deposition amount SULFsm satisfies SULFsm ≧ EGSULF (t11). The degree of the temperature raising process for purifying the total amount of PM deposition amount PMsm (= PM3) at this time is higher than the degree of the temperature raising process capable of releasing all the sulfate accumulation amount SULFsm (= EGSULF) at this time. Therefore, in order to release the sulfate, the PM regeneration process for purifying the PM deposition amount PMsm (= PM3) at this time is executed until the PM deposition amount PMsm = PM3 is changed from the state (t11) to 0 (t12). A temperature raising process (t11 to t12) is performed. When all the PM is purified by this PM regeneration treatment, all the sulfate accumulated on the oxidation catalyst 40a is also released.

尚、この後は、図4の場合と同じく、サルフェート堆積量SULFsmがSULFsm≧EGSULFとなる前(=SULF3)に、PM堆積量PMsmがPMsm≧PMegとなっている。したがって通常のPM再生処理が実行されて、PM堆積量PMsmが再生要求堆積量PMegの状態(t13)から0(t14)となるまで昇温処理(t13〜t14)がなされる。このことにより通常のPM再生処理により、酸化触媒40aに堆積しているサルフェートについても全て放出される。   After this, as in the case of FIG. 4, the PM deposition amount PMsm satisfies PMsm ≧ PMeg before the sulfate deposition amount SULFsm becomes SULFsm ≧ EGSULF (= SULF3). Therefore, the normal PM regeneration process is executed, and the temperature raising process (t13 to t14) is performed until the PM accumulation amount PMsm becomes 0 (t14) from the regeneration required accumulation amount PMeg state (t13). As a result, all the sulfate deposited on the oxidation catalyst 40a is also released by the normal PM regeneration process.

図6の例では、PM堆積量PMsmがPMsm≧PMegとなる前(=PM4)に、サルフェート堆積量SULFsmがSULFsm≧EGSULFとなっている(t21)。そしてこの時のPM堆積量PMsm(=PM4)の全量を浄化するための昇温処理の程度は、この時のサルフェート堆積量SULFsm(=EGSULF)を全て放出できる昇温処理の程度よりも低い。したがってこの時のサルフェート堆積量SULFsm(=EGSULF)を浄化できる程度に相当するサルフェート放出処理(t21〜t22)が実行される。このサルフェート放出の途中で、PMは、PM堆積量PMsm=PM4の状態から0となる。そしてPMが全て浄化された後に、酸化触媒40aに堆積しているサルフェートが全て放出されるとサルフェート放出処理は終了する(t22)。   In the example of FIG. 6, before the PM deposition amount PMsm becomes PMsm ≧ PMeg (= PM4), the sulfate deposition amount SULFsm satisfies SULFsm ≧ EGSULF (t21). At this time, the degree of the temperature raising process for purifying the total amount of PM deposition amount PMsm (= PM4) is lower than the degree of the temperature raising process capable of releasing all the sulfate accumulation amount SULFsm (= EGSULF) at this time. Therefore, the sulfate release process (t21 to t22) corresponding to the extent that the sulfate accumulation amount SULFsm (= EGSULF) at this time can be purified is executed. In the middle of the release of sulfate, PM becomes 0 from the state where the PM deposition amount PMsm = PM4. Then, after all the PM has been purified, when all the sulfate accumulated on the oxidation catalyst 40a is released, the sulfate release process ends (t22).

尚、この後は、図4の場合と同じく、サルフェート堆積量SULFsmがSULFsm≧EGSULFとなる前(=SULF4)に、PM堆積量PMsmがPMsm≧PMegとなっている。したがって通常のPM再生処理が実行されて、PM堆積量PMsmが再生要求堆積量PMegの状態(t23)から0(t24)となるまで昇温処理(t23〜t24)がなされる。この通常のPM再生処理により、酸化触媒40aに堆積しているサルフェートについても全て放出される。   After this, as in the case of FIG. 4, before the sulfate accumulation amount SULFsm becomes SULFsm ≧ EGSULF (= SULF4), the PM accumulation amount PMsm satisfies PMsm ≧ PMeg. Accordingly, the normal PM regeneration process is executed, and the temperature raising process (t23 to t24) is performed until the PM deposition amount PMsm becomes 0 (t24) from the state (t23) of the regeneration required deposition amount PMeg. Through this normal PM regeneration process, all of the sulfate deposited on the oxidation catalyst 40a is also released.

上述した構成において、請求項との関係は、ECU70が排気浄化制御手段、排気系昇温手段、粒子状物質浄化手段及び硫黄化合物放出手段に相当する。PM再生要求ONあるいはサルフェート放出要求ONにより添加弁68から燃料を添加する処理が排気系昇温手段としての処理に、PM再生制御処理(図3)が粒子状物質浄化手段としての処理に、サルフェート放出制御処理(図2)が硫黄化合物放出手段としての処理に相当する。   In the configuration described above, the relationship with the claims corresponds to the ECU 70 corresponding to the exhaust purification control means, the exhaust system temperature raising means, the particulate matter purification means, and the sulfur compound releasing means. The process of adding fuel from the addition valve 68 when the PM regeneration request is turned on or the sulfate release request is turned on is the process as the exhaust system temperature raising means, and the PM regeneration control process (FIG. 3) is the process as the particulate matter purification means. The release control process (FIG. 2) corresponds to a process as a sulfur compound releasing means.

