JPH1061429A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JPH1061429A
JPH1061429A JP9126842A JP12684297A JPH1061429A JP H1061429 A JPH1061429 A JP H1061429A JP 9126842 A JP9126842 A JP 9126842A JP 12684297 A JP12684297 A JP 12684297A JP H1061429 A JPH1061429 A JP H1061429A
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JP
Japan
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exhaust gas
temperature
exhaust
flow rate
gas purifying
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9126842A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsukasa Kuboshima
司 窪島
Hajime Suguro
肇 勝呂
Kanehito Nakamura
兼仁 中村
Koichi Ohata
耕一 大畑
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Publication of JPH1061429A publication Critical patent/JPH1061429A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control toxic component such as NOx and particulate with high efficiency by suppressing the worsening of derivability, fuel consumption, and emission. SOLUTION: A degree of opening of an intake throttle valve 13 and an exhaust circulation control valve 16 is controlled in accordance with high or low temperature of catalyst temperature and exhaust temperature at an inlet of catalyst and an operation condition of a vehicle to control in such a manner that temperature of catalyst of an exhaust emission control device for internal combustion engine is within a specific scope of temperature which is suitable for the action of catalyst at all times. For example, when exhaust temperature becomes higher than catalyst temperature at the time of acceleration of the vehicle, the intake throttle valve 13 is closed slightly and the exhaust circulation control valve 16 is opened slightly to such extent that its operation is not obstructed to raise catalyst temperature speedily. When exhaust temperature drops below catalyst temperature during idling in a condition in which the vehicle is decelerated and stops, the intake throttle valve 13 is closed greatly and the exhaust circulation control valve 16 is opened greatly to keep catalyst temperature and prepare so that high control efficiency is obtained immediately at the time of next acceleration.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気中
に含まれるNOxやパティキュレートなどの有害成分を
浄化する内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust purification system for an internal combustion engine which purifies harmful components such as NOx and particulates contained in exhaust gas of the internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンなどの内燃機関から
排出されるNOxを浄化するために排気管内に触媒が設
置されるが、この場合、触媒によるNOx浄化率は図2
に示すように所定温度範囲(たとえば200から400
℃)においてのみ高いことが一般的に知られている。
2. Description of the Related Art A catalyst is installed in an exhaust pipe to purify NOx exhausted from an internal combustion engine such as a diesel engine. In this case, the NOx purification rate by the catalyst is shown in FIG.
As shown in the figure, a predetermined temperature range (for example, 200 to 400
(° C.).

【0003】しかし、エンジンの排気温度はその運転状
態、したがって車両の運転状態によって大きく変化する
ものであるため、高いNOx浄化率が得られる触媒温度
を長時間にわたって維持することはできない。そのた
め、運転状態によってNOx浄化率が低くなる時期があ
るという問題がある。そこで、特開平4−224221
号公報には、触媒出口温度(触媒出口の排気温度)を検
出し、それが所定温度範囲よりも低い場合には吸気絞り
弁などを制御して空気過剰率を減少させ、所定温度範囲
よりも高い場合には空気過剰率を増加させるという方法
が記載されている。すなわち、触媒出口温度が低い場合
には吸気絞り弁を閉じてシリンダ内の余剰空気を減らす
ことによって排気温度を昇温させ、逆に触媒温度が高い
場合には吸気絞り弁を開いてシリンダ内の余剰空気を増
やすことによって排気温度を降温させて、運転状態が変
化しても高いNOx浄化率が得られる範囲内となるよう
に触媒温度を制御するものである。
However, since the exhaust gas temperature of the engine greatly changes depending on the operating condition thereof, that is, the operating condition of the vehicle, it is impossible to maintain the catalyst temperature at which a high NOx purification rate can be obtained for a long time. Therefore, there is a problem that there is a time when the NOx purification rate decreases depending on the operation state. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-224221
In the publication, the catalyst outlet temperature (exhaust gas temperature at the catalyst outlet) is detected, and when it is lower than a predetermined temperature range, an excess air ratio is reduced by controlling an intake throttle valve and the like, so that the temperature becomes higher than the predetermined temperature range. If it is high, a method of increasing the excess air ratio is described. That is, when the catalyst outlet temperature is low, the exhaust throttle temperature is raised by closing the intake throttle valve to reduce the excess air in the cylinder, and conversely, when the catalyst temperature is high, the intake throttle valve is opened to open the cylinder. The exhaust gas temperature is lowered by increasing the excess air, and the catalyst temperature is controlled so as to be within a range in which a high NOx purification rate can be obtained even when the operation state changes.

【0004】しかし、この方法では加・減速を繰り返す
実際の走行状態ではNOx浄化率があまり向上しないと
いう問題がある。たとえば図3に示すような市街地走行
時に頻繁に生じる走行パターンでは、走行状態の変化
(定速、減速、停止、加速)に対して触媒出口温度の変
化は触媒の熱容量のために大きく遅れる。これに対し、
触媒出口温度のみを検出して前記の制御を行うと、検出
温度がNOx浄化に適した温度範囲から外れる図3中の
A(加速の途中から定速にかけて)の範囲においてのみ
吸気絞り弁を閉じることとなる。しかし、吸気絞り弁を
閉じても熱容量のために触媒温度の変化は徐々に生じる
ので、触媒温度が大きく上昇するのは図3中のB(定速
走行時)の範囲となる。そのため、エンジンの負荷が大
きくNOx排出量が多い加速時には制御の効果が現れ
ず、エンジンの負荷が小さくて、もともとNOxの排出
量が少ない定速時においてのみNOxを低減することが
できるに過ぎない(図3のC参照)。したがって、従来
技術によっては、NOx浄化率をあまり向上させること
ができないという問題がある。
[0004] However, this method has a problem that the NOx purification rate does not improve much in an actual running state in which acceleration and deceleration are repeated. For example, in a traveling pattern frequently occurring when traveling in an urban area as shown in FIG. 3, a change in the catalyst outlet temperature is greatly delayed with respect to a change in the traveling state (constant speed, deceleration, stop, acceleration) due to the heat capacity of the catalyst. In contrast,
When the above control is performed by detecting only the catalyst outlet temperature, the intake throttle valve is closed only in the range of A (from the middle of acceleration to a constant speed) in FIG. 3 where the detected temperature is out of the temperature range suitable for NOx purification. It will be. However, the catalyst temperature changes gradually due to heat capacity even when the intake throttle valve is closed, so that the catalyst temperature rises significantly in the range B (at the time of constant speed running) in FIG. For this reason, the control effect does not appear at the time of acceleration when the load on the engine is large and the amount of NOx emission is large, and NOx can be reduced only at a constant speed with a small load on the engine and originally low NOx emission. (See FIG. 3C). Therefore, there is a problem that the NOx purification rate cannot be significantly improved depending on the related art.

【0005】また、温度のみを検出して制御を行うた
め、たとえば図3に示す例において温度が低い状態で
は、車両が加速中であっても吸気絞り弁を閉じることに
なる。しかし車両の運転状態を考慮しないで加速時に無
理に吸気を絞ると、エンジンの燃焼状態が悪化して出力
が低下するため、ドライバビリティが大きく悪化すると
いう結果を招くことになる。また、それを補うために燃
料噴射量を増加させると、燃費が大きく悪化することに
なる。一方、ドライバビリティと燃費の悪化を抑えるた
めに吸気絞り弁の操作量を小さくすると、触媒温度の昇
温および降温量が小さくなり、制御の効果が小さくなっ
てしまうという問題がある。
Further, since control is performed by detecting only the temperature, for example, in the example shown in FIG. 3, when the temperature is low, the intake throttle valve is closed even when the vehicle is accelerating. However, if the intake air is forcibly throttled during acceleration without considering the driving state of the vehicle, the combustion state of the engine deteriorates and the output decreases, resulting in drastic deterioration of drivability. Further, if the fuel injection amount is increased to make up for this, the fuel efficiency will be greatly deteriorated. On the other hand, if the operation amount of the intake throttle valve is reduced in order to suppress the deterioration of drivability and fuel efficiency, there is a problem that the amount of increase and decrease of the catalyst temperature is reduced, and the effect of the control is reduced.

【0006】さらに、エンジン始動の直後のように排気
や触媒の温度がきわめて低い状態でも吸気を絞る結果、
多量のパティキュレートやCO,HCが触媒によって浄
化されることなく排出され、エミッションが大幅に悪化
するという問題もある。
Furthermore, even when the temperature of the exhaust gas or the catalyst is extremely low, such as immediately after the start of the engine, the intake air is throttled.
There is also a problem that a large amount of particulates, CO, and HC are discharged without being purified by the catalyst, and the emission is greatly deteriorated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、ド
ライバビリティや燃費、或いはエミッションの悪化を抑
えたうえで、触媒の温度が触媒の作用に適した温度範囲
内にあるように制御することによって、高効率でNOx
やパティキュレートなどの有害成分を浄化することがで
きる内燃機関の排気浄化装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to control the temperature of a catalyst so as to be within a temperature range suitable for the operation of the catalyst while suppressing deterioration in drivability, fuel efficiency, and emission. NOx with high efficiency
It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine that can purify harmful components such as gas and particulates.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明による
と、通過流量補正手段は、排気浄化手段の入口部の排気
温度(以下、Tgという)が排気浄化手段の温度(以
下、Tc)よりも低い場合には、吸気絞り弁と排気還流
制御弁とに信号を与えて触媒を通過する排気流量(以下
通過流量)を減少させ、多量の低温排気が通過すること
によって排気浄化手段が冷却されるのを防止する。逆に
Tg>Tcの場合には多量の高温排気を排気浄化手段内
へ導入し、排気浄化手段を速やかに昇温させることによ
って排気浄化に適した温度になるように制御する。これ
により排気浄化性能の大幅な向上が可能となる。
According to the first aspect of the present invention, the passing flow rate correcting means is arranged such that the exhaust gas temperature (hereinafter, referred to as Tg) at the inlet of the exhaust purifying means is higher than the temperature of the exhaust purifying means (hereinafter, Tc). Is too low, a signal is given to the intake throttle valve and the exhaust gas recirculation control valve to reduce the flow rate of the exhaust gas (hereinafter referred to as the “flow rate”) passing through the catalyst. To prevent Conversely, when Tg> Tc, a large amount of high-temperature exhaust gas is introduced into the exhaust gas purifying means, and the temperature of the exhaust gas purifying means is quickly raised to control the temperature to be suitable for exhaust gas purification. This makes it possible to significantly improve exhaust gas purification performance.

