JP2003161140A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気を
浄化する技術に関し、特に、排気中に含まれる微粒子を
捕集する機構を備えた排気浄化技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for purifying exhaust gas from an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purification technique provided with a mechanism for collecting fine particles contained in the exhaust gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、自動車等に搭載される内燃機関で
は、排気エミッションの向上が要求されており、特に軽
油を燃料とする圧縮着火式のディーゼル機関では、一酸
化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯ
x）等に加え、排気中に含まれる煤やＳＯＦ（Soluble O
rganic Fraction）等の微粒子（ＰＭ：Particulate Mat
ter）を浄化もしくは除去することが要求されている。2. Description of the Related Art In recent years, internal combustion engines mounted on automobiles and the like have been required to have improved exhaust emissions. Particularly, in compression ignition diesel engines that use light oil as fuel, carbon monoxide (CO), hydrocarbons, etc. (HC), nitrogen oxides (NO
x) etc., as well as soot and SOF (Soluble O
Fine particles such as rganic fraction (PM: Particulate Mat)
ter) is required to be purified or removed.
【０００３】このため、ディーゼル機関では、断面積が
非常に小さい細孔を多数備えた多孔質の基材からなるパ
ティキュレートフィルタを排気通路に配置し、そのパテ
ィキュレートフィルタの細孔に排気を流すことにより、
排気中のＰＭを捕集する方法が知られている。Therefore, in a diesel engine, a particulate filter made of a porous base material having a large number of pores having a very small cross-sectional area is arranged in the exhaust passage, and exhaust gas is flowed through the pores of the particulate filter. By
A method of collecting PM in exhaust gas is known.
【０００４】一方、パティキュレートフィルタのＰＭ捕
集量が過剰に増加すると、パティキュレートにおける排
気抵抗が高くなり、それに応じて内燃機関に作用する背
圧が過剰に高くなる虞があるため、パティキュレートフ
ィルに捕集されたＰＭを適当な時期に浄化してパティキ
ュレートフィルタのＰＭ捕集能力を再生させる必要があ
る。On the other hand, if the amount of trapped PM in the particulate filter is excessively increased, the exhaust resistance of the particulates may be increased and the back pressure acting on the internal combustion engine may be excessively increased accordingly. It is necessary to purify the PM trapped in the fill at an appropriate time to regenerate the PM trapping ability of the particulate filter.
【０００５】このような要求に対し、例えば、特開平５
−３１２０２１号公報に記載されているようなディーゼ
ルエンジンの排気浄化装置が提案されている。In response to such a request, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
An exhaust emission control device for a diesel engine as disclosed in Japanese Patent No. 312021 has been proposed.
【０００６】前記した公報に記載されているディーゼル
エンジンの排気浄化装置は、ディーゼルエンジンの排気
系に配置されたパティキュレートフィルタと、パティキ
ュレートフィルタの圧力損失値が再生時期判断用圧力損
失値を越えた場合にパティキュレートフィルタを再生す
る再生手段とを備えたディーゼルエンジンの排気浄化装
置において、パティキュレートフィルタの新品時に該パ
ティキュレートフィルタの圧力損失値を検出し、その圧
力損失値に応じて再生時期判断用圧力損失値を設定する
よう構成されている。In the diesel engine exhaust gas purification apparatus described in the above-mentioned publication, the particulate filter disposed in the exhaust system of the diesel engine and the pressure loss value of the particulate filter exceed the regeneration timing determining pressure loss value. In the exhaust gas purification device of a diesel engine equipped with a regeneration means for regenerating the particulate filter, the pressure loss value of the particulate filter is detected when the particulate filter is new, and the regeneration timing is determined according to the pressure loss value. It is configured to set a judgment pressure loss value.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、パティキュ
レートフィルタの使用過程では、アッシュ等のように通
常の再生処理では除去することができない物質がパティ
キュレートフィルタに堆積するため、パティキュレート
非捕集時におけるパティキュレートフィルタの圧力損失
が変化する場合があるとともに、パティキュレートフィ
ルタの圧力損失値を検出するセンサの出力特性が経時劣
化などによって変化し易いため、パティキュレートフィ
ルタの実際の圧力損失値とセンサにより検出される圧力
損失値との間に誤差が生じる場合がある。By the way, in the process of using the particulate filter, substances such as ash that cannot be removed by the normal regeneration process are deposited on the particulate filter. The pressure loss of the particulate filter may change and the output characteristics of the sensor that detects the pressure loss value of the particulate filter are subject to change over time, so the actual pressure loss value of the particulate filter and the sensor There may be an error with the pressure loss value detected by.
【０００８】しかしながら、前述した従来の技術では、
パティキュレートフィルタの新品時に検出された圧力損
失値に従って該パティキュレートフィルタの再生時期が
判定されるため、パティキュレート非捕集時におけるパ
ティキュレートフィルタの圧力損失値が変化した場合、
或いはパティキュレートフィルタの実際の圧力損失値と
センサにより検出される圧力損失値との間に誤差が発生
した場合には、パティキュレートの捕集に起因した圧力
損失を正確に検出することができなくなり、パティキュ
レートフィルタの再生時期を精度良く判定することが困
難となる。However, in the above-mentioned conventional technique,
Since the regeneration time of the particulate filter is determined according to the pressure loss value detected when the particulate filter is new, when the pressure loss value of the particulate filter during non-collection of particulates changes,
Alternatively, if an error occurs between the actual pressure loss value of the particulate filter and the pressure loss value detected by the sensor, it will not be possible to accurately detect the pressure loss due to the collection of particulates. However, it becomes difficult to accurately determine the regeneration timing of the particulate filter.
【０００９】本発明は、上記したような種々の問題点に
鑑みてなされたものであり、排気中に含まれる煤などの
微粒子を捕集する捕集機構を備えた内燃機関の排気浄化
装置において、捕集機構の再生時期を精度良く判定する
ことができる技術を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the various problems described above, and is an exhaust emission control system for an internal combustion engine equipped with a trapping mechanism for trapping particulates such as soot contained in exhaust gas. It is an object of the present invention to provide a technique capable of accurately determining the regeneration timing of the collection mechanism.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】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、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関
の排気通路に設けられ、排気中に含まれる微粒子を捕集
可能な捕集機構と、前記捕集機構による圧力損失を検出
する圧損検出手段と、前記圧損検出手段により検出され
た圧力損失が所定の判定基準値以上となった時点で前記
捕集機構に捕集された微粒子を除去する再生手段と、前
記再生手段により前記捕集機構の再生が行われた直後の
前記圧損検出手段の検出値に基づいて前記判定基準値を
補正する補正手段と、を備えている。The present invention adopts the following means in order to solve the above problems. That is, the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is provided with an exhaust passage of the internal combustion engine, a collection mechanism capable of collecting fine particles contained in exhaust gas, and a pressure loss for detecting a pressure loss by the collection mechanism. Detecting means, regenerating means for removing fine particles trapped in the trapping mechanism when the pressure loss detected by the pressure loss detecting means exceeds a predetermined judgment reference value, and the trapping by the regenerating means. And a correction unit that corrects the determination reference value based on the detection value of the pressure loss detection unit immediately after the mechanism is regenerated.
【００１１】この発明は、内燃機関の排気通路に設けら
れた捕集機構と、捕集機構の圧力損失を検出する圧損検
出手段と、圧損検出手段の検出値が所定の判定基準値以
上となった時点で前記捕集機構の再生処理を行う再生手
段とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、捕集機
構の再生処理が行われた直後の圧損検出手段の検出値に
基づいて判定基準値を補正することを最大の特徴として
いる。According to the present invention, the collecting mechanism provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, the pressure loss detecting means for detecting the pressure loss of the collecting mechanism, and the detection value of the pressure loss detecting means are equal to or more than a predetermined judgment reference value. In the exhaust gas purification apparatus of the internal combustion engine, which comprises a regenerating means for performing the regenerating processing of the collecting mechanism at a time point, a judgment reference value based on the detection value of the pressure loss detecting means immediately after the regenerating processing of the collecting mechanism is performed. The main feature is to correct.
【００１２】かかる内燃機関の排気浄化装置では、再生
手段は、圧損検出手段により検出された圧力損失が判定
基準値以上になると、捕集機構に捕集された微粒子を除
去すべく再生処理を実行する。In such an exhaust emission control system for an internal combustion engine, when the pressure loss detected by the pressure loss detecting means becomes equal to or higher than the judgment reference value, the regenerating means executes a regenerating process to remove the fine particles trapped by the trapping mechanism. To do.
【００１３】再生手段による捕集機構の再生処理が終了
すると、直ちに圧損検出手段が捕集機構の圧力損失を検
出する。捕集機構は、再生処理終了直後に圧損検出手段
が検出した圧力損失に応じて判定基準値を補正する。When the regenerating process of the collecting mechanism by the regenerating means is completed, the pressure loss detecting means immediately detects the pressure loss of the collecting mechanism. The collection mechanism corrects the determination reference value according to the pressure loss detected by the pressure loss detection means immediately after the end of the regeneration process.
【００１４】この場合、判定基準値は、微粒子が捕集さ
れていない状態の捕集機構の圧力損失に応じて補正され
ることとなり、補正後の判定基準値には、捕集機構に微
粒子が捕集されていない状況下での圧損検出手段の検出
値が反映された値となる。In this case, the judgment reference value is corrected according to the pressure loss of the collecting mechanism in the state where the fine particles are not collected, and the corrected judgment reference value includes the fine particles in the collecting mechanism. The detected value of the pressure loss detecting means in a state where the pressure loss is not collected is reflected.
【００１５】この結果、微粒子以外の物質の堆積により
微粒子が捕集されていない状態の捕集機構の圧力損失が
変化した場合、或いは、圧損検出手段の検出特性が経時
変化した場合などにおいても、微粒子の捕集に起因した
圧力損失が正確に検出されるようになる。As a result, even when the pressure loss of the trapping mechanism changes in the state where the particulates are not trapped due to the accumulation of substances other than the particulates, or when the detection characteristics of the pressure loss detecting means change over time, The pressure loss due to the collection of fine particles can be accurately detected.
【００１６】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置にお
いて、捕集機構の圧力損失を検出する方法としては、捕
集機構より上流の排気通路における排気圧力と捕集機構
より下流の排気通路における排気圧力との差圧を検出す
る方法や、内燃機関が特定の運転条件にあるときの吸入
空気量に基づいて推定する方法などを例示することがで
きる。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the method for detecting the pressure loss of the collecting mechanism is as follows: exhaust pressure in the exhaust passage upstream of the collecting mechanism and exhaust gas in the exhaust passage downstream of the collecting mechanism. Examples thereof include a method of detecting a pressure difference from the pressure and a method of estimating based on the intake air amount when the internal combustion engine is under a specific operating condition.