以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).サルフェート放出制御処理(図2)で、PM堆積量PMsm分を全て浄化できる昇温処理の程度が、同時にサルフェート堆積量SULFsm分を全て放出できる昇温処理の程度以上の場合に(S108で「no」)、サルフェート放出のためにPM堆積量PMsm分を浄化させる昇温処理を実行している。このことによりPMの完全浄化と同時にサルフェートの完全放出を実現している。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). In the sulfate release control process (FIG. 2), when the degree of the temperature raising process capable of purifying all the PM deposit amount PMsm is equal to or more than the degree of the temperature rise process capable of releasing all the sulfate deposit amount SULFsm (“no” in S108). "), A temperature raising process for purifying the PM deposit amount PMsm for the release of sulfate is performed. This realizes complete release of sulfate simultaneously with complete purification of PM.

このようにPM再生の昇温処理時におけるサルフェート放出を考慮した制御となっているので、実際のサルフェート堆積量とサルフェート放出処理にて想定しているサルフェート堆積量SULFsmとの同一状態を維持できる。したがってサルフェート放出処理とPM再生処理とで独立した昇温処理をする場合に比較して、サルフェート放出処理時における過剰な昇温処理が防止される。   As described above, since the control is performed in consideration of the sulfate release during the temperature increase process of PM regeneration, the same state of the actual sulfate deposition amount and the sulfate deposition amount SULFsm assumed in the sulfate release processing can be maintained. Therefore, an excessive temperature increase process during the sulfate release process is prevented as compared with the case where the temperature increase process is performed independently in the sulfate release process and the PM regeneration process.

こうして、昇温処理をサルフェート放出処理とPM再生処理とで独立したものであるとして昇温処理する場合に比較して昇温エネルギー、ここでは添加弁68から添加される燃料量を節約できるので、燃費を良好なものにすることができる。   In this way, it is possible to save the temperature rising energy, here the amount of fuel added from the addition valve 68, as compared with the case where the temperature rising process is independent of the sulfate release process and the PM regeneration process. The fuel consumption can be improved.

(ロ).更に、サルフェート放出制御処理(図2)で、PM堆積量PMsm分を全て浄化できる昇温処理の程度が、同時にサルフェート堆積量SULFsm分を全て放出できる昇温処理の程度でない場合に(S108で「yes」)、サルフェート放出処理を実行できるので、確実にサルフェートを全て放出できる。したがって、サルフェートの過剰蓄積を生じることなく、低濃度の内にサルフェートを排出できることから、白煙等を生じることがない。   (B). Further, in the sulfate release control process (FIG. 2), when the degree of the temperature raising process that can purify the PM deposit amount PMsm is not the same as the temperature rise process that can release all the sulfate deposit amount SULFsm (“ yes "), since the sulfate release process can be performed, all the sulfate can be reliably released. Therefore, since the sulfate can be discharged within a low concentration without causing excessive accumulation of sulfate, white smoke or the like is not generated.

[実施の形態2]
本実施の形態では、前記実施の形態1と異なり、再生要求堆積量PMegは放出要求堆積量EGSULFに対しては、EGPMsulf(PMeg)<EGSULFの関係に設定されている。このため前記実施の形態1の図2の代わりに図7のサルフェート放出制御処理が実行され、図3の代わりに図8のPM再生制御処理が実行される。
[Embodiment 2]
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the regeneration required deposition amount PMeg is set to have a relationship of EGPMsulf (PMeg) <EGSULF with respect to the release required deposition amount EGSULF. Therefore, the sulfate release control process of FIG. 7 is executed instead of FIG. 2 of the first embodiment, and the PM regeneration control process of FIG. 8 is executed instead of FIG.

サルフェート放出制御処理(図7)の全処理を構成しているステップS202,S204,S206,S210,S214は、図2のステップS102,S104,S106,S110,S114と同じ処理である。図2ではステップS106で「yes」と判定されると、ステップS108にて前記式2の評価が実行されたが本実施の形態では前記式2の評価は実行しない。すなわちステップS206にて「yes」と判定されると、直ちにステップS210の処理にてサルフェート堆積量SULFsm分を放出するサルフェート放出要求をONに設定する。したがってサルフェート放出のために現在のPM堆積量PMsm分を浄化するPM再生要求のON設定は存在しない。   Steps S202, S204, S206, S210, and S214 constituting all the processes of the sulfate release control process (FIG. 7) are the same processes as steps S102, S104, S106, S110, and S114 of FIG. In FIG. 2, if “yes” is determined in step S <b> 106, the evaluation of expression 2 is executed in step S <b> 108, but the evaluation of expression 2 is not executed in the present embodiment. That is, if “yes” is determined in step S206, the sulfate release request for releasing the sulfate accumulation amount SULFsm is immediately set to ON in the process of step S210. Therefore, there is no PM regeneration request ON setting for purifying the current PM accumulation amount PMsm for the release of sulfate.

PM再生制御処理(図8)においては、ステップS252,S256,S258は、図3のステップS152,S156,S158と同じ処理である。異なるのは、ステップS254が、ステップS258のみでなくステップS260による昇温処理についてもPM再生(浄化)のための昇温処理として判断している点である。更にステップS256にてPM再生条件が成立したと判定されると、ステップS257にて式4が評価される点である。   In the PM regeneration control process (FIG. 8), steps S252, S256, and S258 are the same processes as steps S152, S156, and S158 of FIG. The difference is that step S254 determines not only step S258 but also the temperature raising process by step S260 as a temperature raising process for PM regeneration (purification). Furthermore, when it is determined in step S256 that the PM regeneration condition is satisfied, the expression 4 is evaluated in step S257.