【0009】請求項2の発明によると、請求項1の発明
に加えて、車両の運転状態に応じて排気浄化手段を通過
する排気の流量を吸気絞り弁と排気還流制御弁とにより
制御する。すなわち、Tg<Tcで、かつ車両減速時お
よびアイドリング時には、通過流量の減少補正量を増加
させる。これはドライバビリティや燃費への影響が小さ
いため、可能な限り通過流量を減少させて排気浄化手段
を保温し、その後の加速時に速やかに排気浄化手段を昇
温させるためである。一方、車両加速時には通過流量の
減少補正量を減少させる。これは無理に通過流量を減少
させるとドライバビリティや燃費への影響が大きいた
め、その減少量を減少させるとともにシリンダ内の余剰
空気を減少させることによって排気を昇温させ、より速
やかに排気浄化手段を昇温させるためである。これによ
り、排気浄化手段の昇温による排気浄化性能向上と、燃
費およびドライバビリティ悪化の抑制を両立させること
が可能となる。
According to the second aspect of the invention, in addition to the first aspect, the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust gas purifying means is controlled by the intake throttle valve and the exhaust gas recirculation control valve in accordance with the operation state of the vehicle. That is, when Tg <Tc, and when the vehicle is decelerating and idling, the decrease correction amount of the passing flow rate is increased. This is because the influence on drivability and fuel efficiency is small, so that the flow rate is reduced as much as possible to keep the exhaust gas purifying means warm, and to quickly raise the temperature of the exhaust gas purifying means during the subsequent acceleration. On the other hand, at the time of vehicle acceleration, the decrease correction amount of the passing flow rate is reduced. This is because reducing the flow rate forcibly has a large effect on drivability and fuel economy.Therefore, reducing the reduction amount and reducing excess air in the cylinder raises the temperature of the exhaust gas, and the exhaust gas purifying means more quickly. In order to raise the temperature. As a result, it is possible to achieve both improvement in exhaust purification performance by raising the temperature of the exhaust purification means and suppression of deterioration in fuel efficiency and drivability.

【0010】請求項3の発明によると、排気浄化手段の
温度をその前後の排気温度から推定するため、排気浄化
手段の温度を検出するためのセンサを直接に排気浄化手
段の内部に設ける必要がない。したがって、排気浄化手
段の構成をより簡素化したうえで、前述の場合と同様な
効果を得ることができる。
According to the third aspect of the present invention, since the temperature of the exhaust gas purification means is estimated from the exhaust gas temperatures before and after the exhaust gas purification means, a sensor for detecting the temperature of the exhaust gas purification means must be provided directly inside the exhaust gas purification means. Absent. Therefore, the same effect as in the above case can be obtained while simplifying the configuration of the exhaust gas purifying unit.

【0011】請求項4の発明によると、排気浄化手段と
してNOx還元触媒、酸化触媒、またはトラップフィル
タ、あるいは、これらのうちの複数のものの組み合わせ
を用いる。請求項1または2の発明にNOx還元触媒を
用いると、触媒温度を所定温度範囲内に制御することに
よって高いNOx浄化率を得ることができる。酸化触媒
においては、触媒を活性化温度以上とすることによって
高効率で排気を浄化することができる。また、パティキ
ュレートを捕集するトラップフィルタにおいては、フィ
ルタを高温に昇温することによって、捕集したパティキ
ュレートを焼却してフィルタを再生することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the exhaust gas purifying means uses a NOx reduction catalyst, an oxidation catalyst, a trap filter, or a combination of a plurality of these. When a NOx reduction catalyst is used in the invention of claim 1 or 2, a high NOx purification rate can be obtained by controlling the catalyst temperature within a predetermined temperature range. In the case of an oxidation catalyst, exhaust gas can be purified with high efficiency by setting the catalyst at an activation temperature or higher. In a trap filter for collecting particulates, by raising the temperature of the filter to a high temperature, the collected particulates can be incinerated to regenerate the filter.

【0012】請求項5の発明によると、TgおよびTc
の大小と車両の運転状態に応じて、吸気絞り弁と排気還
流制御弁の開度を変更して吸入空気量と排気還流量とを
独立に制御する。すなわち、Tg<Tcでかつ車両減速
時およびアイドリング時には、排気還流量を増加させ、
通過流量を可能な限り減少させて排気浄化手段を保温す
る。それに対して車両加速時には、ドライバビリティや
燃費に影響がない程度に低温新気の流入を抑制するとと
もに、高温排気を還流させて排気浄化手段を昇温させ
る。その際に、排気の通過流量減少量とシリンダ内の余
剰空気減少量を独立に制御して、排気浄化手段の温度低
下を効果的に防止する。
According to the fifth aspect of the present invention, Tg and Tc
The intake air amount and the exhaust gas recirculation amount are controlled independently by changing the opening of the intake throttle valve and the exhaust gas recirculation control valve in accordance with the size of the vehicle and the operating state of the vehicle. That is, when Tg <Tc and the vehicle is decelerated and idling, the exhaust gas recirculation amount is increased,
The exhaust gas purifying means is kept warm by reducing the passing flow rate as much as possible. On the other hand, at the time of vehicle acceleration, the inflow of low-temperature fresh air is suppressed to such an extent that drivability and fuel efficiency are not affected, and the high-temperature exhaust gas is recirculated to raise the temperature of the exhaust purification means. At this time, the amount of decrease in the flow rate of exhaust gas and the amount of decrease in excess air in the cylinder are independently controlled to effectively prevent a decrease in the temperature of the exhaust gas purifying means.

【0013】一方、Tg>Tcの場合は通過流量を増加
させるが、車両加速時はドライバビリティや燃費への影
響がない程度にシリンダ内の余剰空気を減少させて排気
を昇温させるとともに、高温排気を還流させて排気浄化
手段を昇温させる。その際に排気還流制御弁の開度を小
さくして、吸気量減少分だけ排気還流量が増加すること
によって余剰空気減少の効果がなくなるのを防ぐ。
On the other hand, when Tg> Tc, the passing flow rate is increased. However, when the vehicle is accelerated, the excess air in the cylinder is reduced so as not to affect drivability and fuel efficiency, and the temperature of the exhaust gas is increased. The exhaust gas is recirculated to raise the temperature of the exhaust gas purifying means. At this time, the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve is reduced to prevent the exhaust air recirculation amount from increasing by an amount corresponding to the decrease in the intake air amount, thereby preventing the effect of the excess air reduction from being lost.

【0014】これにより、排気浄化手段の昇温による排
気浄化性能向上と、燃費およびドライバビリティ悪化の
抑制を両立させることが可能となる。請求項6の発明に
よると、通過流量変更手段として過給装置のウェイスト
ゲートバルブを用いて請求項2の排気浄化装置と同様の
効果を得ることができる。本発明ではさらに、排気浄化
手段の温度が設定値よりも低くかつ車両加速時以外の場
合は過給量を減少し、多量の低温排気により排気浄化手
段が冷却されるのを防ぐ。これにより、その後の加速時
に排気浄化手段の温度をより速やかに昇温させることが
できるので、効率よく排気を浄化することが可能とな
る。
As a result, it is possible to achieve both improvement in exhaust gas purification performance by raising the temperature of the exhaust gas purification means and suppression of deterioration in fuel efficiency and drivability. According to the invention of claim 6, the same effect as that of the exhaust gas purification apparatus of claim 2 can be obtained by using the waste gate valve of the supercharger as the passage flow rate changing means. Further, in the present invention, when the temperature of the exhaust gas purifying means is lower than the set value and when the vehicle is not accelerating, the supercharging amount is reduced to prevent the exhaust gas purifying means from being cooled by a large amount of low-temperature exhaust gas. Thereby, the temperature of the exhaust gas purifying means can be more quickly raised at the time of subsequent acceleration, so that the exhaust gas can be efficiently purified.

【0015】請求項7の発明によると、排気浄化手段の
温度が所定値よりも低いか、あるいは高いときには通過
流量を減少させる操作を中止する。これにより、排気浄
化手段の作用に適した温度から大きくはずれた状態にお
いて無理な制御を行うことによって、ドライバビリティ
や燃費あるいはエミッションが大きく悪化するのを回避
することができる。
According to the present invention, when the temperature of the exhaust gas purifying means is lower or higher than a predetermined value, the operation of decreasing the passing flow rate is stopped. Thus, by performing unreasonable control in a state where the temperature largely deviates from the temperature suitable for the operation of the exhaust gas purifying means, it is possible to avoid drastic deterioration in drivability, fuel efficiency and emission.

【0016】請求項8の発明によると、運転状態検出手
段によって検出した内燃機関の出力が大きいときは、排
気の通過流量を減少させる操作を中止する。すなわち、
通過流量を減少させる操作を過度に行うと加速性能など
のドライバビリティが悪化するため、機関の出力が所定
値よりも大きい場合は制御を中止する。なお、機関の出
力が大きい場合は排気温度が高いため、排気流量を減少
させなくても排気浄化手段の温度が速やかに上昇し、浄
化性能の低下はほとんど生じない。
According to the present invention, when the output of the internal combustion engine detected by the operating state detecting means is large, the operation of decreasing the flow rate of exhaust gas is stopped. That is,
If the operation of decreasing the passing flow rate is excessively performed, drivability such as acceleration performance deteriorates. Therefore, when the output of the engine is larger than a predetermined value, the control is stopped. When the output of the engine is large, the exhaust gas temperature is high. Therefore, even if the exhaust gas flow rate is not reduced, the temperature of the exhaust gas purifying means quickly rises, and the purification performance hardly decreases.

【0017】本発明は、以上の特徴を持った内燃機関の
排気浄化装置である。
The present invention is an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine having the above features.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1実施例)本発明をディーゼルエンジンに適用し
た、第1の実施例を図1および図4から図6の各図面を
用いて説明する。この排気浄化装置10は、図1に示す
ように、ディーゼルエンジン11の吸気管12(吸気通
路)内に吸気絞り弁13(通過流量変更手段)を、吸気
管12と排気管14(排気通路)とを接続する排気還流
管15内に排気還流制御弁16(通過流量変更手段)
を、排気管14内に触媒コンバータ17(排気浄化手
段)を、また、吸気絞り弁13と排気還流制御弁16の
開度を制御するECU(制御ユニット)18(通過流量
補正手段)を有する。
(First Embodiment) A first embodiment in which the present invention is applied to a diesel engine will be described with reference to FIGS. 1 and 4 to 6. As shown in FIG. 1, the exhaust gas purifying apparatus 10 includes an intake throttle valve 13 (flow rate changing means) in an intake pipe 12 (intake passage) of a diesel engine 11 and an intake pipe 12 and an exhaust pipe 14 (exhaust passage). An exhaust gas recirculation control valve 16 (passing flow rate changing means) in an exhaust gas recirculation pipe 15 connecting
In the exhaust pipe 14, there is provided a catalytic converter 17 (exhaust gas purifying means) and an ECU (control unit) 18 (passing flow rate correcting means) for controlling the opening degree of the intake throttle valve 13 and the exhaust gas recirculation control valve 16.

