JP4692436B2 - Exhaust gas purification system for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置を再生させる技術に関する。   The present invention relates to a technique for regenerating an exhaust purification device provided in an exhaust system of an internal combustion engine.

内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置を昇温させる技術として、パイロット噴射、ポスト噴射、EGR制御に基づく低温燃焼、還元剤添加弁による排気系への燃料添加等の複数の制御項目を組み合わせて使用する技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2003−120392号公報
As a technique for raising the temperature of an exhaust purification device provided in an exhaust system of an internal combustion engine, a plurality of control items such as pilot injection, post injection, low temperature combustion based on EGR control, and fuel addition to the exhaust system by a reducing agent addition valve are included. A technique used in combination is known (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-120392 A

ところで、前述した従来技術では、排気浄化装置が目標通りに昇温しない場合に、その要因を特定することが困難となるため、排気浄化装置を好適に昇温させることができない場合がある。   By the way, in the above-described prior art, when the exhaust purification device does not raise the temperature as intended, it is difficult to specify the factor, and therefore the exhaust purification device may not be heated appropriately.

本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置の特定の物理量を複数の手段により変更可能な内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記した物理量を好適に変更可能な技術の提供にある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to exhaust an internal combustion engine in which a specific physical quantity of an exhaust purification device provided in an exhaust system of the internal combustion engine can be changed by a plurality of means. In the purification system, the present invention is to provide a technique capable of suitably changing the physical quantity described above.

本発明は、上記した課題を解決するために、以下のような手段を採用した。すなわち、本発明は、内燃機関の排気通路に配置された排気浄化装置と、前記排気浄化装置の特定の物理量を変更させるべく動作可能な第1変更手段と、前記第1変更手段とは異なる方法により前記物理量を変更させる第2変更手段と、前記物理量を検出する検出手段と、を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記第1変更手段の作動時に前記検出手段の検出値が所定量以上の変化を示さなければ、前記第2変更手段を作動させる制御手段を備えるようにした。   The present invention employs the following means in order to solve the above-described problems. That is, the present invention is an exhaust purification device disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, a first changing means operable to change a specific physical quantity of the exhaust purification device, and a method different from the first changing means. In the exhaust gas purification system for an internal combustion engine provided with second changing means for changing the physical quantity by means of, and detecting means for detecting the physical quantity, the detection value of the detecting means is greater than or equal to a predetermined amount when the first changing means is operated. If no change is indicated, a control means for operating the second changing means is provided.

かかる構成によれば、第1変更手段の作動時に検出手段の検出値が所定量以上の変化を示さなければ、第2変更手段によって排気浄化装置の物理量を変更することが可能となる。   According to this configuration, the physical quantity of the exhaust emission control device can be changed by the second changing means if the detection value of the detecting means does not change more than a predetermined amount when the first changing means is activated.

その際、第2変更手段の作動によって検出手段の検出値が所定量以上の変化を示せば、制御手段は、第1変更手段の故障を特定することができる。この場合、制御手段は、第2変更手段を利用して前記物理量の変更処理を継続することもできる。   At that time, if the detection value of the detection means shows a change of a predetermined amount or more by the operation of the second change means, the control means can specify the failure of the first change means. In this case, the control means can continue the physical quantity changing process using the second changing means.

また、第2変更手段の作動によって検出手段の検出値が所定量以上の変化を示さない場合は、制御手段は、排気浄化装置および/または検出手段の故障を特定することができる。   In addition, when the detection value of the detection unit does not change more than a predetermined amount due to the operation of the second change unit, the control unit can specify the failure of the exhaust purification device and / or the detection unit.

本発明にかかる排気浄化装置としては、酸化触媒が併設されたパティキュレートフィルタを例示することができる。パティキュレートフィルタは、該パティキュレートフィルタに捕集されたPMを酸化及び除去するためのPM再生処理が必要となる。   As an exhaust emission control device according to the present invention, a particulate filter provided with an oxidation catalyst can be exemplified. The particulate filter requires a PM regeneration process for oxidizing and removing the PM collected by the particulate filter.

パティキュレートフィルタに捕集されたPMは凡そ500℃以上の高温且つリーンな雰囲気に曝された時に酸化されるため、PM再生処理の実施時にはパティキュレートフィル
タ内の雰囲気若しくはパティキュレートフィルタ自体を昇温(以下、単に「パティキュレートフィルタを昇温」と記す)させる必要がある。
Since the PM collected in the particulate filter is oxidized when exposed to a high temperature and lean atmosphere of approximately 500 ° C or higher, the temperature in the particulate filter or the particulate filter itself is raised during the PM regeneration process. (Hereinafter simply referred to as “heating the particulate filter”).

パティキュレートフィルタを昇温させる方法としては、パティキュレートフィルタに併設された酸化触媒へ未燃燃料や還元剤を供給し、それら未燃燃料や還元剤の酸化反応熱によりパティキュレートフィルタを昇温させる方法を例示することができる。   As a method for raising the temperature of the particulate filter, unburned fuel and reducing agent are supplied to an oxidation catalyst provided in the particulate filter, and the temperature of the particulate filter is raised by the oxidation reaction heat of the unburned fuel and reducing agent. A method can be illustrated.

パティキュレートフィルタに併設された酸化触媒へ未燃燃料や還元剤を供給する方法としては、酸化触媒より上流の排気通路に設けられた還元剤添加弁から排気中へ還元剤を添加させる方法や、内燃機関の気筒内へ直接燃料噴射可能な燃料噴射弁からポスト噴射を行わせる方法を例示することができる。   As a method of supplying unburned fuel and a reducing agent to the oxidation catalyst provided in the particulate filter, a method of adding a reducing agent into the exhaust from a reducing agent addition valve provided in an exhaust passage upstream of the oxidation catalyst, A method of performing post injection from a fuel injection valve capable of direct fuel injection into a cylinder of an internal combustion engine can be exemplified.

従って、本発明にかかる排気浄化装置が酸化触媒とパティキュレートフィルタを具備する場合は、排気浄化装置の物理量の一つである温度が還元剤添加弁又は燃料噴射弁によって変更されることになる。   Therefore, when the exhaust purification apparatus according to the present invention includes an oxidation catalyst and a particulate filter, the temperature that is one of the physical quantities of the exhaust purification apparatus is changed by the reducing agent addition valve or the fuel injection valve.

そこで、本発明にかかる内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気浄化装置の特定の物理量をパティキュレートフィルタの温度とし、第1変更手段を還元剤添加弁とし、更に第2変更手段を燃料噴射弁とすることができる。また、検出手段としては、パティキュレートフィルタの温度を検出する温度センサを用いることができる。   Therefore, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention, the specific physical quantity of the exhaust gas purification device is the temperature of the particulate filter, the first changing means is a reducing agent addition valve, and the second changing means is a fuel injection valve. can do. Moreover, as a detection means, the temperature sensor which detects the temperature of a particulate filter can be used.

かかる構成において、還元剤添加弁の還元剤添加により温度センサの検出値が所定量以上の変化(上昇)を示さない場合は、制御手段は、還元剤添加弁による昇温処理から燃料噴射弁のポスト噴射による昇温処理へ切り換えることができる。   In such a configuration, when the detected value of the temperature sensor does not change (increase) by more than a predetermined amount due to the addition of the reducing agent by the reducing agent addition valve, the control means starts the temperature increase process by the reducing agent addition valve and starts the fuel injection valve It is possible to switch to a temperature raising process by post injection.

ところで、還元剤添加弁が還元剤の添加を行っても温度センサの検出値が所定量以上の変化を示さない要因としては、還元剤添加弁の故障、温度センサの故障、或いは酸化触媒の故障が考えられる。   By the way, as a factor that the detected value of the temperature sensor does not change more than a predetermined amount even when the reducing agent addition valve adds the reducing agent, the reducing agent addition valve failure, the temperature sensor failure, or the oxidation catalyst failure Can be considered.