[式4] EGPMsulf(PMsm)>SULFsm
この式4は前記式2とは逆の関係となっている。
式4が満足される場合(S257で「yes」)、すなわち、酸化触媒40aに堆積しているサルフェートを全量放出する昇温処理を実行しても、フィルタ38aのPM堆積量PMsmを全量浄化できない場合には、現在のPM堆積量PMsm分を浄化するPM再生要求をONに設定する(S258)。
[Formula 4] EGPMsulf (PMsm)> SULFsm
This formula 4 has a reverse relationship to the formula 2.
When Expression 4 is satisfied (“yes” in S257), that is, even if the temperature increasing process for releasing all the sulfate accumulated in the oxidation catalyst 40a is executed, the PM accumulation amount PMsm of the filter 38a cannot be completely purified. In this case, a PM regeneration request for purifying the current PM accumulation amount PMsm is set to ON (S258).

このPM堆積量PMsm分のPM再生要求ONの設定により、ECU70により添加弁68から排気中に繰り返し燃料添加が実行されることでNOx吸蔵還元触媒36a及びフィルタ38aにて添加燃料が燃焼してフィルタ38aに対する昇温処理が実行される。この昇温処理の程度、ここでは温度の高さと昇温期間とは、PM堆積量PMsm分が全て浄化される程度となるように、ECU70により制御される。この昇温処理の間に酸化触媒40aに堆積しているサルフェートは全て放出される。   By setting the PM regeneration request ON corresponding to this PM accumulation amount PMsm, the ECU 70 repeatedly performs fuel addition from the addition valve 68 into the exhaust, whereby the added fuel burns in the NOx storage reduction catalyst 36a and the filter 38a, and the filter The temperature raising process for 38a is executed. The degree of the temperature raising process, here, the high temperature and the temperature raising period are controlled by the ECU 70 so that the PM deposition amount PMsm is completely purified. All sulfate accumulated on the oxidation catalyst 40a during this temperature raising process is released.

前記式4が満足されなかった場合(S257で「no」)はステップS260が実行される。すなわち酸化触媒40aに堆積しているサルフェートを全量放出する昇温処理を実行すると、フィルタ38aに堆積しているPMも同時に全量浄化できる場合は、PM再生のために現在のサルフェート堆積量SULFsm分を放出するサルフェート放出要求をONに設定する(S260)。   If Equation 4 is not satisfied (“no” in S257), step S260 is executed. That is, when the temperature increasing process for releasing all the sulfate accumulated on the oxidation catalyst 40a is performed, if the PM accumulated on the filter 38a can be purified at the same time, the current sulfate accumulation amount SULFsm is used for PM regeneration. The sulfate release request to be released is set to ON (S260).

このサルフェート堆積量SULFsm分のサルフェート放出要求のON設定により、ECU70により添加弁68から排気中に繰り返し燃料添加が実行されることでNOx吸蔵還元触媒36a及びフィルタ38aにて添加燃料が燃焼して発熱し、PMが浄化される。そしてこのPM浄化と共に、排気が高温化して酸化触媒40aがサルフェートの放出可能な温度まで昇温する。この昇温処理の程度は、酸化触媒40aからサルフェート堆積量SULFsm分が全て放出されるように制御されるが、この昇温処理の程度は、PM堆積量PMsm分を同時に全量浄化できる昇温処理の程度以上であるので、完全にPM堆積量PMsmの全量を浄化することができる。   By the ON setting of the sulfate release request corresponding to the sulfate accumulation amount SULFsm, the ECU 70 repeatedly adds fuel into the exhaust from the addition valve 68, whereby the added fuel burns in the NOx storage reduction catalyst 36a and the filter 38a to generate heat. PM is purified. Then, along with this PM purification, the exhaust gas is heated up and the oxidation catalyst 40a is heated to a temperature at which sulfate can be released. The degree of the temperature raising process is controlled so that the sulfate accumulation amount SULFsm is completely discharged from the oxidation catalyst 40a. The degree of the temperature raising process is a temperature raising process capable of purifying the PM accumulation amount PMsm at the same time. Therefore, the total amount of PM deposition amount PMsm can be completely purified.

図9〜11のタイミングチャートに本実施の形態の制御の一例を示す。図9の例では、PM堆積量PMsmがPMsm≧PMegとなる前に、サルフェート堆積量SULFsmがSULFsm≧EGSULFとなっている。したがって通常のサルフェート放出処理が実行されて、サルフェート堆積量SULFsmが放出要求堆積量EGSULFの状態(t31,t33)から実際の堆積量が0(t32,t34)となるまで昇温処理(t31〜t32,t33〜t34)がなされる。このことにより通常のサルフェート放出処理時に、フィルタ38aに堆積しているPMは全て浄化される。   An example of the control of the present embodiment is shown in the timing charts of FIGS. In the example of FIG. 9, the sulfate accumulation amount SULFsm satisfies SULFsm ≧ EGSULF before the PM accumulation amount PMsm becomes PMsm ≧ PMeg. Therefore, the normal sulfate release process is executed, and the temperature increase process (t31 to t32) is performed until the actual accumulation amount becomes 0 (t32, t34) from the state (t31, t33) of the sulfate accumulation amount SULFsm to the release required deposition amount EGSLF. , T33 to t34). As a result, all PM deposited on the filter 38a is purified during the normal sulfate release process.