【0019】吸気絞り弁13はステップモータ、DCモ
ータなどの電気モータあるいは負圧を用いて開度を変更
するバタフライ式のバルブである。排気還流制御弁16
は、たとえば図4に示すように、通常はダイヤフラム室
161を大気と連通させるとともに、スプリング162
の力によって排気還流管15の通路を閉じているが、E
CU18の指令によって電磁弁19に電圧が加えられる
と、ダイヤフラム室161と大気との間の連通が遮断さ
れ、真空ポンプ20の負圧がダイヤフラム室161へ導
入されることにより、排気還流管15の通路が開いて排
気を吸気管12へ還流させる。その際に、電磁弁19に
印加する電圧パルスのデューティ比を変更することによ
って、ダイヤフラム室161内の圧力を調整して排気還
流制御弁16の開度を変更する。触媒コンバータ17は
セラミックあるいは金属等の担体に、たとえばCu−ゼ
オライトやPt−ゼオライトなどの、ディーゼル排気中
等の酸素過剰雰囲気中でもNOxを還元浄化可能な触媒
を担持したものである。
The intake throttle valve 13 is a butterfly type valve whose opening degree is changed using an electric motor such as a step motor or a DC motor or a negative pressure. Exhaust gas recirculation control valve 16
As shown in FIG. 4, for example, the diaphragm chamber 161 normally communicates with the atmosphere, and the spring 162
The passage of the exhaust gas recirculation pipe 15 is closed by the force of
When a voltage is applied to the solenoid valve 19 in accordance with a command from the CU 18, communication between the diaphragm chamber 161 and the atmosphere is cut off, and the negative pressure of the vacuum pump 20 is introduced into the diaphragm chamber 161, whereby the exhaust gas recirculation pipe 15 is closed. The passage is opened and the exhaust gas is recirculated to the intake pipe 12. At this time, by changing the duty ratio of the voltage pulse applied to the solenoid valve 19, the pressure in the diaphragm chamber 161 is adjusted to change the opening of the exhaust gas recirculation control valve 16. The catalytic converter 17 supports a catalyst such as Cu-zeolite or Pt-zeolite, which can reduce and purify NOx even in an oxygen-excess atmosphere such as diesel exhaust, on a carrier such as ceramic or metal.

【0020】ECU18は、入力回路に回転数センサ3
0、負荷センサ31、排気温度センサ32、触媒温度セ
ンサ33、車速センサ34を接続するとともに、出力回
路に吸気絞り弁13、排気還流制御弁16を開閉するた
めの電磁弁19を電気的に接続して、それらのセンサに
よって検出されたエンジン回転数、エンジン負荷、排気
温度、触媒温度および車両速度がメモリに予め入力され
たパターンと照合され、吸気絞り弁13と電磁弁19す
なわち排気還流制御弁16を開閉制御する。
The ECU 18 includes a rotation speed sensor 3 in the input circuit.
0, a load sensor 31, an exhaust temperature sensor 32, a catalyst temperature sensor 33, and a vehicle speed sensor 34 are connected, and an electromagnetic valve 19 for opening and closing the intake throttle valve 13 and the exhaust gas recirculation control valve 16 is electrically connected to the output circuit. Then, the engine speed, the engine load, the exhaust temperature, the catalyst temperature and the vehicle speed detected by those sensors are compared with the patterns previously input to the memory, and the intake throttle valve 13 and the solenoid valve 19, that is, the exhaust gas recirculation control valve 16 is opened and closed.

【0021】回転数センサ30はクランクシャフトある
いは燃料噴射ポンプに配置されてエンジン回転数Neを
検出し、負荷センサ31はアクセルペダルあるいは燃料
噴射ポンプに配置されてアクセル開度Thを検出し、温
度センサ32は触媒コンバータ17よりも上流側の排気
管14内に配置されて排気温度Tgを検出し、温度セン
サ33は触媒コンバータ17内に配置されて触媒温度T
cを検出し、また、車速センサ34は図示しないトラン
スミッションシャフトに配置されて車速V1を検出す
る。(運転状態検出手段) このように構成される排気浄化装置において、通常はエ
ンジン回転数やエンジン負荷などに応じて、予めECU
内のメモリに入力されているパターンにしたがって排気
還流制御を行う。これによりエンジンから排出されるN
Oxが低減される。そして、所定の条件下において、触
媒昇温のための吸気絞り弁と排気還流制御弁の開度制御
を行い、触媒によるNOx浄化率を向上させるようにす
る。
A rotational speed sensor 30 is disposed on a crankshaft or a fuel injection pump to detect an engine rotational speed Ne. A load sensor 31 is disposed on an accelerator pedal or a fuel injection pump to detect an accelerator opening Th and a temperature sensor. 32 is disposed in the exhaust pipe 14 upstream of the catalytic converter 17 to detect an exhaust gas temperature Tg, and a temperature sensor 33 is disposed in the catalytic converter 17 and
c, and the vehicle speed sensor 34 is disposed on a transmission shaft (not shown) to detect the vehicle speed V1. (Operating State Detecting Means) In the exhaust gas purification device configured as described above, usually, the ECU is controlled in advance according to the engine speed, the engine load, and the like.
The exhaust gas recirculation control is performed in accordance with the pattern input to the internal memory. As a result, N discharged from the engine
Ox is reduced. Then, under predetermined conditions, the opening control of the intake throttle valve and the exhaust gas recirculation control valve for raising the temperature of the catalyst is performed to improve the NOx purification rate by the catalyst.

【0022】次に、上記排気浄化装置の作動を、図5に
示すフローチャートを用いて説明する。このフローチャ
ートにおいては、上記のような各センサからの信号を受
けて、吸気絞り弁13と排気還流制御弁16を制御する
部分を示した。まずS(ステップ)101においては、
回転数センサ30、負荷センサ31、温度センサ32お
よび33、車速センサ34からの信号を読み込む。S1
02においては、読み込んだ触媒温度Tcが低温設定値
T1(たとえば50〜100℃の間の値)と高温設定値
T2(たとえば300〜500℃の間の値)の間にある
か否かを判定する。もしTc<T1ならば、吸気絞り弁
を閉じる等の制御を行っても燃費が悪化するだけであっ
て触媒は活性化せず、制御によって増加した排気中の有
害成分が触媒によって浄化されることなく排出されてし
まうので、S103へ進んで、ECU18内のメモリに
記憶されているパターンにしたがって従来と同様に排気
還流量制御(吸気絞り弁開度A0、還流制御弁開度B
0)を行い、S101へ戻る。もしTc>T2ならば触
媒温度が高すぎて、それ以上触媒を昇温させてもNOx
浄化率が向上しないため、同様にS103へ進む。そし
て従来と同様に排気還流量制御を行い、S101へ戻
る。
Next, the operation of the exhaust gas purifying apparatus will be described with reference to a flowchart shown in FIG. In this flowchart, a portion for controlling the intake throttle valve 13 and the exhaust gas recirculation control valve 16 in response to the signal from each sensor as described above is shown. First, in S (step) 101,
The signals from the rotation speed sensor 30, the load sensor 31, the temperature sensors 32 and 33, and the vehicle speed sensor 34 are read. S1
In 02, it is determined whether or not the read catalyst temperature Tc is between the low temperature set value T1 (for example, a value between 50 and 100 ° C.) and the high temperature set value T2 (for example, a value between 300 and 500 ° C.). I do. If Tc <T1, the control such as closing the intake throttle valve only deteriorates the fuel efficiency and does not activate the catalyst, and the harmful components in the exhaust gas increased by the control are purified by the catalyst. The process proceeds to S103, and the exhaust gas recirculation amount control (intake throttle valve opening A0, recirculation control valve opening B) is performed according to the pattern stored in the memory in the ECU 18 in the same manner as before.
0), and the process returns to S101. If Tc> T2, the catalyst temperature is too high, and NOx
Since the purification rate does not improve, the process similarly proceeds to S103. Then, the exhaust gas recirculation amount control is performed as in the related art, and the process returns to S101.

【0023】一方、S102の判定において触媒温度T
cがT1とT2の間にある場合はS104へ進み、アク
セル開度Thを設定値Th0(たとえば開度40〜60
%の間の値)と比較する。Th>Th0の場合は、急加
速等によってエンジン負荷が大きくて排気温度が高いた
め、特別に昇温させなくても触媒温度が速やかに上昇す
る。従って、制御によるドライバビリティおよび燃費の
悪化を回避するためにS103へ進み、従来と同様な排
気還流量制御を行った後にS101へ戻る。一方、Th
<Th0の場合にはS105へ進み、今回読み込んだ車
速V1と前回読み込んだ車速V0から加速度aを計算す
る。
On the other hand, in the determination of S102, the catalyst temperature T
When c is between T1 and T2, the process proceeds to S104, and the accelerator opening Th is set to a set value Th0 (for example, the opening 40 to 60).
%). In the case of Th> Th0, since the engine load is large due to rapid acceleration or the like and the exhaust gas temperature is high, the catalyst temperature quickly rises without specially raising the temperature. Therefore, the process proceeds to S103 in order to avoid deterioration in drivability and fuel efficiency due to the control, and returns to S101 after performing the same exhaust gas recirculation control as before. On the other hand, Th
In the case of <Th0, the process proceeds to S105, and the acceleration a is calculated from the currently read vehicle speed V1 and the previously read vehicle speed V0.

【0024】次にS106に進んで、S101において
読み込んだ排気温度Tgが触媒温度Tcよりも小さいか
否かを判定する。Tg<Tcの場合はS107へ進み、
S105において計算した加速度aの正負を判定する。
aの値が正の場合は車両が加速中であるためS108へ
進み、ドライバビリティや燃費への影響がない程度に吸
気絞り弁を小さく閉じて(開度A1)低温新気の流入を
抑制する(たとえば吸気減少率20〜40%の間の値)
とともに、排気還流制御弁を小さく開き(開度B1)、
高温排気を還流させる(たとえば排気還流率10〜30
%の間の値)ことによって触媒を昇温させる。すなわ
ち、触媒通過流量とシリンダ内の空気量を独立に制御す
ることによって触媒の温度低下を効果的に防止する。そ
して、再びS101へ戻って処理を繰り返す。
Next, the program proceeds to S106, in which it is determined whether the exhaust gas temperature Tg read in S101 is lower than the catalyst temperature Tc. If Tg <Tc, proceed to S107,
It is determined whether the acceleration a calculated in S105 is positive or negative.
If the value of a is positive, the vehicle is accelerating, and the process proceeds to S108, in which the intake throttle valve is closed so small that there is no effect on drivability and fuel consumption (opening A1), and the inflow of low-temperature fresh air is suppressed. (For example, a value between 20 and 40% of the intake reduction rate)
At the same time, the exhaust gas recirculation control valve is opened slightly (opening B1),
Recirculate high-temperature exhaust gas (for example, an exhaust gas recirculation rate of 10 to 30).
% Of the catalyst). That is, by independently controlling the flow rate of the catalyst and the amount of air in the cylinder, a decrease in the temperature of the catalyst is effectively prevented. Then, the process returns to S101 again to repeat the processing.