還元剤添加弁が故障している場合は、燃料噴射弁のポスト噴射によって昇温処理が行われた時に温度センサの検出値が所定量以上の変化を示す。   When the reducing agent addition valve is out of order, the detected value of the temperature sensor shows a change of a predetermined amount or more when the temperature raising process is performed by the post injection of the fuel injection valve.

よって、還元剤添加弁による昇温処理から燃料噴射弁のポスト噴射による昇温処理へ切り換えられた時に温度センサの検出値が所定量以上の変化を示せば、制御手段は、還元剤添加弁が故障していると判定することができるとともに、燃料噴射弁のポスト噴射を利用して昇温処理を継続することができる。   Therefore, if the detected value of the temperature sensor shows a change of a predetermined amount or more when the temperature raising process by the reducing agent addition valve is switched to the temperature raising process by the post injection of the fuel injection valve, the control means is configured so that the reducing agent addition valve It can be determined that a failure has occurred, and the temperature raising process can be continued using the post injection of the fuel injection valve.

一方、温度センサ又は酸化触媒が故障している場合は、燃料噴射弁のポスト噴射による昇温処理が行われた時に温度センサの検出値が所定量以上の変化を示さなくなる。   On the other hand, when the temperature sensor or the oxidation catalyst is out of order, the detected value of the temperature sensor does not change more than a predetermined amount when the temperature raising process is performed by the post injection of the fuel injection valve.

よって、還元剤添加弁による昇温処理から燃料噴射弁のポスト噴射による昇温処理へ切り換えられた時に温度センサの検出値が所定量以上の変化を示さなければ、制御手段は、温度センサ若しくは酸化触媒が故障していると判定することができる。   Therefore, if the detected value of the temperature sensor does not show a change of a predetermined amount or more when the temperature increasing process by the reducing agent addition valve is switched to the temperature increasing process by the post injection of the fuel injection valve, the control means It can be determined that the catalyst has failed.

温度センサが故障している場合は、未燃燃料若しくは還元剤が酸化触媒へ供給されればパティキュレートフィルタの昇温を図ることが可能である。但し、燃料噴射弁のポスト噴射により酸化触媒へ未燃燃料を供給する場合は、燃料噴射弁からポスト噴射された燃料がシリンダボア壁面に付着して潤滑油の希釈等を誘発し易いため、還元剤添加弁の還元剤添加によって昇温処理を継続することが好ましい。   When the temperature sensor is out of order, it is possible to increase the temperature of the particulate filter if unburned fuel or a reducing agent is supplied to the oxidation catalyst. However, when unburned fuel is supplied to the oxidation catalyst by post-injection of the fuel injection valve, the fuel post-injected from the fuel injection valve tends to adhere to the cylinder bore wall surface and induce dilution of the lubricating oil, etc. It is preferable to continue the temperature raising process by adding a reducing agent to the addition valve.

酸化触媒が故障している場合は、未燃燃料成分若しくは還元剤が酸化触媒へ供給されてもパティキュレートフィルタの昇温を図ることが困難となる。そこで、ポスト噴射のタイミングを進角させることにより、内燃機関から排出される排気の温度を昇温させるようにしてもよい。この場合、排気の熱によりパティキュレートフィルタが昇温されるため、昇温処理を継続することが可能になる。   When the oxidation catalyst is out of order, it is difficult to increase the temperature of the particulate filter even if an unburned fuel component or a reducing agent is supplied to the oxidation catalyst. Therefore, the temperature of the exhaust discharged from the internal combustion engine may be raised by advancing the timing of post injection. In this case, since the temperature of the particulate filter is raised by the heat of the exhaust, the temperature raising process can be continued.

尚、温度センサと酸化触媒の何れが故障しているかを特定することができない場合は、ポスト噴射のタイミングを進角させることにより昇温処理を継続することが好ましい。この場合、潤滑油の希釈等を抑制しつつ昇温処理が継続されるようになる。   If it cannot be determined which of the temperature sensor and the oxidation catalyst has failed, it is preferable to continue the temperature raising process by advancing the timing of post injection. In this case, the temperature raising process is continued while suppressing dilution of the lubricating oil and the like.

次に、本発明にかかる排気浄化装置として、NOx触媒を例示することができる。ここでいうNOx触媒は、還元雰囲気に曝された時に排気中のNOxおよび/または該NOx触媒に吸蔵されていたNOxを還元及び浄化する触媒である。   Next, a NOx catalyst can be illustrated as an exhaust emission control device according to the present invention. The NOx catalyst here is a catalyst that reduces and purifies NOx in exhaust gas and / or NOx stored in the NOx catalyst when exposed to a reducing atmosphere.

NOx触媒を還元雰囲気とする方法としては、NOx触媒より上流の排気中へ還元剤を供給する方法が適当である。NOx触媒より上流の排気中へ還元剤を供給する方法としては、燃料噴射弁からポスト噴射を行わせる方法や、NOx触媒より上流の排気通路に設けられた還元剤添加弁から排気中へ還元剤を添加させる方法を例示することができる。   As a method for making the NOx catalyst a reducing atmosphere, a method of supplying a reducing agent into the exhaust gas upstream of the NOx catalyst is suitable. As a method of supplying the reducing agent into the exhaust gas upstream of the NOx catalyst, a method of performing post injection from the fuel injection valve, or a reducing agent into the exhaust gas from the reducing agent addition valve provided in the exhaust passage upstream of the NOx catalyst. The method of adding can be illustrated.

上記した方法により還元剤の供給が行われると、NOx触媒へ流入する排気の空燃比が低下してNOx触媒内が還元雰囲気となる。   When the reducing agent is supplied by the above-described method, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is lowered and the inside of the NOx catalyst becomes a reducing atmosphere.

従って、本発明にかかる排気浄化装置がNOx触媒である場合は、排気浄化装置の物理量の一つである空燃比が還元剤添加弁又は燃料噴射弁によって変更されることになる。   Therefore, when the exhaust purification apparatus according to the present invention is a NOx catalyst, the air-fuel ratio, which is one of the physical quantities of the exhaust purification apparatus, is changed by the reducing agent addition valve or the fuel injection valve.

そこで、本発明にかかる内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気浄化装置の特定の物理量をNOx触媒へ流入する排気の空燃比とし、第1変更手段を還元剤添加弁とし、更に第2変更手段を燃料噴射弁とすることができる。また、検出手段としては、NOx触媒へ流入する排気の空燃比を検出する空燃比センサを用いることができる。   Therefore, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention, the specific physical quantity of the exhaust gas purification device is the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst, the first changing means is a reducing agent addition valve, and the second changing means is It can be a fuel injection valve. As the detection means, an air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst can be used.

かかる構成によれば、還元剤添加弁の還元剤添加により空燃比センサの検出値が所定量以上の変化を示さない場合は、還元剤添加弁による還元剤供給処理から燃料噴射弁のポスト噴射による還元剤供給処理へ切り換えることができる。   According to such a configuration, when the detected value of the air-fuel ratio sensor does not change more than a predetermined amount due to the addition of the reducing agent by the reducing agent addition valve, the reducing agent addition valve performs the post injection of the fuel injection valve from the reducing agent supply process. It is possible to switch to the reducing agent supply process.

ところで、還元剤添加弁が還元剤の添加を行っても空燃比センサの検出値が所定量以上の変化を示さない要因としては、還元剤添加弁の故障若しくは空燃比センサの故障が考えられる。   By the way, as a factor that the detected value of the air-fuel ratio sensor does not change more than a predetermined amount even when the reducing agent addition valve adds the reducing agent, a failure of the reducing agent addition valve or an air-fuel ratio sensor can be considered.

還元剤添加弁が故障している場合は、燃料噴射弁のポスト噴射によって還元剤供給処理が行われた時に空燃比センサの検出値が所定量以上の変化を示す。   When the reducing agent addition valve is out of order, the detected value of the air-fuel ratio sensor changes more than a predetermined amount when the reducing agent supply process is performed by the post injection of the fuel injection valve.