【００１７】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
再生手段により捕集機構の再生が行われた直後の圧損検
出手段の検出値に基づいて、微粒子が捕集されていない
状態の捕集機構の圧力損失を学習する学習手段を更に備
えるようにしてもよい。この場合、補正手段は、学習手
段により学習された圧力損失に応じて判定基準値を補正
するようにしてもよい。An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention,
Based on the detection value of the pressure loss detection means immediately after the regeneration of the collection mechanism by the regeneration means, there is further provided a learning means for learning the pressure loss of the collection mechanism in the state where no fine particles are collected. Good. In this case, the correction unit may correct the determination reference value according to the pressure loss learned by the learning unit.
【００１８】尚、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置
が捕集機構に吸蔵された硫黄酸化物を除去する被毒解消
手段を更に備えている場合には、学習手段は、再生手段
により捕集機構の再生が行われた直後、およびまたは、
被毒解消手段により捕集機構の被毒が解消された直後の
圧損検出手段の検出値を、微粒子が捕集されていない状
態の捕集機構の圧力損失として学習するようにしてもよ
い。When the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention further comprises poisoning elimination means for removing the sulfur oxides stored in the collection mechanism, the learning means uses the regeneration means for collecting. Immediately after the collection mechanism is regenerated, and / or
The detection value of the pressure loss detecting means immediately after the poisoning of the collecting mechanism is eliminated by the poisoning eliminating means may be learned as the pressure loss of the collecting mechanism in the state where the fine particles are not collected.
【００１９】これは、捕集機構に吸蔵された硫黄酸化物
を除去する場合には、捕集機構に捕集されている微粒子
も除去されることになるからである。This is because when the sulfur oxides stored in the collecting mechanism are removed, the fine particles collected in the collecting mechanism are also removed.
【００２０】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置において、補正手段は、学習手段により学習された圧
力損失が増加するほど判定基準値を増加させるようにし
てもよい。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the correction means may increase the determination reference value as the pressure loss learned by the learning means increases.
【００２１】これは、微粒子以外の物質の堆積により微
粒子が捕集されていない状態の捕集機構の圧力損失が増
加した場合に判定基準値が増加補正されないと、捕集機
構に捕集された微粒子量が少ないにも関わらず捕集機構
の圧力損失が判定基準値に達してしまい、捕集機構の再
生処理実行回数が不必要に増加する虞があるからであ
る。This is because when the pressure drop of the trapping mechanism in the state where the particulates are not trapped is increased due to the accumulation of the substance other than the particulates, and the judgment reference value is not corrected to be increased, it is trapped by the trapping mechanism. This is because the pressure loss of the collection mechanism may reach the determination reference value even if the amount of fine particles is small, and the number of times the regeneration process is performed by the collection mechanism may unnecessarily increase.
【００２２】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置は、学習手段により学習された圧力損失が所定値を越
えた場合に捕集機構が異常であると判定する異常判定手
段を更に備えるようにしてもよい。Further, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention further comprises abnormality determining means for determining that the collecting mechanism is abnormal when the pressure loss learned by the learning means exceeds a predetermined value. You may
【００２３】これは、微粒子以外の物質の堆積により微
粒子が捕集されていない状態の捕集機構の圧力損失が過
剰に高くなると、内燃機関に作用する背圧が過剰に高く
なり、燃料消費量の不要な増加や内燃機関のドライバビ
リティ低下、更には排気エミッションの悪化を招くから
である。This is because when the pressure loss of the trapping mechanism in the state where the particulates are not trapped is excessively increased due to the accumulation of the substance other than the particulates, the back pressure acting on the internal combustion engine becomes excessively high and the fuel consumption This leads to an unnecessary increase in fuel consumption, a decrease in drivability of the internal combustion engine, and deterioration of exhaust emission.
【００２４】尚、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置
において、捕集機構としては、パティキュレートフィル
タ、或いはＮＯx触媒が担持されたパティキュレートフ
ィルタ等を例示することができる。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the collecting mechanism may be a particulate filter or a particulate filter carrying a NOx catalyst.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて
説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Specific embodiments of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２６】図１は、本発明に係る排気浄化装置を適用
する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and an intake / exhaust system thereof to which an exhaust purification system according to the present invention is applied.
【００２７】図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を
有する圧縮着火式のディーゼル機関である。この内燃機
関１には、各気筒２の燃焼室内へ直接燃料を噴射する燃
料噴射弁３と、該内燃機関１の機関出力軸たるクランク
シャフトが所定の角度（例えば、１５°）回転する度に
パルス信号を出力するクランクポジションセンサ４と、
該内燃機関１の図示しないウォータージャケットを流れ
る冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温セン
サ５とが取り付けられている。The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a compression ignition type diesel engine having four cylinders 2. In this internal combustion engine 1, a fuel injection valve 3 for injecting fuel directly into the combustion chamber of each cylinder 2 and a crankshaft that is an engine output shaft of the internal combustion engine 1 are rotated every predetermined angle (for example, 15 °). A crank position sensor 4 that outputs a pulse signal,
A water temperature sensor 5 that outputs an electric signal corresponding to the temperature of cooling water flowing through a water jacket (not shown) of the internal combustion engine 1 is attached.
【００２８】前記した燃料噴射弁３は、燃料パイプ６を
介して蓄圧室（コモンレール）７と接続されている。前
記コモンレール７は、燃料タンク８に取り付けられた燃
料ポンプ９と燃料パイプ１０を介して接続されるととも
に、リターンパイプ１１を介して燃料タンク８と接続さ
れている。The fuel injection valve 3 is connected to a pressure accumulating chamber (common rail) 7 via a fuel pipe 6. The common rail 7 is connected to a fuel pump 9 attached to a fuel tank 8 via a fuel pipe 10, and is also connected to a fuel tank 8 via a return pipe 11.
【００２９】前記コモンレール７におけるリターンパイ
プ１１の接続部位には、該コモンレール７内の燃料圧力
が予め設定された最大圧力より低いときは閉弁してコモ
ンレール７とリターンパイプ１１との導通を遮断し、コ
モンレール７内の燃料圧力が前記最大圧力以上となった
ときは開弁してコモンレール７とリターンパイプ１１と
の導通を許容する圧力調整弁１２が設けられている。When the fuel pressure in the common rail 7 is lower than a preset maximum pressure, the common rail 7 is connected to the return pipe 11 by closing the valve to shut off the conduction between the common rail 7 and the return pipe 11. A pressure adjusting valve 12 is provided which opens when the fuel pressure in the common rail 7 becomes equal to or higher than the maximum pressure and allows the common rail 7 and the return pipe 11 to conduct.
【００３０】前記コモンレール７には、該コモンレール
７内の燃料圧力に応じた電気信号を出力する燃料圧セン
サ１３が取り付けられている。A fuel pressure sensor 13 for outputting an electric signal according to the fuel pressure in the common rail 7 is attached to the common rail 7.
【００３１】このように構成された燃料系では、燃料ポ
ンプ９が燃料タンク８内に貯蔵された燃料を汲み上げ、
汲み上げた燃料を燃料パイプ１０を介して前記コモンレ
ール７へ圧送する。その際、燃料ポンプ９の燃料吐出量
は、前記した燃料圧センサ１３の出力信号値に基づいて
フィードバック制御される。In the fuel system thus constructed, the fuel pump 9 pumps up the fuel stored in the fuel tank 8,
The pumped fuel is pressure-fed to the common rail 7 through the fuel pipe 10. At that time, the fuel discharge amount of the fuel pump 9 is feedback-controlled based on the output signal value of the fuel pressure sensor 13 described above.
【００３２】燃料ポンプ９からコモンレール７へ供給さ
れた燃料は、該燃料の圧力が所望の目標圧力に達するま
で蓄圧される。コモンレール７において目標圧力まで蓄
圧された燃料は、燃料パイプ６を介して各気筒２の燃料
噴射弁３へ分配される。各燃料噴射弁３は、駆動電流が
印加されたときに開弁して、前記コモンレール７から供
給された目標圧力の燃料を各気筒２の燃焼室内へ噴射す
る。The fuel supplied from the fuel pump 9 to the common rail 7 is accumulated until the pressure of the fuel reaches a desired target pressure. The fuel accumulated in the common rail 7 up to the target pressure is distributed to the fuel injection valve 3 of each cylinder 2 via the fuel pipe 6. Each fuel injection valve 3 opens when a drive current is applied, and injects the fuel of the target pressure supplied from the common rail 7 into the combustion chamber of each cylinder 2.
【００３３】尚、前記した燃料系では、コモンレール７
内の燃料圧力が最大圧力より高くなると、圧力調整弁１
２が開弁する。この場合、コモンレール７内に蓄えられ
た燃料の一部がリターンパイプ１１を介して燃料タンク
８へ戻され、コモンレール７内の燃料圧力が減圧される
ことになる。In the above fuel system, the common rail 7
When the fuel pressure inside becomes higher than the maximum pressure, the pressure regulating valve 1
2 opens. In this case, a part of the fuel stored in the common rail 7 is returned to the fuel tank 8 via the return pipe 11, and the fuel pressure in the common rail 7 is reduced.
【００３４】次に、内燃機関１には、複数の枝管が一本
の集合管に合流するよう形成された吸気枝管１４が連結
されている。前記吸気枝管１４の各枝管は、図示しない
吸気ポートを介して各気筒２の燃焼室と連通している。
前記吸気枝管１４の集合管は、吸気管１５と接続され、
吸気管１５は、エアクリーナボックス１６と接続されて
いる。Next, the internal combustion engine 1 is connected with an intake branch pipe 14 formed so that a plurality of branch pipes merge into one collecting pipe. Each branch pipe of the intake branch pipe 14 communicates with the combustion chamber of each cylinder 2 via an intake port (not shown).
The collecting pipe of the intake branch pipe 14 is connected to the intake pipe 15,
The intake pipe 15 is connected to the air cleaner box 16.
【００３５】前記吸気管１５において前記エアクリーナ
ボックス１６の直下流の部位には、該吸気管１５内を流
れる吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフロ
ーメータ１７と、該吸気管１５内を流れる吸気の温度に
対応した電気信号を出力する吸気温度センサ１８とが取
り付けられている。At a portion of the intake pipe 15 immediately downstream of the air cleaner box 16, an air flow meter 17 for outputting an electric signal corresponding to the mass of intake air flowing in the intake pipe 15 and a flow in the intake pipe 15 are provided. An intake air temperature sensor 18 that outputs an electric signal corresponding to the intake air temperature is attached.
【００３６】前記吸気管１５において前記エアフローメ
ータ１７より下流の部位には、内燃機関１から排出され
る排気の熱エネルギを駆動源として作動する遠心過給機
（ターボチャージャ）１９のコンプレッサハウジング１
９ａが設けられている。A compressor housing 1 of a centrifugal supercharger (turbocharger) 19 which operates by using heat energy of exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 as a drive source is provided at a portion of the intake pipe 15 downstream of the air flow meter 17.
9a is provided.
【００３７】前記吸気管１５において前記コンプレッサ
ハウジング１９ａより下流の部位には、前記コンプレッ
サハウジング１９ａ内で圧縮されて高温となった新気を
冷却するためのインタークーラ２０が設けられている。An intercooler 20 for cooling the fresh air which has been compressed in the compressor housing 19a and has a high temperature is provided at a portion of the intake pipe 15 downstream of the compressor housing 19a.
