JP4645586B2 - Exhaust gas purification system for internal combustion engine - Google Patents

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本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine.

内燃機関から排出される排気を浄化する技術として、排気中に含まれる窒素酸化物(NOx)を浄化するNOx触媒(例えば、吸蔵還元型NOx触媒、選択還元型NOx触媒等)や、排気中に含まれる微粒子物質を捕集するフィルタなどの排気浄化装置を備えた排気浄化システムが知られている。   As a technique for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine, a NOx catalyst (for example, a storage reduction type NOx catalyst, a selective reduction type NOx catalyst, etc.) for purifying nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas, There is known an exhaust purification system including an exhaust purification device such as a filter for collecting particulate matter contained therein.

ところで、上記の排気浄化装置を備える排気浄化システムに対し、該排気浄化装置の温度を迅速に所定の要求温度まで上昇させる昇温要求が出される場合がある。例えば、NOx触媒の温度が活性温度よりも低いときには迅速に活性温度まで上昇させる必要がある。また、NOx触媒に対するSOx被毒回復制御が実施される場合にはNOx触媒を高温(例えば、600℃乃至650℃)に維持する必要がある。また、フィルタに捕集されたPMを酸化除去するPM再生制御を実施する場合には該フィルタの温度をPMが酸化(燃焼)可能な温度(例えば、500℃乃至700℃)まで上昇させる必要がある。   By the way, there is a case where a temperature increase request for quickly raising the temperature of the exhaust purification device to a predetermined required temperature is issued to the exhaust purification system including the exhaust purification device. For example, when the temperature of the NOx catalyst is lower than the activation temperature, it is necessary to quickly raise it to the activation temperature. Further, when the SOx poisoning recovery control for the NOx catalyst is performed, it is necessary to maintain the NOx catalyst at a high temperature (for example, 600 ° C. to 650 ° C.). In addition, when performing PM regeneration control for oxidizing and removing PM collected by the filter, it is necessary to raise the temperature of the filter to a temperature at which PM can be oxidized (combusted) (for example, 500 ° C. to 700 ° C.). is there.

また、内燃機関から排出される排気にNOx触媒を迂回させることの可能なバイパス通路を備え、運転状態に基づいて該バイパス通路を通過する排気の流量を調節可能な排気浄化システムも提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。
特開平6−10656号公報 特開2006−153000号公報
There has also been proposed an exhaust purification system that includes a bypass passage capable of bypassing the NOx catalyst in the exhaust discharged from the internal combustion engine and can adjust the flow rate of the exhaust gas passing through the bypass passage based on the operating state. (For example, see Patent Document 1).
JP-A-6-10656 JP 2006-153000 A

しかしながら、上記従来技術には排気浄化装置を迅速に昇温させるための技術は開示されていない。また、排気浄化装置に対して昇温制御を実施する際に、排気浄化装置を通過する排気による熱の持ち去りや、排気浄化装置の熱容量が大きいことに起因して、排気浄化装置の温度を所定の要求温度まで迅速に上昇させることが困難となる場合があった。   However, the above prior art does not disclose a technique for quickly raising the temperature of the exhaust purification device. Further, when the temperature raising control is performed on the exhaust purification device, the temperature of the exhaust purification device is reduced due to the removal of heat by the exhaust passing through the exhaust purification device or the large heat capacity of the exhaust purification device. In some cases, it is difficult to quickly increase the temperature to a predetermined required temperature.

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置を該排気浄化装置に要求される目標温度まで迅速に昇温することのできる技術を提供することである。   The present invention has been made in view of the above prior art, and an object of the present invention is to quickly raise the temperature of an exhaust purification device provided in an exhaust passage of an internal combustion engine to a target temperature required for the exhaust purification device. It is to provide technology that can do.

上記目的を達成するための本発明は、排気浄化装置を該排気浄化装置に要求される目標温度まで昇温させるときに、前段触媒を通過する流量を減少させ且つ還元剤供給手段に還元剤を前段触媒に供給させることによって前段触媒を昇温した後、前段触媒を通過する流量を増加させることによって排気を介して前段触媒から排気浄化装置に熱量を供給させることを最大の特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention reduces the flow rate passing through the pre-stage catalyst and adds a reducing agent to the reducing agent supply means when raising the temperature of the exhaust purification device to a target temperature required for the exhaust purification device. The greatest feature is that after the temperature of the front catalyst is raised by supplying it to the front catalyst, the amount of heat is supplied from the front catalyst to the exhaust purification device via the exhaust gas by increasing the flow rate passing through the front catalyst.

より詳しくは、一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられると共に酸化機能を有する前段触媒と、
前記排気通路における前記前段触媒よりも下流側に設けられるとともに排気を浄化する排気浄化装置と、
前記前段触媒よりも上流側に設けられると共に、前記前段触媒及び前記排気浄化装置に
還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記排気通路における前記還元剤供給手段よりも上流側の部分と前記前段触媒の下流側の部分とを連通し、前記排気通路を通過する排気に前記前段触媒を迂回させるバイパス通路と、
前記排気が前記バイパス通路を通過する流量であるバイパス側流量を増加させると共に該排気が前記前段触媒を通過する流量である触媒側流量を減少させる触媒側減量制御と、前記バイパス側流量を減少させると共に前記触媒側流量を増加させる触媒側増量制御とを実行可能な排気流量変更手段と、
を備え、
前記排気浄化装置を該排気浄化装置に要求される目標温度まで昇温させるときに、前記排気流量変更手段に前記触媒側減量制御を実行させ且つ前記還元剤供給手段に前記還元剤を供給させることによって前記前段触媒を所定の後段昇温可能温度まで昇温させた後、前記排気流量変更手段に前記触媒側増量制御を実行させることを特徴とする。
More specifically, an exhaust passage that is connected at one end to the internal combustion engine and through which the exhaust from the internal combustion engine passes,
A pre-stage catalyst provided in the exhaust passage and having an oxidation function;
An exhaust purification device that is provided downstream of the preceding catalyst in the exhaust passage and purifies exhaust;
A reducing agent supply means that is provided upstream of the preceding catalyst and supplies a reducing agent to the preceding catalyst and the exhaust purification device;
A bypass passage for communicating the upstream portion of the exhaust passage with respect to the reducing agent supply means and the downstream portion of the upstream catalyst, and bypassing the upstream catalyst to the exhaust gas passing through the exhaust passage;
Catalyst side reduction control for increasing the bypass side flow rate, which is the flow rate of the exhaust gas passing through the bypass passage, and decreasing the catalyst side flow rate, which is the flow rate of the exhaust gas passing through the preceding catalyst, and reducing the bypass side flow rate And an exhaust flow rate changing means capable of performing catalyst side increase control for increasing the catalyst side flow rate,
With
When raising the temperature of the exhaust gas purification device to a target temperature required for the exhaust gas purification device, causing the exhaust gas flow rate changing means to execute the catalyst side reduction control and causing the reducing agent supply means to supply the reducing agent. After the temperature of the preceding catalyst is raised to a predetermined temperature that can be raised in the subsequent stage, the exhaust flow rate changing means is caused to execute the catalyst side increase control.

上記構成の排気浄化システムでは、還元剤供給手段によって供給される還元剤が前段触媒において酸化されるときの反応熱により前段触媒が昇温される。そして、内燃機関から排出された排気は前段触媒において昇温され、高温となった排気が下流側の排気浄化装置に流入することにより、排気浄化装置が該排気浄化装置に要求される目標温度まで昇温される。   In the exhaust purification system having the above configuration, the temperature of the front catalyst is raised by the reaction heat generated when the reducing agent supplied by the reducing agent supply means is oxidized in the front catalyst. Then, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is heated at the pre-stage catalyst, and the exhaust gas that has reached a high temperature flows into the exhaust gas purification device on the downstream side, so that the exhaust gas purification device reaches the target temperature required for the exhaust gas purification device. The temperature is raised.

ところで、排気浄化装置を迅速に目標温度まで昇温するためには、前段触媒に対してより多くの熱量を与える必要がある。そうすれば、前段触媒の温度がより高温まで上昇し、下流側の排気浄化装置をより効率的に昇温させることができる。しかしながら、還元剤供給手段によって還元剤が供給されるときに前段触媒を通過する排気の流量である触媒側流量が多いと、排気による熱の持ち去り量が増加し、迅速に前段触媒を昇温させることができない場合がある。   By the way, in order to quickly raise the temperature of the exhaust purification device to the target temperature, it is necessary to give more heat to the upstream catalyst. If it does so, the temperature of a front | former stage catalyst will rise to a higher temperature, and can heat-up the downstream exhaust gas purification apparatus more efficiently. However, if the flow rate on the catalyst side, which is the flow rate of the exhaust gas that passes through the pre-stage catalyst when the reductant is supplied by the reductant supply means, is large, the amount of heat removed by the exhaust increases, and the temperature of the pre-stage catalyst rises quickly It may not be possible to

これに対し、本発明では、排気流量変更手段に上記の触媒側減量制御及び触媒側増量制御を実行させることによって触媒側流量を増減させることができる。そして、本発明では、排気浄化装置を該排気浄化装置に要求される目標温度まで昇温させるときに、排気流量変更手段に前記触媒側減量制御を実行させる。これにより、バイパス通路を通過する排気の流量であるバイパス側流量を増加させて触媒側流量を減少させることができる。   In contrast, in the present invention, the catalyst-side flow rate can be increased or decreased by causing the exhaust flow rate changing means to perform the catalyst-side decrease control and the catalyst-side increase control. In the present invention, when the temperature of the exhaust gas purification device is raised to the target temperature required for the exhaust gas purification device, the exhaust gas flow rate changing means is caused to execute the catalyst side reduction control. As a result, the bypass side flow rate, which is the flow rate of the exhaust gas passing through the bypass passage, can be increased and the catalyst side flow rate can be decreased.

そして、排気流量変更手段に上記触媒側減量制御を実行させつつ還元剤供給手段に還元剤を前段触媒に供給させることによって、排気による熱の持ち去りを抑制しつつ迅速に前段触媒を後段昇温可能温度まで昇温させることができる。ここで、後段昇温可能温度とは、前段触媒を通過するときに昇温する排気を排気浄化装置に流入させ、該排気浄化装置を目標温度まで昇温させるために必要な前段触媒に要求される温度を意味する。   Then, by causing the reducing agent supply means to supply the reducing agent to the pre-stage catalyst while causing the exhaust flow rate changing means to execute the catalyst side reduction control, the temperature of the pre-stage catalyst can be quickly raised to the post-stage while suppressing the removal of heat due to the exhaust. The temperature can be raised to a possible temperature. Here, the temperature that can be raised at the rear stage is required for the front stage catalyst that is required to cause the exhaust gas that is heated when passing through the front stage catalyst to flow into the exhaust purification apparatus and raise the temperature of the exhaust purification apparatus to the target temperature. Temperature.

本発明では、上記のように、前段触媒が後段昇温可能温度まで昇温した後は、排気流量変更手段に触媒側増量制御を実行させる。つまり、バイパス側流量を減少させると共に触媒側流量を増加させる。これにより、前段触媒及び該前段触媒の下流側の排気浄化装置を通過する排気の流量が増加する。その結果、前段触媒を通過して高温となった排気を介して前段触媒から排気浄化装置に熱量を好適に伝えることができる。従って、排気浄化装置を急速に目標温度まで昇温させることができる。   In the present invention, as described above, after the upstream catalyst has been heated to the temperature capable of increasing the subsequent stage, the exhaust flow rate changing means is caused to execute the catalyst side increase control. That is, the bypass side flow rate is decreased and the catalyst side flow rate is increased. As a result, the flow rate of the exhaust gas that passes through the front catalyst and the exhaust gas purification device on the downstream side of the front catalyst increases. As a result, the amount of heat can be suitably transmitted from the pre-stage catalyst to the exhaust gas purification device via the exhaust gas that has passed through the pre-stage catalyst and has reached a high temperature. Therefore, the exhaust purification device can be rapidly heated to the target temperature.

また、本発明では、前段触媒が後段昇温可能温度まで昇温した後であって排気浄化装置を目標温度まで触媒側増量制御によって昇温する場合に、還元剤供給手段に還元剤の供給を停止させても良い。その場合には、触媒側増量制御が行われるときに還元剤が供給されなくても排気浄化装置が目標温度まで昇温するように前段触媒を昇温すれば良い。これに
より、還元剤供給手段による還元剤の供給量を節約することができる。つまり、排気浄化装置を目標温度まで昇温させる消費される還元剤の量を可及的に低減することができる。また、触媒側増量制御が実行されるときにおいて還元剤供給手段に還元剤の供給を継続させる場合には、排気浄化装置を目標温度までより迅速に昇温させることが可能となる。
Further, in the present invention, when the temperature of the exhaust purification device is raised to the target temperature by the catalyst side increase control after the temperature of the upstream catalyst is raised to the temperature that can be heated to the downstream side, the reducing agent is supplied to the reducing agent supply means. It may be stopped. In that case, it is only necessary to raise the temperature of the preceding catalyst so that the exhaust purification device raises the temperature to the target temperature even if the reducing agent is not supplied when the catalyst side increase control is performed. Thereby, the supply amount of the reducing agent by the reducing agent supply means can be saved. That is, it is possible to reduce as much as possible the amount of reducing agent consumed to raise the temperature of the exhaust purification device to the target temperature. Further, when the reducing agent supply means continues to supply the reducing agent when the catalyst side increase control is executed, it is possible to raise the temperature of the exhaust purification device more quickly to the target temperature.