【0025】S107の判定においてaの値が負の場合
は車両が減速中であり、ドライバビリティや燃費への影
響が小さいためS109へ進み、吸気絞り弁を大きく閉
じる(開度A2、A2<A1)とともに、排気還流制御
弁を大きく開く(開度B2、B2>B1)ことによって
低温の新気の流入を抑制すると同時に排気還流量を増加
させ、可能な限り触媒を通過する排気流量を減少(たと
えば吸気減少率50〜80%の間の値、排気還流率50
〜80%の間の値)させて触媒を保温する。そして、や
はりS101へ戻る。
If the value of a is negative in the determination of S107, the vehicle is decelerating and the influence on drivability and fuel efficiency is small, so the process proceeds to S109, and the intake throttle valve is largely closed (openings A2, A2 <A1). ), The exhaust gas recirculation control valve is greatly opened (opening degree B2, B2> B1) to suppress the inflow of low-temperature fresh air, increase the amount of exhaust gas recirculation, and reduce the flow rate of exhaust gas passing through the catalyst as much as possible ( For example, a value between the intake reduction rate 50-80%, the exhaust recirculation rate 50
(Value between) 80%) to keep the catalyst warm. Then, the process returns to S101.

【0026】また、S107の判定においてaが0の場
合は、S110において車速V1が0か否かを判定す
る。もし、V1が0ならば車両が停止していてエンジン
がアイドリング状態であるため、前述の場合と同様にS
109へ進む。V1が0でなければ車両は定速走行中で
あるからS103へ進み、吸気絞り弁開度をA0、排気
還流制御弁開度をB0とし、従来と同様な排気還流量制
御を行う。すなわち、定速走行中はNOx排出量が少な
いため燃費の悪化抑制を優先し、無理な制御を避ける。
If a is 0 in S107, it is determined in S110 whether the vehicle speed V1 is 0. If V1 is 0, the vehicle is stopped and the engine is idling.
Go to 109. If V1 is not 0, the vehicle is traveling at a constant speed, and the process proceeds to S103, where the intake throttle valve opening is set to A0 and the exhaust gas recirculation control valve opening is set to B0, and the same exhaust gas recirculation control as in the past is performed. That is, since the amount of NOx emission is small during traveling at a constant speed, priority is given to suppression of deterioration of fuel efficiency, and excessive control is avoided.

【0027】S106の判定においてTg>Tcの場合
はS111へ進み、S105において計算した加速度a
が正か否かを判定する。aの値が正で車両が加速中の場
合はS112へ進み、ドライバビリティや燃費への影響
がない程度に吸気絞り弁を小さく閉じる(開度A3、A
0>A3>A1)とともに、シリンダ内の余剰空気を減
少させる(たとえば、吸気減少率10〜30%の間の
値)ことによって排気温度を昇温させる。それと同時に
排気還流制御弁を小さく開いて(開度B3、B3<B
1)高温排気を還流させる(たとえば排気還流率5〜2
0%の間の値)。
If Tg> Tc in the determination of S106, the process proceeds to S111, where the acceleration a calculated in S105
Is determined to be positive. If the value of a is positive and the vehicle is accelerating, the process proceeds to S112, where the intake throttle valve is closed small enough to have no effect on drivability and fuel efficiency (openings A3, A
0>A3> A1), the exhaust air temperature is raised by reducing the excess air in the cylinder (for example, a value between 10 and 30% of the intake reduction rate). At the same time, the exhaust gas recirculation control valve is opened slightly (opening degree B3, B3 <B
1) Recirculate high-temperature exhaust gas (for example, an exhaust gas recirculation rate of 5 to 2)
Value between 0%).

【0028】この場合は、吸気を絞ることによって吸気
量が減少した分だけ排気還流量が増加して余剰空気減少
の効果がなくなるのを防ぐため、排気還流制御弁開度B
3を小さく設定する。すなわち、触媒通過流量を増加す
るうえに、排気温度をさらに上昇させて、より速やかに
触媒を昇温させることが狙いである。aの値が正でない
場合、すなわち車両が減速中か停止している時はS10
3へ進み、吸気絞り弁開度をA0、排気還流制御弁開度
をB0とし、従来と同様な排気還流量制御を行う。すな
わち、燃費悪化抑制を優先する。
In this case, the exhaust gas recirculation control valve opening B is used to prevent the exhaust gas recirculation amount from increasing due to the decrease in the intake air amount by reducing the intake air and losing the effect of the excess air reduction.
Set 3 small. That is, in addition to increasing the flow rate through the catalyst, the purpose is to further raise the exhaust gas temperature and raise the temperature of the catalyst more quickly. If the value of a is not positive, that is, if the vehicle is decelerating or stopping, S10
Then, the process proceeds to 3, and the opening degree of the intake throttle valve is set to A0, and the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve is set to B0. That is, priority is given to suppressing fuel consumption deterioration.

【0029】以上の処理を、たとえば1秒に1回の割合
で繰り返して実行する。第1実施例の効果を図6に示す
タイムチャートにより説明する。図6は市街地走行時に
頻繁に生じる走行パターン(図3の例と同じ)に本発明
を適用した例であり、ここでは常に、T1<Tc<T2
で、かつTh<Th0であるものとする。
The above processing is repeatedly executed, for example, once a second. The effect of the first embodiment will be described with reference to a time chart shown in FIG. FIG. 6 shows an example in which the present invention is applied to a traveling pattern (same as the example in FIG. 3) that frequently occurs when traveling in an urban area. Here, T1 <Tc <T2
And Th <Th0.

【0030】排気温度Tg<触媒温度Tcとなる場合の
うち、車両減速および停止中のDでは吸気絞り弁を大き
く閉じるとともに、排気還流制御弁を大きく開くことに
よって排気還流量を増やす。これにより、触媒温度はほ
とんど低下しないで高温のままに保持され、次の加速時
において触媒は初期から高効率でNOxを浄化すること
ができる。
In the case where the exhaust gas temperature Tg <catalyst temperature Tc is satisfied, the intake throttle valve is greatly closed and the exhaust gas recirculation control valve is greatly opened to increase the amount of exhaust gas recirculation in D during deceleration and stop of the vehicle. As a result, the catalyst temperature is maintained at a high temperature without substantially decreasing, and the catalyst can purify NOx from the beginning with high efficiency at the next acceleration.

【0031】加速開始時である図6中のEでは、ドライ
バビリティや燃費への影響がない程度に吸気絞り弁を小
さく閉じて低温新気の流入を抑制するとともに、排気還
流制御弁を小さく開き高温排気を還流させることによっ
て触媒を昇温させる。これによって、加速開始時に触媒
に低温の排気が流入して触媒温度が低下するのを防止す
ることができ、NOx浄化率が高い温度範囲内に触媒温
度を保持することができる。そして、定速走行中である
図6中のGでは、従来と同様な排気還流量制御を行う。
At E in FIG. 6 at the start of acceleration, the intake throttle valve is closed so small as to have no effect on drivability and fuel economy, and the inflow of low-temperature fresh air is suppressed, and the exhaust gas recirculation control valve is opened slightly. The catalyst is heated by recirculating the hot exhaust. As a result, it is possible to prevent a low-temperature exhaust gas from flowing into the catalyst at the start of acceleration and to reduce the catalyst temperature, and to maintain the catalyst temperature within a temperature range where the NOx purification rate is high. At G in FIG. 6 where the vehicle is traveling at a constant speed, the same exhaust gas recirculation control as in the related art is performed.

【0032】排気温度Tg>触媒温度Tcとなる場合の
うち、車両加速中である図6のFでは、吸気絞り弁を小
さく閉じてシリンダ内の余剰空気を減少させることによ
って排気を昇温させる。それと同時に排気還流制御弁を
小さく開き、高温の排気を還流させる。すなわち、触媒
通過流量を増加させたうえに排気温度をさらに上昇させ
ることによって、より速やかに触媒を昇温させる。その
他の定速走行状態においては従来の排気還流量制御を行
う。
In the case where the exhaust gas temperature Tg> catalyst temperature Tc is satisfied, in FIG. 6F during acceleration of the vehicle, the exhaust throttle is heated by closing the intake throttle valve small to reduce excess air in the cylinder. At the same time, the exhaust gas recirculation control valve is opened small to recirculate high-temperature exhaust gas. That is, the temperature of the catalyst is raised more quickly by increasing the flow rate of the catalyst and further raising the exhaust gas temperature. In other constant speed running states, the conventional exhaust gas recirculation amount control is performed.

【0033】このように制御すれば、ドライバビリティ
や燃費の悪化を抑制したうえで、触媒温度をNOx浄化
率が高い範囲内に維持することができる。したがって、
エンジンからのNOx排出量が多くなる加速時にも初期
から触媒が活性化しているので、NOx浄化率を大きく
向上させることが可能となる(図6のH参照)。以上の
説明から明らかになったように、本発明の第1実施例に
よれば、通常走行時には排気温度が触媒によるNOx浄
化に適した温度よりも低い場合が多いディーゼルエンジ
ンにおいて、ドライバビリティや燃費の悪化を抑制した
うえで、速やかに触媒温度を昇温させることによって触
媒によりNOxを効率よく浄化することが可能となる。 (第2実施例)第1実施例においては温度センサ33に
よって触媒コンバータ17内の温度を検出した(図1)
のに対し、第2実施例の排気浄化装置101において
は、図7に示すように、温度センサ331を触媒コンバ
ータ17よりも下流側の排気管14内に設置した点に特
徴がある。
With this control, it is possible to maintain the catalyst temperature in a range where the NOx purification rate is high, while suppressing deterioration in drivability and fuel efficiency. Therefore,
Since the catalyst is activated from the beginning even during acceleration when the NOx emission from the engine increases, the NOx purification rate can be greatly improved (see H in FIG. 6). As apparent from the above description, according to the first embodiment of the present invention, the drivability and fuel efficiency of a diesel engine in which the exhaust gas temperature is often lower than the temperature suitable for NOx purification by the catalyst during normal running are often high. NOx can be efficiently purified by the catalyst by quickly raising the catalyst temperature after suppressing the deterioration of NOx. Second Embodiment In the first embodiment, the temperature inside the catalytic converter 17 is detected by the temperature sensor 33 (FIG. 1).
On the other hand, the exhaust gas purifying apparatus 101 of the second embodiment is characterized in that the temperature sensor 331 is installed in the exhaust pipe 14 downstream of the catalytic converter 17 as shown in FIG.