図10の例では、サルフェート堆積量SULFsmがSULFsm≧EGSULFとなる前(=SULF13)に、PM堆積量PMsmがPMsm≧PMegとなっている(t41)。そしてこの時のサルフェート堆積量SULFsm(=SULF13)の全量を放出するための昇温処理の程度は、この時のPM堆積量PMsm(=PMeg)を全て酸化して浄化できる昇温処理の程度よりも高い。したがってこの時のサルフェート堆積量SULFsm(=SULF13)を放出するサルフェート放出処理が実行されて、サルフェート堆積量SULFsm=SULF13の状態(t41)から実際の堆積量が0(t42)となるまで昇温処理(t41〜t42)がなされる。このことによりサルフェート放出処理により堆積しているサルフェートが全て放出された時には、フィルタ38aに堆積しているPMは全て浄化されている。   In the example of FIG. 10, the PM accumulation amount PMsm satisfies PMsm ≧ PMeg (t41) before the sulfate accumulation amount SULFsm becomes SULFsm ≧ EGSULF (= SULF13). The degree of the temperature raising process for releasing the total amount of the sulfate accumulation amount SULFsm (= SULF13) at this time is higher than the degree of the temperature raising treatment that can oxidize and purify all the PM accumulation amount PMsm (= PMeg) at this time. Is also expensive. Accordingly, the sulfate release process for releasing the sulfate accumulation amount SULFsm (= SULF13) at this time is executed, and the temperature raising process is performed until the actual accumulation amount becomes 0 (t42) from the state (t41) of the sulfate accumulation amount SULFsm = SULF13. (T41 to t42) are performed. As a result, when all of the sulfate deposited by the sulfate release treatment is released, all of the PM deposited on the filter 38a is purified.

尚、この後は、図9の場合と同じく、PM堆積量PMsmがPMsm≧PMegとなる前(=PM13)に、サルフェート堆積量SULFsmがSULFsm≧EGSULFとなっている(t43)。したがって通常のサルフェート放出処理が実行されて、サルフェート堆積量SULFsmが放出要求堆積量EGSULFの状態(t43)から実際の堆積量が0(t44)となるまで昇温処理(t43〜t44)がなされる。この通常のサルフェート放出処理の間に、フィルタ38aに堆積しているPMは全て浄化される。   After this, as in the case of FIG. 9, before the PM accumulation amount PMsm becomes PMsm ≧ PMeg (= PM13), the sulfate accumulation amount SULFsm becomes SULFsm ≧ EGSULF (t43). Therefore, the normal sulfate release process is executed, and the temperature increase process (t43 to t44) is performed from the state (t43) where the sulfate accumulation amount SULFsm is the release required accumulation amount EGSULF until the actual accumulation amount becomes 0 (t44). . During this normal sulfate release process, all PM deposited on the filter 38a is purified.

図11の例では、サルフェート堆積量SULFsmがSULFsm≧EGSULFとなる前(=SULF14)に、PM堆積量PMsmがPMsm≧PMegとなっている(t51)。そしてこの時のサルフェート堆積量SULFsm(=SULF14)の全量を放出するための昇温処理の程度は、この時のPM堆積量PMsm(=PMeg)を全て浄化できる昇温処理の程度よりも低い。したがってこの時のPM堆積量PMsm(=PMeg)を浄化できる程度に相当するPM再生処理(t51〜t52)が実行される。このPM再生処理の途中で、サルフェートはサルフェート堆積量SULFsm=SULF14の状態から実際の値が0となる。そしてサルフェートが全て放出された後に、フィルタ38aに堆積しているPMが全て浄化されるとPM再生処理は終了する(t52)。   In the example of FIG. 11, the PM accumulation amount PMsm satisfies PMsm ≧ PMeg (t51) before the sulfate accumulation amount SULFsm becomes SULFsm ≧ EGSULF (= SULF14). At this time, the degree of the temperature raising process for releasing the total amount of the sulfate accumulation amount SULFsm (= SULF14) is lower than the degree of the temperature raising process that can purify the PM accumulation amount PMsm (= PMeg) at this time. Therefore, the PM regeneration process (t51 to t52) corresponding to the extent that the PM accumulation amount PMsm (= PMeg) at this time can be purified is executed. In the middle of this PM regeneration process, the actual value of sulfate becomes 0 from the state of the sulfate accumulation amount SULFsm = SULF14. Then, after all the sulfate has been released, the PM regeneration process ends when all the PM deposited on the filter 38a is purified (t52).

尚、この後は、図9の場合と同じく、PM堆積量PMsmがPMsm≧PMegとなる前(=PM14)に、サルフェート堆積量SULFsmがSULFsm≧EGSULFとなっている。したがって通常のサルフェート放出処理が実行されて、サルフェート堆積量SULFsmが放出要求堆積量EGSULFの状態(t53)から実際の値が0(t54)となるまで昇温処理(t53〜t54)がなされる。このことにより通常のサルフェート放出処理により、フィルタ38aに堆積しているPMについても全て浄化される。   After this, as in the case of FIG. 9, before the PM deposition amount PMsm becomes PMsm ≧ PMeg (= PM14), the sulfate deposition amount SULFsm satisfies SULFsm ≧ EGSULF. Accordingly, the normal sulfate release process is executed, and the temperature increase process (t53 to t54) is performed until the actual value of the sulfate accumulation amount SULFsm becomes 0 (t54) from the state (t53) of the required release accumulation amount EGSULF. As a result, all the PM deposited on the filter 38a is purified by the normal sulfate release process.

上述した構成において、請求項との関係は、ECU70が排気浄化制御手段、排気系昇温手段、硫黄化合物放出手段及び粒子状物質浄化手段に相当する。PM再生要求ONあるいはサルフェート放出要求ONにより添加弁68から燃料を添加する処理が排気系昇温手段としての処理に、PM再生制御処理(図8)が粒子状物質浄化手段としての処理に、サルフェート放出制御処理(図7)が硫黄化合物放出手段としての処理に相当する。   In the configuration described above, the relationship with the claims corresponds to the ECU 70 corresponding to the exhaust purification control means, the exhaust system temperature raising means, the sulfur compound releasing means, and the particulate matter purification means. The process of adding fuel from the addition valve 68 when the PM regeneration request is turned on or the sulfate release request is turned on is the process as the exhaust system temperature raising means, and the PM regeneration control process (FIG. 8) is the process as the particulate matter purification means. The release control process (FIG. 7) corresponds to a process as a sulfur compound releasing means.