よって、還元剤添加弁による還元剤供給処理から燃料噴射弁のポスト噴射による還元剤供給処理へ切り換えられた時に空燃比センサの検出値が所定量以上の変化を示せば、制御手段は、還元剤添加弁が故障していると判定することができるとともに、燃料噴射弁のポスト噴射を利用して還元剤供給処理を継続することができる。   Therefore, if the detected value of the air-fuel ratio sensor shows a change of a predetermined amount or more when the reducing agent supply processing by the reducing agent addition valve is switched to the reducing agent supply processing by the post injection of the fuel injection valve, the control means It can be determined that the addition valve has failed, and the reducing agent supply process can be continued using the post injection of the fuel injection valve.

一方、空燃比センサが故障している場合は、燃料噴射弁のポスト噴射によって還元剤供給処理が行われた時に空燃比センサの検出値が所定量以上の変化を示さなくなる。   On the other hand, when the air-fuel ratio sensor is out of order, the detected value of the air-fuel ratio sensor does not change more than a predetermined amount when the reducing agent supply process is performed by the post injection of the fuel injection valve.

よって、還元剤添加弁による還元剤供給処理から燃料噴射弁のポスト噴射による還元剤
供給処理へ切り換えられた時に空燃比センサの検出値が所定量以上の変化を示さなければ、制御手段は、空燃比センサが故障していると判定することができる。
Therefore, if the detected value of the air-fuel ratio sensor does not show a change of a predetermined amount or more when the reducing agent supply process by the reducing agent addition valve is switched to the reducing agent supply process by the post injection of the fuel injection valve, the control means It can be determined that the fuel ratio sensor has failed.

空燃比センサが故障している場合は、還元剤がNOx触媒へ供給されればNOxの還元及び浄化を図ることが可能である。但し、燃料噴射弁のポスト噴射によりNOx触媒へ還元剤(未燃燃料)を供給する場合は、燃料噴射弁からポスト噴射された燃料がシリンダボア壁面に付着して潤滑油の希釈等を誘発し易いため、還元剤添加弁の還元剤添加により還元剤供給処理を継続することが好ましい。   When the air-fuel ratio sensor is out of order, it is possible to reduce and purify NOx if a reducing agent is supplied to the NOx catalyst. However, when reducing agent (unburned fuel) is supplied to the NOx catalyst by post injection of the fuel injection valve, the fuel post-injected from the fuel injection valve is likely to adhere to the cylinder bore wall surface and induce dilution of the lubricating oil, etc. Therefore, it is preferable to continue the reducing agent supply process by adding the reducing agent to the reducing agent addition valve.

本発明によれば、排気浄化装置の特定の物理量を複数の手段を用いて変更させることが可能な内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記した物理量を好適に変更可能となる。   According to the present invention, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine capable of changing a specific physical quantity of the exhaust purification device using a plurality of means, the above-described physical quantity can be suitably changed.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<実施例1>
先ず、本発明の第1の実施例について図1〜図2に基づいて説明する。図1は、内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。
<Example 1>
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas purification system for an internal combustion engine.

図1において、内燃機関1は、軽油を燃料として運転される圧縮着火式の内燃機関(ディーゼルエンジン)である。内燃機関1は、複数の気筒2を有し、各気筒2には気筒2内へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁3が設けられている。   In FIG. 1, an internal combustion engine 1 is a compression ignition type internal combustion engine (diesel engine) operated using light oil as fuel. The internal combustion engine 1 has a plurality of cylinders 2, and each cylinder 2 is provided with a fuel injection valve 3 that injects fuel directly into the cylinder 2.

内燃機関1の各気筒2は、吸気通路4と連通している。吸気通路4の途中には、ターボチャージャ5のコンプレッサハウジング50、インタークーラ6、吸気絞り弁7等が配置されている。コンプレッサハウジング50により過給された吸気は、インタークーラ6で冷却された後に各気筒2内へ導入される。各気筒2内へ導かれた吸気は、燃料噴射弁3から噴射された燃料とともに気筒2内で着火及び燃焼される。   Each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 communicates with the intake passage 4. In the middle of the intake passage 4, a compressor housing 50, an intercooler 6, an intake throttle valve 7 and the like of the turbocharger 5 are arranged. The intake air supercharged by the compressor housing 50 is cooled by the intercooler 6 and then introduced into each cylinder 2. The intake air introduced into each cylinder 2 is ignited and burned in the cylinder 2 together with the fuel injected from the fuel injection valve 3.

各気筒2内で燃焼されたガス(既燃ガス)は、排気通路8へ排出される。排気通路8へ排出された排気は、排気通路8の途中に配置されたタービンハウジング51及び排気浄化装置9を経由して大気中へ放出される。   The gas burned in each cylinder 2 (burned gas) is discharged to the exhaust passage 8. The exhaust discharged into the exhaust passage 8 is released into the atmosphere via the turbine housing 51 and the exhaust purification device 9 disposed in the middle of the exhaust passage 8.

前記排気浄化装置9は、酸化能を有する触媒が担持されたパティキュレートフィルタである。尚、酸化能を有する触媒をパティキュレートフィルタに担持する代わりに、パティキュレートフィルタの直上流に酸化触媒が配置されるようにしてもよい。以下では、排気浄化装置9をパティキュレートフィルタ9と記す。   The exhaust purification device 9 is a particulate filter on which a catalyst having oxidation ability is supported. Instead of supporting the catalyst having oxidation ability on the particulate filter, the oxidation catalyst may be arranged immediately upstream of the particulate filter. Hereinafter, the exhaust purification device 9 is referred to as a particulate filter 9.

前記タービンハウジング51より上流の排気通路8には、還元剤添加弁10が取り付けられている。還元剤添加弁10は、排気通路8を流れる排気中へ還元剤を添加する装置である。尚、還元剤添加弁10から添加される還元剤としては、内燃機関1の燃料を利用することができる。   A reducing agent addition valve 10 is attached to the exhaust passage 8 upstream of the turbine housing 51. The reducing agent addition valve 10 is a device that adds a reducing agent into the exhaust gas flowing through the exhaust passage 8. Note that the fuel of the internal combustion engine 1 can be used as the reducing agent added from the reducing agent addition valve 10.

また、上記した内燃機関1には、本発明にかかる制御手段としてのECU11が併設されている。ECU11は、エアフローメータ12、差圧センサ13、排気温度センサ14、アクセルポジションセンサ15等の各種センサと電気的に接続されている。   The internal combustion engine 1 is also provided with an ECU 11 as control means according to the present invention. The ECU 11 is electrically connected to various sensors such as an air flow meter 12, a differential pressure sensor 13, an exhaust temperature sensor 14, and an accelerator position sensor 15.

エアフローメータ12は、吸気通路4を流れる吸気量を測定するセンサである。差圧センサ13はパティキュレートフィルタ9上流の排気圧力とパティキュレートフィルタ9下
流の排気圧力との差(フィルタ前後差圧)を測定するセンサである。排気温度センサ14は、パティキュレートフィルタ9から流出する排気の温度を測定するセンサである。アクセルポジションセンサ15は、図示しないアクセルペダルの操作量(アクセル開度)を測定するセンサである。
The air flow meter 12 is a sensor that measures the amount of intake air flowing through the intake passage 4. The differential pressure sensor 13 is a sensor that measures the difference between the exhaust pressure upstream of the particulate filter 9 and the exhaust pressure downstream of the particulate filter 9 (differential pressure before and after the filter). The exhaust temperature sensor 14 is a sensor that measures the temperature of the exhaust gas flowing out from the particulate filter 9. The accelerator position sensor 15 is a sensor that measures an operation amount (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown).

ECU11は、上記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁3、吸気絞り弁7、還元剤添加弁10などを制御する。例えば、ECU11は、パティキュレートフィルタ9のPM再生処理を行う。   The ECU 11 controls the fuel injection valve 3, the intake throttle valve 7, the reducing agent addition valve 10 and the like based on the measured values of the various sensors described above. For example, the ECU 11 performs PM regeneration processing for the particulate filter 9.