【００３８】前記吸気管１５において前記インタークー
ラ２０より下流の部位には、該吸気管１５内を流れる吸
気の流量を調節する吸気絞り弁２１が設けられている。
この吸気絞り弁２１には、該吸気絞り弁２１を開閉駆動
する吸気絞り用アクチュエータ２１ａと、前記吸気絞り
弁２１の開度に応じた電気信号を出力する吸気絞り弁開
度センサ２１ｂとが取り付けられている。An intake throttle valve 21 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the intake pipe 15 is provided at a portion of the intake pipe 15 downstream of the intercooler 20.
The intake throttle valve 21 is provided with an intake throttle actuator 21a for opening and closing the intake throttle valve 21 and an intake throttle valve opening sensor 21b for outputting an electric signal according to the opening degree of the intake throttle valve 21. Has been.
【００３９】このように構成された吸気系では、エアク
リーナボックス１６に流入した新気は、該エアクリーナ
ボックス１６内の図示しないエアクリーナによって新気
中の塵や埃等が除去された後、吸気管１５を介して遠心
過給機１９のコンプレッサハウジング１９ａに流入す
る。In the intake system thus constructed, the fresh air that has flowed into the air cleaner box 16 is cleaned by the air cleaner (not shown) in the air cleaner box 16 to remove dust and dirt from the fresh air, and then the intake pipe 15 Through a compressor housing 19a of the centrifugal supercharger 19.
【００４０】コンプレッサハウジング１９ａに流入した
新気は、該コンプレッサハウジング１９ａに内装された
コンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記
コンプレッサハウジング１９ａ内で圧縮されて高温とな
った新気は、インタークーラ２０にて冷却される。The fresh air flowing into the compressor housing 19a is compressed by the rotation of the compressor wheel installed in the compressor housing 19a. The fresh air that has been compressed in the compressor housing 19 a and has a high temperature is cooled by the intercooler 20.
【００４１】インタークーラ２０によって冷却された新
気は、必要に応じて吸気絞り弁２１によって流量を調節
されて吸気枝管１４に導かれる。吸気枝管１４に導かれ
た新気は、該吸気枝管１４の集合管から各枝管へ分配さ
れて各気筒２の燃焼室へ導かれる。The fresh air cooled by the intercooler 20 is introduced into the intake branch pipe 14 with its flow rate adjusted by the intake throttle valve 21 as necessary. The fresh air introduced into the intake branch pipe 14 is distributed from the collecting pipe of the intake branch pipe 14 to each branch pipe and is introduced into the combustion chamber of each cylinder 2.
【００４２】各気筒２の燃焼室へ分配された新気は、図
示しないピストンによって圧縮され、燃料噴射弁３から
噴射された燃料を着火源として燃焼する。The fresh air distributed to the combustion chamber of each cylinder 2 is compressed by a piston (not shown) and burned using the fuel injected from the fuel injection valve 3 as an ignition source.
【００４３】次に、内燃機関１には、複数の枝管が一本
の集合管に合流するよう形成された排気枝管２４が連結
されている。前記排気枝管２４の各枝管は、図示しない
排気ポートを介して各気筒２の燃焼室と連通している。
前記排気枝管２４の集合管は、遠心過給機１９のタービ
ンハウジング１９ｂを介して排気管２５ａに接続されて
いる。Next, the internal combustion engine 1 is connected with an exhaust branch pipe 24 formed so that a plurality of branch pipes merge into one collecting pipe. Each branch pipe of the exhaust branch pipe 24 communicates with the combustion chamber of each cylinder 2 through an exhaust port (not shown).
The collecting pipe of the exhaust branch pipe 24 is connected to the exhaust pipe 25a via the turbine housing 19b of the centrifugal supercharger 19.
【００４４】前記排気枝管２４において前記タービンハ
ウジング１９ｂの直上流に位置する部位と前記排気管２
５ａにおいて前記タービンハウジング１９ｂの直下流に
位置する部位とは、前記タービンハウジング１９ｂを迂
回するタービンバイパス通路２６によって接続されてい
る。The portion of the exhaust branch pipe 24 located immediately upstream of the turbine housing 19b and the exhaust pipe 2
5a is connected to a portion located immediately downstream of the turbine housing 19b by a turbine bypass passage 26 that bypasses the turbine housing 19b.
【００４５】前記タービンバイパス通路２６には、該タ
ービンバイパス通路２６を開閉する弁体２７ａと、弁体
２７ａを開閉駆動するアクチュエータ２７ｂとからなる
ウェストゲートバルブ２７が取り付けられている。The turbine bypass passage 26 is provided with a wastegate valve 27 having a valve body 27a for opening and closing the turbine bypass passage 26 and an actuator 27b for driving the valve body 27a to open and close.
【００４６】前記アクチュエータ２７ｂは、コンプレッ
サハウジング１９ａの直下流に位置する吸気管１５と作
動圧通路２８を介して接続されており、コンプレッサハ
ウジング１９ａ直下流の吸気管１５内を流れる新気の圧
力、言い換えれば、コンプレッサハウジング１９ａにお
いて圧縮された新気の圧力（過給圧）を利用して前記弁
体２７ａを開閉駆動する。The actuator 27b is connected to the intake pipe 15 located immediately downstream of the compressor housing 19a via an operating pressure passage 28, and the pressure of fresh air flowing in the intake pipe 15 immediately downstream of the compressor housing 19a, In other words, the valve body 27a is opened and closed by utilizing the pressure (supercharging pressure) of the fresh air compressed in the compressor housing 19a.
【００４７】具体的には、アクチュエータ２７ｂは、吸
気管１５から作動圧通路２８を介して所定圧未満の圧力
が印加されているときは弁体２７ａを閉弁位置に保持
し、吸気管１５から作動圧通路２８を介して所定圧以上
の圧力が印加されたときは弁体２７ａを開弁駆動する。Specifically, the actuator 27b holds the valve body 27a in the valve closed position when a pressure lower than a predetermined pressure is applied from the intake pipe 15 through the operating pressure passage 28, and the actuator 27b receives the intake pipe 15 from the intake pipe 15. When a pressure higher than a predetermined pressure is applied through the operating pressure passage 28, the valve body 27a is driven to open.
【００４８】つまり、アクチュエータ２７ｂは、遠心過
給機１９による吸気の過給圧が所定圧以上に達すると、
弁体２７ａを開弁させてタービンバイパス通路２６を導
通状態とし、タービンハウジング１９ｂに流入する排気
の流量を減少させ、以て過給圧が前記した所定圧を越え
ないようにする。That is, when the supercharging pressure of the intake air by the centrifugal supercharger 19 reaches or exceeds the predetermined pressure, the actuator 27b
The valve body 27a is opened to bring the turbine bypass passage 26 into conduction, and the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine housing 19b is reduced so that the supercharging pressure does not exceed the predetermined pressure.
【００４９】前記排気管２５ａは、排気中の有害ガス成
分、特に煤等の微粒子（ＰＭ：Particulate Matter）を
浄化する排気浄化機構２９に接続されている。前記排気
浄化機構２９は排気管２５ｂに接続され、排気管２５ｂ
は下流にて図示しないマフラーに接続されている。以下
では、排気浄化機構２９より上流の排気管２５ａを上流
側排気管２５ａと称し、排気浄化機構２９より下流の排
気管２５ｂを下流側排気管２５ｂと称するものとする。The exhaust pipe 25a is connected to an exhaust gas purification mechanism 29 for purifying harmful gas components in exhaust gas, particularly particulates (PM: Particulate Matter). The exhaust purification mechanism 29 is connected to the exhaust pipe 25b, and the exhaust pipe 25b
Is connected downstream to a muffler (not shown). Hereinafter, the exhaust pipe 25a upstream of the exhaust purification mechanism 29 will be referred to as an upstream exhaust pipe 25a, and the exhaust pipe 25b downstream of the exhaust purification mechanism 29 will be referred to as a downstream exhaust pipe 25b.
【００５０】前記排気浄化機構２９は、本発明に係る捕
集機構の一実施態様であり、排気中に含まれるＰＭを捕
集するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）や、多孔
質の基材からなるウォールフロー型のパティキュレート
フィルタに白金（Ｐｔ）に代表される酸化触媒とカリウ
ム（Ｋ）やセシウム（Ｃｓ）などに代表されるＮＯx吸
蔵剤とが担持されたＤＰＮＲ（Diesel Particulate NOx
Reduction）触媒を例示することができる。尚、以下で
は、排気浄化機構２９をパティキュレートフィルタ２９
と称するものとする。The exhaust gas purification mechanism 29 is an embodiment of the trapping mechanism according to the present invention, and includes a DPF (Diesel Particulate Filter) for trapping PM contained in the exhaust gas and a wall made of a porous base material. DPNR (Diesel Particulate NOx) in which an oxidation catalyst typified by platinum (Pt) and a NOx storage agent typified by potassium (K) or cesium (Cs) are carried on a flow type particulate filter.
Reduction) catalyst. In the following, the exhaust gas purification mechanism 29 will be referred to as the particulate filter 29.
Shall be called.
【００５１】前記上流側排気管２５ａには、該上流側排
気管２５ａ内を流れる排気の温度に対応した電気信号を
出力する排気温度センサ３８が取り付けられている。前
記上流側排気管２５ａと前記下流側排気管２５ｂには、
これら上流側排気管２５ａ内の排気圧力と下流側排気管
２５ｂ内の排気圧力との差圧に対応した電気信号を出力
する差圧センサ３９が取り付けられている。An exhaust gas temperature sensor 38 that outputs an electric signal corresponding to the temperature of the exhaust gas flowing through the upstream exhaust pipe 25a is attached to the upstream exhaust pipe 25a. In the upstream side exhaust pipe 25a and the downstream side exhaust pipe 25b,
A differential pressure sensor 39 that outputs an electric signal corresponding to the differential pressure between the exhaust pressure in the upstream exhaust pipe 25a and the exhaust pressure in the downstream exhaust pipe 25b is attached.
【００５２】前記下流側排気管２５ｂには、該下流側排
気管２５ｂ内を流れる排気の流量を調節する排気絞り弁
３３が取り付けられている。この排気絞り弁３３には、
該排気絞り弁３３を開閉駆動する排気絞り用アクチュエ
ータ３４が取り付けられている。An exhaust throttle valve 33 for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing in the downstream side exhaust pipe 25b is attached to the downstream side exhaust pipe 25b. In this exhaust throttle valve 33,
An exhaust throttle actuator 34 that opens and closes the exhaust throttle valve 33 is attached.
【００５３】このように構成された排気系では、内燃機
関１の各気筒２の燃焼室で燃焼された既燃ガスは、各気
筒２の排気ポートを介して排気枝管２４へ排出され、次
いで排気枝管２４の各枝管から集合管を通って遠心過給
機１９のタービンハウジング１９ｂ内に流入する。In the exhaust system thus constructed, the burned gas burned in the combustion chamber of each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is discharged to the exhaust branch pipe 24 through the exhaust port of each cylinder 2 and then Each branch pipe of the exhaust branch pipe 24 flows into the turbine housing 19b of the centrifugal supercharger 19 through the collecting pipe.