【0034】すなわち、制御に用いる触媒温度Tcを直
接に測定するのではなく、触媒上流側の排気温度Tg1
と、触媒下流側の排気温度Tg2から触媒温度Tcを推
定するものである。これにより、触媒コンバータ17内
に温度センサを取り付ける必要がなくなるため、触媒の
構成をより簡素化することが可能となる。その他の構成
は第1実施例と同様である。
That is, instead of directly measuring the catalyst temperature Tc used for control, the exhaust gas temperature Tg1
And the catalyst temperature Tc is estimated from the exhaust gas temperature Tg2 on the downstream side of the catalyst. This eliminates the need to mount a temperature sensor in the catalytic converter 17, thereby simplifying the structure of the catalyst. Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0035】次に、第2実施例の排気浄化装置101の
作動を、図8に示すフローチャートを用いて説明する。
以下、図5に示した第1実施例のフローチャートに対し
て異なる部分のみについて説明する。図5では、S(ス
テップ)101において、回転数センサ30、負荷セン
サ31、温度センサ32および33、車速センサ34か
らの信号を読み込んだが、図8ではS1011において
温度センサ33の代わりに温度センサ331の信号を読
み込む。
Next, the operation of the exhaust gas purifying apparatus 101 according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
Hereinafter, only different portions from the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 5 will be described. In FIG. 5, in S (step) 101, signals from the rotation speed sensor 30, the load sensor 31, the temperature sensors 32 and 33, and the vehicle speed sensor 34 are read. In FIG. 8, the temperature sensor 331 is used instead of the temperature sensor 33 in S1011. Read the signal of

【0036】そして、S1012において触媒上流側の
排気温度Tg1と触媒下流側の排気温度Tg2から触媒
温度Tcを求める。これは予めECU18内のメモリに
記憶させてあるマップあるいは計算式によって算出され
る。マップについては実験的に測定して決定する。ま
た、この計算式については、たとえば、 Tc=p×Tg1+q×Tg2 (p,qは実験から
求めた係数) とするなど、触媒前後の排気温度Tg1,Tg2をもと
にして算出する。その後にS102へ進むが、以下の処
理は第1実施例の場合と同様であって、第2実施例は第
1実施例と同様な効果をあげることができる。 (第3実施例)本例は、第1実施例における触媒コンバ
ータ17にNOx触媒を担持させる代わりに、排気中の
HCやCOを酸化浄化するところの、たとえばPt,P
dあるいはRhなどの酸化触媒を担持させた点に特徴が
あるものであり、その他の構成は図1に示した第1実施
例の場合と同様である。
In step S1012, the catalyst temperature Tc is determined from the exhaust gas temperature Tg1 on the upstream side of the catalyst and the exhaust gas temperature Tg2 on the downstream side of the catalyst. This is calculated by a map or a calculation formula stored in a memory in the ECU 18 in advance. The map is determined experimentally. Further, this calculation formula is calculated based on the exhaust temperatures Tg1 and Tg2 before and after the catalyst, for example, Tc = p × Tg1 + q × Tg2 (p and q are coefficients obtained from experiments). After that, the process proceeds to S102. The following processing is the same as that of the first embodiment, and the second embodiment has the same effects as the first embodiment. (Third Embodiment) In this embodiment, instead of carrying a NOx catalyst on the catalytic converter 17 in the first embodiment, for example, Pt, P
It is characterized in that an oxidation catalyst such as d or Rh is supported, and the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

【0037】第3実施例においては、第1実施例の場合
と同様に、図5に示すフローチャートにしたがって制御
を行う。そこで、第1実施例と異なる部分のみについて
説明することにする。第1実施例ではS102におい
て、触媒温度Tc>設定値T2の場合に昇温制御を中止
した。これは図2に示すように触媒の温度が高すぎると
触媒によるNOx浄化率が低下してしまうためである。
この温度T2はたとえば300〜500℃の間の値であ
った。それに対して、本例において用いる酸化触媒は温
度が高いほど浄化性能が向上するため、制御を中止する
高温設定値T2は触媒の耐久性やサルフェートの発生抑
制の点から決定される。これはたとえば400〜600
℃の間の値である。その他は第1実施例と同様である。
In the third embodiment, as in the first embodiment, control is performed according to the flowchart shown in FIG. Therefore, only the portions different from the first embodiment will be described. In the first embodiment, in S102, when the catalyst temperature Tc> the set value T2, the temperature increase control is stopped. This is because, as shown in FIG. 2, if the temperature of the catalyst is too high, the NOx purification rate of the catalyst decreases.
This temperature T2 was a value between 300 and 500 ° C., for example. On the other hand, the higher the temperature of the oxidation catalyst used in this example, the higher the purification performance. Therefore, the high-temperature set value T2 at which the control is stopped is determined in view of the durability of the catalyst and the suppression of sulfate generation. This is for example 400-600
Value between ° C. Others are the same as the first embodiment.

【0038】第3実施例によれば、ドライバビリティや
燃費の悪化を抑制したうえで、速やかに触媒温度を昇温
させることによって、その触媒によりHCやCOを効率
よく浄化することが可能となる。 (第4実施例)本例は、第2実施例における触媒コンバ
ータ17にNOx触媒を担持させる代わりに、第3実施
例と同様に排気中のHCやCOを酸化浄化するところ
の、たとえばPt、PdあるいはRhなどの酸化触媒を
担持させた点に特徴を有するものであるが、第3実施例
がその他の構成においては図1に示した第1実施例の場
合と同様としているのと異なり、第4実施例におけるそ
の他の構成は図7に示した第2実施例の場合と同様とな
っている。したがって、装置の作動を示すフローチャー
トも第2実施例の説明において示した図8と同様であ
る。第4実施例は触媒の構成を簡素化したうえで、第3
実施例と同様の効果をあげることができる。 (第5実施例)本発明の第5実施例の全体構成を図9に
示す。
According to the third embodiment, the deterioration of drivability and fuel efficiency is suppressed, and the catalyst temperature is quickly raised, so that the catalyst can efficiently purify HC and CO. . (Fourth Embodiment) In this embodiment, instead of carrying the NOx catalyst on the catalytic converter 17 in the second embodiment, for example, Pt, which oxidizes and purifies HC and CO in the exhaust gas in the same manner as the third embodiment. It is characterized in that an oxidation catalyst such as Pd or Rh is supported, but is different from the third embodiment in that other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. Other configurations in the fourth embodiment are the same as those in the second embodiment shown in FIG. Therefore, the flowchart showing the operation of the apparatus is the same as that in FIG. 8 described in the description of the second embodiment. In the fourth embodiment, the configuration of the catalyst is simplified, and
The same effects as in the embodiment can be obtained. (Fifth Embodiment) FIG. 9 shows the overall configuration of a fifth embodiment of the present invention.

【0039】本例の排気浄化装置102は、図1に示し
た第1実施例に対して、触媒コンバータ17の代わりに
トラップフィルタ171を設置し、圧力センサ35をト
ラップフィルタ171よりも上流側の排気管14内に追
加した点に特徴を有するものである。トラップフィルタ
171はセラミック等の多孔質材料からなるハニカム状
格子により、多数の流路が形成されたもので、その流路
の入口と出口が封鎖材により交互に目封じされている。
その表面に、たとえばアルミナのウォッシュコート層を
設け、PtやPdなどの貴金属あるいはCuなどの卑金
属触媒を担持させて、フィルタ再生時のパティキュレー
ト(排気中のカーボンを主とする微粒子)の燃焼温度を
低下させている。
The exhaust gas purifying apparatus 102 of this embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a trap filter 171 is provided instead of the catalytic converter 17, and a pressure sensor 35 is provided upstream of the trap filter 171. It is characterized in that it is added in the exhaust pipe 14. The trap filter 171 has a large number of channels formed by a honeycomb lattice made of a porous material such as ceramics, and the inlets and the outlets of the channels are alternately plugged with a sealing material.
A washcoat layer of, for example, alumina is provided on the surface thereof, and a noble metal such as Pt or Pd or a base metal catalyst such as Cu is carried thereon, and the burning temperature of particulates (fine particles mainly composed of carbon in exhaust gas) during filter regeneration. Is decreasing.

【0040】このように構成される排気浄化装置におい
て、トラップフィルタ171にパティキュレートが堆積
すると目詰まりを起こすため、圧力センサ35によって
検出される排気の圧力が高くなる。この圧力センサ35
の出力と回転数センサ30、負荷センサ31の出力に基
づいて、ECU18によってトラップフィルタ171に
おけるパティキュレートの堆積量mが計算される。
In the exhaust gas purifying apparatus thus configured, if particulates accumulate on the trap filter 171, clogging occurs, so that the pressure of exhaust gas detected by the pressure sensor 35 increases. This pressure sensor 35
The ECU 18 calculates the amount m of particulates accumulated in the trap filter 171 based on the output of the rotation speed sensor 30 and the output of the load sensor 31.

【0041】そして、その堆積量mが、パティキュレー
トの燃焼除去による再生処理が必要となる設定値m0
(たとえば10g)を越えた場合にのみ、フィルタを昇
温させる制御を行う。次に、第5実施例の排気浄化装置
102の作動を図10に示すフローチャートを用いて説
明する。以下、図5に示した第1実施例の場合のフロー
チャートと異なる部分のみについて説明する。第5実施
例ではS1013において、回転数センサ30、負荷セ
ンサ31、温度センサ32および33、車速センサ3
4、圧力センサ35からの信号を読み込む。そして、S
1014においてこれらの信号に基づいて、ECU18
によってトラップフィルタ171におけるパティキュレ
ート堆積量mが計算される。次にS1015へ進み、パ
ティキュレート堆積量mとパティキュレートの燃焼除去
(再生)が必要となる堆積量の設定値m0とを比較す
る。m<m0の場合はフィルタ再生の必要がないためS
103へ進み、従来と同様な排気還流量制御を行う。
The deposition amount m is equal to the set value m0 at which the regeneration process by burning and removing the particulates is required.
Only when it exceeds (for example, 10 g), control for raising the temperature of the filter is performed. Next, the operation of the exhaust gas purifying apparatus 102 according to the fifth embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Hereinafter, only portions different from the flowchart in the case of the first embodiment shown in FIG. 5 will be described. In the fifth embodiment, in S1013, the rotation speed sensor 30, the load sensor 31, the temperature sensors 32 and 33, the vehicle speed sensor 3
4. Read the signal from the pressure sensor 35. And S
At 1014, based on these signals, the ECU 18
Thus, the amount m of particulate accumulated in the trap filter 171 is calculated. Next, the process proceeds to S1015, where the particulate matter accumulation amount m is compared with a set value m0 of the accumulation amount at which the particulates need to be removed by combustion (regeneration). If m <m0, there is no need for filter regeneration, so S
Proceeding to 103, the same exhaust gas recirculation control as in the past is performed.