また、本発明においては、前記排気流量変更手段は、前記触媒側減量制御において前記前段触媒が前記後段昇温可能温度まで昇温するまでは前記触媒側流量を略零にさせるとより好適である。これにより、前段触媒を通過する排気によって前段触媒から持ち去られる熱量を可及的に減少させることができ、前段触媒を迅速に後段昇温可能温度まで昇温させることができる。   In the present invention, it is more preferable that the exhaust flow rate changing means makes the flow rate on the catalyst side substantially zero until the temperature of the front catalyst rises to the temperature that can be raised at the rear stage in the catalyst side reduction control. . As a result, the amount of heat removed from the pre-stage catalyst by the exhaust gas passing through the pre-stage catalyst can be reduced as much as possible, and the pre-stage catalyst can be quickly raised to a temperature capable of raising the post-stage catalyst.

また、前記触媒側増量制御において前記前段触媒が前記後段昇温可能温度まで昇温した後は前記バイパス側流量を略零にさせるとより好適である。これにより、高温となったより多くの排気を排気浄化装置に流入させることができる。つまり、可及的速やかに排気浄化装置を目標温度まで昇温させることが可能となる。   In the catalyst side increase control, it is more preferable that the flow rate on the bypass side is made substantially zero after the temperature of the upstream catalyst is raised to the temperature that can be raised in the subsequent stage. Thereby, more exhaust gas which became high temperature can be made to flow into an exhaust gas purification apparatus. That is, it becomes possible to raise the temperature of the exhaust purification device to the target temperature as quickly as possible.

尚、本発明において排気浄化装置の目標温度とは、必要に応じて様々な異なる温度に設定されても良い。例えば、排気浄化装置が排気中のNOxを還元可能なNOx触媒(例えば、吸蔵還元型NOx触媒、選択還元型NOx触媒等)を有する場合には、上記目標温度をNOx触媒の活性温度としても良い。即ち、NOx触媒の温度が活性温度よりも低い場合には、本発明により迅速にNOx触媒を活性させても良い。触媒が活性していない場合にはNOx触媒におけるNOxの浄化率が著しく低下して、エミッションが悪化するからである。   In the present invention, the target temperature of the exhaust purification device may be set to various different temperatures as required. For example, when the exhaust purification device has a NOx catalyst that can reduce NOx in the exhaust (for example, a NOx storage reduction catalyst, a selective reduction NOx catalyst, etc.), the target temperature may be the activation temperature of the NOx catalyst. . That is, when the temperature of the NOx catalyst is lower than the activation temperature, the NOx catalyst may be activated quickly according to the present invention. This is because when the catalyst is not active, the NOx purification rate in the NOx catalyst is remarkably lowered and the emission is deteriorated.

また、上記構成の場合に、排気中のSOxによって被毒されたNOx触媒を回復させるSOx被毒回復制御を実施するときには、NOx触媒を高温(例えば、600℃乃至650℃)に維持する必要がある。その場合には、上記目標温度をNOx触媒からSOxを還元可能な温度としても良い。   Further, in the case of the above configuration, when performing SOx poisoning recovery control for recovering the NOx catalyst poisoned by SOx in the exhaust, it is necessary to maintain the NOx catalyst at a high temperature (for example, 600 ° C. to 650 ° C.). is there. In that case, the target temperature may be a temperature at which SOx can be reduced from the NOx catalyst.

また、排気浄化装置が排気中の微粒子物質(以下、単に「PM」ともいう。)を捕集可能なフィルタを有する場合には、上記目標温度をPMが酸化(燃焼)可能な温度(例えば、500℃乃至700℃)としても良い。   Further, when the exhaust purification device has a filter capable of collecting particulate matter in the exhaust (hereinafter also simply referred to as “PM”), the target temperature is a temperature at which PM can be oxidized (combusted) (for example, 500 ° C. to 700 ° C.).

また、本発明におけるバイパス通路は、上述のように排気通路における還元剤供給手段よりも上流側の部分と前段触媒の下流側の部分とを連通し、排気に前段酸化触媒を迂回させる。ここで、バイパス通路の一端と連通する「前段触媒の下流側の部分」とは、排気通路における排気浄化装置よりも上流側の部分でも良いし、排気浄化装置よりも下流側の部分でも良い。   In addition, as described above, the bypass passage in the present invention communicates the upstream portion of the exhaust passage with respect to the reducing agent supply means and the downstream portion of the upstream catalyst, and bypasses the upstream oxidation catalyst to the exhaust gas. Here, the “portion on the downstream side of the upstream catalyst” communicating with one end of the bypass passage may be a portion on the upstream side of the exhaust purification device in the exhaust passage, or a portion on the downstream side of the exhaust purification device.

ところで、内燃機関の運転状態は随時変更されるため、運転状態(例えば、機関負荷、機関回転数等)に応じて内燃機関から排出される排気の温度や排気の流量が変化する。そして、排気浄化装置を目標温度まで昇温させる制御が実施されている間において内燃機関の運転状態が変更されると、前段触媒に流入する排気の温度や前段触媒に流入する排気の流量が変化し、更に排気浄化装置の温度も変化する場合がある。   By the way, since the operating state of the internal combustion engine is changed at any time, the temperature of exhaust gas discharged from the internal combustion engine and the flow rate of exhaust gas change according to the operating state (for example, engine load, engine speed, etc.). If the operation state of the internal combustion engine is changed while the control for raising the temperature of the exhaust gas purification device to the target temperature is performed, the temperature of the exhaust gas flowing into the front catalyst and the flow rate of the exhaust gas flowing into the front catalyst change. In addition, the temperature of the exhaust purification device may also change.

その結果、排気浄化装置の昇温制御が実施される際に設定された温度(後段昇温可能温度)まで前段触媒を昇温しても、その後において排気浄化装置を目標温度まで確実に昇温させることができない虞がある。例えば、排気浄化装置の昇温制御が実施されてから内燃機関の運転状態がアイドル状態、或いは低負荷等に変更され、内燃機関から流出する排気の温度が過度に低下する場合が例示できる。   As a result, even if the temperature of the upstream catalyst is raised to the temperature set when the temperature raising control of the exhaust gas purification device is performed (the temperature that can be raised later), the temperature of the exhaust gas purification device is reliably raised to the target temperature thereafter. There is a possibility that it cannot be made. For example, a case where the operating state of the internal combustion engine is changed to an idle state, a low load, or the like after the temperature raising control of the exhaust purification device is performed, and the temperature of the exhaust gas flowing out from the internal combustion engine excessively decreases can be exemplified.

そこで、より確実に排気浄化装置を目標温度まで昇温させるための本発明は、
前記前段触媒が前記後段昇温可能温度まで昇温した後、前記排気流量変更手段に前記触媒側増量制御を実行させることによって前記前段触媒から前記排気浄化装置に供給される熱量である供給熱量が前記排気浄化装置を前記目標温度まで昇温させるために必要な熱量である必要熱量よりも少ないか否かを判定する判定手段を更に備えていても良い。
Therefore, the present invention for raising the temperature of the exhaust purification device to the target temperature more reliably,
After the pre-stage catalyst has been heated up to the post-stage temperature rise temperature, the supply heat quantity that is the heat quantity that is supplied from the pre-stage catalyst to the exhaust purification device by causing the exhaust flow rate changing means to execute the catalyst side increase control is obtained. The apparatus may further include a determination unit that determines whether the amount of heat necessary for raising the temperature of the exhaust gas purification device to the target temperature is less than a necessary amount of heat.

ここで、判定手段は前段触媒に流入する排気の温度と前段触媒に流入する排気の流量と前段触媒の温度(後段昇温可能温度)とに基づいて後段昇温可能温度の前段触媒から排気を介して排気浄化装置に供給可能な熱量(供給熱量)を算出するようにしても良い。また、排気浄化装置の温度と該排気浄化装置の目標温度と排気浄化装置に流入する排気の流量とに基づいて、排気浄化装置を目標温度まで昇温させるために必要な熱量(必要熱量)を算出するようにしても良い。   Here, the determination means is configured to discharge exhaust from the front stage catalyst at the rear stage temperature rise possible temperature based on the temperature of the exhaust gas flowing into the front stage catalyst, the flow rate of the exhaust gas flowing into the front stage catalyst, and the temperature of the front stage catalyst (temperature that can be raised at the rear stage). The amount of heat that can be supplied to the exhaust gas purification device (the amount of heat supplied) may be calculated. Further, based on the temperature of the exhaust purification device, the target temperature of the exhaust purification device, and the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust purification device, the amount of heat (necessary heat amount) required to raise the temperature of the exhaust purification device to the target temperature is calculated. It may be calculated.

そして、前記判定手段によって前記供給熱量が前記必要熱量よりも少ないと判定されるときに、前記排気流量変更手段に前記触媒側増量制御を実行させ且つ前記還元剤供給手段に前記還元剤を前記前段触媒及び排気浄化装置に供給させることにより前記排気浄化装置を前記目標温度まで昇温させるようにしても良い。   Then, when the determination means determines that the supplied heat quantity is less than the necessary heat quantity, the exhaust flow rate changing means is caused to execute the catalyst side increase control, and the reducing agent supply means supplies the reducing agent to the preceding stage. The exhaust gas purification device may be heated to the target temperature by being supplied to the catalyst and the exhaust gas purification device.

これにより、排気によって熱を持ち去られる前段触媒が過度に低温となることが抑制され前段触媒を高温に維持することができる。つまり、上記の供給熱量が必要熱量に対して不足し得る場合に供給熱量を補充することができる。従って、排気浄化装置を確実に目標温度まで昇温させることができる。   Thereby, it is possible to suppress the temperature of the pre-stage catalyst from which heat is removed by the exhaust gas from being excessively low, and to maintain the pre-stage catalyst at a high temperature. That is, when the supplied heat amount can be insufficient with respect to the required heat amount, the supplied heat amount can be supplemented. Therefore, the exhaust purification device can be reliably heated to the target temperature.

また、本発明においては、前記排気浄化装置は排気中の微粒子物質(PM)を捕集可能なフィルタを有し、前記還元剤供給手段に前記還元剤を前記フィルタに供給させることによって該フィルタに捕集された前記微粒子物質(PM)を酸化除去するPM再生制御を実行するPM再生制御実行手段を、更に備えていても良い。   In the present invention, the exhaust gas purification device has a filter capable of collecting particulate matter (PM) in the exhaust gas, and the reducing agent supply means supplies the reducing agent to the filter by supplying the reducing agent to the filter. PM regeneration control execution means for executing PM regeneration control for oxidizing and removing the collected particulate matter (PM) may be further provided.

このように上記構成の排気浄化システムによれば、フィルタの温度を迅速にPMが酸化(燃焼)可能な温度まで上昇させ、好適にPM再生制御を実行することができる。   Thus, according to the exhaust gas purification system having the above-described configuration, the temperature of the filter can be quickly raised to a temperature at which PM can be oxidized (combusted), and PM regeneration control can be suitably executed.

また、通常、PM再生制御は比較的長い期間(例えば、数分間)に亘り継続される場合が多い。その場合には、フィルタの温度を一旦目標温度まで上昇させてもPM再生制御の実行中においてフィルタの温度が目標温度よりも過度に低下し、フィルタに捕集されているPMを好適に酸化除去することができなくなる場合がある。   Further, usually, the PM regeneration control is often continued for a relatively long period (for example, several minutes). In that case, even if the temperature of the filter is once increased to the target temperature, the temperature of the filter is excessively lower than the target temperature during execution of the PM regeneration control, and the PM trapped in the filter is suitably oxidized and removed. You may not be able to.

そこで本発明においては、前記PM再生制御実行手段に前記PM再生制御を実行させるときに、前記排気流量変更手段に前記触媒側増量制御を実行させるようにしても良い。つまり、バイパス側流量を減少させると共に触媒側流量を増加させ、且つ還元剤供給手段によって還元剤をフィルタに供給させても良い。   Therefore, in the present invention, when the PM regeneration control executing means executes the PM regeneration control, the exhaust flow rate changing means may execute the catalyst side increase control. In other words, the bypass side flow rate may be decreased, the catalyst side flow rate may be increased, and the reducing agent may be supplied to the filter by the reducing agent supply means.

これにより、PM再生制御の実行中においてフィルタの温度を目標温度(PMが酸化可能な温度)に維持することができる。つまり、PM再生制御が実行される期間に亘り好適にPMを酸化除去することができる。   Thereby, the temperature of the filter can be maintained at the target temperature (a temperature at which PM can be oxidized) during execution of PM regeneration control. That is, PM can be suitably oxidized and removed over a period during which PM regeneration control is executed.