以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
(イ).PM再生制御処理(図8)では、サルフェート堆積量SULFsm分を全て放出できる昇温処理の程度が、同時にPM堆積量PMsm分をすべて浄化できる昇温処理の程度以上の場合に(S257で「no」)、PM浄化のためにサルフェート堆積量SULFsm分を放出させる昇温処理を実行している。このことによりサルフェートの完全放出と同時にPMの完全浄化を実現している。
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). In the PM regeneration control process (FIG. 8), when the degree of the temperature raising process that can release all the sulfate accumulation amount SULFsm is equal to or more than the degree of the temperature raising process that can simultaneously purify the PM accumulation amount PMsm (“no” in S257). )), A temperature increasing process for releasing the sulfate accumulation amount SULFsm is performed for PM purification. This realizes complete purification of PM simultaneously with complete release of sulfate.

このようにサルフェート放出の昇温処理時におけるPM浄化を考慮した制御となっているので、実際のPM堆積量とPM再生処理にて想定しているPM堆積量PMsmとの同一状態を維持できる。したがってサルフェート放出処理とPM再生処理とで独立した昇温処理をする場合に比較して、PM再生処理時における過剰な昇温処理が防止される。   As described above, the control is performed in consideration of the PM purification at the time of the temperature increase process of the sulfate release, so that the same state of the actual PM deposition amount and the PM deposition amount PMsm assumed in the PM regeneration process can be maintained. Therefore, an excessive temperature increase process during the PM regeneration process is prevented as compared with the case where the temperature increase process is independent between the sulfate release process and the PM regeneration process.

こうして、昇温処理をサルフェート放出処理とPM再生処理とで独立したものであるとして昇温処理する場合に比較して昇温エネルギー、ここでは添加弁68から添加される燃料量を節約できるので、燃費を良好なものにすることができる。   In this way, it is possible to save the temperature rising energy, here the amount of fuel added from the addition valve 68, as compared with the case where the temperature rising process is independent of the sulfate release process and the PM regeneration process. The fuel consumption can be improved.

(ロ).更に、PM再生制御処理(図8)では、サルフェート堆積量SULFsm分を全て放出できる昇温処理の程度が、同時にPM堆積量PMsm分を全て浄化できる昇温処理の程度になっていない場合は(S257で「yes」)、PM再生処理を実行できるので、確実にPMを全て浄化できる。したがって、PMの過剰蓄積を生じることないことから早期にエンジン背圧を低減できるので、良好な燃費を維持することができる。   (B). Furthermore, in the PM regeneration control process (FIG. 8), when the temperature increase process that can release all the sulfate accumulation amount SULFsm is not the same as the temperature increase process that can purify the PM accumulation amount PMsm at the same time ( In S257, “yes”), the PM regeneration process can be executed, so that all PM can be reliably purified. Therefore, since excessive accumulation of PM does not occur, the engine back pressure can be reduced at an early stage, so that good fuel consumption can be maintained.

[実施の形態3]
本実施の形態では、サルフェート放出条件が成立した時に前記式2が成立しない場合と、PM再生条件が成立した時に前記式4が成立しない場合とのいずれにも対処できるようにした例である。したがって前記実施の形態1の図3の代わりに図8のPM再生制御処理が実行され、図2のサルフェート放出制御処理についてはそのまま実行される。各処理内容については、前記実施の形態1,2にて説明したごとくである。
[Embodiment 3]
In the present embodiment, both the case where the expression 2 is not satisfied when the sulfate release condition is satisfied and the case where the expression 4 is not satisfied when the PM regeneration condition is satisfied are examples. Therefore, the PM regeneration control process of FIG. 8 is executed instead of FIG. 3 of the first embodiment, and the sulfate release control process of FIG. 2 is executed as it is. Each processing content is as described in the first and second embodiments.

このような処理の組み合わせにより、再生要求堆積量PMegと放出要求堆積量EGSULFとの関係が、EGPMsulf(PMeg)>EGSULFであっても、EGPMsulf(PMeg)<EGSULFであっても対処できる。又、EGPMsulf(PMeg)>EGSULFであっても、エンジン制御上の都合で、PMsm≧PMegとなる前に、PM再生を実行する必要が生じたとしても、同時にサルフェートを完全に放出することができる。   With such a combination of processes, the relationship between the regeneration required deposition amount PMeg and the release required deposition amount EGSULF can be dealt with even if EGPMsulf (PMeg)> EGSULF or EGPMsulf (PMeg) <EGSULF. Even if EGPMsulf (PMeg)> EGSULF, even if it is necessary to execute PM regeneration before PMsm ≧ PMeg for the convenience of engine control, the sulfate can be completely released at the same time. .