PM再生処理は、パティキュレートフィルタ9の物理量の一つである温度をPMが酸化可能な温度域まで昇温させることにより該パティキュレートフィルタ9に捕集されているPMを酸化除去する処理である。このPM再生処理は、パティキュレートフィルタ9に捕集されているPM量(PM捕集量)が一定量以上であることを条件に実行される。   The PM regeneration process is a process of oxidizing and removing PM collected in the particulate filter 9 by raising the temperature, which is one of the physical quantities of the particulate filter 9, to a temperature range where PM can be oxidized. . This PM regeneration process is executed on condition that the amount of PM collected by the particulate filter 9 (PM collection amount) is a certain amount or more.

前記した一定量は、例えば、内燃機関1に作用する背圧が許容範囲に収まるよう定められる量である。また、パティキュレートフィルタ9のPM捕集量を取得する方法としては、差圧センサ13の測定値をPM捕集量に換算する方法や、機関負荷と機関回転数をパラメータとして内燃機関1から排出されるPM量を求めそのPM量を積算することによりPM捕集量を算出する方法等を例示することできる。   The above-mentioned fixed amount is, for example, an amount determined so that the back pressure acting on the internal combustion engine 1 falls within an allowable range. Further, as a method of acquiring the PM trapped amount of the particulate filter 9, a method of converting the measured value of the differential pressure sensor 13 into the PM trapped amount, or exhausting from the internal combustion engine 1 using the engine load and the engine speed as parameters. A method of calculating the amount of collected PM by determining the amount of PM to be obtained and integrating the amount of PM can be exemplified.

ECU11は、PM捕集量が一定量以上であるか否かを判別する。PM捕集量が一定量以上である場合には、ECU11は、PM再生処理を実行する。具体的には、ECU11は、パティキュレートフィルタ9の温度をPM酸化可能な温度域まで昇温させる昇温処理を行う。   ECU11 discriminate | determines whether PM collection amount is more than fixed amount. When the amount of collected PM is equal to or greater than a certain amount, the ECU 11 executes a PM regeneration process. Specifically, the ECU 11 performs a temperature raising process for raising the temperature of the particulate filter 9 to a temperature range where PM oxidation is possible.

昇温処理の実行方法としては、パティキュレートフィルタ9へ未燃燃料を供給する方法を例示することができる。パティキュレートフィルタ9へ未燃燃料が供給されると、パティキュレートフィルタ9に担持された触媒により未燃燃料が酸化され、その際の酸化反応熱によってパティキュレートフィルタ9が昇温する。   As a method of executing the temperature raising process, a method of supplying unburned fuel to the particulate filter 9 can be exemplified. When unburned fuel is supplied to the particulate filter 9, the unburned fuel is oxidized by the catalyst carried on the particulate filter 9, and the temperature of the particulate filter 9 is raised by the oxidation reaction heat at that time.

パティキュレートフィルタ9へ未燃燃料を供給する手段としては、還元剤添加弁10から排気中へ燃料を添加させる手段(第1変更手段)と、膨張行程の後半の気筒2において燃料噴射弁3からポスト噴射を行わせる手段(第2変更手段)とを例示することができる。   Means for supplying unburned fuel to the particulate filter 9 include means for adding fuel into the exhaust gas from the reducing agent addition valve 10 (first changing means), and fuel injection valve 3 in the cylinder 2 in the latter half of the expansion stroke. Examples of means for performing post injection (second changing means) can be given.

尚、膨張行程後半の気筒2において燃料噴射弁3がポスト噴射を行うと、ポスト噴射された燃料がシリンダボア壁面に付着して潤滑油の希釈等が誘発される可能性がある。このため、パティキュレートフィルタ9へ未燃燃料を供給する場合は、可能な限り還元剤添加弁10を利用することが好ましい。   If the fuel injection valve 3 performs post injection in the cylinder 2 in the latter half of the expansion stroke, the post-injected fuel may adhere to the cylinder bore wall surface and induce dilution of the lubricating oil. For this reason, when supplying unburned fuel to the particulate filter 9, it is preferable to use the reducing agent addition valve 10 as much as possible.

上記したような昇温処理においては、ECU11は、パティキュレートフィルタ9の温度がPM酸化可能な温度域から逸脱しないように未燃燃料の供給量をフィードバック制御する。   In the temperature raising process as described above, the ECU 11 feedback-controls the supply amount of unburned fuel so that the temperature of the particulate filter 9 does not deviate from the temperature range where PM oxidation is possible.

具体的には、ECU11は、パティキュレートフィルタ9の温度がPM酸化可能な温度域より低い場合は未燃燃料の供給量を増量させるべく還元剤添加弁10を制御し、パティキュレートフィルタ9の温度がPM酸化可能な温度域より高い場合は未燃燃料の供給量を減量させるべく還元剤添加弁10を制御する。   Specifically, when the temperature of the particulate filter 9 is lower than the temperature range where PM oxidation is possible, the ECU 11 controls the reducing agent addition valve 10 to increase the amount of unburned fuel supplied, and the temperature of the particulate filter 9 Is higher than the temperature range in which PM oxidation is possible, the reducing agent addition valve 10 is controlled to reduce the supply amount of unburned fuel.

その際、パティキュレートフィルタ9の温度は該パティキュレートフィルタ9から流出
する排気の温度と相関するため、ECU11は排気温度センサ14の測定値がPM酸化可能な温度域に収束するよう還元剤添加弁10をフィードバック制御してもよい。
At this time, since the temperature of the particulate filter 9 correlates with the temperature of the exhaust gas flowing out from the particulate filter 9, the ECU 11 causes the reducing agent addition valve so that the measured value of the exhaust temperature sensor 14 converges to a temperature range where PM oxidation is possible. 10 may be feedback controlled.

ところで、還元剤添加弁10、排気温度センサ14、若しくはパティキュレートフィルタ9の酸化触媒が故障すると、排気温度センサ14の測定値が未燃燃料の供給量に見合った量(所定量)の変化を示さなくなる。   By the way, when the oxidation catalyst of the reducing agent addition valve 10, the exhaust temperature sensor 14, or the particulate filter 9 fails, the measured value of the exhaust temperature sensor 14 changes by an amount (predetermined amount) corresponding to the supply amount of unburned fuel. Not shown.

そのような場合に故障箇所が特定されないと、パティキュレートフィルタ9の実際の温度をPM酸化可能な温度域に収束させることができない上、種々の不具合を生じる可能性がある。   If the failure location is not specified in such a case, the actual temperature of the particulate filter 9 cannot be converged to a temperature range where PM oxidation is possible, and various problems may occur.

そこで、本実施例のPM再生処理では、ECU11は、排気温度センサ14の測定値が未燃燃料の供給量に見合った量(所定量)の変化を示さない場合に、その要因を特定してPM再生処理を可及的に継続するようにした。   Therefore, in the PM regeneration process of the present embodiment, the ECU 11 specifies the factor when the measured value of the exhaust temperature sensor 14 does not show a change in the amount (predetermined amount) commensurate with the supply amount of unburned fuel. The PM regeneration process was continued as much as possible.

以下、本実施例におけるPM再生処理について図2に沿って説明する。図2は、本実施例におけるPM再生処理ルーチンを示すフローチャートである。このPM再生処理ルーチンは、予めECU11のROMに記憶されているルーチンであり、所定期間毎にECU11によって実行される。   Hereinafter, the PM regeneration process in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a PM regeneration processing routine in the present embodiment. This PM regeneration processing routine is a routine stored in the ROM of the ECU 11 in advance, and is executed by the ECU 11 every predetermined period.

PM再生処理ルーチンにおいて、ECU11は、先ずS101において、PM再生条件が成立しているか否かを判別する。PM再生条件としては、PM捕集量が一定量以上である、パティキュレートフィルタ9の酸化触媒が活性している等の条件を例示することができる。   In the PM regeneration processing routine, the ECU 11 first determines in step S101 whether a PM regeneration condition is satisfied. Examples of the PM regeneration condition include a condition that the PM collection amount is a certain amount or more, the oxidation catalyst of the particulate filter 9 is activated, and the like.

