JP2010144625A - Exhaust emission control device of engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device of an engine, reducing the nitrogen oxide of the engine by circulating an exhaust gas recirculating (EGR) gas to a suction passage even during the regeneration of a filter. <P>SOLUTION: This exhaust emission control device has: a filter 20 which is installed in the exhaust passage 8 and captures exhaust gas particulate matters; an oxidation catalyst 18 installed further on the upstream side of the exhaust passage than the filter; a control means 40 for controlling an EGR device 23 which recirculates a part of the exhaust gas from further on the upstream side of the exhaust passage than the oxidation catalyst to the suction passage of the engine; an exhaust fuel injection valve 32 which is installed further on the downstream side of the exhaust passage than the EGR device and on the upstream side of the oxidation catalyst; and a filter regeneration means which raises the temperature of the exhaust gas by performing a first post-injection by a cylinder fuel injection valve 30 after a main injection is performed by the cylinder fuel injection valve, and oxidizes unburned fuel with the oxidation catalyst by performing a second post-injection by the exhaust fuel injection valve 32 for burning the exhaust particulate matters captured to the filter. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンの排気浄化装置に係り、特に、排気通路中の排気の一部をエンジンの吸気通路に還流するＥＧＲ装置を備えたエンジンの排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an engine exhaust gas purification device, and more particularly to an engine exhaust gas purification device including an EGR device that recirculates a part of exhaust gas in an exhaust passage to an engine intake air passage.

従来から、ディ−ゼルエンジン等の内燃機関の排気ガスに含まれる排気微粒子をフィルタにより捕獲して、外部へ排出される微粒子の量を低減することが行われている。
また、エンジンの窒素酸化物（ＮＯX）を低減するために、排気ガスの一部を吸気通路に還流させて、燃焼を緩慢にさせるエンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）が設けられている。 Conventionally, exhaust particulates contained in exhaust gas from an internal combustion engine such as a diesel engine have been captured by a filter to reduce the amount of particulates discharged to the outside.
Further, in order to reduce engine nitrogen oxides (NO x ), an engine exhaust gas recirculation device (EGR device) is provided that recirculates part of the exhaust gas to the intake passage and slows combustion.

特許文献１には、エンジンの排気通路のフィルタより上流側に酸化触媒を設け、この酸化触媒により、排気ガス中のＮＯ（一酸化窒素）を酸化してＮＯ2（二酸化窒素）にして、このＮＯ2で、下流側のフィルタに捕獲された排気微粒子を酸化してＣＯ2（二酸化炭素）とし、排気微粒子を除去しているエンジンの排気浄化装置が記載されている。
この特許文献１のエンジンの排気浄化装置においては、さらに、排気微粒子によりフィルタが目詰まりした場合には、燃料の筒内噴射や排気管内へ噴射し、それにより、排気温度を上昇させて、フィルタに捕獲されている排気微粒子を燃焼除去して、フィルタを再生するようにしている。 In Patent Document 1, an oxidation catalyst is provided upstream of the filter in the exhaust passage of the engine, and this oxidation catalyst oxidizes NO (nitrogen monoxide) in the exhaust gas to NO 2 (nitrogen dioxide). An engine exhaust purification apparatus is described in which exhaust particulates captured by a downstream filter are oxidized with NO 2 to CO 2 (carbon dioxide) to remove the exhaust particulates.
In the engine exhaust gas purification apparatus of Patent Document 1, when the filter is clogged with exhaust particulates, fuel is injected into the cylinder or into the exhaust pipe, thereby increasing the exhaust temperature, and the filter. The exhaust particulate trapped in the combustion chamber is burned and removed to regenerate the filter.

特開２００５‐２８２４７７号公報JP 2005-282477 A

上述した特許文献１のエンジンの排気浄化装置においては、上述したフィルタ再生中の未燃燃料を含んだ排気ガスが排気通路内を流れているとき、ＥＧＲ装置を作動させて吸気側に排気ガスの一部であるＥＧＲガスを流すと、ＥＧＲ通路やエンジンの吸気通路に排気ガス中に含まれる未燃燃料が流れ込み、この未燃燃料が還流することにより、燃焼が不安定になったり、ＥＧＲ通路が目詰まり故障を起すため、フィルタ再生中は、ＥＧＲガスの吸気通路への還流を停止するようにしている。   In the above-described exhaust purification device for an engine of Patent Document 1, when the exhaust gas containing unburned fuel during filter regeneration described above is flowing in the exhaust passage, the EGR device is operated so that the exhaust gas is discharged to the intake side. When a part of the EGR gas is flowed, unburned fuel contained in the exhaust gas flows into the EGR passage and the intake passage of the engine, and the unburned fuel recirculates to make the combustion unstable or the EGR passage. Therefore, the recirculation of EGR gas to the intake passage is stopped during filter regeneration.