上述した構成において、請求項との関係は、ECU70が排気浄化制御手段、排気系昇温手段、硫黄化合物放出手段及び粒子状物質浄化手段に相当する。PM再生要求ONあるいはサルフェート放出要求ONにより添加弁68から燃料を添加する処理が排気系昇温手段としての処理に、PM再生制御処理(図8)が粒子状物質浄化手段としての処理に、サルフェート放出制御処理(図2)が硫黄化合物放出手段としての処理に相当する。   In the configuration described above, the relationship with the claims corresponds to the ECU 70 corresponding to the exhaust purification control means, the exhaust system temperature raising means, the sulfur compound releasing means, and the particulate matter purification means. The process of adding fuel from the addition valve 68 when the PM regeneration request is turned on or the sulfate release request is turned on is the process as the exhaust system temperature raising means, and the PM regeneration control process (FIG. 8) is the process as the particulate matter purification means. The release control process (FIG. 2) corresponds to a process as a sulfur compound releasing means.

以上説明した本実施の形態3によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態1,2の効果を生じる。
[その他の実施の形態]
(a).前記実施の形態において、排気浄化部は、NOx吸蔵還元触媒36a、フィルタ38a及び酸化触媒40aの組み合わせとして構成されていたが、NOx浄化用触媒が存在しないフィルタが1つ存在するのみの排気浄化部でも良い。すなわち「DPF」と称される捕集したPMを酸化する触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタに対して本発明を適用しても前記各実施の形態のごとくに制御することで、各効果を生じさせることができる。
According to the third embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). The effects of the first and second embodiments are produced.
[Other embodiments]
(A). In the above-described embodiment, the exhaust purification unit is configured as a combination of the NOx storage reduction catalyst 36a, the filter 38a, and the oxidation catalyst 40a. However, the exhaust purification unit includes only one filter that does not include the NOx purification catalyst. But it ’s okay. That is, even if the present invention is applied to a diesel particulate filter carrying a catalyst that oxidizes collected PM, which is called “DPF”, each effect can be obtained by controlling as in the above embodiments. Can be made.

尚、前記各実施の形態にて用いているフィルタ38aは、「DPNR」と称されるものであり、NOx浄化用触媒(ここではNOx吸蔵還元触媒)と、捕集したPMを酸化する触媒とを担持したディーゼルパティキュレートフィルタである。   The filter 38a used in each of the above embodiments is referred to as “DPNR”, and includes a NOx purification catalyst (in this case, a NOx storage reduction catalyst), and a catalyst that oxidizes the collected PM. Is a diesel particulate filter carrying

(b).昇温処理は添加弁68からの燃料添加単独、あるいは更に燃料噴射弁58による膨張行程あるいは排気行程における燃焼室4内への燃料噴射であるアフター噴射を加えていたが、アフター噴射単独でも良い。   (B). In the temperature raising process, the fuel addition from the addition valve 68 alone or the after injection that is the fuel injection into the combustion chamber 4 in the expansion stroke or the exhaust stroke by the fuel injection valve 58 is added, but the after injection alone may be used.

実施の形態1の車両用ディーゼルエンジンと制御システムとの概略構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic structure explanatory drawing of the vehicle diesel engine and control system of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のサルフェート放出制御処理のフローチャート。4 is a flowchart of the sulfate release control process according to the first embodiment. 実施の形態1のPM再生制御処理のフローチャート。5 is a flowchart of PM regeneration control processing according to the first embodiment. 実施の形態1の処理の一例を示すタイミングチャート。4 is a timing chart illustrating an example of processing according to the first embodiment. 実施の形態1の処理の一例を示すタイミングチャート。4 is a timing chart illustrating an example of processing according to the first embodiment. 実施の形態1の処理の一例を示すタイミングチャート。4 is a timing chart illustrating an example of processing according to the first embodiment. 実施の形態2のサルフェート放出制御処理のフローチャート。10 is a flowchart of a sulfate release control process according to the second embodiment. 実施の形態2のPM再生制御処理のフローチャート。10 is a flowchart of PM regeneration control processing according to the second embodiment. 実施の形態2の処理の一例を示すタイミングチャート。9 is a timing chart illustrating an example of processing according to the second embodiment. 実施の形態2の処理の一例を示すタイミングチャート。9 is a timing chart illustrating an example of processing according to the second embodiment. 実施の形態2の処理の一例を示すタイミングチャート。9 is a timing chart illustrating an example of processing according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

2…ディーゼルエンジン、4…燃焼室、6…吸気弁、8…吸気ポート、13…吸気通路、14…インタークーラ、16…排気ターボチャージャ、16a…コンプレッサ、16b…排気タービン、18…エアクリーナ、20…EGR経路、20a…EGRガス供給口、20b…EGRガス吸入口、22…スロットル弁、22a…スロットル開度センサ、22b…モータ、24…吸入空気量センサ、26…吸気温センサ、28…排気弁、30…排気ポート、32…排気マニホールド、34…排気通路、36…第1触媒コンバータ、36a…NOx吸蔵還元触媒、38…第2触媒コンバータ、38a…フィルタ、40…第3触媒コンバータ、40a…酸化触媒、44…第1排気温センサ、46…第2排気温センサ、48…空燃比センサ、50…差圧センサ、52…EGR触媒、54…EGRクーラ、56…EGR弁、58…燃料噴射弁、58a…燃料供給管、60…コモンレール、62…燃料ポンプ、64…燃料圧センサ、66…燃料供給管、68…添加弁、70…ECU、72…アクセルペダル、74…アクセル開度センサ、76…冷却水温センサ、78…クランク軸、80…エンジン回転数センサ、82…気筒判別センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Diesel engine, 4 ... Combustion chamber, 6 ... Intake valve, 8 ... Intake port, 13 ... Intake passage, 14 ... Intercooler, 16 ... Exhaust turbocharger, 16a ... Compressor, 16b ... Exhaust turbine, 18 ... Air cleaner, 20 ... EGR path, 20a ... EGR gas supply port, 20b ... EGR gas intake port, 22 ... throttle valve, 22a ... throttle opening sensor, 22b ... motor, 24 ... intake air amount sensor, 26 ... intake air temperature sensor, 28 ... exhaust Valve, 30 ... Exhaust port, 32 ... Exhaust manifold, 34 ... Exhaust passage, 36 ... First catalytic converter, 36a ... NOx occlusion reduction catalyst, 38 ... Second catalytic converter, 38a ... Filter, 40 ... Third catalytic converter, 40a ... oxidation catalyst, 44 ... first exhaust temperature sensor, 46 ... second exhaust temperature sensor, 48 ... air-fuel ratio sensor, 50 ... differential pressure Sensor, 52 ... EGR catalyst, 54 ... EGR cooler, 56 ... EGR valve, 58 ... fuel injection valve, 58a ... fuel supply pipe, 60 ... common rail, 62 ... fuel pump, 64 ... fuel pressure sensor, 66 ... fuel supply pipe, 68 ... addition valve, 70 ... ECU, 72 ... accelerator pedal, 74 ... accelerator opening sensor, 76 ... cooling water temperature sensor, 78 ... crankshaft, 80 ... engine speed sensor, 82 ... cylinder discrimination sensor.