【００５４】遠心過給機１９のタービンハウジング１９
ｂ内に排気が流入すると、排気の熱エネルギが前記ター
ビンハウジング１９ｂ内に回転自在に支持されたタービ
ンホイールの回転エネルギに変換される。タービンホイ
ールの回転エネルギは、前述のコンプレッサハウジング
１９ａのコンプレッサホイールへ伝達され、コンプレッ
サホイールは、前記タービンホイールから伝達された回
転エネルギによって新気を圧縮する。Turbine housing 19 of centrifugal supercharger 19
When the exhaust gas flows into b, the thermal energy of the exhaust gas is converted into the rotational energy of the turbine wheel rotatably supported in the turbine housing 19b. The rotational energy of the turbine wheel is transmitted to the compressor wheel of the compressor housing 19a described above, and the compressor wheel compresses fresh air by the rotational energy transmitted from the turbine wheel.
【００５５】その際、コンプレッサハウジング１９ａ内
で圧縮された新気の圧力（過給圧）が所定圧以上まで上
昇すると、その過給圧が作動圧通路２８を介してウェス
トゲートバルブ２７のアクチュエータ２７ｂへ印加さ
れ、アクチュエータ２７ｂが弁体２７ａを開弁駆動する
ことになる。At this time, when the pressure (supercharging pressure) of the fresh air compressed in the compressor housing 19a rises to a predetermined pressure or higher, the supercharging pressure passes through the operating pressure passage 28 and the actuator 27b of the wastegate valve 27. The actuator 27b drives the valve body 27a to open.
【００５６】ウェストゲートバルブ２７の弁体２７ａが
開弁されると、排気枝管２４を流れる排気の一部がター
ビンバイパス通路２６を介して上流側排気管２５ａへ流
れるため、タービンハウジング１９ｂに流入する排気の
流量が減少し、タービンハウジング１９ｂ内に流入する
排気の熱エネルギ、言い換えれば、タービンハウジング
１９ｂにおいてタービンホイールの回転エネルギに変換
される熱エネルギが減少する。この結果、タービンホイ
ールからコンプレッサホイールへ伝達される回転エネル
ギが減少し、過給圧の過剰な上昇が抑制される。When the valve body 27a of the wastegate valve 27 is opened, a part of the exhaust gas flowing through the exhaust branch pipe 24 flows to the upstream side exhaust pipe 25a through the turbine bypass passage 26, so that it flows into the turbine housing 19b. The flow rate of the generated exhaust gas is reduced, and the thermal energy of the exhaust gas flowing into the turbine housing 19b, in other words, the thermal energy converted into the rotational energy of the turbine wheel in the turbine housing 19b is reduced. As a result, the rotational energy transmitted from the turbine wheel to the compressor wheel is reduced, and an excessive increase in boost pressure is suppressed.
【００５７】前記タービンハウジング１９ｂから上流側
排気管２５ａへ排出された排気、及び、タービンバイパ
ス通路２６から上流側排気管２５ａへ導かれた排気は、
上流側排気管２５ａからパティキュレートフィルタ２９
へ流入する。パティキュレートフィルタ２９に流入した
排気は、該排気に含まれる煤などの微粒子を浄化又は除
去された後に下流側排気管２５ｂへ排出され、下流側排
気管２５ｂを通って大気中に放出される。The exhaust gas discharged from the turbine housing 19b to the upstream exhaust pipe 25a and the exhaust gas guided from the turbine bypass passage 26 to the upstream exhaust pipe 25a are
From the upstream side exhaust pipe 25a to the particulate filter 29
Flow into. The exhaust gas that has flowed into the particulate filter 29 is discharged to the downstream exhaust pipe 25b after the particulates such as soot contained in the exhaust gas have been purified or removed, and is discharged into the atmosphere through the downstream exhaust pipe 25b.
【００５８】また、排気枝管２４には、排気再循環通路
（ＥＧＲ通路）１００が接続され、このＥＧＲ通路１０
０は、前記吸気枝管１４に接続されている。前記ＥＧＲ
通路１００と前記吸気枝管１４との接続部位には、前記
吸気枝管１４における前記ＥＧＲ通路１００の開口端を
開閉するＥＧＲ弁１０１が設けられている。前記ＥＧＲ
弁１０１は、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさ
に応じて開度を変更することが可能となっている。An exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 100 is connected to the exhaust branch pipe 24, and the EGR passage 10
0 is connected to the intake branch pipe 14. The EGR
An EGR valve 101 that opens and closes an opening end of the EGR passage 100 in the intake branch pipe 14 is provided at a connection portion between the passage 100 and the intake branch pipe 14. The EGR
The valve 101 is composed of a solenoid valve or the like, and the opening degree can be changed according to the magnitude of applied power.
【００５９】前記ＥＧＲ通路１００の途中には、該ＥＧ
Ｒ通路１００内を流れる排気（以下、ＥＧＲガスと称す
る）を冷却するためのＥＧＲクーラ１０３が設けられて
いる。In the middle of the EGR passage 100, the EG
An EGR cooler 103 for cooling exhaust gas (hereinafter, referred to as EGR gas) flowing in the R passage 100 is provided.
【００６０】前記ＥＧＲクーラ１０３には、２本の配管
１０４、１０５が接続され、これら２本の配管１０４、
１０５は、内燃機関１の冷却水が持つ熱を大気中に放熱
するためのラジエター１０６と接続されている。Two pipes 104 and 105 are connected to the EGR cooler 103, and these two pipes 104 and 105 are connected to each other.
Reference numeral 105 is connected to a radiator 106 for radiating the heat of the cooling water of the internal combustion engine 1 to the atmosphere.
【００６１】前記した２本の配管１０４、１０５のうち
の一方の配管１０４は、前記ラジエター１０６において
冷却された冷却水の一部を前記ＥＧＲクーラ１０３へ導
くための配管であり、もう一方の配管１０５は、前記Ｅ
ＧＲクーラ１０３内を循環した後の冷却水を前記ラジエ
ター１０６へ導くための配管である。尚、以下では、前
記配管１０４を冷却水導入管１０４と称し、前記配管１
０５を冷却水導出管１０５と称するものとする。One of the above two pipes 104 and 105 is a pipe for guiding a part of the cooling water cooled in the radiator 106 to the EGR cooler 103, and the other pipe. 105 is the E
It is a pipe for guiding the cooling water after circulating in the GR cooler 103 to the radiator 106. In the following, the pipe 104 will be referred to as a cooling water introduction pipe 104, and the pipe 1
05 is referred to as a cooling water outlet pipe 105.
【００６２】前記冷却水導出管１０５の途中には、該冷
却水導出管１０５内の流路を開閉する開閉弁１０７が設
けられている。この開閉弁１０７は、駆動電力が印加さ
れたときに開弁する電磁駆動弁などで構成されている。An opening / closing valve 107 for opening and closing the flow path in the cooling water outlet pipe 105 is provided in the middle of the cooling water outlet pipe 105. The on-off valve 107 is composed of an electromagnetic drive valve that opens when drive power is applied.
【００６３】このように構成された排気再循環機構（Ｅ
ＧＲ機構）では、ＥＧＲ弁１０１が開弁されるとＥＧＲ
通路１００が導通状態となり、排気枝管２４内を流れる
排気の一部が前記ＥＧＲ通路１００を通って吸気枝管１
４へ導かれる。The exhaust gas recirculation mechanism (E
(GR mechanism), when the EGR valve 101 is opened, EGR
The passage 100 becomes conductive, and a part of the exhaust gas flowing in the exhaust branch pipe 24 passes through the EGR passage 100 and the intake branch pipe 1
Guided to 4.
【００６４】その際、開閉弁１０７が開弁状態にある
と、ラジエター１０６と冷却水導入管１０４とＥＧＲク
ーラ１０３と冷却水導出管１０５とを結ぶ循環経路が導
通状態となり、ラジエター１０６で冷却された冷却水が
ＥＧＲクーラ１０３を循環することになる。その結果、
ＥＧＲクーラ１０３では、ＥＧＲ通路１００内を流れる
ＥＧＲガスとＥＧＲクーラ１０３内を循環する冷却水と
の間で熱交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却される。At this time, if the open / close valve 107 is in the open state, the circulation path connecting the radiator 106, the cooling water introducing pipe 104, the EGR cooler 103, and the cooling water outlet pipe 105 becomes conductive, and the radiator 106 cools. The cooling water circulates in the EGR cooler 103. as a result,
In the EGR cooler 103, heat exchange is performed between the EGR gas flowing in the EGR passage 100 and the cooling water circulating in the EGR cooler 103, and the EGR gas is cooled.
【００６５】ＥＧＲ通路１００を介して排気枝管２４か
ら吸気枝管１４へ還流されたＥＧＲガスは、吸気枝管１
４の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒２
の燃焼室へ導かれ、前記燃料噴射弁３から噴射される燃
料を着火源として燃焼される。The EGR gas recirculated from the exhaust branch pipe 24 to the intake branch pipe 14 via the EGR passage 100 is supplied to the intake branch pipe 1
Each cylinder 2 while mixing with fresh air flowing from upstream of 4
Of the fuel injection valve 3 and is burned with the fuel injected from the fuel injection valve 3 as an ignition source.
【００６６】ここで、ＥＧＲガスには、水（Ｈ2Ｏ）や
二酸化炭素（ＣＯ2）などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含ま
れている。このため、ＥＧＲガスが混合気中に含有され
ると、混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物
（ＮＯx）の発生量が抑制される。Here, the EGR gas contains an inert gas component such as water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) which does not burn itself and has an endothermic property. ing. Therefore, when the EGR gas is contained in the air-fuel mixture, the combustion temperature of the air-fuel mixture is lowered, and thus the amount of nitrogen oxide (NO x ) generated is suppressed.
【００６７】更に、ＥＧＲクーラ１０３においてＥＧＲ
ガスが冷却された場合は、ＥＧＲガス自体の温度が低下
するとともにＥＧＲガスの体積が縮小されるため、ＥＧ
Ｒガスが燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲
気温度が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼
室内に供給される新気の量（新気の体積）が不要に減少
することがない。Furthermore, in the EGR cooler 103, the EGR
When the gas is cooled, the temperature of the EGR gas itself is lowered and the volume of the EGR gas is reduced.
When the R gas is supplied into the combustion chamber, the ambient temperature in the combustion chamber does not unnecessarily rise, and the amount of fresh air (volume of fresh air) supplied into the combustion chamber is unnecessarily reduced. Absent.
【００６８】このように構成された内燃機関１には、該
内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ：Electronic Control Unit）３５が併設されてい
る。このＥＣＵ３５は、内燃機関１の運転条件や運転者
の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニッ
トである。The internal combustion engine 1 having the above-described structure has an electronic control unit (EC) for controlling the internal combustion engine 1.
U: Electronic Control Unit) 35 is installed side by side. The ECU 35 is a unit that controls the operating state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operating conditions of the internal combustion engine 1 and the driver's request.