しかしながら、上述した特許文献１に記載されたエンジンの排気浄化装置のように、フィルタ再生中に、ＥＧＲガスの吸気通路への還流を停止したのでは、ＥＧＲ装置の本来の目的であるエンジンの窒素酸化物（ＮＯX）を低減することできなくなるので、問題である。このため、フィルタ再生中であっても、ＥＧＲガスを吸気通路へ還流させてエンジンの窒素酸化物（ＮＯX）を低減することができる、エンジンの排気浄化装置が要望されている。 However, if the recirculation of EGR gas to the intake passage is stopped during filter regeneration as in the engine exhaust gas purification device described in Patent Document 1 described above, the engine nitrogen that is the original purpose of the EGR device is This is a problem because the oxide (NO x ) cannot be reduced. For this reason, there is a need for an engine exhaust purification device that can reduce the nitrogen oxides (NO x ) of the engine by recirculating EGR gas to the intake passage even during filter regeneration.

そこで、本発明は、従来からの要請を満たすためになされたものであり、フィルタ再生中であっても、ＥＧＲガスを吸気通路へ還流させてエンジンの窒素酸化物（ＮＯX）を低減することができるエンジンの排気浄化装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in order to satisfy conventional demands, and even during filter regeneration, EGR gas is recirculated to the intake passage to reduce engine nitrogen oxides (NO x ). An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an engine.

上記の目的を達成するために、本発明は、排気通路中の排気ガスの一部をエンジンの吸気通路に還流するＥＧＲ装置を備えたエンジンの排気浄化装置であって、排気通路に設けられエンジンから排出される排気ガス中の排気微粒子を捕獲するフィルタと、このフィルタよりも排気通路の上流側に設けられた酸化触媒と、この酸化触媒よりも排気通路の上流側から排気ガスの一部をエンジンの吸気通路に還流するＥＧＲ装置を制御するＥＧＲ装置制御手段と、ＥＧＲ装置よりも排気通路の下流側で且つ酸化触媒の上流側に設けられ燃料を噴射する排気燃料噴射弁と、筒内燃料噴射弁により圧縮行程上死点付近で燃料の主噴射が実行された後、筒内燃料噴射弁により第１後噴射を実行してエンジンから排出される排気ガスの温度を上昇させると共に排気燃料噴射弁により第２後噴射を実行して酸化触媒により第２後噴射による未燃燃料を酸化させてフィルタに捕獲された排気微粒子を燃焼させるフィルタ再生手段と、を有し、ＥＧＲ装置制御手段は、フィルタ再生手段が実行されているときに、ＥＧＲ装置を実行させることが可能であることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、先ず、フィルタ再生手段が、筒内燃料噴射弁により圧縮行程上死点付近で燃料の主噴射が実行された後、筒内燃料噴射弁により第１後噴射を実行してエンジンから排出される排気ガスの温度を上昇させて酸化触媒の温度上昇（活性化）を図り、さらに、排気燃料噴射弁により第２後噴射を実行して酸化触媒により第２後噴射による未燃燃料を酸化させてフィルタに流入する排気ガスの温度を急上昇させることにより、フィルタに捕獲された排気微粒子を燃焼させるようにしている。次に、排気燃料噴射弁により、ＥＧＲ装置よりも排気通路の下流側に燃料を噴射してフィルタ再生を行っているので、排気燃料噴射弁による第２後噴射の未燃燃料がＥＧＲ装置を介して吸気通路へ還流することがない。その結果、本発明によれば、ＥＧＲ装置制御手段が、フィルタ再生手段が実行されているときでも、ＥＧＲ装置を実行させることが可能となり、それにより、フィルタ再生中でもＥＧＲ装置によりエンジンの窒素酸化物（ＮＯX）を低減することができる。 In order to achieve the above object, the present invention is an engine exhaust purification device provided with an EGR device that recirculates part of exhaust gas in an exhaust passage to the intake passage of the engine, and is provided in the exhaust passage. A filter that captures exhaust particulates in the exhaust gas discharged from the exhaust gas, an oxidation catalyst provided upstream of the exhaust passage from the filter, and a part of the exhaust gas from the upstream side of the exhaust passage from the oxidation catalyst. EGR device control means for controlling the EGR device that recirculates to the intake passage of the engine, an exhaust fuel injection valve that is provided downstream of the EGR device and downstream of the exhaust passage and upstream of the oxidation catalyst, and in-cylinder fuel After the main injection of fuel is executed near the top dead center of the compression stroke by the injection valve, the first post-injection is executed by the in-cylinder fuel injection valve to raise the temperature of the exhaust gas discharged from the engine. Filter regeneration means for performing second post-injection by the exhaust fuel injection valve, oxidizing unburned fuel by the second post-injection by the oxidation catalyst, and burning the exhaust particulate captured by the filter, and controlling the EGR device The means is characterized in that the EGR device can be executed when the filter regeneration means is being executed.
In the present invention configured as above, first, after the main fuel injection is performed near the top dead center of the compression stroke by the in-cylinder fuel injection valve, the filter regeneration means performs the first rear by the in-cylinder fuel injection valve. The temperature of the exhaust gas discharged from the engine is increased by executing injection to increase (activate) the temperature of the oxidation catalyst, and further, the second post-injection is performed by the exhaust fuel injection valve and the second by the oxidation catalyst. Exhaust particulates captured by the filter are burned by oxidizing the unburned fuel by post-injection and rapidly increasing the temperature of the exhaust gas flowing into the filter. Next, since the exhaust fuel injection valve injects fuel to the downstream side of the exhaust passage from the EGR device and performs filter regeneration, the unburned fuel of the second post-injection by the exhaust fuel injection valve passes through the EGR device. Therefore, it does not return to the intake passage. As a result, according to the present invention, it becomes possible for the EGR device control means to execute the EGR device even when the filter regeneration means is executed. (NO x ) can be reduced.