【0042】第5実施例においてはトラップフィルタに
触媒を担持させてパティキュレートの燃焼温度を低減さ
せているため、排気温度が高い高速走行時にはトラップ
フィルタ上に捕捉されたパティキュレートは自然に燃焼
する。しかし、排気温度が低い渋滞走行などでは、トラ
ップフィルタ上のパティキュレートは燃焼することなく
堆積し、設定値m0を越えることとなる。その場合には
S1021へ進んで、温度センサ33によって検出され
るトラップフィルタの温度Tfを所定値T1,T2と比
較する。それ以後は第1実施例の場合(図5)と同様に
昇温制御を行い、トラップフィルタ上でのパティキュレ
ートを焼却してトラップフィルタ171を再生させる。
In the fifth embodiment, the catalyst is carried on the trap filter to reduce the combustion temperature of the particulates. Therefore, during high-speed running with high exhaust gas temperature, the particulates trapped on the trap filter burn naturally. . However, during traffic congestion with low exhaust temperature, the particulates on the trap filter accumulate without burning and exceed the set value m0. In that case, the process proceeds to S1021, where the temperature Tf of the trap filter detected by the temperature sensor 33 is compared with predetermined values T1 and T2. Thereafter, the temperature rise control is performed as in the case of the first embodiment (FIG. 5), and the trap filter 171 is regenerated by burning the particulates on the trap filter.

【0043】第5実施例によれば、ドライバビリティや
燃費の悪化を抑制したうえで、速やかにトラップフィル
タ171の温度を昇温させてトラップフィルタを再生す
ることができるため、トラップフィルタに堆積したパテ
ィキュレートを効率よく除去することが可能となる。 (第6実施例)図11に示すように、第6実施例の排気
浄化装置103は、前述の第5実施例の排気浄化装置1
02において、温度センサ33によってトラップフィル
タ171内の温度を検出した(図9参照)のと異なり、
同様なトラップフィルタ171に対して温度センサ33
1を、トラップフィルタ171よりも下流側の排気管1
4内に設置した点に特徴を有するものである。
According to the fifth embodiment, it is possible to quickly raise the temperature of the trap filter 171 and regenerate the trap filter while suppressing deterioration in drivability and fuel efficiency. Particulates can be efficiently removed. (Sixth Embodiment) As shown in FIG. 11, the exhaust gas purification apparatus 103 of the sixth embodiment is the same as the exhaust gas purification apparatus 1 of the fifth embodiment described above.
02, the temperature inside the trap filter 171 is detected by the temperature sensor 33 (see FIG. 9).
A temperature sensor 33 for a similar trap filter 171
1 to the exhaust pipe 1 downstream of the trap filter 171.
4 is characterized in that it is installed in the inside of the device.

【0044】第6実施例の排気浄化装置103の作動は
図12のフローチャートに示されているが、図10に示
した第5実施例の場合と異なる部分のみについて説明す
る。第6実施例では、トラップフィルタ171の温度を
直接に検出する温度センサを設けていないので、図10
と同様なS1015の判定においてm>m0の場合には
S1016へ進み、トラップフィルタ上流側の排気温度
Tg1と、トラップフィルタ下流側の排気温度Tg2か
ら、間接的にトラップフィルタ温度Tfを求める。そし
て、S1021へ進む。その他の処理は図10に示す第
5実施例の場合と同様である。
The operation of the exhaust gas purifying apparatus 103 of the sixth embodiment is shown in the flowchart of FIG. 12, but only the parts different from those of the fifth embodiment shown in FIG. 10 will be described. In the sixth embodiment, a temperature sensor for directly detecting the temperature of the trap filter 171 is not provided.
If m> m0 in the determination of S1015, the process proceeds to S1016, and the trap filter temperature Tf is indirectly obtained from the exhaust gas temperature Tg1 on the upstream side of the trap filter and the exhaust gas temperature Tg2 on the downstream side of the trap filter. Then, the process proceeds to S1021. Other processes are the same as those of the fifth embodiment shown in FIG.

【0045】第6実施例によると、トラップフィルタの
構成をより簡素化したうえで、第5実施例と同様の効果
を得ることができる。 (第7実施例)前述の第1実施例においては、NOx触
媒内の排気通過量を変更する手段として吸気絞り弁13
と排気還流制御弁16を用いたのに対して、図13に示
す本例の排気浄化装置104では、過給装置(ターボチ
ャージャ)のウェイストゲートバルブ50を用いる点に
特徴がある。以下、第1実施例と異なる部分についての
み説明する。
According to the sixth embodiment, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained while simplifying the configuration of the trap filter. (Seventh Embodiment) In the first embodiment, the intake throttle valve 13 is used as means for changing the amount of exhaust gas passing through the NOx catalyst.
The exhaust gas purification apparatus 104 of this embodiment shown in FIG. 13 is characterized in that a wastegate valve 50 of a supercharger (turbocharger) is used, while the exhaust gas recirculation control valve 16 is used. Hereinafter, only the portions different from the first embodiment will be described.

【0046】排気管14内には排気タービン51と、そ
の上流側と下流側を結ぶバイパス管52を設け、バイパ
ス管52の途中にウェイストゲートバルブ50を設け
る。排気タービン51は吸気管12内の吸気タービン5
3とシャフト54によって結合されている。ウェイスト
ゲートバルブ50は、たとえば図14に示すように、通
常はダイヤフラム室501を大気と連通させるととも
に、スプリング502の力によりバイパス管52の通路
を閉じているが、ECU18の指令によって電磁弁19
に電圧が加わると、ダイヤフラム室501と大気との連
通が遮断されて、真空ポンプ20の負圧がダイヤフラム
室502へ導入され、バイパス管52の通路を開いて排
気をバイパスさせる。その際に、電磁弁19に印加され
る電圧パルスのデューティ比を変更することによってダ
イヤフラム室502内の圧力を変化させて、ウェイスト
ゲートバルブ50の開度を変更する。また、吸気タービ
ン53の下流側の吸気管12内に圧力センサ55を設け
て、通常は圧力センサ55の出力が設定値を越えた場合
にエンジンを保護するためにウェイストゲートバルブ5
0を開く(従来と同様な制御によるバルブ開度をCOと
する)。
The exhaust pipe 14 is provided with an exhaust turbine 51 and a bypass pipe 52 connecting the upstream side and the downstream side thereof. A waste gate valve 50 is provided in the middle of the bypass pipe 52. The exhaust turbine 51 is connected to the intake turbine 5 in the intake pipe 12.
3 and a shaft 54. The waste gate valve 50 normally connects the diaphragm chamber 501 to the atmosphere and closes the passage of the bypass pipe 52 by the force of the spring 502 as shown in FIG. 14, for example.
, The communication between the diaphragm chamber 501 and the atmosphere is cut off, the negative pressure of the vacuum pump 20 is introduced into the diaphragm chamber 502, and the exhaust passage is opened by opening the passage of the bypass pipe 52. At this time, the opening degree of the waste gate valve 50 is changed by changing the pressure in the diaphragm chamber 502 by changing the duty ratio of the voltage pulse applied to the solenoid valve 19. Further, a pressure sensor 55 is provided in the intake pipe 12 on the downstream side of the intake turbine 53, and usually, a waste gate valve 5 is provided to protect the engine when the output of the pressure sensor 55 exceeds a set value.
Open 0 (CO is the valve opening by the same control as the conventional one).

【0047】第7実施例の排気浄化装置104の作動を
図15のフローチャートに示す。第1実施例において
は、図5に示すS103、S108、S109、S11
2において吸気絞り弁と排気還流制御弁の開度を決定し
たのに対して、本例ではS1031、S1081、S1
091、S1121においてウェイストゲートバルブの
開度を決定する。その際のバルブ開度はC3<C1<C
2とし、たとえばバルブ開度C1では吸気減少率が20
〜40%の間の値、バルブ開度C2では吸気減少率が4
0〜60%の間の値、バルブ開度C3では吸気減少率が
10〜30%の間の値などとする。その他は第1実施例
の場合と同様である。
The operation of the exhaust emission control device 104 of the seventh embodiment is shown in the flowchart of FIG. In the first embodiment, S103, S108, S109, S11 shown in FIG.
2, the opening degrees of the intake throttle valve and the exhaust gas recirculation control valve are determined, whereas in this example, S1031, S1081, S1
In 091, S1121, the opening of the waste gate valve is determined. At this time, the valve opening degree is C3 <C1 <C
2, for example, at the valve opening C1, the intake reduction rate is 20
In the value between 4040% and the valve opening C2, the intake reduction rate is 4
A value between 0 and 60%, a value with a valve opening degree C3 between 10 and 30% of the intake reduction rate, and the like. Others are the same as in the first embodiment.

【0048】以上、通過流量変更手段として過給装置の
ウェイストゲートバルブ50のみを用いた場合について
説明したが、先に説明した吸気絞り弁や排気還流制御弁
などと組み合わせてもよいことは言うまでもない。ま
た、排気浄化手段としてNOx触媒の他に、酸化触媒や
トラップフィルタを用いてもよい。
The case where only the waste gate valve 50 of the supercharger is used as the passage flow rate changing means has been described above, but it goes without saying that it may be combined with the above-described intake throttle valve or exhaust gas recirculation control valve. . Further, in addition to the NOx catalyst, an oxidation catalyst or a trap filter may be used as the exhaust gas purifying means.

【0049】さらに、排気浄化手段の温度を直接検出す
る代わりに、排気浄化手段の上流側と下流側の排気温度
をそれぞれ検出し、それらに基づいて算出してもよい。 (第8実施例)本例は第7実施例と同様に、図13に示
した排気浄化装置104の構成において、図16に示す
フローチャートにしたがって制御を行う。以下、第7実
施例と異なる部分についてのみ説明する。
Further, instead of directly detecting the temperature of the exhaust gas purifying means, the temperatures of the exhaust gas on the upstream side and the downstream side of the exhaust gas purifying means may be detected and calculated based on them. (Eighth Embodiment) In the present embodiment, similarly to the seventh embodiment, control is performed in accordance with the flowchart shown in FIG. 16 in the configuration of the exhaust gas purification device 104 shown in FIG. Hereinafter, only portions different from the seventh embodiment will be described.