【００６９】ＥＣＵ３５には、クランクポジションセン
サ４、水温センサ５、燃料圧センサ１３、エアフローメ
ータ１７、吸気温度センサ１８、吸気絞り弁開度センサ
２１ｂ、排気温度センサ３８、差圧センサ３９に加え
て、車両の室内に設けられたアクセルペダル３６の操作
量（アクセル開度）に対応した電気信号を出力するアク
セルポジションセンサ３７が電気的に接続され、上記し
た各センサの出力信号がＥＣＵ３５に入力されるように
なっている。In addition to the crank position sensor 4, the water temperature sensor 5, the fuel pressure sensor 13, the air flow meter 17, the intake air temperature sensor 18, the intake throttle valve opening sensor 21b, the exhaust temperature sensor 38, and the differential pressure sensor 39, the ECU 35 is provided. An accelerator position sensor 37 that outputs an electric signal corresponding to an operation amount (accelerator opening) of an accelerator pedal 36 provided in a vehicle compartment is electrically connected, and output signals of the above-described sensors are input to the ECU 35. It has become so.
【００７０】一方、ＥＣＵ３５には、燃料噴射弁３、燃
料ポンプ９、吸気絞り用アクチュエータ２１ａ、排気絞
り用アクチュエータ３４、ＥＧＲ弁１０１、開閉弁１０
７等が電気的に接続され、ＥＣＵ３５が上記した各部を
制御することが可能になっている。On the other hand, the ECU 35 includes a fuel injection valve 3, a fuel pump 9, an intake throttle actuator 21a, an exhaust throttle actuator 34, an EGR valve 101, and an opening / closing valve 10.
7 and the like are electrically connected so that the ECU 35 can control the above-mentioned respective parts.
【００７１】ここで、ＥＣＵ３５は、図２に示すよう
に、双方向性バス４０によって相互に接続された、ＣＰ
Ｕ４１と、ＲＯＭ４２と、ＲＡＭ４３と、バックアップ
ＲＡＭ４４と、入力ポート４５と、出力ポート４６とを
備えるとともに、前記入力ポート４５に接続されたＡ／
Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）４７を備えている。Here, the ECU 35, as shown in FIG.
U / 41 connected to the input port 45 while having a U41, a ROM 42, a RAM 43, a backup RAM 44, an input port 45, and an output port 46.
A D converter (A / D) 47 is provided.
【００７２】前記入力ポート４５は、クランクポジショ
ンセンサ４のようにデジタル信号形式の信号を出力する
センサの出力信号を入力し、それらの出力信号を双方向
性バス４０を介してＣＰＵ４１やＲＡＭ４３へ送信す
る。The input port 45 inputs the output signals of a sensor that outputs a digital signal format signal such as the crank position sensor 4, and sends those output signals to the CPU 41 and the RAM 43 via the bidirectional bus 40. To do.
【００７３】前記入力ポート４５は、水温センサ５、燃
料圧センサ１３、エアフローメータ１７、吸気温度セン
サ１８、吸気絞り弁開度センサ２１ｂ、アクセルポジシ
ョンセンサ３７、排気温度センサ３８、差圧センサ３９
等のように、アナログ信号形式の信号を出力するセンサ
の出力信号をＡ／Ｄ４７を介して入力し、それらの出力
信号を双方向性バス４０を介してＣＰＵ４１やＲＡＭ４
３へ送信する。The input port 45 includes a water temperature sensor 5, a fuel pressure sensor 13, an air flow meter 17, an intake air temperature sensor 18, an intake throttle valve opening sensor 21b, an accelerator position sensor 37, an exhaust temperature sensor 38, and a differential pressure sensor 39.
As described above, the output signals of a sensor that outputs an analog signal format are input via the A / D 47, and those output signals are input via the bidirectional bus 40 to the CPU 41 or the RAM 4
Send to 3.
【００７４】前記出力ポート４６は、燃料噴射弁３、燃
料ポンプ９、吸気絞り用アクチュエータ２１ａ、排気絞
り用アクチュエータ３４、ＥＧＲ弁１０１、開閉弁１０
７等と図示しない駆動回路を介して電気的に接続され、
ＣＰＵ４１から出力される制御信号を前記した各部へ送
信する。The output port 46 includes the fuel injection valve 3, the fuel pump 9, the intake throttle actuator 21a, the exhaust throttle actuator 34, the EGR valve 101, and the on-off valve 10.
7 etc. electrically connected via a drive circuit not shown,
The control signal output from the CPU 41 is transmitted to each unit described above.
【００７５】前記ＲＯＭ４２は、燃料噴射制御ルーチ
ン、吸気絞り制御ルーチン、排気絞り制御ルーチン、Ｅ
ＧＲ制御ルーチンなどの各種アプリケーションプログラ
ムを記憶するとともに、種々の制御マップを記憶してい
る。The ROM 42 stores a fuel injection control routine, an intake throttle control routine, an exhaust throttle control routine, and E
It stores various application programs such as GR control routines and various control maps.
【００７６】前記ＲＡＭ４３は、各センサからの出力信
号やＣＰＵ４１の演算結果等を格納する。前記演算結果
は、例えば、クランクポジションセンサ４がパルス信号
を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回転
数である。これらのデータは、クランクポジションセン
サ４がパルス信号を出力する都度、最新のデータに書き
換えられる。The RAM 43 stores the output signal from each sensor, the calculation result of the CPU 41, and the like. The calculation result is, for example, the engine speed calculated based on the time interval at which the crank position sensor 4 outputs a pulse signal. These data are rewritten to the latest data each time the crank position sensor 4 outputs a pulse signal.
【００７７】前記バックアップＲＡＭ４４は、内燃機関
１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリ
である。The backup RAM 44 is a non-volatile memory capable of storing data even after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped.
【００７８】前記ＣＰＵ４１は、前記ＲＯＭ４２に記憶
されたアプリケーションプログラムに従って動作して、
燃料噴射制御、燃料ポンプ制御、吸気絞り制御、排気絞
り制御、ＥＧＲ制御などの周知の制御に加え、本発明の
要旨となるＰＭ再生制御を実行する。The CPU 41 operates according to an application program stored in the ROM 42,
In addition to well-known controls such as fuel injection control, fuel pump control, intake throttle control, exhaust throttle control, and EGR control, PM regeneration control which is the gist of the present invention is executed.
【００７９】ＰＭ再生制御では、ＣＰＵ４１は、パティ
キュレートフィルタ２９に捕集されているＰＭの量（以
下、ＰＭ捕集量と称する）が所定の上限値（以下、ＰＭ
捕集量上限値と称する）以上となった時点でパティキュ
レートフィルタ２９に捕集されているＰＭを燃焼及び除
去すべくＰＭ再生処理を実行する。In the PM regeneration control, the CPU 41 controls the amount of PM trapped in the particulate filter 29 (hereinafter, referred to as PM trap amount) to a predetermined upper limit value (hereinafter, PM).
A PM regeneration process is executed to burn and remove the PM trapped in the particulate filter 29 when the trap amount upper limit value is exceeded).
【００８０】前記したＰＭ捕集量上限値は、ＰＭが燃焼
する際に発生する燃焼熱がパティキュレートフィルタ２
９に悪影響（例えば、パティキュレートフィルタ２９の
過熱による溶損）を及ぼさない範囲内で決定される値で
ある。As for the upper limit value of the amount of trapped PM, the combustion heat generated when PM is burned is determined by the particulate filter 2
9 is a value determined within a range that does not adversely affect 9 (for example, melting loss due to overheating of the particulate filter 29).
【００８１】パティキュレートフィルタ２９のＰＭ捕集
量がＰＭ捕集量上限値以上であるか否か判定する方法し
ては、パティキュレートフィルタ２９の圧力損失が所定
の判定基準値以上であるときはＰＭ捕集量が上限値以上
であり、且つ、パティキュレートフィルタ２９の圧力損
失が前記判定基準値未満であるときはＰＭ捕集量が上限
値未満であると判定する方法を例示することができる。As a method for determining whether the PM trapping amount of the particulate filter 29 is equal to or more than the PM trapping amount upper limit value, when the pressure loss of the particulate filter 29 is equal to or more than a predetermined judgment reference value, A method of determining that the PM trapping amount is less than the upper limit value when the PM trapping amount is not less than the upper limit value and the pressure loss of the particulate filter 29 is less than the determination reference value can be exemplified. .
【００８２】これは、パティキュレートフィルタ２９に
ＰＭが捕集されると、パティキュレートフィルタ２９内
の排気通路の断面積が狭められるため、パティキュレー
トフィルタ２９内の排気抵抗が増加し、以てパティキュ
レートフィルタ２９の圧力損失が増加することになるか
らである。This is because, when PM is trapped in the particulate filter 29, the cross-sectional area of the exhaust passage in the particulate filter 29 is narrowed, so the exhaust resistance in the particulate filter 29 increases, and the particulate filter This is because the pressure loss of the curate filter 29 will increase.
【００８３】パティキュレートフィルタ２９の圧力損失
は、パティキュレートフィルタ２９より上流における排
気圧力とパティキュレートフィルタ２９より下流におけ
る排気圧力との差に相当するため、差圧センサ３９の出
力信号値（差圧）をパティキュレートフィルタ２９の圧
力損失値として用いることができる。Since the pressure loss of the particulate filter 29 corresponds to the difference between the exhaust pressure upstream of the particulate filter 29 and the exhaust pressure downstream of the particulate filter 29, the output signal value of the differential pressure sensor 39 (differential pressure ) Can be used as the pressure loss value of the particulate filter 29.
【００８４】従って、ＣＰＵ４１は、差圧センサ３９の
出力信号値が所定の判定基準値未満であるときはパティ
キュレートフィルタ２９のＰＭ捕集量がＰＭ捕集量上限
値未満であり、且つ、差圧センサ３９の出力信号値が前
記判定基準値以上であるときはパティキュレートフィル
タ２９のＰＭ捕集量がＰＭ捕集量上限値以上であると判
定することができる。Therefore, when the output signal value of the differential pressure sensor 39 is less than the predetermined judgment reference value, the CPU 41 determines that the PM trapping amount of the particulate filter 29 is less than the PM trapping amount upper limit value, and When the output signal value of the pressure sensor 39 is equal to or higher than the determination reference value, it can be determined that the PM trapping amount of the particulate filter 29 is equal to or higher than the PM trapping amount upper limit value.
【００８５】次に、ＰＭ再生処理では、ＣＰＵ４１は、
ＰＭが燃焼し得る温度域まで排気温度を高めるべく排気
昇温制御を実行する。排気昇温制御の実行方法として
は、燃料噴射量を増量させると同時に排気絞り弁３３を
所定量閉弁する方法、通常の燃料噴射（主燃料噴射）に
加えて各気筒２の膨張行程時に追加の燃料噴射（膨張行
程噴射）を行なう方法、主燃料噴射及び膨張行程噴射の
燃料量を増加させると同時に排気絞り弁３３を所定量閉
弁する方法、主燃料噴射に加えて各気筒２の排気行程時
に追加の燃料噴射（排気行程噴射）を行うことで未燃の
燃料をパティキュレートフィルタ２９へ供給して燃焼さ
せる方法などを例示することができる。Next, in the PM reproducing process, the CPU 41
Exhaust gas temperature raising control is executed to raise the exhaust gas temperature to a temperature range in which PM can burn. As a method of executing the exhaust gas temperature raising control, a method of increasing the fuel injection amount and at the same time closing the exhaust throttle valve 33 by a predetermined amount, is added to the expansion stroke of each cylinder 2 in addition to the normal fuel injection (main fuel injection). Fuel injection (expansion stroke injection), increasing the amount of fuel for main fuel injection and expansion stroke injection, and at the same time closing the exhaust throttle valve 33 by a predetermined amount, exhausting each cylinder 2 in addition to main fuel injection A method of supplying unburned fuel to the particulate filter 29 for combustion by performing additional fuel injection (exhaust stroke injection) during the stroke can be exemplified.