前記S101において否定判定された場合は、ECU11は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記S101において肯定判定された場合は、ECU11は、S102へ進み、排気温度センサ14の測定値Tex1(以下、「第1の測定値Tex1」と称する)を読み込む。   If a negative determination is made in S101, the ECU 11 once terminates execution of this routine. On the other hand, if an affirmative determination is made in S101, the ECU 11 proceeds to S102, and reads a measured value Tex1 of the exhaust temperature sensor 14 (hereinafter referred to as “first measured value Tex1”).

S103では、ECU11は、還元剤添加弁10を作動させて昇温処理(PM再生処理)を開始する。   In S103, the ECU 11 operates the reducing agent addition valve 10 to start the temperature raising process (PM regeneration process).

S104では、ECU11は、排気温度センサ14の測定値Tex2(以下、「第2の測定値Tex2」と称する)を読み込む。   In S104, the ECU 11 reads the measured value Tex2 of the exhaust temperature sensor 14 (hereinafter referred to as “second measured value Tex2”).

S105では、ECU11は、先ず前記第2の測定値Tex2から前記第1の測定値Tex1を減算することにより、パティキュレートフィルタ9の温度上昇量(=Tex2−Tex1)を算出する。続いて、ECU11は、前記温度上昇量(=Tex2−Tex1)が所定量△T未満であるか否かを判別する。   In S105, the ECU 11 first calculates the temperature increase amount (= Tex2-Tex1) of the particulate filter 9 by subtracting the first measurement value Tex1 from the second measurement value Tex2. Subsequently, the ECU 11 determines whether or not the temperature increase amount (= Tex2−Tex1) is less than a predetermined amount ΔT.

所定量△Tは、正常時におけるパティキュレートフィルタ9の温度上昇量に相当する量であり、還元剤添加弁10からパティキュレートフィルタ9へ供給された未燃燃料の量に応じて定められる。   The predetermined amount ΔT is an amount corresponding to the temperature rise amount of the particulate filter 9 at the normal time, and is determined according to the amount of unburned fuel supplied from the reducing agent addition valve 10 to the particulate filter 9.

前記S105において否定判定された場合(Tex2−Tex1≧△T)は、ECU11は、S113へ進み、還元剤添加弁10による昇温処理及びPM再生処理を継続する。   If a negative determination is made in S105 (Tex2-Tex1 ≧ ΔT), the ECU 11 proceeds to S113, and continues the temperature raising process and PM regeneration process by the reducing agent addition valve 10.

一方、前記S105において肯定判定された場合(Tex2−Tex1<△T)は、ECU11は、S106へ進む。S106では、ECU11は、還元剤添加弁10の作動を
停止させる。
On the other hand, when an affirmative determination is made in S105 (Tex2-Tex1 <ΔT), the ECU 11 proceeds to S106. In S <b> 106, the ECU 11 stops the operation of the reducing agent addition valve 10.

S107では、ECU11は、燃料噴射弁3のポスト噴射を開始する。すなわち、ECU11は、S106及びS107において、還元剤添加弁10による昇温処理から燃料噴射弁3のポスト噴射による昇温処理へ切り換える。   In S107, the ECU 11 starts the post injection of the fuel injection valve 3. That is, the ECU 11 switches from the temperature raising process by the reducing agent addition valve 10 to the temperature raising process by post injection of the fuel injection valve 3 in S106 and S107.

S108では、ECU11は、排気温度センサ14の測定値Tex3(以下、「第3の測定値Tex3」と称する)を読み込む。   In S108, the ECU 11 reads the measured value Tex3 of the exhaust temperature sensor 14 (hereinafter referred to as “third measured value Tex3”).

S109では、ECU11は、先ず前記第3の測定値Tex3から前記第1の測定値Tex1を減算することにより、パティキュレートフィルタ9の温度上昇量(=Tex3−Tex1)を演算する。続いて、ECU11は、前記温度上昇量(=Tex3−Tex1)が所定量△T未満であるか否かを判別する。   In S109, the ECU 11 first calculates the temperature increase amount (= Tex3-Tex1) of the particulate filter 9 by subtracting the first measurement value Tex1 from the third measurement value Tex3. Subsequently, the ECU 11 determines whether or not the temperature increase amount (= Tex3−Tex1) is less than a predetermined amount ΔT.

尚、還元剤添加弁10の作動によりパティキュレートフィルタ9の温度が多少変化している場合も考えられるため、前記S109において第1の測定値Tex1の代わりに第2の測定値Tex2が用いられるようにしてもよい。すなわち、ECU11は、S109において、第3の測定値Tex3と第2の測定値Tex2との差(=Tex3−Tex2)が前記所定量△T未満であるか否かを判別するようにしてもよい。   Since the temperature of the particulate filter 9 may be slightly changed due to the operation of the reducing agent addition valve 10, the second measurement value Tex2 is used instead of the first measurement value Tex1 in S109. It may be. That is, the ECU 11 may determine whether or not the difference (= Tex3−Tex2) between the third measurement value Tex3 and the second measurement value Tex2 is less than the predetermined amount ΔT in S109. .

前記S109において否定判定された場合(Tex3−Tex1≧△T)は、ECU11は、S112へ進み、還元剤添加弁10が故障していると判定する。次いで、ECU11は、S113へ進み、燃料噴射弁3のポスト噴射による昇温処理及びPM再生処理を継続する。   If a negative determination is made in S109 (Tex3−Tex1 ≧ ΔT), the ECU 11 proceeds to S112 and determines that the reducing agent addition valve 10 has failed. Next, the ECU 11 proceeds to S113, and continues the temperature raising process and the PM regeneration process by the post injection of the fuel injection valve 3.

この場合、還元剤添加弁10の故障を検出することができるとともに、昇温処理及びPM再生処理を継続することが可能となる。   In this case, a failure of the reducing agent addition valve 10 can be detected, and the temperature raising process and the PM regeneration process can be continued.

一方、前記S109において肯定判定された場合(Tex3−Tex1<△T)は、ECU11は、S110へ進む。S110では、ECU11は、パティキュレートフィルタ9の酸化触媒或いは排気温度センサ14が故障していると判定する。   On the other hand, when an affirmative determination is made in S109 (Tex3-Tex1 <ΔT), the ECU 11 proceeds to S110. In S110, the ECU 11 determines that the oxidation catalyst of the particulate filter 9 or the exhaust temperature sensor 14 has failed.

S111では、ECU11は、燃料噴射弁3によるポスト噴射を停止させて、昇温処理及びPM再生処理を終了させる。   In S111, the ECU 11 stops the post injection by the fuel injection valve 3, and ends the temperature raising process and the PM regeneration process.

以上述べた実施例によれば、パティキュレートフィルタ9の温度を複数の手段により変更可能な内燃機関の排気浄化システムにおいて、該システムの故障が発生した場合に故障箇所を特定することができるとともに、パティキュレートフィルタ9の昇温処理及びPM再生処理を可及的に継続することができる。   According to the embodiment described above, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine in which the temperature of the particulate filter 9 can be changed by a plurality of means, the failure location can be specified when the failure of the system occurs, The temperature rising process and PM regeneration process of the particulate filter 9 can be continued as much as possible.

<実施例2>
次に、本発明の第2の実施例について図3に基づいて説明する。ここでは、前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.

前述した第1の実施例では、パティキュレートフィルタ9の酸化触媒又は排気温度センサ14が故障した場合に、パティキュレートフィルタ9の昇温処理及びPM再生処理を中止する例について述べた。   In the first embodiment described above, an example in which the temperature increase process and the PM regeneration process of the particulate filter 9 are stopped when the oxidation catalyst of the particulate filter 9 or the exhaust temperature sensor 14 fails is described.

これに対し、本実施例では、パティキュレートフィルタ9の酸化触媒又は排気温度センサ14が故障した場合であっても、パティキュレートフィルタ9の昇温処理及びPM再生
処理を継続する例について述べる。
On the other hand, in the present embodiment, an example will be described in which the temperature increasing process and the PM regeneration process of the particulate filter 9 are continued even when the oxidation catalyst of the particulate filter 9 or the exhaust temperature sensor 14 fails.