また、PM再生制御が実行されるときには触媒側流量が増加されるので、排気中に含まれる酸素を常にフィルタに供給することができる。これにより、より好適にフィルタに捕集されているPMを酸化除去することが可能となる。   Further, since the catalyst side flow rate is increased when PM regeneration control is executed, oxygen contained in the exhaust can always be supplied to the filter. Thereby, it becomes possible to oxidize and remove PM collected by the filter more suitably.

また、本発明においては、前記排気浄化装置は排気中のNOxを還元可能なNOx触媒を有し、前記還元剤供給手段に前記還元剤を前記NOx触媒に供給させることによって該NOx触媒において前記NOxを還元させるNOx還元制御及び/又は該NOx触媒のSOx被毒を回復させるSOx被毒回復制御を実行する性能再生制御実行手段を、更に備えても良い。   In the present invention, the exhaust purification device has a NOx catalyst capable of reducing NOx in the exhaust gas, and the NOx catalyst includes the NOx catalyst by causing the reducing agent supply means to supply the reducing agent to the NOx catalyst. A performance regeneration control executing means for executing NOx reduction control for reducing the NOx and / or SOx poisoning recovery control for recovering SOx poisoning of the NOx catalyst may be further provided.

ここで、本発明における性能再生制御実行手段がNOx還元制御、或いはSOx被毒回復制御を実行するときにおいて、NOx触媒の種類によって排気流量変更手段の制御を異なるようにしても良い。   Here, when the performance regeneration control execution means in the present invention executes NOx reduction control or SOx poisoning recovery control, the control of the exhaust flow rate changing means may be made different depending on the type of NOx catalyst.

例えば、本発明におけるNOx触媒が吸蔵還元型NOx触媒である場合には、性能再生制御実行手段により性能再生制御(NOx還元制御、SOx被毒回復制御等)が実行される期間に亘り排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させるとNOx触媒に対する性能再生制御の効率が向上するため、より好適である。   For example, when the NOx catalyst in the present invention is an NOx storage reduction catalyst, the exhaust gas purification apparatus is used over a period in which performance regeneration control (NOx reduction control, SOx poisoning recovery control, etc.) is performed by the performance regeneration control execution means. If the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst is reduced, the efficiency of the performance regeneration control for the NOx catalyst is improved, which is more preferable.

そこで、排気浄化装置が吸蔵還元型NOx触媒を有する場合の本発明は、前記バイパス通路は前記排気通路における前記還元剤添加手段よりも上流側の部分と前記排気浄化装置の下流側の部分とを連通し、前記排気通路を通過する排気に前記前段酸化触媒及び前記排気浄化装置を迂回させるようにしても良い。   Therefore, in the present invention when the exhaust purification device has an NOx storage reduction catalyst, the bypass passage includes a portion upstream of the reducing agent addition means in the exhaust passage and a downstream portion of the exhaust purification device. The exhaust gas passing through the exhaust passage may be bypassed by the upstream oxidation catalyst and the exhaust purification device.

そして、前記性能再生制御実行手段に前記NOx還元制御及び/又は前記SOx被毒回復制御を実行させるときに、前記排気流量変更手段に前記触媒側減量制御を実行させるようにしても良い。つまり、バイパス側流量を増加させると共に触媒側流量を減少させた状態で、還元剤供給手段によって還元剤を吸蔵還元型NOx触媒に供給させても良い。   And when making the said performance regeneration control execution means perform the said NOx reduction | restoration control and / or the said SOx poisoning recovery | restoration control, you may make it make the said exhaust flow volume change means perform the said catalyst side reduction | decrease control. That is, the reducing agent may be supplied to the NOx storage reduction catalyst by the reducing agent supply means in a state where the bypass side flow rate is increased and the catalyst side flow rate is decreased.

これにより、バイパス通路を通過する排気は前段触媒及び排気浄化装置を迂回するため、バイパス側流量を増加することにより排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させることができる。その結果、吸蔵還元型NOx触媒に供給された還元剤がNOx触媒に残留し、該NOx触媒の下流側にすり抜けてしまうことを抑制することができる。   Thereby, since the exhaust gas passing through the bypass passage bypasses the upstream catalyst and the exhaust gas purification device, the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust gas purification device can be reduced by increasing the bypass flow rate. As a result, it is possible to prevent the reducing agent supplied to the NOx storage reduction catalyst from remaining on the NOx catalyst and slipping downstream of the NOx catalyst.

つまり、本発明によれば、NOx還元制御が実行されるときの吸蔵還元型NOx触媒におけるNOxの還元効率、SOx被毒回復制御が実行されるときの吸蔵還元型NOx触媒におけるSOxの還元効率を向上させることが可能となり、以ってNOx触媒に供給する還元剤の量を節約することができる。   That is, according to the present invention, the NOx reduction efficiency in the NOx storage reduction catalyst when the NOx reduction control is executed, and the SOx reduction efficiency in the NOx storage reduction catalyst when the SOx poisoning recovery control is executed are as follows. Thus, the amount of the reducing agent supplied to the NOx catalyst can be saved.

また、本発明では、還元剤供給手段から供給された還元剤は排気浄化装置に流入する前に先ず前段触媒を通過する。これにより、還元剤が低分子化されることにより分散効果が向上し、いわゆる還元剤の改質効果を得ることができる。その結果、上述したNOxの還元効率、SOxの還元効率を更に向上させることが可能となり、還元剤供給手段によって供給される還元剤の量をより好適に節約することができる。   In the present invention, the reducing agent supplied from the reducing agent supply means first passes through the pre-stage catalyst before flowing into the exhaust purification device. Thereby, the dispersing effect is improved by reducing the molecular weight of the reducing agent, and a so-called reducing agent modification effect can be obtained. As a result, the NOx reduction efficiency and the SOx reduction efficiency described above can be further improved, and the amount of the reducing agent supplied by the reducing agent supply means can be more suitably saved.

また、例えば本発明におけるNOx触媒が選択還元型NOx触媒である場合には、該選択還元型NOx触媒においてNOxを還元させる際に排気浄化装置を通過する排気の流量を増加させても良い。つまり、選択還元型NOx触媒は該選択還元型NOx触媒に流入したNOxを還元雰囲気下において還元させるため、排気浄化装置を通過する排気の流量を増加させた方がNOx還元制御の効率が向上するからである。   For example, when the NOx catalyst in the present invention is a selective reduction type NOx catalyst, the flow rate of exhaust gas passing through the exhaust purification device may be increased when NOx is reduced in the selective reduction type NOx catalyst. That is, since the selective reduction type NOx catalyst reduces NOx flowing into the selective reduction type NOx catalyst in a reducing atmosphere, the efficiency of the NOx reduction control is improved by increasing the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust purification device. Because.

尚、上記のNOx触媒に対してNOx還元制御を実行させるときとSOx被毒回復制御を実行させるときとでは排気浄化装置(NOx触媒)を昇温させるときの目標温度を異なる温度に設定しても良いことは当然である。   Note that the target temperature for raising the temperature of the exhaust purification device (NOx catalyst) is set to a different temperature when the NOx reduction control is executed for the NOx catalyst and when the SOx poisoning recovery control is executed. Of course it is good.

例えば、性能再生制御実行手段にNOx還元制御を実行させるときにおける排気浄化装置(NOx触媒)の目標温度は、NOx触媒の活性温度としても良い。NOx触媒が活性していない場合には還元剤供給手段によって還元剤を供給してもNOx触媒におけるNOxの浄化率が著しく低下するからである。   For example, the target temperature of the exhaust gas purification device (NOx catalyst) when the performance regeneration control execution unit executes NOx reduction control may be the activation temperature of the NOx catalyst. This is because when the NOx catalyst is not active, the NOx purification rate in the NOx catalyst is significantly reduced even if the reducing agent is supplied by the reducing agent supply means.

また、性能再生制御実行手段にSOx被毒回復制御を実行させるときにおける排気浄化装置(NOx触媒)の目標温度は、NOx触媒からSOxを還元可能な温度(例えば、600℃乃至650℃)としても良い。   Further, the target temperature of the exhaust purification device (NOx catalyst) when the performance regeneration control execution means executes SOx poisoning recovery control may be a temperature at which SOx can be reduced from the NOx catalyst (for example, 600 ° C. to 650 ° C.). good.

また、本発明におけるNOx触媒が吸蔵還元型NOx触媒である場合には還元剤としての燃料等を還元剤供給手段によって供給させても良い。また、NOx触媒が選択還元型NOx触媒であるときは、還元剤としての尿素水、或いはアンモニア水を還元剤供給手段によって供給させても良い。   Further, when the NOx catalyst in the present invention is an NOx storage reduction catalyst, fuel or the like as a reducing agent may be supplied by a reducing agent supply means. When the NOx catalyst is a selective reduction type NOx catalyst, urea water or ammonia water as a reducing agent may be supplied by the reducing agent supply means.

また、本発明においては、前記前段触媒活性手段を更に備えていても良い。そして、前段触媒の温度が該前段触媒の活性温度よりも低い場合には、該前段触媒活性手段によって前記前段触媒を活性温度まで昇温しても良い。   In the present invention, the former stage catalyst activation means may be further provided. When the temperature of the front stage catalyst is lower than the activation temperature of the front stage catalyst, the front stage catalyst activation means may raise the temperature of the front stage catalyst to the activation temperature.

上記の前段触媒活性手段は、例えばグロープラグを有していても良いし、電気ヒータを有していても良い。そして、グロープラグ、電気ヒータ等によって前段触媒を昇温させても良い。また、該電気ヒータは排気通路における前段触媒よりも上流側に設けられても良いし、前段触媒と一体となる構成であっても良い。また、前段触媒が電気加熱式触媒である場合には、電気加熱式触媒に通電することにより前段触媒を昇温させるようにしても良い。   The above-mentioned pre-catalyst activation means may have, for example, a glow plug or an electric heater. Then, the temperature of the upstream catalyst may be raised by a glow plug, an electric heater, or the like. Further, the electric heater may be provided on the upstream side of the upstream catalyst in the exhaust passage, or may be configured integrally with the upstream catalyst. Further, when the pre-stage catalyst is an electrically heated catalyst, the temperature of the pre-stage catalyst may be raised by energizing the electrically heated catalyst.

また、例えば上記のグロープラグや電気ヒータ等の様に特別な加熱装置を用いなくても、前段触媒活性手段は、内燃機関の燃料噴射量を増加させて該内燃機関から排出される排気の温度を上昇させることにより前段触媒を活性温度まで昇温しても良い。   Further, even if a special heating device such as the above glow plug or electric heater is not used, the pre-catalyst activation means increases the fuel injection amount of the internal combustion engine and the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine. The pre-catalyst may be heated up to the activation temperature by raising.

本発明にあっては、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置を該排気浄化装置に要求される目標温度まで迅速に昇温することができる。   In the present invention, the exhaust gas purification device provided in the exhaust passage of the internal combustion engine can be quickly raised to the target temperature required for the exhaust gas purification device.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. It should be noted that the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are intended to limit the technical scope of the invention only to those unless otherwise specified. is not.

図1は本実施例における内燃機関1と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。図1において、内燃機関1には、該内燃機関1に流入する吸気が流通する吸気管2が接続されており、該吸気管2には該吸気管2内を流通する吸気の流量を調節するスロットルバルブ3が設けられている。また、スロットルバルブ3より上流の吸気管2には、吸気管2内を流通する吸気量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ4が取り付けられている。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine 1 and its intake / exhaust system and control system in this embodiment. In FIG. 1, an intake pipe 2 through which intake air flowing into the internal combustion engine 1 flows is connected to the internal combustion engine 1. The intake pipe 2 adjusts the flow rate of intake air flowing through the intake pipe 2. A throttle valve 3 is provided. An air flow meter 4 that outputs an electrical signal corresponding to the amount of intake air flowing through the intake pipe 2 is attached to the intake pipe 2 upstream of the throttle valve 3.

また、内燃機関1には、該内燃機関1からの排気が流通する排気管5が接続され、この排気管5は下流にて図示しないマフラーに接続されている。また、排気管5の途中には、
排気を浄化する排気浄化装置10が配置されている。この排気浄化装置10内には排気中の微粒子物質(以下、単に「PM」という。)を捕集するフィルタ10a、排気中のNOxを浄化する吸蔵還元型NOx触媒(以下、単に「NOx触媒」ともいう。)10bが配置されている。以下、排気管5において、排気浄化装置10の上流を第1排気管5a、下流を第2排気管5bという。ここで、本実施例においては第1排気管5a、第2排気管5bが本発明における排気通路に相当する。
Further, an exhaust pipe 5 through which exhaust from the internal combustion engine 1 flows is connected to the internal combustion engine 1, and this exhaust pipe 5 is connected downstream to a muffler (not shown). In the middle of the exhaust pipe 5,
An exhaust gas purification device 10 for purifying exhaust gas is disposed. In the exhaust purification device 10, a filter 10a that collects particulate matter (hereinafter simply referred to as "PM") in the exhaust, and a NOx storage reduction catalyst (hereinafter simply referred to as "NOx catalyst") that purifies NOx in the exhaust. 10b is also arranged. Hereinafter, in the exhaust pipe 5, the upstream side of the exhaust purification device 10 is referred to as a first exhaust pipe 5 a and the downstream side is referred to as a second exhaust pipe 5 b. Here, in the present embodiment, the first exhaust pipe 5a and the second exhaust pipe 5b correspond to the exhaust passage in the present invention.