【００８６】このようにしてＰＭ再生処理が実行される
と、パティキュレートフィルタ２９に捕集されていたＰ
Ｍが燃焼してパティキュレートフィルタ２９から除去さ
れることになる。When the PM regeneration process is executed in this manner, the P collected in the particulate filter 29 is collected.
M burns and is removed from the particulate filter 29.
【００８７】ところで、パティキュレートフィルタ２９
には、ＰＭ以外の物質が吸蔵及び堆積する場合がある。
ＰＭ以外の物質としては、アッシュと呼ばれる化合物を
例示することができる。By the way, the particulate filter 29
In some cases, substances other than PM may be occluded and accumulated.
As a substance other than PM, a compound called ash can be exemplified.
【００８８】アッシュは、おおよそ以下のようなメカニ
ズムによって生成されると考えられる。Ash is considered to be generated by the following mechanism.
【００８９】すなわち、内燃機関の燃料や潤滑油（所
謂、エンジン・オイル）には、種々の添加剤や不純物が
含まれており、これらの成分が内燃機関の燃焼室あるい
はパティキュレートフィルタ上で結合して種々の化合物
を形成し、それらの化合物がパティキュレートフィルタ
上で凝集してアッシュが生成されると考えられる。That is, the fuel and lubricating oil (so-called engine oil) of the internal combustion engine contain various additives and impurities, and these components are combined in the combustion chamber of the internal combustion engine or on the particulate filter. It is considered that various compounds are formed and these compounds aggregate on the particulate filter to generate ash.
【００９０】例えば、内燃機関の燃料や潤滑油には、硫
黄（Ｓ）成分、リン（Ｐ）成分、カルシウム（Ｃａ）、
マグネシウム（Ｍｇ）等の成分が含有されており、燃焼
室内においてブローバイガス（潤滑油）中に含まれる成
分と混合気（燃料）中に含まれる成分とが結合し、硫酸
カルシウム（ＣａＳＯ4）、リン酸カルシウム（Ｃａ
3（ＳＯ4）2）、あるいは硫酸マグネシウム（ＭｇＳ
Ｏ4）等の化合物が生成され、これらの化合物がパティ
キュレートフィルタ上にＰＭとともに捕集され、アッシ
ュとして凝集される。For example, in fuels and lubricating oils for internal combustion engines, sulfur (S) component, phosphorus (P) component, calcium (Ca),
Contains components such as magnesium (Mg), and the components contained in the blow-by gas (lubricating oil) and the components contained in the air-fuel mixture (fuel) are combined in the combustion chamber to form calcium sulfate (CaSO 4 ), Calcium phosphate (Ca
3 (SO 4 ) 2 ) or magnesium sulfate (MgS
Compounds such as O 4 ) are produced, and these compounds are collected together with PM on the particulate filter and aggregated as ash.
【００９１】また、硫黄（Ｓ）は煤に吸蔵され易いとい
う特性を有することから、パティキュレートフィルタ上
に煤とともに吸蔵された硫黄（Ｓ）が排気中のカルシウ
ム（Ｃａ）やマグネシウム（Ｍｇ）と結合して、硫酸カ
ルシウム（Ｃａ）や硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4）等
の化合物を生成し、これらの化合物がアッシュとして凝
集される。Further, since sulfur (S) has a characteristic that it is easily occluded in soot, sulfur (S) occluded together with soot on the particulate filter is mixed with calcium (Ca) and magnesium (Mg) in the exhaust gas. They combine to form compounds such as calcium sulfate (Ca) and magnesium sulfate (MgSO 4 ), and these compounds are aggregated as ash.
【００９２】上記したようなアッシュは、ＰＭ再生処理
が実行されてもパティキュレートフィルタ２９から除去
されないため、使用時間の経過とともにパティキュレー
トフィルタ２９内に堆積し、パティキュレートフィルタ
２９の圧力損失を増加させることになる。Since the ash as described above is not removed from the particulate filter 29 even if the PM regeneration process is executed, it accumulates in the particulate filter 29 with the lapse of use time and increases the pressure loss of the particulate filter 29. I will let you.
【００９３】従って、パティキュレートフィルタ２９に
アッシュが堆積するほど、ＰＭ再生処理実行直後におけ
る差圧センサ３９の出力信号値、言い換えれば、パティ
キュレートフィルタ２９にＰＭが捕集されていない時の
差圧センサ３９の出力信号値（以下、非捕集時差圧と称
する）が大きくなる。Therefore, as the ash accumulates on the particulate filter 29, the output signal value of the differential pressure sensor 39 immediately after the PM regeneration process is executed, in other words, the differential pressure when PM is not trapped on the particulate filter 29. The output signal value of the sensor 39 (hereinafter referred to as the non-collection time differential pressure) becomes large.
【００９４】一方、差圧センサ３９の使用過程では、排
気中に含まれる煤などが差圧センサ３９に付着し、該差
圧センサ３９の出力特性が変化してしまう場合がある。On the other hand, in the process of using the differential pressure sensor 39, soot and the like contained in the exhaust gas may adhere to the differential pressure sensor 39 and the output characteristics of the differential pressure sensor 39 may change.
【００９５】このように非捕集時差圧や差圧センサ３９
の出力特性が変化した場合に、パティキュレートフィル
タ２９の新品時に設定された判定基準値を用いてＰＭ再
生処理の実行時期が判定されると、ＰＭ再生処理の実行
時期を正確に判定することができず、ＰＭ再生処理の実
行周期が過剰に短くなる等の不具合を発生する虞があ
る。As described above, the differential pressure during non-collection and the differential pressure sensor 39
When the PM regeneration processing execution time is determined using the determination reference value set when the particulate filter 29 is new, the PM regeneration processing execution timing can be accurately determined when the output characteristics of the PM filter change. If this is not possible, there is a risk of causing a problem such as an excessively short execution cycle of the PM regeneration processing.
【００９６】これに対し、本実施の形態に係る内燃機関
の排気浄化装置では、ＰＭ再生処理が実行される都度、
ＰＭ再生処理実行直後の差圧センサ３９の出力信号値に
基づいて非捕集時差圧を学習するとともに、学習された
非捕集時差圧に応じて判定基準値を補正するようにし
た。On the other hand, in the exhaust emission control system for the internal combustion engine according to the present embodiment, every time the PM regeneration process is executed,
The non-collection time differential pressure is learned based on the output signal value of the differential pressure sensor 39 immediately after the PM regeneration processing is executed, and the determination reference value is corrected according to the learned non-collection time differential pressure.
【００９７】具体的には、ＣＰＵ４１は、ＰＭ再生処理
実行直後に差圧センサ３９の出力信号値：△Ｐを読み込
み、その出力信号値：△Ｐを最新の非捕集時差圧：△Ｐ
０として学習する。ＣＰＵ４１は、最新の非捕集時差
圧：△Ｐ０をパラメータとして判定基準値：△Ｐbaseを
補正する。Specifically, the CPU 41 reads the output signal value: ΔP of the differential pressure sensor 39 immediately after executing the PM regeneration process, and outputs the output signal value: ΔP as the latest non-collection differential pressure: ΔP.
Learn as 0. The CPU 41 corrects the judgment reference value: ΔPbase using the latest non-collection time differential pressure: ΔP0 as a parameter.
【００９８】ここで、図３に示されるように、パティキ
ュレートフィルタ２９内のアッシュ堆積量が増加するほ
ど、非捕集時差圧：△Ｐ０（図３中の△Ｐ０1〜△Ｐ０
4；△Ｐ０1＜△Ｐ０2＜△Ｐ０3＜△Ｐ０4）が大きくな
るとともに、ＰＭ捕集量：ＰＭの増加に対する差圧：△
Ｐの増加率：ａ（図３中のａ1〜ａ4；ａ1＜ａ2＜ａ3＜
ａ4）が大きくなる。Here, as shown in FIG. 3, as the amount of accumulated ash in the particulate filter 29 increases, the non-collection differential pressure: ΔP0 (ΔP01 to ΔP0 in FIG. 3)
4; ΔP01 <ΔP02 <ΔP03 <ΔP04) increases, and the amount of collected PM: differential pressure with respect to increase in PM: Δ
P increase rate: a (a1 to a4 in FIG. 3; a1 <a2 <a3 <
a4) becomes large.
【００９９】これは、パティキュレートフィルタ２９内
のアッシュ堆積量が増加するほど、パティキュレートフ
ィルタ２９内の排気通路の断面積が狭くなり、少量のＰ
Ｍ捕集によってパティキュレートフィルタ２９内の排気
抵抗が高められるためであると考えられる。This is because as the amount of ash accumulated in the particulate filter 29 increases, the cross-sectional area of the exhaust passage in the particulate filter 29 becomes narrower and a small amount of P
It is considered that this is because the exhaust resistance in the particulate filter 29 is increased by M trapping.
【０１００】このようにパティキュレートフィルタ２９
内のアッシュ堆積によって非捕集時差圧：△Ｐ０が大き
くなるとともにＰＭ捕集量：ＰＭの増加に対する差圧：
△Ｐの増加率：ａが大きくなると、パティキュレートフ
ィルタ２９のＰＭ捕集量：△ＰＭがＰＭ捕集量上限値：
ＰＭmaxに達した時点における差圧：△Ｐ（以下、差圧
上限値：△Ｐmaxと称する）も大きくなる（図３中の△
Ｐmax1〜△Ｐmax4；△Ｐmax1＜△Ｐmax2＜△Ｐmax3＜△
Ｐmax4）。As described above, the particulate filter 29 is used.
Due to the accumulation of ash inside, the differential pressure during non-collection: ΔP0 increases and the amount of collected PM: differential pressure with respect to an increase in PM:
When the increase rate of ΔP: a becomes large, the PM trapping amount of the particulate filter 29: ΔPM becomes the PM trapping amount upper limit value:
The differential pressure when reaching PMmax: ΔP (hereinafter, referred to as the differential pressure upper limit value: ΔPmax) also increases (Δ in FIG. 3).
Pmax1 to △ Pmax4; △ Pmax1 <△ Pmax2 <△ Pmax3 <△
Pmax4).