以下、本実施例のPM再生処理について図3に沿って説明する。図3は、本実施例におけるPM再生処理ルーチンを示すフローチャートである。図3のPM再生処理ルーチンにおいて、前述した第1の実施例のPM再生処理ルーチンと同様の処理については同一の符号を付している。   Hereinafter, the PM regeneration process of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a PM regeneration processing routine in the present embodiment. In the PM regeneration processing routine of FIG. 3, the same processes as those in the PM regeneration processing routine of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

PM再生処理ルーチンにおいて、S110においてパティキュレートフィルタ9の酸化触媒或いは排気温度センサ14が故障していると判定された場合に、ECU11は、S201へ進む。   In the PM regeneration processing routine, when it is determined in S110 that the oxidation catalyst of the particulate filter 9 or the exhaust temperature sensor 14 is out of order, the ECU 11 proceeds to S201.

S201では、ECU11は、燃料噴射弁3によるポスト噴射のタイミングを進角させる。例えば、ECU11は、ポスト噴射のタイミングを膨張行程後半から膨張行程中盤若しくは前半へ進角させる。   In S201, the ECU 11 advances the timing of post injection by the fuel injection valve 3. For example, the ECU 11 advances the post injection timing from the latter half of the expansion stroke to the middle of the expansion stroke or the first half.

このようにポスト噴射のタイミングが進角されると、ポスト噴射された燃料が高温且つ高圧な雰囲気に曝されて燃焼するようになる。この場合、内燃機関1から排出される排気の温度が上昇する。その結果、パティキュレートフィルタ9は、排気の熱を受けて昇温するようになる。   When the post injection timing is advanced in this way, the post-injected fuel is exposed to a high temperature and high pressure atmosphere and burned. In this case, the temperature of the exhaust discharged from the internal combustion engine 1 increases. As a result, the particulate filter 9 receives the heat of the exhaust gas and rises in temperature.

従って、本実施例の内燃機関の排気浄化システムによれば、パティキュレートフィルタ9の酸化触媒或いは排気温度センサ14が故障した場合であっても、パティキュレートフィルタ9の昇温処理及びPM再生処理を継続することが可能となる。   Therefore, according to the exhaust gas purification system of the internal combustion engine of the present embodiment, even if the oxidation catalyst of the particulate filter 9 or the exhaust temperature sensor 14 is out of order, the temperature increasing process and PM regeneration process of the particulate filter 9 are performed. It is possible to continue.

尚、上記したようにポスト噴射のタイミングが進角されると、内燃機関1の発生トルクが少なからず増加する可能性がある。よって、燃料噴射弁3によるメイン噴射のタイミングを遅角させ、若しくはメイン噴射の燃料噴射量を減量することにより、トルクの増加を相殺するようにしてもよい。   As described above, when the timing of post injection is advanced, the torque generated by the internal combustion engine 1 may increase considerably. Therefore, the increase in torque may be offset by retarding the timing of main injection by the fuel injection valve 3 or reducing the fuel injection amount of the main injection.

<実施例3>
次に、本発明の第3の実施例について図4〜図5に基づいて説明する。ここでは前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 3>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.

前述した第1の実施例では、本発明にかかる排気浄化装置としてパティキュレートフィルタを用いる例について述べたが、本実施例ではNOx触媒を用いる例について述べる。   In the first embodiment described above, an example in which a particulate filter is used as the exhaust gas purification apparatus according to the present invention has been described. In this embodiment, an example in which a NOx catalyst is used will be described.

図4は、本実施例における内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。同図において前述した第1の実施例と同様の構成要素には同一の符号を付している。   FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas purification system for an internal combustion engine in the present embodiment. In the figure, the same components as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals.

図4において、タービンハウジング51より下流の排気通路8には、NOx触媒90が配置されている。NOx触媒90は、排気中の酸素濃度が高い時(排気の空燃比がリーンな時)は排気中のNOxを吸蔵或いは吸収し、排気中の酸素濃度が低く且つ還元剤が存在する時(排気の空燃比がリッチな時)は吸蔵していたNOxを放出しつつ還元する吸蔵還元型NOx触媒である。   In FIG. 4, a NOx catalyst 90 is disposed in the exhaust passage 8 downstream from the turbine housing 51. The NOx catalyst 90 occludes or absorbs NOx in the exhaust when the oxygen concentration in the exhaust is high (when the air-fuel ratio of the exhaust is lean), and when the oxygen concentration in the exhaust is low and a reducing agent is present (exhaust (When the air-fuel ratio of the gas is rich) is a storage-reduction type NOx catalyst that reduces the stored NOx while releasing it.

NOx触媒90より上流の排気通路8には、NOx触媒90へ流入する排気の空燃比を計測する空燃比センサ16が取り付けられている。   An air-fuel ratio sensor 16 that measures the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 90 is attached to the exhaust passage 8 upstream from the NOx catalyst 90.

このように構成された内燃機関の排気浄化システムにおいて、ECU11は、NOx触媒90のNOx再生処理を行う。NOx再生処理は、NOx触媒90の物理量の一つであ
る空燃比(詳細には、NOx触媒90内の排気の空燃比)をNOxが放出及び還元される空燃比まで低下させることにより、該NOx触媒90に吸蔵されたNOxを放出及び還元させる処理である。
In the exhaust gas purification system for an internal combustion engine configured as described above, the ECU 11 performs a NOx regeneration process for the NOx catalyst 90. The NOx regeneration process is performed by reducing the air-fuel ratio (specifically, the air-fuel ratio of the exhaust gas in the NOx catalyst 90), which is one of the physical quantities of the NOx catalyst 90, to the air-fuel ratio at which NOx is released and reduced. In this process, NOx occluded in the catalyst 90 is released and reduced.

具体的には、ECU11は、NOx触媒90へ間欠的に還元剤を供給するリッチスパイク処理を行うことにより、NOx触媒90内の排気の空燃比を所望の空燃比まで低下させる。   Specifically, the ECU 11 reduces the air-fuel ratio of the exhaust gas in the NOx catalyst 90 to a desired air-fuel ratio by performing rich spike processing that intermittently supplies a reducing agent to the NOx catalyst 90.

NOx触媒90へ間欠的に還元剤を供給する具体的な手段としては、還元剤添加弁10から排気中へ間欠的に燃料を添加させる手段(第1変更手段)と、各気筒2の膨張行程後半において燃料噴射弁3からポスト噴射を行わせる手段(第2変更手段)とを例示することができる。   Specific means for intermittently supplying the reducing agent to the NOx catalyst 90 include means for intermittently adding fuel from the reducing agent addition valve 10 into the exhaust (first changing means), and the expansion stroke of each cylinder 2. A means (second changing means) for causing the fuel injection valve 3 to perform post injection in the second half can be exemplified.

尚、膨張行程後半の気筒2において燃料噴射弁3がポスト噴射を行うと、ポスト噴射された燃料がシリンダボア壁面に付着して潤滑油の希釈等が誘発される可能性がある。このため、NOx触媒90へ還元剤を供給する場合は、可能な限り還元剤添加弁10を利用することが好ましい。   If the fuel injection valve 3 performs post injection in the cylinder 2 in the latter half of the expansion stroke, the post-injected fuel may adhere to the cylinder bore wall surface and induce dilution of the lubricating oil. For this reason, when supplying a reducing agent to the NOx catalyst 90, it is preferable to utilize the reducing agent addition valve 10 as much as possible.

上記したようなリッチスパイク処理においては、ECU11は、NOx触媒90内の排気の空燃比が所望の空燃比となるように還元剤(燃料)の供給量をフィードバック制御する。例えば、ECU11は、NOx触媒90内の排気の空燃比が所望の空燃比よりリーンな時は還元剤の供給量を増加させるべく還元剤添加弁10を制御し、NOx触媒90内の排気の空燃比が所望の空燃比よりリッチな時は還元剤の供給量を減少させるべく還元剤添加弁10を制御する。   In the rich spike process as described above, the ECU 11 feedback-controls the amount of reducing agent (fuel) supplied so that the air-fuel ratio of the exhaust gas in the NOx catalyst 90 becomes a desired air-fuel ratio. For example, when the air-fuel ratio of the exhaust gas in the NOx catalyst 90 is leaner than the desired air-fuel ratio, the ECU 11 controls the reductant addition valve 10 to increase the supply amount of the reductant, and the exhaust gas in the NOx catalyst 90 is emptied. When the fuel ratio is richer than the desired air-fuel ratio, the reducing agent addition valve 10 is controlled to reduce the supply amount of the reducing agent.