Claims (7)

内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを、単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置であって、
前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達することにより硫黄化合物を昇温処理にて排気下流側に放出する硫黄化合物放出処理の実行条件が成立した時に、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質の浄化に必要な昇温処理の程度が、前記硫黄化合物放出処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には、前記排気浄化部に堆積した粒子状物質を浄化する昇温処理を実行する排気浄化制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
Particulate matter purification function that filters particulate matter in the exhaust discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine and oxidizes the deposited particulate matter by heating treatment, and oxidizes unburned components in the exhaust An internal combustion engine exhaust purification device that realizes an oxidation catalyst function that can be purified by an exhaust purification unit consisting of a single part or a plurality of parts,
When the sulfur compound deposition amount in the exhaust purification unit reaches the required release deposition amount and the execution condition of the sulfur compound release processing for releasing the sulfur compound to the exhaust downstream side by the temperature raising processing is satisfied , the exhaust purification unit If the degree of the temperature raising process necessary for purifying the particulate matter deposited on the exhaust gas is greater than the degree of the temperature raising process required for the sulfur compound releasing process, the particles deposited on the exhaust purification unit An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising exhaust gas purification control means for performing a temperature raising process for purifying the particulate matter.
請求項1において、前記排気浄化制御手段は、
前記排気浄化部への燃料添加と内燃機関の燃焼室から排出される排気の高温化との一方又は両方により前記昇温処理を実行する排気系昇温手段と、
前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質を浄化するために前記排気系昇温手段を制御する粒子状物質浄化手段と、
前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度では前記硫黄化合物堆積量の全量放出が不十分と判定されれば、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する硫黄化合物放出手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
The exhaust purification control means according to claim 1,
An exhaust system temperature raising means for performing the temperature raising process by one or both of fuel addition to the exhaust gas purification unit and high temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine;
The particulate matter for controlling the exhaust system temperature raising means to purify the particulate matter deposited in the exhaust purification unit when the particulate matter deposition amount in the exhaust purification unit reaches the regeneration required deposition amount. Substance purification means;
When the amount of sulfur compound deposited in the exhaust purification unit reaches the required amount of release, the amount of sulfur compound deposited is not released at the degree of the temperature raising process that purifies the amount of particulate matter currently deposited. If it is determined to be sufficient, the exhaust system temperature raising means is controlled to execute a temperature raising process for releasing the total amount of the sulfur compound deposit, and if not determined to be insufficient, the particulate matter deposit amount is set to the total amount. A sulfur compound releasing means for controlling the exhaust system temperature raising means so as to execute a temperature raising process to be purified;
An exhaust purification system for an internal combustion engine, comprising:
内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを、単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置であって、
前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達することにより粒子状物質を昇温処理にて浄化する粒子状物質浄化処理の実行条件が成立した時に、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物の放出に必要な昇温処理の程度が、前記粒子状物質浄化処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には、前記排気浄化部に堆積した硫黄化合物を排気下流側に放出する昇温処理を実行する排気浄化制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
Particulate matter purification function that filters particulate matter in the exhaust discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine and oxidizes the deposited particulate matter by heating treatment, and oxidizes unburned components in the exhaust An internal combustion engine exhaust purification device that realizes an oxidation catalyst function that can be purified by an exhaust purification unit consisting of a single part or a plurality of parts,
When the particulate matter deposition amount in the exhaust purification unit reaches the regeneration required deposition amount and the execution condition of the particulate matter purification processing for purifying the particulate matter by the temperature rising process is established , the exhaust purification unit When the degree of the temperature raising process required for releasing the deposited sulfur compound is equal to or higher than the degree of the temperature raising process required for the particulate matter purification process, the sulfur compound deposited in the exhaust purification unit An exhaust purification device for an internal combustion engine, comprising exhaust purification control means for executing a temperature raising process for releasing the exhaust gas downstream of the exhaust.
請求項3において、前記排気浄化制御手段は、
前記排気浄化部への燃料添加と内燃機関の燃焼室から排出される排気の高温化との一方又は両方により前記昇温処理を実行する排気系昇温手段と、
前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物を放出するために前記排気系昇温手段を制御する硫黄化合物放出手段と、
前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度では前記粒子状物質堆積量の全量浄化が不十分と判定されれば、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する粒子状物質浄化手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
The exhaust purification control means according to claim 3,
An exhaust system temperature raising means for performing the temperature raising process by one or both of fuel addition to the exhaust gas purification unit and high temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine;
Sulfur compound releasing means for controlling the exhaust system temperature raising means in order to release the sulfur compound accumulated in the exhaust purification unit when the sulfur compound deposition amount in the exhaust purification unit reaches the required discharge amount When,