また、第1排気管5aには、第1排気管5aに比して径の小さな(断面積の小さな)酸化触媒11が設けられており、該酸化触媒11の上流側には排気中に還元剤としての燃料を添加する燃料添加弁12が設けられている。この燃料添加弁12は酸化触媒11の直上流に近接して設けられている。そして、燃料添加弁12から添加される燃料は酸化触媒12を通過する排気の流量に関わらず、燃料添加弁12の燃圧によって酸化触媒11に供給される。ここで、本実施例においては燃料添加弁12が本発明における還元剤供給手段に相当する。また、本実施例においては酸化触媒11が本発明における前段触媒に相当する。   The first exhaust pipe 5a is provided with an oxidation catalyst 11 having a smaller diameter (small cross-sectional area) than that of the first exhaust pipe 5a. A fuel addition valve 12 for adding fuel as an agent is provided. This fuel addition valve 12 is provided close to the upstream of the oxidation catalyst 11. The fuel added from the fuel addition valve 12 is supplied to the oxidation catalyst 11 by the fuel pressure of the fuel addition valve 12 regardless of the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 12. Here, in this embodiment, the fuel addition valve 12 corresponds to the reducing agent supply means in the present invention. In the present embodiment, the oxidation catalyst 11 corresponds to the former stage catalyst in the present invention.

また、第1排気管5aにおける燃料添加弁12よりも上流側の部分と第2排気管5bとはバイパス管5cによって連通されている。つまり、本実施例においては排気に該バイパス管5cを通過させることにより、排気に酸化触媒11及び排気浄化装置10を迂回させることできる。ここで、本実施例においてはバイパス管5cが本発明におけるバイパス通路に相当する。   Further, a portion of the first exhaust pipe 5a on the upstream side of the fuel addition valve 12 and the second exhaust pipe 5b are communicated with each other by a bypass pipe 5c. That is, in the present embodiment, the oxidation catalyst 11 and the exhaust purification device 10 can be bypassed to the exhaust gas by passing the bypass pipe 5c through the exhaust gas. Here, in this embodiment, the bypass pipe 5c corresponds to the bypass passage in the present invention.

また、第1排気管5aにおけるバイパス管5cとの連通部には、排気に酸化触媒11側とバイパス管5c側との何れを通過させるかを切り換えることの可能な排気切換弁20が備えられている。ここで、排気に酸化触媒11側を通過させるときの排気切換弁20の停止位置を「触媒側位置」、バイパス管5c側を通過させるときの排気切換弁20の停止位置を「バイパス側位置」と称す。   The first exhaust pipe 5a communicates with the bypass pipe 5c with an exhaust switching valve 20 that can switch between exhaust gas passing through the oxidation catalyst 11 and the bypass pipe 5c. Yes. Here, the stop position of the exhaust gas switching valve 20 when the exhaust gas passes through the oxidation catalyst 11 side is the “catalyst side position”, and the stop position of the exhaust gas switch valve 20 when the exhaust gas passes through the bypass pipe 5c side is the “bypass side position”. Called.

また、第1排気管5aにおける酸化触媒11の直上流には、通電により発熱するグロープラグ13が設けられている。また、第1排気管5aにおける酸化触媒11よりも上流側には酸化触媒11に流入する排気の温度を検出する第1温度センサ14が設けられている。更に、第1排気管5aにおける酸化触媒11と排気浄化装置10との間の部分には酸化触媒11の温度を検出する第2温度センサ15が、第2排気管5bには排気浄化装置10の温度を検出する第3温度センサ16が設けられている。   A glow plug 13 that generates heat when energized is provided immediately upstream of the oxidation catalyst 11 in the first exhaust pipe 5a. A first temperature sensor 14 for detecting the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 11 is provided upstream of the oxidation catalyst 11 in the first exhaust pipe 5a. Further, a second temperature sensor 15 for detecting the temperature of the oxidation catalyst 11 is provided in a portion between the oxidation catalyst 11 and the exhaust purification device 10 in the first exhaust pipe 5a, and an exhaust purification device 10 is provided in the second exhaust pipe 5b. A third temperature sensor 16 for detecting temperature is provided.

以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1及び吸排気系を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)30が併設されている。こ
のECU30は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態等を制御するほか、内燃機関1の燃料添加弁12や排気切換弁20等に係る制御を行うユニットである。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 30 for controlling the internal combustion engine 1 and the intake / exhaust system. The ECU 30 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the driver's request, and performs control related to the fuel addition valve 12 and the exhaust switching valve 20 of the internal combustion engine 1. It is.

ECU30には、内燃機関1の回転数を検出するクランクポジションセンサ7や、アクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ8、エアフローメータ4などの内燃機関1の運転状態の制御に係るセンサ類のほか、第1温度センサ14〜第3温度センサ16が電気配線を介して接続され、それらの出力信号がECU30に入力されるようになっている。一方、ECU30には、内燃機関1内の燃料噴射弁(図示省略)、燃料添加弁12、グロープラグ13、排気切換弁20が電気配線を介して接続されており、ECU30によって制御されるようになっている。   The ECU 30 includes sensors for controlling the operating state of the internal combustion engine 1 such as a crank position sensor 7 for detecting the rotational speed of the internal combustion engine 1, an accelerator position sensor 8 for detecting the accelerator opening, and an air flow meter 4. The first temperature sensor 14 to the third temperature sensor 16 are connected via electrical wiring, and their output signals are input to the ECU 30. On the other hand, a fuel injection valve (not shown) in the internal combustion engine 1, a fuel addition valve 12, a glow plug 13, and an exhaust switching valve 20 are connected to the ECU 30 via electrical wiring, and are controlled by the ECU 30. It has become.

また、ECU30には、CPU、ROM、RAM等が備えられており、ROMには、内
燃機関1の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。
The ECU 30 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The ROM stores a program for performing various controls of the internal combustion engine 1 and a map storing data.

<昇温制御>
次に、本実施例の排気浄化システムにおいて、排気浄化装置10の温度を該排気浄化装置10に要求される目標温度まで上昇させるための制御について説明する。ここでは、フィルタ10aの温度TFをフィルタ目標温度TFtまで上昇させる昇温制御を例として説明する。フィルタ目標温度TFtとはフィルタ10aに要求される目標温度であり、本発明における排気浄化装置に要求される目標温度に相当する。本実施例では、先ず排気切換弁20の停止位置をバイパス側位置にした状態で燃料添加弁12から燃料を添加させ、酸化触媒11を酸化触媒目標温度TOtまで昇温することとした。酸化触媒11の上流側には排気中に還元剤としての燃料を添加する燃料添加弁12が設けられている。この排気添加弁12は酸化触媒11の直上流に近接して設けられている。従って、排気添加弁12から添加される燃料は効率的に酸化触媒11を通過する。
<Temperature control>
Next, control for increasing the temperature of the exhaust purification device 10 to the target temperature required for the exhaust purification device 10 in the exhaust purification system of the present embodiment will be described. Here, temperature rising control for increasing the temperature TF of the filter 10a to the filter target temperature TFt will be described as an example. The filter target temperature TFt is a target temperature required for the filter 10a, and corresponds to the target temperature required for the exhaust emission control device in the present invention. In this embodiment, first, fuel is added from the fuel addition valve 12 with the stop position of the exhaust gas switching valve 20 set to the bypass side position, and the temperature of the oxidation catalyst 11 is increased to the oxidation catalyst target temperature TOt. A fuel addition valve 12 for adding fuel as a reducing agent to the exhaust gas is provided on the upstream side of the oxidation catalyst 11. The exhaust addition valve 12 is provided close to the upstream of the oxidation catalyst 11. Therefore, the fuel added from the exhaust addition valve 12 efficiently passes through the oxidation catalyst 11.

ここで、酸化触媒目標温度TOtとは酸化触媒11を通過して高温となる排気をフィルタ10aに流入させることによりフィルタ10aをフィルタ目標温度TFtまで昇温させるために必要な酸化触媒の目標温度である。この酸化触媒目標温度TOtは予め実験的に求めておく温度であって、フィルタ目標温度TFtよりも高い温度としても良い。また、本実施例においては酸化触媒目標温度TOtが本発明における後段昇温可能温度に相当する。   Here, the oxidation catalyst target temperature TOt is the target temperature of the oxidation catalyst that is required to raise the temperature of the filter 10a to the filter target temperature TFt by flowing exhaust gas that passes through the oxidation catalyst 11 and becomes high temperature into the filter 10a. is there. This oxidation catalyst target temperature TOt is a temperature experimentally obtained in advance, and may be a temperature higher than the filter target temperature TFt. In this embodiment, the oxidation catalyst target temperature TOt corresponds to the temperature that can be raised at the rear stage in the present invention.

また、上述したように酸化触媒11の径は第1排気管5aに比して小さいため、第1排気管5aの径と同程度とした場合に比べて酸化触媒11の熱容量を小さくすることができる。更に、酸化触媒11の径が小さい場合には、大きい場合に比して酸化触媒11に流入した排気の流路抵抗が大きいため、酸化触媒11において燃料の酸化反応を促進させることができる。これにより、酸化触媒11の温度TOを酸化触媒目標温度TOtまでより迅速に上昇できる。   Further, as described above, since the diameter of the oxidation catalyst 11 is smaller than that of the first exhaust pipe 5a, the heat capacity of the oxidation catalyst 11 can be reduced as compared with the case where the diameter is the same as the diameter of the first exhaust pipe 5a. it can. Further, when the diameter of the oxidation catalyst 11 is small, the flow resistance of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 11 is larger than when the oxidation catalyst 11 is large, so that the oxidation reaction of the fuel can be promoted in the oxidation catalyst 11. Thereby, the temperature TO of the oxidation catalyst 11 can be increased more quickly to the oxidation catalyst target temperature TOt.

そして、酸化触媒11が酸化触媒目標温度TOtまで昇温した後は、燃料添加弁12による燃料の添加を停止させ、排気切換弁20の停止位置を触媒側位置に変更する。そうすると、酸化触媒11及びフィルタ10aを通過する排気の流量が急激に増加する。ここで、本実施例における酸化触媒11は上述のように熱容量が小さいため効率よく排気に熱量を供給することができる。そして、酸化触媒11を通過する際に昇温し、高温となった排気が下流側のフィルタ10aに流入することによってフィルタ10aが昇温する。これにより、フィルタ10aをフィルタ目標温度TFtまで迅速に昇温させることができる。ここで、本実施例においては排気切換弁20の停止位置を変更するECU30が本発明における排気流量変更手段に相当する。   Then, after the oxidation catalyst 11 is heated to the oxidation catalyst target temperature TOt, the fuel addition by the fuel addition valve 12 is stopped, and the stop position of the exhaust gas switching valve 20 is changed to the catalyst side position. Then, the flow rate of the exhaust gas that passes through the oxidation catalyst 11 and the filter 10a increases rapidly. Here, since the oxidation catalyst 11 in this embodiment has a small heat capacity as described above, it can efficiently supply heat to the exhaust gas. Then, the temperature rises when passing through the oxidation catalyst 11, and the exhaust gas that has reached a high temperature flows into the downstream filter 10a, whereby the temperature of the filter 10a rises. Thereby, the temperature of the filter 10a can be rapidly raised to the filter target temperature TFt. Here, in this embodiment, the ECU 30 that changes the stop position of the exhaust gas switching valve 20 corresponds to the exhaust gas flow rate changing means in the present invention.

ここで、図2は本実施例における昇温制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはECU30内のROMに記憶されたプログラムであり、フィルタ10aに対する昇温要求がある毎に実行される。また、本ルーチンが実行されるときには、排気切換弁20の停止位置が触媒側位置であることを前提に説明する。   Here, FIG. 2 is a flowchart showing a temperature raising control routine in the present embodiment. This routine is a program stored in the ROM in the ECU 30, and is executed every time there is a temperature increase request for the filter 10a. Further, when this routine is executed, description will be made on the assumption that the stop position of the exhaust gas switching valve 20 is the catalyst side position.

まず、ステップS101では、ECU30によって、酸化触媒11の温度TOが推定され、酸化触媒11の温度TOが活性温度TOa(例えば、200℃乃至250℃)以上であるか否かが判定される。つまり、本ステップでは、燃料添加弁12から添加される燃料を酸化触媒11において酸化させることが可能か否か判定される。また、酸化触媒11の温度TOは、第2温度センサ15の検出値から推定される。   First, in step S101, the ECU 30 estimates the temperature TO of the oxidation catalyst 11, and determines whether or not the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is equal to or higher than the activation temperature TOa (for example, 200 ° C. to 250 ° C.). That is, in this step, it is determined whether or not the fuel added from the fuel addition valve 12 can be oxidized in the oxidation catalyst 11. Further, the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is estimated from the detection value of the second temperature sensor 15.

そして、酸化触媒11の温度TOが活性温度TOaよりも低いと判定された場合には、ステップS102に進む。一方、酸化触媒11の温度TOが活性温度TOa以上であると判定された場合には、ステップS105に進む。   And when it determines with temperature TO of the oxidation catalyst 11 being lower than the activation temperature TOa, it progresses to step S102. On the other hand, when it is determined that the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is equal to or higher than the activation temperature TOa, the process proceeds to step S105.