尚、NOx触媒90内の排気の空燃比は該NOx触媒90へ流入する排気の空燃比と相関するため、ECU11は空燃比センサ16の測定値が所望の空燃比となるように還元剤添加弁10をフィードバック制御する。   Since the air-fuel ratio of the exhaust gas in the NOx catalyst 90 correlates with the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 90, the ECU 11 controls the reducing agent addition valve so that the measured value of the air-fuel ratio sensor 16 becomes a desired air-fuel ratio. 10 is feedback controlled.

ところで、還元剤添加弁10、若しくは空燃比センサ16が故障すると、空燃比センサ16の測定値が還元剤の供給量に見合った量(所定量)の変化を示さなくなる。   By the way, when the reducing agent addition valve 10 or the air-fuel ratio sensor 16 fails, the measured value of the air-fuel ratio sensor 16 does not change by an amount (predetermined amount) corresponding to the amount of reducing agent supplied.

そのような場合に故障箇所が特定されないと、NOx触媒90内の空燃比を所望の空燃比に収束させることができない上、種々の不具合を生じる可能性がある。   In such a case, if the failure location is not specified, the air-fuel ratio in the NOx catalyst 90 cannot be converged to a desired air-fuel ratio, and various problems may occur.

そこで、本実施例のNOx再生処理では、ECU11は、空燃比センサ16の測定値が還元剤の供給量に見合った量(所定量)の変化を示さない場合に、その要因を特定してNOx再生処理を可及的に継続するようにした。   Therefore, in the NOx regeneration process of the present embodiment, the ECU 11 specifies the factor when the measured value of the air-fuel ratio sensor 16 does not show a change in the amount (predetermined amount) commensurate with the supply amount of the reducing agent, and determines the factor. The regeneration process was continued as much as possible.

以下、本実施例におけるNOx再生処理について図5に沿って説明する。図5は、本実施例におけるNOx再生処理ルーチンを示すフローチャートである。このNOx再生処理ルーチンは、予めECU11のROMに記憶されているルーチンであり、所定期間毎にECU11によって実行される。   Hereinafter, the NOx regeneration process in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the NOx regeneration processing routine in the present embodiment. This NOx regeneration processing routine is a routine stored in advance in the ROM of the ECU 11 and is executed by the ECU 11 at predetermined intervals.

NOx再生処理ルーチンでは、ECU11は、先ずS301において、NOx再生条件が成立しているか否かを判別する。NOx再生条件としては、NOx触媒90のNOx吸蔵量が一定量以上である、或いは前回のNOx再生処理実行終了時から一定期間が経過している等の条件を例示することができる。   In the NOx regeneration processing routine, the ECU 11 first determines in S301 whether or not a NOx regeneration condition is satisfied. Examples of the NOx regeneration condition include a condition that the NOx occlusion amount of the NOx catalyst 90 is equal to or greater than a certain amount, or that a certain period has elapsed since the end of the previous execution of the NOx regeneration process.

前記S301において否定判定された場合は、ECU11は、本ルーチンの実行を一旦
終了する。一方、前記S301において肯定判定された場合は、ECU11は、S302へ進む。
If a negative determination is made in S301, the ECU 11 once terminates execution of this routine. On the other hand, when a positive determination is made in S301, the ECU 11 proceeds to S302.

S302では、ECU11は、空燃比センサ16の測定値A/F1(以下、「第1の測定値A/F1」と称する)を読み込む。   In S302, the ECU 11 reads a measured value A / F1 of the air-fuel ratio sensor 16 (hereinafter referred to as “first measured value A / F1”).

S303では、ECU11は、還元剤添加弁10を間欠的に作動させてリッチスパイク処理を行う。   In S303, the ECU 11 intermittently operates the reducing agent addition valve 10 to perform rich spike processing.

S304では、ECU11は、空燃比センサ16の測定値A/F2(以下、「第2の測定値A/F2」と称する)を読み込む。   In S304, the ECU 11 reads the measured value A / F2 of the air-fuel ratio sensor 16 (hereinafter referred to as “second measured value A / F2”).

S305では、ECU11は、前記第1の測定値A/F1から前記第2の測定値A/F2を減算して、空燃比の低下量(=A/F1−A/F2)を算出する。次いで、ECU11は、前記低下量(=A/F1−A/F2)が所定量△A/F未満であるか否かを判別する。   In S305, the ECU 11 subtracts the second measurement value A / F2 from the first measurement value A / F1 to calculate an air-fuel ratio decrease amount (= A / F1-A / F2). Next, the ECU 11 determines whether or not the reduction amount (= A / F1-A / F2) is less than a predetermined amount ΔA / F.

前記した所定量△A/Fは、正常時における空燃比の低下量に相当する量であり、還元剤添加弁10からNOx触媒90へ供給された還元剤(燃料)の量に応じて定められる。   The above-described predetermined amount ΔA / F is an amount corresponding to the amount of decrease in the air-fuel ratio at the normal time, and is determined according to the amount of reducing agent (fuel) supplied from the reducing agent addition valve 10 to the NOx catalyst 90. .

前記S305において否定判定された場合(A/F1−A/F2≧△A/F)は、S313へ進み、還元剤添加弁10によるリッチスパイク処理及びNOx再生処理を継続する。   When a negative determination is made in S305 (A / F1-A / F2 ≧ ΔA / F), the process proceeds to S313, and the rich spike process and the NOx regeneration process by the reducing agent addition valve 10 are continued.

前記S305において肯定判定された場合(A/F1−A/F2<△A/F)は、S306へ進み、還元剤添加弁10の作動を停止させる。   When an affirmative determination is made in S305 (A / F1-A / F2 <ΔA / F), the process proceeds to S306 and the operation of the reducing agent addition valve 10 is stopped.

S307では、ECU11は、燃料噴射弁3によるポスト噴射を開始する。すなわち、ECU11は、S306及びS307において、還元剤添加弁10によるリッチスパイク処理から燃料噴射弁3のポスト噴射によるリッチスパイク処理へ切り換える。   In S307, the ECU 11 starts post injection by the fuel injection valve 3. That is, the ECU 11 switches from the rich spike process by the reducing agent addition valve 10 to the rich spike process by the post injection of the fuel injection valve 3 in S306 and S307.

S308では、ECU11は、空燃比センサ16の測定値A/F3(以下、「第3の測定値A/F3」と称する)を読み込む。   In S308, the ECU 11 reads the measurement value A / F3 of the air-fuel ratio sensor 16 (hereinafter referred to as “third measurement value A / F3”).

S309では、ECU11は、先ず前記第1の測定値A/F1から前記第3の測定値A/F3を減算することにより、空燃比の低下量(=A/F1−A/F3)を算出する。次いで、ECU11は、前記低下量(=A/F1−A/F3)が所定量△A/F未満であるか否かを判別する。   In step S309, the ECU 11 first calculates the air-fuel ratio decrease amount (= A / F1-A / F3) by subtracting the third measurement value A / F3 from the first measurement value A / F1. . Next, the ECU 11 determines whether or not the reduction amount (= A / F1-A / F3) is less than a predetermined amount ΔA / F.