【0050】第8実施例では、S101において各信号
を読み込んだ後に、S1051において加速度aを計算
し、S1021において触媒温度Tcが低温設定値T1
よりも大きいか否かを判定する。もし、Tc<T1の場
合はS1023へ進み、S1051において求めた加速
度aが正か否かを判定する。そして、a≦0ならばS1
024へ進み、ウェイストゲートバルブ開度をC4(C
4>C2)とする。
In the eighth embodiment, after each signal is read in S101, the acceleration a is calculated in S1051, and in S1021, the catalyst temperature Tc is set to the low temperature set value T1.
It is determined whether it is greater than or equal to. If Tc <T1, the process proceeds to S1023, and it is determined whether the acceleration a obtained in S1051 is positive. And if a ≦ 0, S1
024, the waste gate valve opening is set to C4 (C
4> C2).

【0051】すなわち、触媒温度がきわめて低くかつ車
両が加速中でない場合に通常の制御を行うと、ほとんど
の場合に圧力センサ55によって検出される圧力が所定
値を越えないため、排気タービン51すなわち吸気ター
ビン53が回転することによって余剰空気がエンジンの
シリンダ内へ導入される。その結果、低温の排気が多量
に触媒を通過するため触媒が冷却され、触媒の活性化が
困難となる。
That is, if normal control is performed when the catalyst temperature is extremely low and the vehicle is not accelerating, the pressure detected by the pressure sensor 55 does not exceed a predetermined value in most cases. As the turbine 53 rotates, excess air is introduced into the cylinder of the engine. As a result, since a large amount of low-temperature exhaust gas passes through the catalyst, the catalyst is cooled, and activation of the catalyst becomes difficult.

【0052】そこで本例ではそのような状態を検出し、
S1024においてウェイストゲートバルブをたとえば
全開とすることによって余剰空気を減少させて、排気温
度を昇温させることにより触媒を活性化させる。しかし
加速時にこの制御を行うと、過給の効果がなくなってド
ライバビリティが悪化する可能性があるため、S102
3においてa>0の場合はS1031へ進み、従来と同
様な制御を行う。加速時は排気温度が高いため、従来と
同様な制御でも触媒の早期に活性化させることができ
る。一方、S1021においてTc>T1の場合はS1
022へ進み、以下、第7実施例の場合と同様に制御を
行う。
Therefore, in this example, such a state is detected,
In step S1024, the waste air is reduced by, for example, fully opening the waste gate valve, and the catalyst is activated by increasing the exhaust gas temperature. However, if this control is performed during acceleration, the effect of supercharging may be lost and drivability may be degraded.
If a> 0 in 3, the flow advances to S1031, and the same control as in the related art is performed. At the time of acceleration, the exhaust gas temperature is high, so that the catalyst can be activated at an early stage by the same control as in the past. On the other hand, if Tc> T1 in S1021, S1
Proceeding to 022, control is performed in the same manner as in the seventh embodiment.

【0053】以上、排気の通過流量変更手段として過給
装置のウェイストゲートバルブのみを用いた場合につい
て説明したが、先に説明した吸気絞り弁や排気還流制御
弁などと組み合わせてもよいことは言うまでもない。例
えば、排気通路中に介装された排気浄化手段と、前記排
気浄化手段を通過する排気の流量を変更する通過流量変
更手段と、前記排気浄化手段の入口部の排気温度を検出
する排気温度検出手段と、前記排気浄化手段の温度を検
出、あるいは推定する排気浄化手段の温度検出手段と、
前記排気温度検出手段の出力と前記排気浄化手段の温度
検出手段の出力とを比較する温度比較手段と、前記温度
比較手段の出力をもとにして、前記排気浄化手段の入口
部の排気の温度よりも前記排気浄化手段の温度が高いと
きは、前記排気浄化手段を通過する排気流量を減少さ
せ、前記排気浄化手段の入口部の排気の温度よりも前記
排気浄化手段の温度が低いときは、前記排気浄化手段を
通過する排気の流量を増加させるように前記通過流量変
更手段に対し信号を与える通過流量補正手段と、を備え
ていることで以下のような効果を奏する。すなわち、排
気浄化手段の入口部の排気温度(以下、Tgという)が
排気浄化手段の温度(以下、Tc)よりも低い場合には
触媒を通過する排気流量(以下通過流量)を減少させ、
多量の低温排気が通過することによって排気浄化手段が
冷却されるのを防止する。逆にTg>Tcの場合には多
量の高温排気を排気浄化手段内へ導入し、排気浄化手段
を速やかに昇温させることによって排気浄化に適した温
度になるように制御する。これにより排気浄化性能の大
幅な向上が可能となる。
The case where only the waste gate valve of the supercharger is used as the means for changing the flow rate of exhaust gas has been described above, but it goes without saying that the exhaust gate may be combined with the above-described intake throttle valve or exhaust gas recirculation control valve. No. For example, exhaust purifying means interposed in an exhaust passage, passing flow rate changing means for changing a flow rate of exhaust gas passing through the exhaust purifying means, and exhaust temperature detecting means for detecting an exhaust gas temperature at an inlet of the exhaust purifying means. Means, temperature detection means of the exhaust purification means for detecting or estimating the temperature of the exhaust purification means,
Temperature comparing means for comparing the output of the exhaust gas temperature detecting means with the output of the temperature detecting means of the exhaust gas purifying means; and the temperature of the exhaust gas at the inlet of the exhaust gas purifying means based on the output of the temperature comparing means. When the temperature of the exhaust gas purification means is higher than that, the flow rate of exhaust gas passing through the exhaust gas purification means is reduced, and when the temperature of the exhaust gas purification means is lower than the temperature of exhaust gas at the inlet of the exhaust gas purification means, The following effects are obtained by providing the passage flow rate correction means for giving a signal to the passage flow rate change means so as to increase the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust gas purification means. That is, when the exhaust gas temperature (hereinafter, referred to as Tg) at the inlet of the exhaust gas purifying means is lower than the temperature (hereinafter, referred to as Tc) of the exhaust gas purifying means, the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst (hereinafter referred to as the flow rate) is reduced,
Exhaust gas purifying means is prevented from being cooled by passing a large amount of low-temperature exhaust gas. Conversely, when Tg> Tc, a large amount of high-temperature exhaust gas is introduced into the exhaust gas purifying means, and the temperature of the exhaust gas purifying means is quickly raised to control the temperature to be suitable for exhaust gas purification. This makes it possible to significantly improve exhaust gas purification performance.

【0054】また、排気浄化手段としてNOx触媒の他
に酸化触媒やトラップフィルタを用いてもよい。さら
に、排気浄化手段の温度を直接検出する代わりに、排気
浄化手段の上流側と下流側の排気温度を検出し、それら
をもとにして計算して求めてもよい。
Further, an oxidation catalyst or a trap filter may be used as the exhaust gas purifying means in addition to the NOx catalyst. Further, instead of directly detecting the temperature of the exhaust gas purifying means, the temperature of the exhaust gas on the upstream side and the downstream side of the exhaust gas purifying means may be detected and calculated based on them.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例としての排気浄化装置を示
す全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an exhaust gas purification device as a first embodiment of the present invention.

【図2】触媒によるNOx浄化率の温度による変化を示
す線図である。
FIG. 2 is a graph showing a change in a NOx purification rate by a catalyst with temperature.

【図3】従来技術の問題点を説明するための走行パター
ンのタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart of a traveling pattern for explaining a problem of the related art.

【図4】第1実施例の排気浄化装置の一部を拡大して示
す概念的断面図である。
FIG. 4 is a conceptual cross-sectional view showing an enlarged part of the exhaust gas purification device of the first embodiment.

【図5】第1実施例の排気浄化装置の作動を示すフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the exhaust gas purifying apparatus of the first embodiment.

【図6】第1実施例の効果を説明するための走行パター
ンのタイムチャートである。
FIG. 6 is a time chart of a traveling pattern for explaining the effect of the first embodiment.

【図7】本発明の第2実施例としての排気浄化装置を示
す全体構成図である。
FIG. 7 is an overall configuration diagram showing an exhaust gas purification apparatus as a second embodiment of the present invention.

【図8】第2実施例の排気浄化装置の作動を示すフロー
チャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the exhaust gas purification device of the second embodiment.

【図9】本発明の第5実施例としての排気浄化装置を示
す全体構成図である。
FIG. 9 is an overall configuration diagram showing an exhaust gas purification apparatus as a fifth embodiment of the present invention.

【図10】第5実施例の排気浄化装置の作動を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the exhaust gas purification apparatus of the fifth embodiment.

【図11】本発明の第6実施例としての排気浄化装置を
示す全体構成図である。
FIG. 11 is an overall configuration diagram showing an exhaust emission control device as a sixth embodiment of the present invention.

【図12】第6実施例の排気浄化装置の作動を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the exhaust emission control device of the sixth embodiment.

【図13】本発明の第7実施例としての排気浄化装置を
示す全体構成図である。
FIG. 13 is an overall configuration diagram showing an exhaust emission control device as a seventh embodiment of the present invention.

【図14】第7実施例の排気浄化装置の一部を拡大して
示す概念的断面図である。
FIG. 14 is a conceptual cross-sectional view showing a part of an exhaust emission control device according to a seventh embodiment in an enlarged manner.

【図15】第7実施例の排気浄化装置の作動を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the exhaust emission control device of the seventh embodiment.