ステップS102では、ECU30からの指令により、グロープラグ13が通電される。これにより、グロープラグ13が発熱し、酸化触媒11に流入する排気の温度が上昇する。なお、本ステップにおいては排気切換弁20の停止位置が触媒側位置であるため、グロープラグ13で発生する熱を酸化触媒11に好適に伝えることができる。そして、ステップS102の処理が終わるとステップS103に進む。   In step S102, the glow plug 13 is energized by a command from the ECU 30. As a result, the glow plug 13 generates heat, and the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 11 rises. In this step, since the stop position of the exhaust gas switching valve 20 is the catalyst side position, the heat generated in the glow plug 13 can be suitably transmitted to the oxidation catalyst 11. Then, when step S102 is completed, the process proceeds to step S103.

ステップS103では、酸化触媒11の温度TOが推定され、酸化触媒11の温度TOが活性温度TOa以上であるか否か判定される。そして、酸化触媒11の温度TOが活性温度TOa以上であると判定された場合には、ステップS104に進む。一方、酸化触媒11の温度TOが活性温度TOaよりも低いと判定された場合には、ステップS102に戻る。つまり、グロープラグ13に対する通電が継続される。   In step S103, the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is estimated, and it is determined whether or not the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is equal to or higher than the activation temperature TOa. And when it determines with temperature TO of the oxidation catalyst 11 being more than the activation temperature TOa, it progresses to step S104. On the other hand, when it is determined that the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is lower than the activation temperature TOa, the process returns to step S102. That is, energization to the glow plug 13 is continued.

次に、ステップ104では、ECU30からの指令により、グロープラグ13に対する通電が停止される。そして、ステップS104の処理が終わるとステップS105に進む。   Next, in step 104, energization to the glow plug 13 is stopped by a command from the ECU 30. Then, when the process of step S104 ends, the process proceeds to step S105.

ステップS105では、ECU30からの指令により排気切換弁20の停止位置がバイパス側位置に変更される。そうすると、内燃機関1から排出される排気の略全てにバイパス管5cを通過させ、酸化触媒11を通過する排気の流量が略零になる。ここで、本実施例においては、ECU30が排気切換弁20の停止位置をバイパス側位置に変更する制御が本発明における触媒側減量制御に相当する。   In step S105, the stop position of the exhaust gas switching valve 20 is changed to a bypass side position by a command from the ECU 30. If it does so, almost all the exhaust_gas | exhaustion discharged | emitted from the internal combustion engine 1 will pass the bypass pipe 5c, and the flow volume of the exhaust_gas | exhaustion which passes the oxidation catalyst 11 will become substantially zero. Here, in the present embodiment, the control in which the ECU 30 changes the stop position of the exhaust gas switching valve 20 to the bypass side position corresponds to the catalyst side reduction control in the present invention.

そして、続くステップS106では、燃料添加弁12による燃料の添加が開始される。そうすると、酸化触媒11の直上流に設けられた燃料添加弁12から酸化触媒11に直接燃料が添加されることにより、酸化触媒11が昇温される。ここで、酸化触媒11を通過する排気の流量を略零とすることにより、排気による熱、燃料等の持ち去りを抑制し、より好適に酸化触媒11の温度TOを上昇させることができる。そして、ステップS106の処理が終わるとステップS107に進む。   In subsequent step S106, fuel addition by the fuel addition valve 12 is started. Then, the temperature of the oxidation catalyst 11 is raised by adding fuel directly to the oxidation catalyst 11 from the fuel addition valve 12 provided immediately upstream of the oxidation catalyst 11. Here, by setting the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 11 to be substantially zero, it is possible to suppress the removal of heat, fuel, and the like due to the exhaust gas, and to more suitably increase the temperature TO of the oxidation catalyst 11. Then, when the process of step S106 ends, the process proceeds to step S107.

ステップS107では、第2温度センサ15の検出値によって酸化触媒11の温度TOが推定され、酸化触媒11の温度TOが酸化触媒目標温度TOt以上であるか否かが判定される。そして、酸化触媒11の温度TOが酸化触媒目標温度TOt以上であると判定された場合には、ステップS108に進む。一方、酸化触媒11の温度TOが酸化触媒目標温度TOtよりも低いと判定された場合には、ステップS106に戻る。つまり、燃料添加弁12による燃料の添加が継続され、酸化触媒11の昇温制御が継続される。   In step S107, the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is estimated from the detection value of the second temperature sensor 15, and it is determined whether or not the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is equal to or higher than the oxidation catalyst target temperature TOt. And when it determines with temperature TO of the oxidation catalyst 11 being more than the oxidation catalyst target temperature TOt, it progresses to step S108. On the other hand, when it is determined that the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is lower than the oxidation catalyst target temperature TOt, the process returns to step S106. That is, the fuel addition by the fuel addition valve 12 is continued, and the temperature increase control of the oxidation catalyst 11 is continued.

ステップS108では、ECU30からの指令により燃料添加弁12による燃料の添加が停止される。続くステップS109では、ECU30により排気切換弁20の停止位置が触媒側位置に変更される。その結果、内燃機関1から排出される排気の略全てに酸化触媒11及びフィルタ10aを通過させ、バイパス管5cを通過する排気の流量が略零になる。ここで、本実施例においては、ECU30が排気切換弁20の停止位置を触媒側位置に変更する制御が本発明における触媒側増量制御に相当する。そして、ステップS108の処理が終わるとステップS109に進む。   In step S108, the fuel addition by the fuel addition valve 12 is stopped by a command from the ECU 30. In subsequent step S109, the ECU 30 changes the stop position of the exhaust gas switching valve 20 to the catalyst side position. As a result, almost all of the exhaust discharged from the internal combustion engine 1 passes through the oxidation catalyst 11 and the filter 10a, and the flow rate of the exhaust passing through the bypass pipe 5c becomes substantially zero. Here, in this embodiment, the control in which the ECU 30 changes the stop position of the exhaust gas switching valve 20 to the catalyst side position corresponds to the catalyst side increase control in the present invention. Then, when the process of step S108 ends, the process proceeds to step S109.

そして、続くステップS110では、ECU30によって第1温度センサ14の検出値から酸化触媒11に流入する排気の温度(以下、単に「入りガス温度」という。)TEが
、エアフローメータ4の検出値から酸化触媒11に流入する排気の流量(以下、単に「入りガス量」という。)VEが推定される。そして、ステップS110の処理が終わるとステップS111に進む。
In the subsequent step S110, the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 11 from the detection value of the first temperature sensor 14 by the ECU 30 (hereinafter simply referred to as “entered gas temperature”) TE is oxidized from the detection value of the air flow meter 4. A flow rate of exhaust gas flowing into the catalyst 11 (hereinafter, simply referred to as “entry gas amount”) VE is estimated. Then, when the process of step S110 ends, the process proceeds to step S111.

ステップS111では、ECU30によって酸化触媒11からフィルタ10aに供給される熱量である供給熱量QSがフィルタ10aをフィルタ目標温度TFtまで昇温させるために必要な熱量である必要熱量QNよりも少ないか否か判定される。つまり、本ステップでは、燃料添加弁12に燃料の添加を再開させなくてもフィルタ10aの温度TFをフィルタ目標温度TFtまで上昇させることが困難かどうか判定される。ここで、本実施例においては、供給熱量QSが必要熱量QNよりも少ないか否かを判定するECU30が本発明における判定手段に相当する。   In step S111, whether or not the supply heat quantity QS, which is the heat quantity supplied from the oxidation catalyst 11 to the filter 10a by the ECU 30, is less than the necessary heat quantity QN, which is the heat quantity required to raise the temperature of the filter 10a to the filter target temperature TFt. Determined. That is, in this step, it is determined whether it is difficult to raise the temperature TF of the filter 10a to the filter target temperature TFt without restarting the fuel addition valve 12 from adding fuel. Here, in the present embodiment, the ECU 30 that determines whether or not the supplied heat quantity QS is less than the necessary heat quantity QN corresponds to the determination means in the present invention.

具体的には、供給熱量QSは入りガス温度TEと入りガス量VEと酸化触媒目標温度TOtとに基づいて演算される。例えば、上記パラメータと供給熱量QSとの関係が格納されたマップから供給熱量QSを読み出すことにより導出しても良い。   Specifically, the supply heat quantity QS is calculated based on the incoming gas temperature TE, the incoming gas quantity VE, and the oxidation catalyst target temperature TOt. For example, you may derive | lead-out by reading supply heat quantity QS from the map in which the relationship between the said parameter and supply heat quantity QS was stored.

また、必要熱量QNは、フィルタ10aの温度TFとフィルタ目標温度TFtと入りガス量VEとに基づいて演算される。例えば、上記パラメータと必要熱量QNとの関係が格納されたマップから必要熱量QNを読み出すことにより導出しても良い。尚、フィルタ10aの温度TFは第3温度センサ16の検出値から推定される。   Further, the necessary heat quantity QN is calculated based on the temperature TF of the filter 10a, the filter target temperature TFt, and the amount of entering gas VE. For example, you may derive | lead-out by reading the required heat quantity QN from the map in which the relationship between the said parameter and the required heat quantity QN was stored. The temperature TF of the filter 10a is estimated from the detection value of the third temperature sensor 16.

そして、ECU30によって供給熱量QSが必要熱量QNよりも少ないと判定された場合には、ステップS112に進む。一方、供給熱量QSが必要熱量QN以上であると判定された場合には、フィルタ10aの温度TFをフィルタ目標温度TFtまで上昇させることができると判断され、本ルーチンを一旦終了する。   When the ECU 30 determines that the supplied heat quantity QS is less than the required heat quantity QN, the process proceeds to step S112. On the other hand, when it is determined that the supplied heat quantity QS is equal to or higher than the necessary heat quantity QN, it is determined that the temperature TF of the filter 10a can be raised to the filter target temperature TFt, and this routine is temporarily ended.

ステップS112では、ECU30からの指令により燃料添加弁12による燃料の添加が再開される。これにより、酸化触媒11において燃料が反応し、その反応熱をフィルタ10aに供給することができる。そして、ステップS112の処理が終わるとステップS113に進む。   In step S112, the addition of fuel by the fuel addition valve 12 is restarted by a command from the ECU 30. Thereby, the fuel reacts in the oxidation catalyst 11, and the reaction heat can be supplied to the filter 10a. Then, when the process of step S112 ends, the process proceeds to step S113.

ステップS113では、ECU30によって、第3温度センサ16の検出値からフィルタ10aの温度TFが推定され、該フィルタ10aの温度TFがフィルタ目標温度TFt以上であるか否かが判定される。つまり、本ステップでは、フィルタ10aに対する昇温制御を終了しても良いか否かが判定される。そして、フィルタ10aの温度TFがフィルタ目標温度TFtよりも低いと判定された場合には、ステップS112に戻る。つまり、燃料添加弁12による燃料の添加が継続される。これにより、フィルタ10aの温度TFが上昇する。一方、フィルタ10aの温度TFがフィルタ目標温度TFt以上であると判定された場合には、ステップS114に進む。   In step S113, the ECU 30 estimates the temperature TF of the filter 10a from the detection value of the third temperature sensor 16, and determines whether or not the temperature TF of the filter 10a is equal to or higher than the filter target temperature TFt. That is, in this step, it is determined whether or not the temperature increase control for the filter 10a may be terminated. And when it determines with temperature TF of the filter 10a being lower than filter target temperature TFt, it returns to step S112. That is, the fuel addition by the fuel addition valve 12 is continued. As a result, the temperature TF of the filter 10a increases. On the other hand, if it is determined that the temperature TF of the filter 10a is equal to or higher than the filter target temperature TFt, the process proceeds to step S114.

ステップS114では、ECU30からの指令により燃料添加弁12による燃料の添加が停止される。そして、ステップS114の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。   In step S114, the fuel addition by the fuel addition valve 12 is stopped by a command from the ECU 30. Then, when the process of step S114 ends, this routine is once ended.

以上のように、本ルーチンによれば、フィルタ10aをフィルタ目標温度TFtまで迅速に昇温することができる。また、ステップS111において供給熱量QSが必要熱量QN以上であると判定されれば、燃料添加弁12による燃料の添加を再開させる必要が無いため、燃料の添加量を節約することができる。   As described above, according to this routine, the temperature of the filter 10a can be quickly raised to the filter target temperature TFt. If it is determined in step S111 that the supply heat quantity QS is equal to or greater than the necessary heat quantity QN, it is not necessary to restart the fuel addition by the fuel addition valve 12, and the fuel addition quantity can be saved.

また、本実施例に係る昇温制御によれば、供給熱量QSと必要熱量QNとに基づいて燃料の添加を補充的に実施するかどうかを好適に判断することができる。従って、例えば本
ルーチンの実行中において内燃機関1の運転状態が変更され、入りガス温度TEが過度に低下したとしても、確実にフィルタ10aをフィルタ目標温度TFtまで迅速に昇温することができる。
Further, according to the temperature increase control according to the present embodiment, it can be suitably determined whether or not to add fuel supplementarily based on the supplied heat quantity QS and the required heat quantity QN. Therefore, for example, even if the operating state of the internal combustion engine 1 is changed during execution of this routine and the input gas temperature TE is excessively lowered, the temperature of the filter 10a can be reliably raised to the filter target temperature TFt.