【０１０１】そこで、本実施の形態では、図３に示され
るようなＰＭ捕集量上限値：ＰＭmaxと非捕集時差圧：
△Ｐ０との関係を予め実験的に求め、それらの関係をマ
ップ化してＲＯＭ４２に記憶させておくようにした。そ
して、ＣＰＵ４１は、ＰＭ再生処理実行直後の差圧セン
サ３９の出力信号値（非捕集時差圧）：△Ｐ０と前記マ
ップとから非捕集時差圧：△Ｐ０に対応した差圧上限
値：△Ｐmaxを算出し、その差圧上限値：△Ｐmaxを判定
基準値：△Ｐbaseとして設定する。以下では、ＰＭ捕集
量上限値：ＰＭmaxと非捕集時差圧：△Ｐ０との関係を
示すマップを判定基準値制御マップと称するものとす
る。Therefore, in this embodiment, the PM trapping amount upper limit value: PMmax and the non-trapping differential pressure: as shown in FIG.
The relationship with ΔP0 was experimentally obtained in advance, and the relationship was mapped and stored in the ROM 42. Then, the CPU 41 determines the output signal value (differential pressure during non-collection) of the differential pressure sensor 39 immediately after execution of the PM regeneration process: ΔP0 and the above-mentioned map from the differential pressure upper limit value corresponding to the non-collection differential pressure: ΔP0: ΔPmax is calculated, and the differential pressure upper limit value: ΔPmax is set as a determination reference value: ΔPbase. Hereinafter, a map showing the relationship between the PM collection amount upper limit value: PMmax and the non-collection time differential pressure: ΔP0 will be referred to as a determination reference value control map.
【０１０２】このような方法により判定基準値が更新さ
れると、パティキュレートフィルタ２９にアッシュ等が
堆積した場合や差圧センサ３９の出力特性が変化した場
合であっても、ＰＭ再生処理の実行時期を正確に判定す
ることが可能となる。When the determination reference value is updated by such a method, the PM regeneration process is executed even if ash or the like is accumulated on the particulate filter 29 or the output characteristic of the differential pressure sensor 39 is changed. It is possible to accurately determine the time.
【０１０３】尚、前記した判定基準値：△Ｐbaseは、内
燃機関１が運転停止状態にあるとき、言い換えれば、図
示しないイグニッションスイッチがオフ状態にあるとき
もデータを保持可能なバックアップＲＡＭ４４に記憶さ
れるものとする。The above-mentioned judgment reference value: ΔPbase is stored in the backup RAM 44 capable of holding data even when the internal combustion engine 1 is in the operation stop state, in other words, when the ignition switch (not shown) is in the off state. Shall be.
【０１０４】以下、本実施の形態に係るＰＭ再生制御に
ついて図４に沿って説明する。The PM regeneration control according to this embodiment will be described below with reference to FIG.
【０１０５】図４は、ＰＭ再生制御ルーチンを示すフロ
ーチャート図である。このＰＭ再生制御ルーチンは、予
めＲＯＭ４２に記憶されているルーチンであり、ＣＰＵ
４１によって所定時間毎（例えば、クランクポジション
センサ４がパルス信号を出力する度）に繰り返し実行さ
れるルーチンである。FIG. 4 is a flow chart showing the PM regeneration control routine. This PM reproduction control routine is a routine stored in the ROM 42 in advance, and the CPU
41 is a routine that is repeatedly executed at predetermined time intervals (for example, each time the crank position sensor 4 outputs a pulse signal).
【０１０６】ＰＭ再生制御ルーチンでは、ＣＰＵ４１
は、先ずＳ４０１において差圧センサ３９の出力信号値
（差圧）：△Ｐを入力する。In the PM reproduction control routine, the CPU 41
First, in S401, the output signal value (differential pressure): ΔP of the differential pressure sensor 39 is input.
【０１０７】Ｓ４０２では、ＣＰＵ４１は、バックアッ
プＲＡＭ４４から判定基準値：△Ｐbaseを読み出す。In S402, the CPU 41 reads the judgment reference value: ΔPbase from the backup RAM 44.
【０１０８】Ｓ４０３では、ＣＰＵ４１は、前記Ｓ４０
１で入力された差圧：△Ｐが前記Ｓ４０２で読み出され
た判定基準値：△Ｐbase以上であるか否かを判別する。In S403, the CPU 41 causes the CPU 40 to execute the above S40.
It is determined whether or not the differential pressure: ΔP input in 1 is equal to or larger than the determination reference value: ΔPbase read in S402.
【０１０９】前記Ｓ４０３において前記差圧：△Ｐが前
記判定基準値：△Ｐbase未満であると判定された場合
は、ＣＰＵ４１は、パティキュレートフィルタ２９のＰ
Ｍ捕集量がＰＭ捕集量上限値：ＰＭmax未満であるとみ
なして本ルーチンの実行を一旦終了する。When it is determined in step S403 that the differential pressure: ΔP is less than the determination reference value: ΔPbase, the CPU 41 determines that P of the particulate filter 29.
Assuming that the M trap amount is less than the PM trap upper limit value: PMmax, the execution of this routine is once ended.
【０１１０】一方、前記Ｓ４０３において前記差圧：△
Ｐが前記判定基準値：△Ｐbase以上であると判定された
場合は、ＣＰＵ４１は、パティキュレートフィルタ２９
のＰＭ捕集量がＰＭ捕集量上限値：ＰＭmax以上である
とみなし、Ｓ４０４においてＰ再生処理を実行する。On the other hand, in S403, the differential pressure: Δ
When it is determined that P is equal to or more than the determination reference value: ΔPbase, the CPU 41 determines that the particulate filter 29.
It is considered that the PM collection amount of is greater than or equal to the PM collection amount upper limit value: PMmax, and the P regeneration process is executed in S404.
【０１１１】Ｓ４０５では、ＣＰＵ４１は、パティキュ
レートフィルタ２９のＰＭ再生処理が終了したか否かを
判別する。In S405, the CPU 41 determines whether or not the PM regeneration processing of the particulate filter 29 is completed.
【０１１２】前記Ｓ４０５においてパティキュレートフ
ィルタ２９のＰＭ再生処理が終了していないと判定され
た場合は、ＣＰＵ４１は、前述したＳ４０４以降の処理
を再度実行する。When it is determined in S405 that the PM regeneration processing of the particulate filter 29 has not been completed, the CPU 41 re-executes the processing of S404 and thereafter.
【０１１３】一方、前記Ｓ４０５においてパティキュレ
ートフィルタ２９のＰＭ再生処理が終了したと判定され
た場合は、ＣＰＵ４１は、Ｓ４０６へ進み、差圧センサ
３９の出力信号値（差圧）：△Ｐを再度入力する。On the other hand, when it is determined in S405 that the PM regeneration processing of the particulate filter 29 is completed, the CPU 41 proceeds to S406, and again sets the output signal value (differential pressure) of the differential pressure sensor 39: ΔP. input.
【０１１４】Ｓ４０７では、ＣＰＵ４１は、前記Ｓ４０
６で入力された差圧：△Ｐを非捕集時差圧：△Ｐ０とし
て学習する。尚、差圧：△Ｐは、排気温度や排気流量に
より変化する値であるため、Ｓ４０６の処理は排気温度
や排気流量が一定条件を満たすときに実行されることが
好ましく、若しくは、Ｓ４０６で検出された差圧：△Ｐ
を検出時の排気温度や排気流量に応じて補正することに
より一定条件下における差圧：△Ｐへ換算するようにし
てもよい。In S407, the CPU 41 causes the S40
The differential pressure: ΔP input in 6 is learned as the non-collecting differential pressure: ΔP0. Since the differential pressure: ΔP is a value that changes depending on the exhaust temperature and the exhaust flow rate, it is preferable that the processing of S406 be executed when the exhaust temperature and the exhaust flow rate satisfy certain conditions, or it is detected in S406. Differential pressure: △ P
May be converted into the differential pressure: ΔP under a certain condition by correcting according to the exhaust temperature and the exhaust flow rate at the time of detection.
【０１１５】Ｓ４０８では、ＣＰＵ４１は、前記非捕集
時差圧：△Ｐ０が許容限界値未満であるか否かを判別す
る。前記した許容限界値は、パティキュレートフィルタ
２９の圧力損失に起因した背圧の許容限界値に基づいて
設定された値である。In S408, the CPU 41 determines whether or not the non-collection differential pressure: ΔP0 is less than the allowable limit value. The above-mentioned allowable limit value is a value set based on the allowable limit value of the back pressure caused by the pressure loss of the particulate filter 29.
【０１１６】前記Ｓ４０８において前記非捕集時差圧：
△Ｐ０が許容限界値以上であると判定された場合は、Ｃ
ＰＵ４１は、Ｓ４１１へ進み、パティキュレートフィル
タ２９が異常であると判定する。その際、車室内に警告
灯や警告ブザーを設け、ＣＰＵ４１により警告灯を点灯
又は警告ブザーを作動させることにより、車両の乗員に
対してパティキュレートフィルタ２９の異常を通知する
ようにすることが好ましい。In S408, the non-collecting differential pressure:
When it is determined that ΔP0 is equal to or more than the allowable limit value, C
The PU 41 proceeds to S411 and determines that the particulate filter 29 is abnormal. At this time, it is preferable that a warning light or a warning buzzer is provided in the vehicle compartment, and the CPU 41 lights up the warning light or operates the warning buzzer to notify the occupant of the vehicle of the abnormality of the particulate filter 29. .
【０１１７】一方、前記Ｓ４０８において前記非捕集時
差圧：△Ｐ０が許容限界値未満であると判定された場合
は、ＣＰＵ４１は、Ｓ４０９へ進む。Ｓ４０９では、Ｃ
ＰＵ４１は、前記非捕集時差圧：△Ｐ０をパラメータと
してＲＯＭ４２の判定基準値制御マップへアクセスし、
前記非捕集時差圧：△Ｐ０に対応した差圧上限値：△Ｐ
maxを算出する。On the other hand, when it is determined in S408 that the non-collection differential pressure: ΔP0 is less than the allowable limit value, the CPU 41 proceeds to S409. In S409, C
The PU 41 accesses the judgment reference value control map of the ROM 42 using the non-collection differential pressure: ΔP0 as a parameter,
Differential pressure at the time of non-collection: Upper limit of differential pressure corresponding to ΔP0: ΔP
Calculate max.
【０１１８】Ｓ４１０では、ＣＰＵ４１は、バックアッ
プＲＡＭ４４に記憶されている判定基準値：△Ｐbaseを
前記Ｓ４０９で算出された差圧上限値：△Ｐmaxにより
更新し、本ルーチンの実行を一旦終了する。In S410, the CPU 41 updates the judgment reference value: ΔPbase stored in the backup RAM 44 with the differential pressure upper limit value: ΔPmax calculated in S409, and once ends the execution of this routine.
【０１１９】このようにＣＰＵ４１がＰＭ再生制御ルー
チンを実行することにより、ＰＭ再生処理実行直後の差
圧センサ３９の出力信号値に応じて判定基準値が補正さ
れることになる。As the CPU 41 executes the PM regeneration control routine in this way, the judgment reference value is corrected according to the output signal value of the differential pressure sensor 39 immediately after the PM regeneration process is executed.