【図16】第8実施例の排気浄化装置の作動を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the exhaust emission control device according to the eighth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ディーゼルエンジン 12 吸気管 13 吸気絞り弁 14 排気管 15 排気還流管 16 排気還流制御弁 17 触媒コンバータ 18 制御ユニット(ECU) 19 電磁弁 20 真空ポンプ 30 回転数センサ 31 負荷センサ 32 33…温度センサ 34 車速センサ 35 圧力センサ 50 ウェイストゲートバルブ 51 排気タービン 52 バイパス管 53 吸気タービン 55 圧力センサ 171 トラップフィルタ 331 温度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Diesel engine 12 Intake pipe 13 Intake throttle valve 14 Exhaust pipe 15 Exhaust recirculation pipe 16 Exhaust recirculation control valve 17 Catalytic converter 18 Control unit (ECU) 19 Solenoid valve 20 Vacuum pump 30 Speed sensor 31 Load sensor 32 33 ... Temperature sensor 34 Vehicle speed sensor 35 pressure sensor 50 wastegate valve 51 exhaust turbine 52 bypass pipe 53 intake turbine 55 pressure sensor 171 trap filter 331 temperature sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 9/02 ZAB F02D 9/02 ZABS 41/02 310 41/02 310E 43/00 ZAB 43/00 ZAB 301 301K 301T 301N 45/00 ZAB 45/00 ZAB 301 301F 310 310R 360 360C F02M 25/07 ZAB F02M 25/07 ZAB 550 550K 550J 550R (72)発明者 大畑 耕一 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location F02D 9/02 ZAB F02D 9/02 ZABS 41/02 310 41/02 310E 43/00 ZAB 43/00 ZAB 301 301K 301T 301N 45/00 ZAB 45/00 ZAB 301 301F 310 310R 360 360C F02M 25/07 ZAB F02M 25/07 ZAB 550 550K 550J 550R Inside DENSO Corporation

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気通路中に介装された排気浄化手段
と、 吸気通路中に介装された吸気絞り弁、および前記排気通
路から前記吸気通路への排気還流量を制御する排気還流
制御弁を有し、前記排気浄化手段を通過する排気の流量
を変更する通過流量変更手段と、 前記排気浄化手段の入口部の排気温度を検出する排気温
度検出手段と、 前記排気浄化手段の温度を検出、あるいは推定する排気
浄化手段の温度検出手段と、 前記排気温度検出手段の出力と前記排気浄化手段の温度
検出手段の出力とを比較する温度比較手段と、 前記温度比較手段の出力をもとにして、前記排気浄化手
段の入口部の排気の温度よりも前記排気浄化手段の温度
が高いときは、前記排気浄化手段を通過する排気流量を
減少させ、前記排気浄化手段の入口部の排気の温度より
も前記排気浄化手段の温度が低いときは、前記排気浄化
手段を通過する排気の流量を増加させるように前記通過
流量変更手段の前記吸気絞り弁および前記排気還流制御
弁に対し信号を与える通過流量補正手段と、 を備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装
置。
An exhaust purification device disposed in an exhaust passage; an intake throttle valve disposed in an intake passage; and an exhaust gas recirculation control valve for controlling an amount of exhaust gas recirculated from the exhaust passage to the intake passage. Having a flow rate changing means for changing a flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust gas purifying means; an exhaust temperature detecting means for detecting an exhaust gas temperature at an inlet of the exhaust gas purifying means; and detecting a temperature of the exhaust gas purifying means. Or, a temperature detecting means of the exhaust gas purifying means for estimating, a temperature comparing means for comparing an output of the exhaust gas temperature detecting means with an output of the temperature detecting means of the exhaust gas purifying means, and an output of the temperature comparing means. When the temperature of the exhaust gas purifying means is higher than the temperature of the exhaust gas at the inlet of the exhaust gas purifying means, the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust gas purifying means is reduced, and the temperature of the exhaust gas at the inlet of the exhaust gas purifying means is reduced. Than When the temperature of the exhaust gas purifying means is low, a flow rate correction for giving a signal to the intake throttle valve and the exhaust gas recirculation control valve of the flow rate changing means so as to increase the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust gas purifying means. And an exhaust purification device for an internal combustion engine.
【請求項2】 車両の運転状態を検出する運転状態検出
手段を有し、 前記通過流量補正手段は、前記温度比較手段と前記運転
状態検出手段の出力をもとにして、前記排気浄化手段の
入口部の排気温度よりも前記排気浄化手段の温度が高い
ときのうち、前記運転状態検出手段が、車両が減速時も
しくはアイドリング時であることを検出したときには、
前記吸気絞り弁の開度を小さくするとともに排気流量制
御弁の開度を大きくして、前記排気浄化手段を通過する
排気流量の減少補正量を増加させ、前記運転状態検出手
段が、車両が加速時であることを検出したときには、前
記吸気絞り弁の開度を大きくするとともに前記排気還流
制御弁の開度を小さくして前記排気浄化手段を通過する
排気流量の減少補正量を減少させることを特徴とする請
求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。
2. The vehicle according to claim 1, further comprising an operating state detecting unit configured to detect an operating state of the vehicle, wherein the passing flow rate correcting unit is configured to detect an operating state of the exhaust purifying unit based on outputs of the temperature comparing unit and the operating state detecting unit. While the temperature of the exhaust gas purifying means is higher than the exhaust gas temperature at the inlet, when the operating state detecting means detects that the vehicle is decelerating or idling,
The opening degree of the intake throttle valve is reduced and the opening degree of the exhaust flow rate control valve is increased to increase the correction amount for decreasing the exhaust flow rate passing through the exhaust purification means. When it is detected that the time has elapsed, the opening degree of the intake throttle valve is increased, and the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve is decreased, so that the decrease correction amount of the exhaust flow rate passing through the exhaust gas purifying means is reduced. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記排気温度検出手段は、前記排気浄化
手段の入口部および出口部の排気温度を検出する手段を
有し、 前記排気浄化手段の温度検出手段は、 前記排気温度検出手段の出力した前記排気浄化手段の入
口部および出口部の排気温度をもとにして、前記排気浄
化手段の温度を推定する温度推定手段と、 を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2
の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. The exhaust gas temperature detecting means includes means for detecting exhaust gas temperatures at an inlet and an outlet of the exhaust gas purifying means. The temperature detecting means of the exhaust gas purifying means includes an output of the exhaust gas temperature detecting means. 3. A temperature estimating means for estimating the temperature of the exhaust gas purifying means on the basis of the exhaust gas temperatures at the inlet and outlet of the exhaust gas purifying means.
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of the above.
【請求項4】 前記排気浄化手段として、NOx還元触
媒、または酸化触媒、またはトラップフィルタ、または
これらのうちの複数のものの組み合わせを備えているこ
とを特徴とする請求項1または請求項2の何れかに記載
の内燃機関の排気浄化装置。
4. The exhaust gas purifying device according to claim 1, further comprising a NOx reduction catalyst, an oxidation catalyst, a trap filter, or a combination of a plurality of these. An exhaust purification device for an internal combustion engine according to any one of the above.
【請求項5】 前記通過流量補正手段は、前記温度比較
手段と前記運転状態検出手段の出力をもとにして、 前記排気浄化手段の入口部の排気温度よりも前記排気浄
化手段の温度が高い場合のうち車両加速時には、前記吸
気絞り弁の開度をA1とするとともに、前記排気還流制
御弁の開度をB1とし、車両減速時およびアイドリング
時には前記吸気絞り弁の開度をA2(A2<A1)とす
るとともに、前記排気還流制御弁の開度をB2(B2>
B1)とし、 前記排気浄化手段の入口部の排気温度よりも前記排気浄
化手段の温度が低い場合のうち車両加速時には、前記吸
気絞り弁の開度をA3(A3>A1)とするとともに、
前記排気還流制御弁の開度をB3(B3<B1)とし、 車両の運転状態に応じて、吸入空気量と排気還流量とを
独立に変更するように前記吸気絞り弁と前記排気還流制
御弁の開度を制御することを特徴とする請求項1ないし
請求項4の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. The temperature of the exhaust gas purifying means is higher than the exhaust gas temperature at the inlet of the exhaust gas purifying means based on the outputs of the temperature comparing means and the operating state detecting means. In the case, when the vehicle is accelerating, the opening degree of the intake throttle valve is set to A1, the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve is set to B1, and the opening degree of the intake throttle valve is set to A2 (A2 <A2) during deceleration and idling of the vehicle. A1), and the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve is set to B2 (B2>
B1), the opening degree of the intake throttle valve is set to A3 (A3> A1) when the vehicle is accelerating while the temperature of the exhaust purification unit is lower than the exhaust gas temperature at the inlet of the exhaust purification unit;
The opening degree of the exhaust gas recirculation control valve is B3 (B3 <B1), and the intake throttle valve and the exhaust gas recirculation control valve are configured to independently change the intake air amount and the exhaust gas recirculation amount according to the driving state of the vehicle. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the opening degree of the exhaust gas is controlled.
【請求項6】 前記通過流量変更手段は、過給装置のウ
ェイストゲートバルブを有し、 前記通過流量補正手段は、前記温度比較手段と前記運転
状態検出手段の出力をもとにして、 前記排気浄化手段の入口部の排気温度よりも排気浄化手
段の温度が高い場合のうち、車両加速時には前記ウェイ
ストゲートバルブのバルブ開度をC1とし、車両減速時
およびアイドリング時にはバルブ開度をC2(C2>C
1)とし、 前記排気浄化手段の入口部の排気温度よりも前記排気浄
化手段の温度が低い場合のうち、車両加速時にはバルブ
開度をC3(C3<C1)とし、前記排気浄化手段の温
度が所定値T1よりも低くかつ車両加速時でないときに
はバルブ開度をC4(C4>C2)とすることを特徴と
する請求項1ないし請求項4の何れかに記載の内燃機関
の排気浄化装置。内燃機関の排気浄化装置。
6. The passing flow rate changing means has a waste gate valve of a supercharging device, and the passing flow rate correcting means is configured to output the exhaust gas based on outputs of the temperature comparing means and the operating state detecting means. In the case where the temperature of the exhaust gas purifying means is higher than the exhaust gas temperature at the inlet of the purifying means, the valve opening of the waste gate valve is set to C1 during vehicle acceleration, and the valve opening is set to C2 (C2>) during vehicle deceleration and idling. C
In the case where the temperature of the exhaust gas purification unit is lower than the exhaust gas temperature at the inlet of the exhaust gas purification unit, the valve opening is set to C3 (C3 <C1) during vehicle acceleration, and the temperature of the exhaust gas purification unit is set to 1). 5. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve opening degree is set to C4 (C4> C2) when the temperature is lower than the predetermined value T1 and the vehicle is not accelerating. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
【請求項7】 前記通過流量補正手段は、前記排気浄化
手段の温度が所定値T1よりも低いか、あるいは第2の
所定値T2(T1<T2)よりも高いときは、前記排気
浄化手段を通過する排気流量を減少させる操作を中止す
ることを特徴とする請求項1ないし請求項6の何れかに
記載の内燃機関の排気浄化装置。
7. The passing flow rate correcting means, when the temperature of the exhaust gas purifying means is lower than a predetermined value T1 or higher than a second predetermined value T2 (T1 <T2). The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the operation of reducing the flow rate of the exhaust gas passing therethrough is stopped.
【請求項8】 前記通過流量補正手段は、前記運転状態
検出手段によって検出した内燃機関の出力が所定値より
も大きいときは、前記排気浄化手段を通過する排気流量
を減少させる操作を中止することを特徴とする請求項2
ないし請求項7の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装
置。
8. When the output of the internal combustion engine detected by the operating state detecting means is larger than a predetermined value, the passing flow rate correcting means stops the operation of decreasing the exhaust flow rate passing through the exhaust purifying means. 3. The method according to claim 2, wherein
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 7 to 7.
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