<PM再生制御>
また、フィルタ10aに捕集されているPMを酸化除去するPM再生制御に上記の昇温制御ルーチンを適用する場合には、フィルタ目標温度TFtをPMが酸化可能な温度(例えば、500℃乃至700℃)に設定すれば良い。そうすれば、好適にフィルタ10aに捕集されているPMを酸化除去することができる。
<PM regeneration control>
Further, when the above temperature increase control routine is applied to the PM regeneration control for oxidizing and removing the PM collected by the filter 10a, the filter target temperature TFt is set to a temperature at which PM can be oxidized (for example, 500 ° C. to 700 ° C. (° C). Then, it is possible to oxidize and remove the PM collected by the filter 10a.

また、PM再生制御は比較的長い期間(例えば、数分間)に亘り継続される場合が多いため、フィルタ10aをPMが酸化可能な温度まで昇温しても、その後においてフィルタ10aの温度TFが低下してしまうとPMの酸化効率が低下する虞がある。そこで、本実施例におけるPM再生制御では、フィルタ10aの温度TFをフィルタ目標温度TFtまで上昇させた後、継続して燃料添加弁12に燃料を添加させるようにしても良い。   In addition, since the PM regeneration control is often continued for a relatively long period (for example, several minutes), even if the temperature of the filter 10a is raised to a temperature at which PM can be oxidized, the temperature TF of the filter 10a is subsequently increased. When it falls, there exists a possibility that the oxidation efficiency of PM may fall. Therefore, in the PM regeneration control in the present embodiment, the fuel addition valve 12 may be continuously added after the temperature TF of the filter 10a is raised to the filter target temperature TFt.

また、本実施例におけるPM再生制御は、排気切換弁20の停止位置が触媒側位置に停止した状態で実行されるため、フィルタ10aに捕集されたPMを酸化させるために必要な酸素を該フィルタ10aに好適に流入させることができる。   Further, since the PM regeneration control in the present embodiment is executed in a state where the stop position of the exhaust gas switching valve 20 is stopped at the catalyst side position, oxygen necessary for oxidizing the PM collected by the filter 10a is added to the PM regeneration control. It can be made to flow suitably into the filter 10a.

<NOx還元制御>
次に、本実施例におけるNOx触媒10bに対するNOx還元制御について説明する。ここで、図3は本実施例におけるNOx還元制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはECU30内のROMに記憶されたプログラムであり内燃機関1の稼動中は所定期間毎に実行される。
<NOx reduction control>
Next, the NOx reduction control for the NOx catalyst 10b in the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the NOx reduction control routine in this embodiment. This routine is a program stored in the ROM in the ECU 30 and is executed at predetermined intervals while the internal combustion engine 1 is in operation.

本ルーチンが実行されると、まずステップS201においては、NOx触媒10bに対してNOx還元要求が出されているかどうかが判定される。ここで、NOx還元要求は、例えば前回のNOx還元制御が終了してからの吸入空気量の積算値に基づいて出されるようにしてもよい。また、第2排気管5bにNOxセンサ(図示省略)を設け、該NOxセンサの出力に基づいて出されるようにしても良い。   When this routine is executed, first, in step S201, it is determined whether or not a NOx reduction request has been issued to the NOx catalyst 10b. Here, the NOx reduction request may be issued, for example, based on the integrated value of the intake air amount after the previous NOx reduction control is completed. Further, a NOx sensor (not shown) may be provided in the second exhaust pipe 5b, and the second exhaust pipe 5b may be output based on the output of the NOx sensor.

ここで、NOx還元要求が出されていないと判定された場合にはそのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、NOx還元要求が出されていると判定された場合にはステップS202に進む。ステップS202では、第3温度センサ16の検出値に基づいてNOx触媒10bの温度TNが推定され、NOx触媒10bの温度TNが活性温度TNa(例えば、200℃乃至250℃)よりも低いか否かが判定される。   Here, if it is determined that the NOx reduction request has not been issued, the present routine is temporarily terminated as it is. On the other hand, if it is determined that the NOx reduction request has been issued, the process proceeds to step S202. In step S202, the temperature TN of the NOx catalyst 10b is estimated based on the detection value of the third temperature sensor 16, and whether or not the temperature TN of the NOx catalyst 10b is lower than the activation temperature TNa (for example, 200 ° C. to 250 ° C.). Is determined.

そして、NOx触媒10bの温度TNが活性温度TNaよりも低いと判定された場合にはNOx触媒10bを昇温させる必要があると判断され、ステップS203に進む。一方、NOx触媒10bの温度TNが活性温度TNa以上であると判定された場合には、ステップS204に進む。   If it is determined that the temperature TN of the NOx catalyst 10b is lower than the activation temperature TNa, it is determined that it is necessary to raise the temperature of the NOx catalyst 10b, and the process proceeds to step S203. On the other hand, if it is determined that the temperature TN of the NOx catalyst 10b is equal to or higher than the activation temperature TNa, the process proceeds to step S204.

ステップS203では、NOx触媒10bを活性温度TNaまで昇温させるNOx触媒昇温制御が実行される。具体的には、上述した昇温制御ルーチン(ステップS101〜S113)が実行される。ここで、昇温制御ルーチンで用いた用語を以下の様に読み替えるものとする。即ち、フィルタ10a、フィルタ10aの温度TF、フィルタ目標温度TFtを、それぞれNOx触媒10b、NOx触媒10bの温度TN、NOx触媒目標温度TNtと読み替える。そして、上記ルーチンを実行するときのNOx触媒目標温度TNtをNOx触媒10bの活性温度TNaとすれば良い。これにより、NOx触媒10bの温度
TNが活性温度TNaよりも低い場合に、迅速に活性温度TNaまで上昇させることができる。
In step S203, NOx catalyst temperature increase control for increasing the temperature of the NOx catalyst 10b to the activation temperature TNa is executed. Specifically, the above-described temperature increase control routine (steps S101 to S113) is executed. Here, the terms used in the temperature raising control routine are read as follows. That is, the filter 10a, the temperature TF of the filter 10a, and the filter target temperature TFt are read as the temperature TN of the NOx catalyst 10b, the NOx catalyst 10b, and the NOx catalyst target temperature TNt, respectively. Then, the NOx catalyst target temperature TNt when the above routine is executed may be set as the activation temperature TNa of the NOx catalyst 10b. As a result, when the temperature TN of the NOx catalyst 10b is lower than the activation temperature TNa, the NOx catalyst 10b can be quickly raised to the activation temperature TNa.

尚、本ルーチンにおいてはNOx触媒目標温度TNtが本発明における排気浄化装置に要求される目標温度に相当する。そして、ステップS203の処理が終わるとステップS204に進む。   In this routine, the NOx catalyst target temperature TNt corresponds to the target temperature required for the exhaust emission control device according to the present invention. Then, when the process of step S203 ends, the process proceeds to step S204.

ステップS204では、ECU30からの指令により排気切換弁20の停止位置が再びバイパス側位置に変更される。そして、続くステップS205では、ECU30からの指令によりNOx触媒10bに吸蔵されているNOxを還元させるための燃料が燃料添加弁12によって添加される。これにより、NOx触媒10bに吸蔵されているNOxが還元される。そして、続くステップS206では、ECU30からの指令により排気切換弁20の停止位置が再び触媒側位置に変更され、本ルーチンを一旦終了する。   In step S204, the stop position of the exhaust gas switching valve 20 is again changed to the bypass position by a command from the ECU 30. Then, in the subsequent step S205, fuel for reducing NOx stored in the NOx catalyst 10b is added by the fuel addition valve 12 in accordance with a command from the ECU 30. Thereby, the NOx stored in the NOx catalyst 10b is reduced. Then, in the subsequent step S206, the stop position of the exhaust gas switching valve 20 is changed again to the catalyst side position by a command from the ECU 30, and this routine is temporarily ended.

以上のように、本ルーチンに係るNOx還元制御によれば、NOx触媒10bが活性していないときにおいても迅速に活性させた後、効率よくNOx還元制御を実施することができる。また、NOx触媒10bにおいてNOxの還元を行うときには、NOx触媒10bを通過する排気の流量が略零とすることにより、燃料添加弁12から添加された燃料が該NOx触媒10bよりも下流側にすり抜けてしまうことを抑制することができる。つまり、燃料の添加量を節約するとともに、NOxの還元効率を向上させることができる。   As described above, according to the NOx reduction control according to this routine, even when the NOx catalyst 10b is not activated, the NOx reduction control can be performed efficiently after being activated quickly. Further, when NOx is reduced in the NOx catalyst 10b, the flow rate of the exhaust gas passing through the NOx catalyst 10b is made substantially zero, so that the fuel added from the fuel addition valve 12 slips downstream from the NOx catalyst 10b. Can be suppressed. That is, the amount of fuel added can be saved and the NOx reduction efficiency can be improved.

<NOx還元制御の変形例>
次に、NOx触媒10bに吸蔵されているNOxの還元効率をより向上させるための制御について説明する。NOx還元制御ルーチンのステップS203の処理が終わってステップS204の処理を実行する前に、以下の制御を行うようにしても良い。即ち、酸化触媒11の温度TOがNOx還元時目標温度TOt2以上であるか否か判定される。
<Modification of NOx reduction control>
Next, control for further improving the reduction efficiency of NOx stored in the NOx catalyst 10b will be described. The following control may be performed before the process of step S204 is executed after the process of step S203 of the NOx reduction control routine is completed. That is, it is determined whether or not the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is equal to or higher than the NOx reduction target temperature TOt2.

そして、酸化触媒11の温度TOがNOx還元時目標温度TOt2以上であると判定された場合には、ステップS204以降の処理が実行される。一方、酸化触媒11の温度TOがNOx還元時目標温度TOt2よりも低いと判定された場合には、酸化触媒11の温度TOが第2酸化触媒目標温度TOt2以上になるまで酸化触媒11が昇温される。これにより、酸化触媒11の温度TOが低いときに比べて高い方が燃料添加弁12から添加される燃料が改質され、NOxの還元効率が向上する。   Then, when it is determined that the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is equal to or higher than the NOx reduction target temperature TOt2, the processes after step S204 are executed. On the other hand, when it is determined that the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is lower than the NOx reduction target temperature TOt2, the temperature of the oxidation catalyst 11 is increased until the temperature TO of the oxidation catalyst 11 becomes equal to or higher than the second oxidation catalyst target temperature TOt2. Is done. Thereby, the fuel added from the fuel addition valve 12 is reformed when the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is lower than when the temperature TO is low, and the NOx reduction efficiency is improved.

尚、第2酸化触媒目標温度TOt2とはNOx触媒10bにおいてNOxを還元させるときの酸化触媒11に要求される目標温度であって、予め実験的に求めておいても良い。また、酸化触媒11を昇温するときには、排気切換弁20をバイパス側位置に停止させた状態で燃料添加弁12から燃料が添加させるとより好適である。これにより、NOx触媒10bの下流側への燃料のすり抜けや、熱の持ち去りを可及的に低減することが可能となり、酸化触媒11をより迅速に第2酸化触媒目標温度TOt2まで昇温することができる。   The second oxidation catalyst target temperature TOt2 is a target temperature required for the oxidation catalyst 11 when NOx is reduced in the NOx catalyst 10b, and may be obtained experimentally in advance. Further, when the temperature of the oxidation catalyst 11 is raised, it is more preferable to add fuel from the fuel addition valve 12 with the exhaust switching valve 20 stopped at the bypass side position. This makes it possible to reduce the slipping of fuel to the downstream side of the NOx catalyst 10b and the removal of heat as much as possible, and raise the oxidation catalyst 11 more quickly to the second oxidation catalyst target temperature TOt2. be able to.

また、本実施例においては、吸蔵還元型NOx触媒に対するNOx還元制御について本発明を適用する場合を例示的に説明したが、選択還元型NOx触媒を備えた排気浄化システムに対しても本発明を適用することができる。その場合には、燃料添加弁12の代わりに還元剤としての尿素水を添加する尿素水添加弁を設けるようにしても良い。また、尿素水の代わりにアンモニア水を添加するようにしても良い。   In this embodiment, the case where the present invention is applied to the NOx reduction control for the NOx storage reduction catalyst has been exemplarily described. However, the present invention is also applied to an exhaust purification system including a selective reduction NOx catalyst. Can be applied. In that case, instead of the fuel addition valve 12, a urea water addition valve for adding urea water as a reducing agent may be provided. Further, ammonia water may be added instead of urea water.