【０１２０】この結果、パティキュレートフィルタ２９
の使用過程において、アッシュなどの堆積や差圧センサ
３９の出力特性の変化などにより、パティキュレートフ
ィルタ２９にＰＭが捕集されていない時の差圧センサ３
９の出力信号値が変化した場合であっても、パティキュ
レートフィルタ２９の再生時期を精度良く判定すること
が可能となる。As a result, the particulate filter 29
In the process of using the differential pressure sensor 3 when PM is not trapped in the particulate filter 29 due to accumulation of ash or change in the output characteristics of the differential pressure sensor 39.
Even when the output signal value of 9 changes, it is possible to accurately determine the reproduction time of the particulate filter 29.
【０１２１】更に、ＰＭ再生処理が実行される度に非捕
集時差圧が検出されるため、その非捕集時差圧に基づい
てＰＭ以外の物質によるパティキュレートフィルタ２９
の詰まりを検出することが可能になるとともに、パティ
キュレートフィルタ２９の異常も判定することが可能と
なる。Further, since the non-collection time differential pressure is detected every time the PM regeneration process is executed, the particulate filter 29 made of a substance other than PM is based on the non-collection time differential pressure.
It is possible to detect the clogging of the particulate filter 29 and to determine the abnormality of the particulate filter 29.
【０１２２】尚、本実施の形態では、非捕集時差圧を学
習する時期として、パティキュレートフィルタ２９のＰ
Ｍ再生処理実行直後を例示したが、これに限られるもの
ではない。例えば、パティキュレートフィルタ２９にＮ
Ｏx吸蔵剤が担持されている場合には、ＮＯx吸蔵剤のＳ
Ｏx被毒解消処理実行直後であってもよい。In the present embodiment, the P of the particulate filter 29 is set as the timing for learning the non-collection differential pressure.
Although the example immediately after the execution of the M reproduction process is illustrated, the present invention is not limited to this. For example, if the particulate filter 29 has N
When the Ox storage agent is loaded, the NOx storage agent S
It may be immediately after the execution of the Ox poisoning elimination processing.
【０１２３】これは、パティキュレートフィルタ２９の
ＳＯx被毒解消処理では、ＰＭ再生処理と同様にＰＭが
燃焼し得る温度以上まで排気温度が高められることにな
るため、ＳＯx被毒解消処理が実行されるとパティキュ
レートフィルタ２９に捕集されていたＰＭが該パティキ
ュレートフィルタ２９から燃焼及び除去されることにな
るからである。This is because in the SOx poisoning elimination process of the particulate filter 29, the exhaust temperature is raised to a temperature equal to or higher than the temperature at which PM can burn, similarly to the PM regeneration process, so the SOx poisoning elimination process is executed. Then, the PM trapped in the particulate filter 29 will be burned and removed from the particulate filter 29.
【０１２４】[0124]
【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置に
よれば、微粒子以外の物質の堆積により微粒子が捕集さ
れていない状態の捕集機構の圧力損失が変化した場合、
或いは、圧損検出手段の検出特性が経時変化した場合等
においても、微粒子の捕集に起因した圧力損失が正確に
検出されることとなり、以て捕集機構の再生時期を精度
良く判定することが可能となる。According to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, when the pressure loss of the trapping mechanism in the state where the particulates are not trapped changes due to the accumulation of the substance other than the particulates,
Alternatively, even when the detection characteristic of the pressure loss detection means changes with time, the pressure loss due to the collection of the fine particles can be accurately detected, and thus the regeneration timing of the collection mechanism can be accurately determined. It will be possible.
【図１】 実施の形態に係る排気浄化装置を適用する内
燃機関の概略構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust emission control device according to an embodiment is applied.
【図２】 ＥＣＵの内部構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the ECU.
【図３】 差圧：△ＰとＰＭ捕集量：ＰＭとの関係を示
す図FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the differential pressure: ΔP and the amount of collected PM: PM.
【図４】 ＰＭ再生制御ルーチンを示すフローチャート
図FIG. 4 is a flowchart showing a PM regeneration control routine.
１・・・・内燃機関 ２・・・・気筒 １７・・・エアフローメータ ２１・・・吸気絞り弁 ２４・・・排気枝管 ２５・・・排気管 ２９・・・排気浄化機構 ３３・・・排気絞り弁 ３９・・・差圧センサ 1 ... Internal combustion engine 2 ... Cylinder 17 ... Air flow meter 21 ... Intake throttle valve 24 ... Exhaust branch pipe 25 ... Exhaust pipe 29 ... Exhaust gas purification mechanism 33 ... Exhaust throttle valve 39 ... Differential pressure sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４０Ｃ ３４０ ３４５Ｚ ３４５ Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ // Ｂ０１Ｄ 46/42 53/36 １０３Ｂ １０３Ｃ (72)発明者 青山 太郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 松岡 広樹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 杉山 辰優 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大坪 康彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 伊藤 丈和 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 田原 淳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 沖 守 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 横山 正訓 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 草次 英志 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 水口 恵一 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機内 Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA04 BA05 BA07 BA13 BA15 BA19 BA20 DA00 DA04 DA10 DA28 DA30 EB08 EB17 EB20 FA02 FA07 FA10 FA20 FA27 FA33 FA37 FA38 3G090 AA01 BA01 CA01 CA04 CB04 CB07 CB21 DA04 DA12 DA14 DA18 3G091 AA10 AA11 AA18 AB13 BA00 BA14 BA15 BA32 CB02 CB07 DC03 EA05 EA07 EA08 EA16 EA17 EA32 GB02W GB06W HA36 HA37 4D048 AA06 AA14 AA18 AB01 AB05 BB02 BB14 CC41 DA01 DA02 DA07 DA20 EA04 4D058 JA32 MA41 MA52 PA04 SA08 TA06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02D 45/00 314 F02D 45/00 340C 340 345Z 345 B01D 46/42 B // B01D 46/42 53/36 103B 103C (72) Inventor Taro Aoyama 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Hiroki Matsuoka 1 Toyota Town, Aichi Prefecture Toyota City Co., Ltd. (72) Inventor Sugiyama Tatsuyu 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Yasuhiko Otsubo 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Takekazu Ito Toyota City, Aichi Prefecture Town No. 1 Toyota Motor Corporation (72) Inventor Atsushi Tahara No. 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Mamoru Oki 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi Prefecture, Denso Co., Ltd. (72) Inventor, Masanori Yokoyama, 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi prefecture, Denso (72) Inventor Hideshi Kusugi, 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi Prefecture, Denso Co., Ltd. (72) Inventor, Keiichi Mizuguchi, 2-chome, Toyota-cho, Kariya city, Aichi prefecture Reference) 3G084 AA01 BA04 BA05 BA07 BA13 BA15 BA19 BA20 DA00 DA04 DA10 DA28 DA30 EB08 EB17 EB20 FA02 FA07 FA10 FA20 FA27 FA33 FA37 FA38 3G090 AA01 BA01 CA01 CA04 CB04 CB07 CB21 DA04 DA12 DA14 DA18 3G091 A18 BA13 AB13 BA14 BA13 BA13 A13 DC03 EA05 EA07 EA08 EA16 EA17 EA32 GB02W GB06W HA36 HA37 4D048 AA06 AA14 AA18 AB01 AB05 BB02 BB14 CC41 DA01 DA02 DA07 DA20 EA04 4D058 JA32 MA41 MA52 PA04 SA08 TA06
Claims (6)
に含まれる微粒子を捕集可能な捕集機構と、 前記捕集機構による圧力損失を検出する圧損検出手段
と、 前記圧損検出手段により検出された圧力損失が所定の判
定基準値以上となった時点で前記捕集機構に捕集された
微粒子を除去する再生手段と、 前記再生手段により前記捕集機構の再生が行われた直後
の前記圧損検出手段の検出値に基づいて前記判定基準値
を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする内燃
機関の排気浄化装置。1. A collection mechanism provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and capable of collecting fine particles contained in exhaust gas; a pressure loss detection means for detecting a pressure loss by the collection mechanism; and a pressure loss detection means. Regenerating means for removing fine particles trapped in the trapping mechanism when the detected pressure loss becomes equal to or higher than a predetermined judgment reference value, and immediately after the trapping mechanism is regenerated by the regenerating means. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: a correction unit that corrects the determination reference value based on a detection value of the pressure loss detection unit.
が行われた直後の前記圧損検出手段の検出値に基づい
て、微粒子が捕集されていない状態の前記捕集機構の圧
力損失を学習する学習手段を更に備え、 前記補正手段は、前記学習手段により学習された圧力損
失に応じて前記判定基準値を補正することを特徴とする
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。2. The pressure loss of the trapping mechanism in the state where fine particles are not trapped is learned based on the detection value of the pressure loss detecting means immediately after the trapping mechanism is regenerated by the regenerating means. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: a learning unit that corrects the determination reference value according to the pressure loss learned by the learning unit.
除去する被毒解消手段を更に備え、 前記学習手段は、前記再生手段により前記捕集機構の再
生が行われた直後、およびまたは、前記被毒解消手段に
より前記捕集機構の被毒が解消された直後の前記圧損検
出手段の検出値を、微粒子が捕集されていない状態の前
記捕集機構の圧力損失として学習することを特徴とする
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。3. The poisoning elimination means for removing the sulfur oxides stored in the collection mechanism, further comprising: the learning means immediately after the regeneration of the collection mechanism by the regeneration means, and / or , Learning the detection value of the pressure loss detection means immediately after the poisoning of the trapping mechanism is eliminated by the poisoning elimination means as the pressure loss of the trapping mechanism in the state where no particulate matter is trapped. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 2, characterized in that.
習された圧力損失が増加するほど、前記判定基準値を増
加させることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載
の内燃機関の排気浄化装置。4. The exhaust gas of an internal combustion engine according to claim 2, wherein the correction unit increases the determination reference value as the pressure loss learned by the learning unit increases. Purification device.
が所定値を越えた場合に前記捕集機構が異常であると判
定する異常判定手段を更に備える請求項２又は請求項３
に記載の内燃機関の排気浄化装置。5. The abnormality determining means for determining that the trapping mechanism is abnormal when the pressure loss learned by the learning means exceeds a predetermined value, further comprising:
An exhaust emission control device for an internal combustion engine as set forth in.
剤とが担持されたパティキュレートフィルタであること
を特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装
置。6. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the collection mechanism is a particulate filter carrying an oxidation catalyst and a NOx storage agent.
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|---|---|---|---|
| JP2001361296A JP3911408B2 (en) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008138621A (en) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas throttle valve failure diagnosis device of internal combustion engine |
| JP2017057766A (en) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | 株式会社豊田自動織機 | Exhaust emission control device |
| CN110159404A (en) * | 2018-02-15 | 2019-08-23 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | The rationalization of the delta pressure sensor of gasoline particles filter |
| US10450931B2 (en) | 2016-07-14 | 2019-10-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine |
-
2001
- 2001-11-27 JP JP2001361296A patent/JP3911408B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN110159404A (en) * | 2018-02-15 | 2019-08-23 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | The rationalization of the delta pressure sensor of gasoline particles filter |
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