尚、還元剤添加弁10の作動により排気の空燃比が多少変化している場合も考えられるため、前記S309において第1の測定値A/F1の代わりに第2の測定値A/F2が用いられるようにしてもよい。すなわち、ECU11は、S309において、第3の測定値A/F3と第2の測定値A/F2との差(=A/F2−A/F3)が前記所定量△A/F未満であるか否かを判別するようにしてもよい。   Since the air-fuel ratio of the exhaust gas may be slightly changed due to the operation of the reducing agent addition valve 10, the second measured value A / F2 is used instead of the first measured value A / F1 in S309. You may be made to do. That is, in S309, the ECU 11 determines whether the difference (= A / F2-A / F3) between the third measurement value A / F3 and the second measurement value A / F2 is less than the predetermined amount ΔA / F. You may make it discriminate | determine.

前記S309において否定判定された場合(A/F1−A/F3≧△A/F)は、ECU11は、S312へ進み、還元剤添加弁10が故障していると判定する。続いて、ECU11は、S313へ進み、燃料噴射弁3のポスト噴射によるリッチスパイク処理及びNOx再生処理を継続する。   If a negative determination is made in S309 (A / F1-A / F3 ≧ ΔA / F), the ECU 11 proceeds to S312 and determines that the reducing agent addition valve 10 has failed. Subsequently, the ECU 11 proceeds to S313, and continues the rich spike process and the NOx regeneration process by the post injection of the fuel injection valve 3.

この場合、還元剤添加弁10の故障を検出することができるとともに、リッチスパイク処理及びNOx再生処理を継続することが可能となる。   In this case, a failure of the reducing agent addition valve 10 can be detected, and the rich spike process and the NOx regeneration process can be continued.

また、前記S309において肯定判定された場合(A/F1−A/F3<△A/F)は、ECU11は、S310へ進み、空燃比センサ16が故障していると判定する。   If an affirmative determination is made in S309 (A / F1-A / F3 <ΔA / F), the ECU 11 proceeds to S310 and determines that the air-fuel ratio sensor 16 has failed.

続いて、ECU11は、S311へ進み、燃料噴射弁3のポスト噴射を停止させるとともに、還元剤添加弁10を作動させる。すなわち、ECU11は、燃料噴射弁3のポスト噴射によるリッチスパイク処理及びNOx再生処理から還元剤添加弁10によるリッチスパイク処理及びNOx再生処理へ戻す。   Subsequently, the ECU 11 proceeds to S311 and stops the post injection of the fuel injection valve 3 and operates the reducing agent addition valve 10. That is, the ECU 11 returns from the rich spike processing and NOx regeneration processing by the post injection of the fuel injection valve 3 to the rich spike processing and NOx regeneration processing by the reducing agent addition valve 10.

この場合、空燃比センサ16の故障を検出することができるとともに、潤滑油の希釈等を抑制しつつリッチスパイク処理及びNOx再生処理を継続することが可能となる。   In this case, it is possible to detect a failure of the air-fuel ratio sensor 16 and to continue the rich spike process and the NOx regeneration process while suppressing dilution of the lubricating oil and the like.

以上述べた実施例によれば、NOx触媒90内における排気の空燃比を複数の手段によって変更可能な内燃機関の排気浄化システムにおいて、該システムの故障が発生した場合に故障箇所を特定することができるとともに、NOx触媒90に対するリッチスパイク処理及びNOx再生処理を可及的に継続することが可能となる。   According to the embodiment described above, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine in which the air-fuel ratio of the exhaust gas in the NOx catalyst 90 can be changed by a plurality of means, the failure location can be specified when the failure of the system occurs. In addition, the rich spike process and the NOx regeneration process for the NOx catalyst 90 can be continued as much as possible.

第1の実施例における内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the exhaust gas purification system of the internal combustion engine in a 1st Example. 第1の実施例におけるPM再生処理ルーチンを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a PM regeneration processing routine in the first embodiment. 第2の実施例におけるPM再生処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows PM regeneration process routine in a 2nd Example. 第3の実施例における内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the exhaust gas purification system of the internal combustion engine in a 3rd Example. 第3の実施例におけるNOx再生処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the NOx reproduction | regeneration processing routine in a 3rd Example.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・・・内燃機関
2・・・・・気筒
3・・・・・燃料噴射弁(第2変更手段)
8・・・・・排気通路
9・・・・・パティキュレートフィルタ(排気浄化装置)
10・・・・還元剤添加弁(第1変更手段)
11・・・・ECU(制御手段)
13・・・・差圧センサ
14・・・・排気温度センサ(検出手段)
16・・・・空燃比センサ(検出手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Cylinder 3 ... Fuel injection valve (2nd change means)
8 ... Exhaust passage 9 ... Particulate filter (exhaust gas purification device)
10... Reducing agent addition valve (first changing means)
11 .... ECU (control means)
13 .... Differential pressure sensor 14 .... Exhaust temperature sensor (detection means)
16 .... Air-fuel ratio sensor (detection means)

Claims (2)

内燃機関の排気通路に配置され、酸化触媒及びパティキュレートフィルタを具備する排気浄化装置と、
前記酸化触媒より上流の排気中へ還元剤を添加することにより、前記パティキュレートフィルタの温度を変更可能な還元剤添加弁と、
前記内燃機関の気筒内へポスト噴射を行うことにより、前記パティキュレートフィルタの温度を変更可能な燃料噴射弁と、
前記パティキュレートフィルタの温度を検出する温度センサと、
前記還元剤添加弁の作動時に前記温度センサの検出温度が所定量以上の変化を示さなければ、前記燃料噴射弁にポスト噴射を実行させる制御手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記制御手段は、前記燃料噴射弁がポスト噴射を実行した時に前記温度センサの検出温度が所定量以上の変化を示さなければ、前記酸化触媒が故障していると判定するとともに前記ポスト噴射のタイミングを進角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 purification device that is disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and includes an oxidation catalyst and a particulate filter;
A reducing agent addition valve capable of changing the temperature of the particulate filter by adding a reducing agent into the exhaust gas upstream of the oxidation catalyst;
A fuel injection valve capable of changing the temperature of the particulate filter by performing post injection into the cylinder of the internal combustion engine;
A temperature sensor for detecting the temperature of the particulate filter;
Control means for causing the fuel injection valve to perform post-injection if the detected temperature of the temperature sensor does not show a change of a predetermined amount or more during operation of the reducing agent addition valve;
In an exhaust gas purification system for an internal combustion engine equipped with
The control means, the post injection with the previous SL fuel injection valve is determined that the detected temperature of the temperature sensor when executing the post injection have to show change of a predetermined amount or more, before Symbol oxidation catalyst is faulty An exhaust gas purification system for an internal combustion engine characterized by advancing the timing of the engine.
内燃機関の排気通路に配置され、NOX触媒を具備する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置より上流の排気中へ還元剤を添加することにより、前記NOX触媒へ流入する排気の空燃比を変更可能な還元剤添加弁と、
前記内燃機関の気筒内へポスト噴射を行うことにより、前記NOX触媒へ流入する排気の空燃比を変更可能な燃料噴射弁と、
前記NOX触媒へ流入する排気の空燃比を検出する空燃比センサと、
前記還元剤添加弁の作動時に前記空燃比センサの検出値が所定量以上の変化を示さなければ、前記燃料噴射弁にポスト噴射を実行させる制御手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記制御手段は、前記燃料噴射弁がポスト噴射を実行した時に前記空燃比センサの検出値が所定量以上の変化を示さなければ、前記空燃比センサが故障していると判定するとともに、前記還元剤添加弁の作動を再開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 purification device that is disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and includes a NOX catalyst;
A reducing agent addition valve capable of changing the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOX catalyst by adding a reducing agent into the exhaust gas upstream of the exhaust gas purification device;
A fuel injection valve capable of changing the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOX catalyst by performing post injection into the cylinder of the internal combustion engine;
An air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOX catalyst;
Control means for causing the fuel injection valve to perform post-injection if the detected value of the air-fuel ratio sensor does not show a change of a predetermined amount or more during operation of the reducing agent addition valve;
In an exhaust gas purification system for an internal combustion engine equipped with
The control means may detect value of the air-fuel ratio sensor when the front Symbol fuel injector executes post injection have to show change of a predetermined amount or more, determines that the previous Kisora ratio sensor is faulty, An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, wherein the operation of the reducing agent addition valve is resumed.
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