また、上記の選択還元型NOx触媒は吸蔵したNOxを該NOxの還元雰囲気下において還元させるNOx触媒ではなく、排気が選択還元型NOx触媒を通過する際に該排気中
のNOxを還元させるNOx触媒である。従って、選択還元型NOx触媒におけるNOx還元反応を促進させるためには、該選択還元型NOx触媒を通過する排気の流量を多くした方がNOxの還元効率を向上させることができる。
The selective reduction type NOx catalyst is not a NOx catalyst that reduces the stored NOx in the NOx reduction atmosphere, but a NOx catalyst that reduces NOx in the exhaust gas when the exhaust gas passes through the selective reduction type NOx catalyst. It is. Therefore, in order to promote the NOx reduction reaction in the selective reduction type NOx catalyst, the NOx reduction efficiency can be improved by increasing the flow rate of the exhaust gas passing through the selective reduction type NOx catalyst.

そこで、選択還元型NOx触媒においてNOxを還元させる際には、NOx還元制御ルーチンのステップS204において、排気切換弁20の停止位置をバイパス側位置に変更しないようにしても良い。つまり、選択還元型NOx触媒を通過する排気の流量を確保した状態で、該選択還元型NOx触媒をNOxの還元雰囲気にすることによって、より好適にNOxを還元させることができる。   Therefore, when reducing NOx in the selective reduction type NOx catalyst, the stop position of the exhaust gas switching valve 20 may not be changed to the bypass side position in step S204 of the NOx reduction control routine. That is, NOx can be reduced more suitably by making the selective reduction type NOx catalyst into a NOx reducing atmosphere while ensuring the flow rate of the exhaust gas passing through the selective reduction type NOx catalyst.

次に、本発明に係る内燃機関1の排気浄化システムの実施例1とは異なる実施例について説明する。図4は、本実施例における内燃機関1と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。ここで、実施例1の排気浄化システムと同一又は同等の構成部分については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。   Next, an embodiment different from the first embodiment of the exhaust gas purification system for the internal combustion engine 1 according to the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the internal combustion engine 1 and its intake / exhaust system and control system in the present embodiment. Here, the same or equivalent components as those in the exhaust purification system of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施例と実施例1に係る排気浄化システムでは以下の点で相違する。即ち、本実施例における酸化触媒11は通電によって発熱する電熱ヒータ11aが設けられた電気加熱式酸化触媒である。また、本実施例においてはグロープラグ13が備えられていない。   The present embodiment differs from the exhaust purification system according to Embodiment 1 in the following points. That is, the oxidation catalyst 11 in the present embodiment is an electrically heated oxidation catalyst provided with an electric heater 11a that generates heat when energized. In the present embodiment, the glow plug 13 is not provided.

また、本実施例においては、排気切換弁の代わりに、排気の流量を変更可能な第1流量変更弁21及び第2流量変更弁22が備えられている。ここで、第1流量変更弁21は排気バイパス管5cの途中の部分に設けられており、第2流量変更弁22は第2排気管5bにおけるバイパス管5cとの接続部よりも上流側の部分に設けられている。   In this embodiment, a first flow rate change valve 21 and a second flow rate change valve 22 that can change the flow rate of the exhaust gas are provided instead of the exhaust gas switching valve. Here, the first flow rate change valve 21 is provided in the middle part of the exhaust bypass pipe 5c, and the second flow rate change valve 22 is a part of the second exhaust pipe 5b on the upstream side of the connection part with the bypass pipe 5c. Is provided.

ここで、電気ヒータ11a、第1流量変更弁21、第2流量変更弁22はECU30に電気配線を介して接続されており、ECU30によって制御されるようになっている。つまり、ECU30が電気ヒータ11aに通電することによって酸化触媒11の温度を上昇させることができる。   Here, the electric heater 11a, the first flow rate change valve 21, and the second flow rate change valve 22 are connected to the ECU 30 via electric wiring, and are controlled by the ECU 30. In other words, the temperature of the oxidation catalyst 11 can be raised when the ECU 30 energizes the electric heater 11a.

また、ECU30が第1流量変更弁21の開度DFを変更することにより、バイパス管5cを通過する排気の流量を変更することができる。また、第2流量変更弁22の開度DSを変更することにより、排気浄化装置10を通過する排気の流量を変更することができる。   Further, the ECU 30 can change the flow rate of the exhaust gas passing through the bypass pipe 5c by changing the opening degree DF of the first flow rate changing valve 21. Further, the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust purification device 10 can be changed by changing the opening DS of the second flow rate change valve 22.

<SOx被毒回復制御>
次に、上記構成の排気浄化システムにおいて、排気中のSOxに被毒されたNOx触媒10bを回復させるSOx被毒回復制御について、図5のフローチャートを参照して説明する。
<SOx poisoning recovery control>
Next, SOx poisoning recovery control for recovering the NOx catalyst 10b poisoned by SOx in the exhaust gas in the exhaust purification system having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.

ここで、図5は本実施例におけるSOx被毒回復制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはECU30内のROMに記憶されたプログラムであり内燃機関1の稼動中は所定期間毎に実行される。また、第1流量変更弁21の開度(以下、単に「第1開度」という。)DFは全閉であって、第2流量変更弁22の開度(以下、単に「第2開度」という。)DSは全開となっていることを前提に本ルーチンを説明する。つまり、内燃機関1から排出される排気の略全てが排気浄化装置10(NOx触媒10b)を通過していることを前提に説明する。   FIG. 5 is a flowchart showing the SOx poisoning recovery control routine in this embodiment. This routine is a program stored in the ROM in the ECU 30 and is executed at predetermined intervals while the internal combustion engine 1 is in operation. The opening degree of the first flow rate changing valve 21 (hereinafter simply referred to as “first opening degree”) DF is fully closed, and the opening degree of the second flow rate changing valve 22 (hereinafter simply referred to as “second opening degree”). This routine will be described on the assumption that DS is fully open. That is, the description will be made on the assumption that substantially all of the exhaust discharged from the internal combustion engine 1 passes through the exhaust purification device 10 (NOx catalyst 10b).

本ルーチンが実行されると、まずステップS301においては、NOx触媒10bに対してSOx被毒回復要求が出されているかどうかが判定される。ここで、SOx被毒回復
要求は、例えば、前回のSOx被毒回復制御が実行されてからの車両の走行距離の積算値に基づいて出されるようにしてもよい。
When this routine is executed, first, in step S301, it is determined whether or not an SOx poisoning recovery request has been issued to the NOx catalyst 10b. Here, the SOx poisoning recovery request may be issued based on, for example, an integrated value of the travel distance of the vehicle since the previous SOx poisoning recovery control was executed.

ここで、SOx被毒回復要求が出されていないと判定された場合にはそのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、SOx再生処理要求が出されていると判定された場合にはS302に進む。   Here, if it is determined that the SOx poisoning recovery request has not been issued, the present routine is temporarily terminated. On the other hand, if it is determined that the SOx regeneration processing request has been issued, the process proceeds to S302.

ステップS302では、第3温度センサ16の検出値に基づいてNOx触媒10bの温度TNが推定され、NOx触媒10bの温度TNが再生時NOx触媒目標温度TNs(例えば、600℃乃至650℃)よりも低いか否かが判定される。ここで、再生時NOx触媒目標温度TNsとはNOx触媒10bに還元剤が供給された場合にNOx触媒10bに吸蔵されているSOxを還元することの可能な温度(例えば、600℃乃至650℃)であって、予め実験的に求められる温度である。   In step S302, the temperature TN of the NOx catalyst 10b is estimated based on the detection value of the third temperature sensor 16, and the temperature TN of the NOx catalyst 10b is higher than the regeneration NOx catalyst target temperature TNs (for example, 600 ° C. to 650 ° C.). Whether it is low is determined. Here, the regeneration NOx catalyst target temperature TNs is a temperature at which SOx stored in the NOx catalyst 10b can be reduced when the reducing agent is supplied to the NOx catalyst 10b (for example, 600 ° C. to 650 ° C.). The temperature is experimentally obtained in advance.

そして、NOx触媒10bの温度TNが再生時NOx触媒目標温度TNsよりも低いと判定された場合には、NOx触媒10bを昇温させる必要があると判断され、ステップS303に進む。一方、NOx触媒10bの温度TNが再生時NOx触媒目標温度TNs以上であると判定された場合には、ステップS313に進む。   When it is determined that the temperature TN of the NOx catalyst 10b is lower than the regeneration NOx catalyst target temperature TNs, it is determined that it is necessary to raise the temperature of the NOx catalyst 10b, and the process proceeds to step S303. On the other hand, when it is determined that the temperature TN of the NOx catalyst 10b is equal to or higher than the regeneration NOx catalyst target temperature TNs, the process proceeds to step S313.

ステップS303では、ECU30からの指令により第1開度DFが全開に、第2開度DSが全閉に変更される。つまり、内燃機関1から排出される排気の略全てが排気浄化装置10を迂回する。そして、続くステップS304では、ECU30によって、酸化触媒11の温度TOが推定され、酸化触媒11の温度TOが活性温度TOa以上であるか否かが判定される。そして、酸化触媒11の温度TOが活性温度TOa以上であると判定された場合には、ステップS308に進む。一方、酸化触媒11の温度TOが活性温度TOaよりも低いと判定された場合には、ステップS305に進む。   In step S303, the first opening degree DF is changed to fully open and the second opening degree DS is changed to fully closed by a command from the ECU 30. That is, substantially all of the exhaust discharged from the internal combustion engine 1 bypasses the exhaust purification device 10. In step S304, the ECU 30 estimates the temperature TO of the oxidation catalyst 11, and determines whether or not the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is equal to or higher than the activation temperature TOa. And when it determines with temperature TO of the oxidation catalyst 11 being more than the activation temperature TOa, it progresses to step S308. On the other hand, if it is determined that the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is lower than the activation temperature TOa, the process proceeds to step S305.

ステップS305では、ECU30からの指令により電気ヒータ11aが通電される。これにより、酸化触媒11が発熱するため、該酸化触媒11の温度TOが上昇する。また、ステップS302において第2開度DSが全閉に変更されているため、効率的に酸化触媒11を昇温させることができる。そして、ステップS305の処理が終わるとステップS306に進む。   In step S305, the electric heater 11a is energized by a command from the ECU 30. Thereby, since the oxidation catalyst 11 generates heat, the temperature TO of the oxidation catalyst 11 rises. In addition, since the second opening DS is changed to fully closed in step S302, it is possible to efficiently raise the temperature of the oxidation catalyst 11. Then, when the process of step S305 ends, the process proceeds to step S306.

ステップS306では、再び酸化触媒11の温度TOが推定され、酸化触媒11の温度TOが活性温度TOa以上であるか否か判定される。そして、酸化触媒11の温度TOが活性温度TOa以上であると判定された場合には、ステップS307に進む。一方、酸化触媒11の温度TOが活性温度TOaよりも低いと判定された場合には、ステップS305に戻る。つまり、電気ヒータ11aに対する通電が継続される。   In step S306, the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is estimated again, and it is determined whether or not the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is equal to or higher than the activation temperature TOa. And when it determines with temperature TO of the oxidation catalyst 11 being more than the activation temperature TOa, it progresses to step S307. On the other hand, when it is determined that the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is lower than the activation temperature TOa, the process returns to step S305. That is, energization to the electric heater 11a is continued.

次に、ステップ307では、ECU30からの指令により、電気ヒータ11aに対する通電が停止される。そして、続くステップS308では、酸化触媒11の温度TOを再生時酸化触媒目標温度TOsまで上昇させるべく、ECU30が燃料添加弁12に燃料を添加させる。ここで、再生時酸化触媒目標温度TOsとは、酸化触媒11を通過して高温となる排気をNOx触媒10bに流入させることによりNOx触媒10bを再生時NOx触媒目標温度TNsまで昇温させるために必要な酸化触媒の目標温度を意味する。再生時酸化触媒目標温度TOsは予め実験的に求めておく温度であって、再生時NOx触媒目標温度TNsよりも高い温度としても良い。また、本ルーチンにおいては再生時酸化触媒目標温度TOsが本発明における後段昇温可能温度に相当する。   Next, in step 307, energization to the electric heater 11a is stopped by a command from the ECU 30. In subsequent step S308, the ECU 30 causes the fuel addition valve 12 to add fuel so as to raise the temperature TO of the oxidation catalyst 11 to the regeneration oxidation catalyst target temperature TOs. Here, the regeneration oxidation catalyst target temperature TOs is used to raise the temperature of the NOx catalyst 10b to the regeneration NOx catalyst target temperature TNs by flowing exhaust gas that passes through the oxidation catalyst 11 and becomes high temperature into the NOx catalyst 10b. It means the target temperature of the required oxidation catalyst. The regeneration oxidation catalyst target temperature TOs is a temperature that is experimentally obtained in advance, and may be higher than the regeneration NOx catalyst target temperature TNs. In this routine, the regeneration oxidation target temperature TOs corresponds to the temperature that can be raised at the latter stage in the present invention.

そして、続くステップS309では、酸化触媒11の温度TOが推定され、酸化触媒1
1の温度TOが再生時酸化触媒目標温度TOs以上であるか否か判定される。そして、酸化触媒11の温度TOが再生時酸化触媒目標温度TOs以上であると判定された場合には、ステップS310に進む。一方、酸化触媒11の温度TOが再生時酸化触媒目標温度TOsよりも低いと判定された場合には、ステップS308に戻る。つまり、燃料添加弁12によって継続して燃料が添加される。
In the subsequent step S309, the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is estimated, and the oxidation catalyst 1
It is determined whether the temperature TO of 1 is equal to or higher than the regeneration oxidation target temperature TOs. And when it determines with temperature TO of the oxidation catalyst 11 being more than the oxidation catalyst target temperature TOs at the time of reproduction | regeneration, it progresses to step S310. On the other hand, when it is determined that the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is lower than the regeneration oxidation target temperature TOs, the process returns to step S308. That is, fuel is continuously added by the fuel addition valve 12.