When the particulate matter deposition amount in the exhaust purification unit reaches the regeneration required deposition amount, the particulate matter deposition amount is completely purified at the degree of the temperature raising process that releases the entire sulfur compound deposition amount at the present time. If determined to be insufficient, the exhaust system temperature raising means is controlled to execute a temperature raising process for purifying the total amount of particulate matter deposited, and if not judged to be insufficient, the amount of sulfur compound deposited is reduced. Particulate matter purification means for controlling the exhaust system temperature raising means so as to perform a temperature raising process for releasing the whole amount;
An exhaust purification system for an internal combustion engine, comprising:
内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを、単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置であって、
前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達することにより硫黄化合物を昇温処理にて排気下流側に放出する硫黄化合物放出処理の実行条件が成立した時に、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質の浄化に必要な昇温処理の程度が前記硫黄化合物放出処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には前記排気浄化部に堆積した粒子状物質を浄化する昇温処理を実行し、前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達することにより粒子状物質を昇温処理にて浄化する粒子状物質浄化処理の実行条件が成立した時に、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物の放出に必要な昇温処理の程度が前記粒子状物質浄化処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には前記排気浄化部に堆積した硫黄化合物を排気下流側に放出する昇温処理を実行する排気浄化制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
Particulate matter purification function that filters particulate matter in the exhaust discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine and oxidizes the deposited particulate matter by heating treatment, and oxidizes unburned components in the exhaust An internal combustion engine exhaust purification device that realizes an oxidation catalyst function that can be purified by an exhaust purification unit consisting of a single part or a plurality of parts,
When the sulfur compound deposition amount in the exhaust purification unit reaches the required release deposition amount and the execution condition of the sulfur compound release processing for releasing the sulfur compound to the exhaust downstream side by the temperature raising processing is satisfied , the exhaust purification unit When the degree of the temperature raising process necessary for the purification of the particulate matter deposited on the exhaust gas is greater than the degree of the temperature raising process required for the sulfur compound releasing treatment, the particulate matter deposited on the exhaust purification unit Conditions for purifying the particulate matter by the temperature raising process when the particulate matter deposition amount in the exhaust purification unit reaches the regeneration required deposition amount Is established, the degree of the temperature raising process necessary for releasing the sulfur compound accumulated in the exhaust purification unit is greater than the degree of the temperature raising process required in the particulate matter purification process. Sulfur compounds deposited in the exhaust purification section Internal combustion engine exhaust gas purification apparatus characterized by comprising an exhaust gas purification control unit for performing the Atsushi Nobori process of releasing the exhaust gas downstream side.
請求項5において、前記排気浄化制御手段は、
前記排気浄化部への燃料添加と内燃機関の燃焼室から排出される排気の高温化との一方又は両方により前記昇温処理を実行する排気系昇温手段と、
前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度では前記粒子状物質堆積量の全量浄化が不十分と判定されれば、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する粒子状物質浄化手段と、
前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記排気浄化部での粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度では前記硫黄化合物堆積量の全量放出が不十分と判定されれば、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する硫黄化合物放出手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
The exhaust purification control means according to claim 5,
An exhaust system temperature raising means for performing the temperature raising process by one or both of fuel addition to the exhaust gas purification unit and high temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine;
When the particulate matter deposition amount in the exhaust purification unit reaches the regeneration required deposition amount, the particulate matter deposition is performed at the extent of the temperature raising process that releases the entire sulfur compound deposition amount in the exhaust purification unit at the present time. If it is determined that the total amount purification of the amount is insufficient, the exhaust system temperature raising means is controlled to execute the temperature raising process for purifying the particulate matter accumulation amount in its entirety. Particulate matter purification means for controlling the exhaust system temperature raising means so as to perform a temperature raising process for releasing the total amount of sulfur compound deposits;
When the sulfur compound deposition amount in the exhaust purification unit reaches the emission request deposition amount, the sulfur compound deposition amount is at the level of the temperature raising process that purifies the entire particulate matter deposition amount in the exhaust purification unit at the present time. If it is determined that the total amount release of the exhaust system is insufficient, the exhaust system temperature raising means is controlled to execute the temperature raising process for releasing the total amount of the sulfur compound deposit, and if it is not judged insufficient, the particulate A sulfur compound releasing means for controlling the exhaust system temperature raising means so as to perform a temperature raising process for purifying the total amount of material deposition;
An exhaust purification system for an internal combustion engine, comprising:
請求項1〜6のいずれかにおいて、前記排気浄化部は、粒子状物質を濾過すると共にNOx浄化用触媒と前記粒子状物質を酸化して浄化する触媒とを担持した排気浄化部分と、該排気浄化部分に対して排気下流側に設けられて排気中の未燃焼成分を酸化して浄化する酸化触媒を担持した排気浄化部分との少なくとも2つの部分を備えていることを特徴とする内燃機関排気浄化装置。 The exhaust gas purification unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust gas purification unit carries an exhaust gas purification part that filters a particulate matter and supports a NOx purification catalyst and a catalyst that oxidizes and purifies the particulate material, and the exhaust gas purification unit. An internal combustion engine exhaust comprising at least two parts: an exhaust purification part provided on the exhaust downstream side with respect to the purification part and carrying an oxidation catalyst that oxidizes and purifies unburned components in the exhaust. Purification equipment.
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