ステップS310では、ECU30からの指令により燃料添加弁12による燃料の添加が停止される。そして、続くステップS311では、ECU30からの指令により第1開度DFが全閉に、第2開度DSが全開に変更される。その結果、NOx触媒10bを通過する排気の流量が急増する。つまり、高温の排気を介して酸化触媒11からNOx触媒10bに対して熱エネルギが供給され、NOx触媒10bの温度TNを急激に上昇させることができる。   In step S310, the fuel addition by the fuel addition valve 12 is stopped by a command from the ECU 30. In step S311, the first opening degree DF is changed to fully closed and the second opening degree DS is changed to full opening in response to a command from the ECU 30. As a result, the flow rate of the exhaust gas passing through the NOx catalyst 10b increases rapidly. That is, thermal energy is supplied from the oxidation catalyst 11 to the NOx catalyst 10b via the high-temperature exhaust, and the temperature TN of the NOx catalyst 10b can be rapidly increased.

続くステップS312では、ECU30によって、NOx触媒10bの温度TNが推定され、該NOx触媒10bの温度TNが再生時NOx触媒目標温度TNs以上であるか否かが判定される。そして、NOx触媒10bの温度TNが再生時NOx触媒目標温度TNsよりも低いと判定された場合には、ステップS311に戻る。つまり、NOx触媒10bの温度TNが再生時NOx触媒目標温度TNs以上になるまで、高温の排気を介して酸化触媒11からNOx触媒10bに熱エネルギが供給される。一方、NOx触媒10bの温度TNが再生時NOx触媒目標温度TNs以上であると判定された場合には、ステップS313に進む。   In subsequent step S312, the ECU 30 estimates the temperature TN of the NOx catalyst 10b, and determines whether or not the temperature TN of the NOx catalyst 10b is equal to or higher than the NOx catalyst target temperature TNs during regeneration. When it is determined that the temperature TN of the NOx catalyst 10b is lower than the regeneration NOx catalyst target temperature TNs, the process returns to step S311. That is, thermal energy is supplied from the oxidation catalyst 11 to the NOx catalyst 10b through the high-temperature exhaust gas until the temperature TN of the NOx catalyst 10b becomes equal to or higher than the regeneration NOx catalyst target temperature TNs. On the other hand, when it is determined that the temperature TN of the NOx catalyst 10b is equal to or higher than the regeneration NOx catalyst target temperature TNs, the process proceeds to step S313.

ステップS313では、ECU30からの指令により第1開度DFが全開に、第2開度DSが全閉に変更される。その結果、NOx触媒10bを通過する排気の流量が略零になる。そして、続くステップS314では、NOx触媒10bに吸蔵されているSOxを還元させるべく、燃料添加弁12に燃料を添加させる。ここで、上述したようにNOx触媒10bの温度TNが再生時NOx触媒目標温度TNs以上であって、且つ還元剤としての燃料がNOx触媒10bに供給されることによって好適に該NOx触媒10bに吸蔵されているSOxが還元される。   In step S313, the first opening degree DF is changed to fully open and the second opening degree DS is changed to fully closed by a command from the ECU 30. As a result, the flow rate of the exhaust gas passing through the NOx catalyst 10b becomes substantially zero. In subsequent step S314, fuel is added to the fuel addition valve 12 in order to reduce the SOx stored in the NOx catalyst 10b. Here, as described above, when the temperature TN of the NOx catalyst 10b is equal to or higher than the regeneration NOx catalyst target temperature TNs, and fuel as a reducing agent is supplied to the NOx catalyst 10b, the NOx catalyst 10b is preferably occluded. The SOx that has been reduced is reduced.

また、NOx触媒10bを通過する排気の流量を略零とした状態でNOx触媒10bにおけるSOxの還元反応が行われるため、NOx触媒10bからの燃料のすり抜けや、熱の持ち去りが抑制され、SOxの還元効率を向上させることができる。そして、続くステップS315では、ECU30からの指令により第1開度DFが全閉に、第2開度DSが全開に変更され、本ルーチンを一旦終了する。   Further, since the reduction reaction of SOx in the NOx catalyst 10b is performed in a state where the flow rate of the exhaust gas passing through the NOx catalyst 10b is substantially zero, the slipping of fuel from the NOx catalyst 10b and the removal of heat are suppressed, and the SOx. The reduction efficiency of can be improved. In the subsequent step S315, the first opening degree DF is changed to fully closed and the second opening degree DS is changed to fully open in accordance with a command from the ECU 30, and this routine is temporarily ended.

以上のように、本ルーチンによればNOx触媒10bの温度TNをSOx被毒回復制御を実行する際に必要な再生時NOx触媒目標温度TNsまで迅速に昇温させることが可能となり、より好適にSOx被毒回復制御を実行することができる。   As described above, according to this routine, the temperature TN of the NOx catalyst 10b can be quickly raised to the regeneration NOx catalyst target temperature TNs necessary for executing the SOx poisoning recovery control. The SOx poisoning recovery control can be executed.

また、上記ルーチンにおいて、第1開度DF及び第2開度DSを全開または全閉の何れかに変更させる制御について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、「全開」の代わりに「開き側の所定開度」としても良いし、「全閉」の代わりに「閉じ側の所定開度」としても良い。   In the routine described above, the control for changing the first opening DF and the second opening DS to either fully open or fully closed has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, “a predetermined opening on the opening side” may be used instead of “fully open”, or “a predetermined opening on the closing side” may be used instead of “fully closed”.

また、上述した実施形態では、酸化触媒11が活性していないときには、グロープラグ13(実施例1)、電気ヒータ11b(実施例2)に通電させることにより酸化触媒11の温度TOを活性温度TOaまで上昇させる制御について例示したが、これに限定される趣旨ではない。例えば、内燃機関1の燃料噴射量を増大させ、該内燃機関1から排出される排気の温度を高くすることにより酸化触媒11を活性温度TOaまで昇温させるように
しても良い。
In the above-described embodiment, when the oxidation catalyst 11 is not activated, the temperature TO of the oxidation catalyst 11 is set to the activation temperature TOa by energizing the glow plug 13 (Example 1) and the electric heater 11b (Example 2). However, the present invention is not limited to this. For example, the oxidation catalyst 11 may be heated to the activation temperature TOa by increasing the fuel injection amount of the internal combustion engine 1 and increasing the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1.

実施例1における内燃機関と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine and an intake / exhaust system and a control system thereof in Embodiment 1. FIG. 実施例1における昇温制御ルーチンを示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a temperature increase control routine in the first embodiment. 実施例1におけるNOx還元制御ルーチンを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a NOx reduction control routine in Embodiment 1. 実施例2における内燃機関と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine in Example 2, its intake-exhaust system, and a control system. 実施例2におけるSOx被毒回復制御ルーチンを示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a SOx poisoning recovery control routine in Embodiment 2.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・内燃機関
2・・・吸気管
3・・・スロットルバルブ
4・・・エアフローメータ
5・・・排気管
5a・・第1排気管
5b・・第2排気管
5c・・バイパス管
7・・・クランクポジションセンサ
8・・・アクセルポジションセンサ
10・・排気浄化装置
10a・フィルタ
10b・吸蔵還元型NOx触媒
11・・酸化触媒
11a・電気ヒータ
12・・燃料添加弁
13・・グロープラグ
14・・第1温度センサ
15・・第2温度センサ
16・・第3温度センサ
20・・排気切換弁
21・・第1流量変更弁
22・・第2流量変更弁
30・・ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Intake pipe 3 ... Throttle valve 4 ... Air flow meter 5 ... Exhaust pipe 5a ... First exhaust pipe 5b ... Second exhaust pipe 5c ... Bypass pipe 7 ... Crank position sensor 8 ... Accelerator position sensor 10 ... Exhaust gas purification device 10a / Filter 10b / Occlusion reduction type NOx catalyst 11 / Oxidation catalyst 11a / Electric heater 12 / Fuel addition valve 13 / Glow plug 14 First temperature sensor 15 Second temperature sensor 16 Third temperature sensor 20 Exhaust switching valve 21 First flow rate change valve 22 Second flow rate change valve 30 ECU

Claims (3)

一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられると共に酸化機能を有する前段触媒と、
前記排気通路における前記前段触媒よりも下流側に設けられるとともに排気を浄化する排気浄化装置と、
前記前段触媒よりも上流側に設けられると共に、前記前段触媒及び前記排気浄化装置に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記排気通路における前記還元剤供給手段よりも上流側の部分と前記前段触媒の下流側の部分とを連通し、前記排気通路を通過する排気に前記前段触媒を迂回させるバイパス通路と、
前記排気が前記バイパス通路を通過する流量であるバイパス側流量を増加させると共に該排気が前記前段触媒を通過する流量である触媒側流量を減少させる触媒側減量制御と、前記バイパス側流量を減少させると共に前記触媒側流量を増加させる触媒側増量制御とを実行可能な排気流量変更手段と、
を備え、
前記排気浄化装置を該排気浄化装置に要求される目標温度まで昇温させるときに、前記排気流量変更手段に前記触媒側減量制御を実行させ且つ前記還元剤供給手段に前記還元剤を供給させることによって前記前段触媒を所定の後段昇温可能温度まで昇温させた後、前記排気流量変更手段に前記触媒側増量制御を実行させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
An exhaust passage having one end connected to the internal combustion engine and through which the exhaust from the internal combustion engine passes;
A pre-stage catalyst provided in the exhaust passage and having an oxidation function;
An exhaust purification device that is provided downstream of the preceding catalyst in the exhaust passage and purifies exhaust;
A reducing agent supply means that is provided upstream of the preceding catalyst and supplies a reducing agent to the preceding catalyst and the exhaust purification device;
A bypass passage for communicating the upstream portion of the exhaust passage with respect to the reducing agent supply means and the downstream portion of the upstream catalyst, and bypassing the upstream catalyst to the exhaust gas passing through the exhaust passage;
Catalyst side reduction control for increasing the bypass side flow rate, which is the flow rate of the exhaust gas passing through the bypass passage, and decreasing the catalyst side flow rate, which is the flow rate of the exhaust gas passing through the preceding catalyst, and reducing the bypass side flow rate And an exhaust flow rate changing means capable of performing catalyst side increase control for increasing the catalyst side flow rate,
With
When raising the temperature of the exhaust gas purification device to a target temperature required for the exhaust gas purification device, causing the exhaust gas flow rate changing means to execute the catalyst side reduction control and causing the reducing agent supply means to supply the reducing agent. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine, wherein the exhaust gas flow rate changing means is caused to execute the catalyst side increase control after raising the temperature of the preceding catalyst to a predetermined temperature that can be raised at the subsequent stage.
前記排気流量変更手段は、前記触媒側減量制御において前記前段触媒が前記後段昇温可能温度まで昇温するまでは前記触媒側流量を略零にさせ、且つ前記触媒側増量制御において前記前段触媒が前記後段昇温可能温度まで昇温した後は前記バイパス側流量を略零にさせることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。   The exhaust flow rate changing means makes the flow rate on the catalyst side substantially zero until the temperature of the front catalyst rises to the temperature that can be raised at the rear stage in the catalyst side reduction control, and the front stage catalyst in the catalyst side increase control 2. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the flow rate on the bypass side is made substantially zero after the temperature is raised to the temperature capable of raising the rear stage. 前記前段触媒が前記後段昇温可能温度まで昇温した後、前記排気流量変更手段に前記触媒側増量制御を実行させることによって前記前段触媒から前記排気浄化装置に供給される熱量である供給熱量が前記排気浄化装置を前記目標温度まで昇温させるために必要な熱量である必要熱量よりも少ないか否かを判定する判定手段を更に備え、
前記判定手段によって前記供給熱量が前記必要熱量よりも少ないと判定されるときに、前記排気流量変更手段に前記触媒側増量制御を実行させ且つ前記還元剤供給手段に前記還元剤を前記前段触媒及び排気浄化装置に供給させることにより前記排気浄化装置を前記目標温度まで昇温させることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排気浄化システム。
After the pre-stage catalyst has been heated up to the post-stage temperature rise temperature, the supply heat quantity that is the heat quantity that is supplied from the pre-stage catalyst to the exhaust purification device by causing the exhaust flow rate changing means to execute the catalyst side increase control is obtained. A determination means for determining whether or not the exhaust purification device is less than a necessary heat amount that is a heat amount necessary for raising the temperature to the target temperature;
When the determination means determines that the supply heat quantity is less than the required heat quantity, the exhaust flow rate change means performs the catalyst side increase control, and the reducing agent supply means supplies the reducing agent to the pre-stage catalyst and The exhaust purification system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the exhaust purification device is heated to the target temperature by being supplied to the exhaust purification device.
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