本発明において、好ましくは、エンジンは、複数の気筒を備え、フィルタ再生手段は、エンジンの各気筒の排気行程で排出される排気ガスが排気燃料噴射弁を通過するタイミングで、排気燃料噴射弁による第２後噴射を実行する。
このように構成された本発明においては、排気燃料噴射弁による第２後噴射がエンジンから排出された排気ガスと混合されされ、酸化触媒において、良好な酸化反応が可能となる。 In the present invention, the engine preferably includes a plurality of cylinders, and the filter regeneration means uses the exhaust fuel injection valve at a timing when exhaust gas discharged in the exhaust stroke of each cylinder of the engine passes through the exhaust fuel injection valve. Second post-injection is executed.
In the present invention configured as described above, the second post-injection by the exhaust fuel injection valve is mixed with the exhaust gas discharged from the engine, and a good oxidation reaction is possible in the oxidation catalyst.

本発明において、好ましくは、更に、排気通路の酸化触媒よりも下流側の排気温度を検出する排気温度検出手段と、排気燃料噴射弁による第２後噴射が実行されているときの排気温度の温度変化に基づいて排気燃料噴射弁の異常を検出するする異常検出手段と、を有する。
このように構成された本発明においては、排気通路中に設けた排気燃料噴射弁の異常判定を容易に行うことができる。 In the present invention, preferably, the exhaust temperature detecting means for detecting the exhaust temperature downstream of the oxidation catalyst in the exhaust passage, and the temperature of the exhaust temperature when the second post-injection by the exhaust fuel injection valve is being executed. Abnormality detecting means for detecting an abnormality of the exhaust fuel injection valve based on the change.
In the present invention configured as described above, it is possible to easily determine the abnormality of the exhaust fuel injection valve provided in the exhaust passage.

本発明において、好ましくは、異常検出手段が上記排気燃料噴射弁の異常を検出したとき、フィルタ再生手段は、排気燃料噴射弁による第２後噴射を停止し、さらに、筒内燃料噴射弁により第２後噴射を実行すると共にＥＧＲ装置制御手段によりＥＧＲ装置の実行を禁止する。
このように構成された本発明によれば、排気燃料噴射弁が異常であっても、フィルタ再生を実行することが可能となる。 In the present invention, preferably, when the abnormality detecting means detects an abnormality of the exhaust fuel injection valve, the filter regeneration means stops the second post-injection by the exhaust fuel injection valve, and further, the first by the in-cylinder fuel injection valve. (2) The post-injection is executed and the EGR device control means prohibits the execution of the EGR device.
According to the present invention configured as described above, filter regeneration can be executed even if the exhaust fuel injection valve is abnormal.

本発明のエンジンの排気浄化装置によれば、フィルタ再生中であっても、ＥＧＲガスを吸気通路へ還流させてエンジンの窒素酸化物（ＮＯX）を低減させることができる。 According to the exhaust emission control device for an engine of the present invention, even when the filter is being regenerated, the EGR gas can be recirculated to the intake passage to reduce engine nitrogen oxides (NO x ).

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。先ず、図１により、本発明の実施形態によるエンジンの排気浄化装置を説明する。図１は本発明の第１実施形態によるエンジンの排気浄化装置を示す全体構成図である。なお、第１実施形態による排気浄化装置が適用されるエンジン（内燃機関）は、ディーゼルエンジンであるが、本発明は他のタイプのエンジンにも適用可能である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, an engine exhaust gas purification apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an engine exhaust gas purification apparatus according to a first embodiment of the present invention. The engine (internal combustion engine) to which the exhaust emission control device according to the first embodiment is applied is a diesel engine, but the present invention can also be applied to other types of engines.

図１に示すように、符号１は、自動車のエンジンを示し、このエンジン１は複数の気筒を備えている。エンジン１には、吸気ポート２と排気ポート４が形成され、吸気ポート２には吸気通路６が、排気ポート４には排気通路８が、それぞれマニホールドを介して接続されている。
吸気通路６には、上流側から、エアクリーナ１０、インタークーラ１２、吸気制御弁１４、サージタンク１６等が設けられている。 As shown in FIG. 1, the code | symbol 1 shows the engine of a motor vehicle, This engine 1 is provided with the some cylinder. An intake port 2 and an exhaust port 4 are formed in the engine 1, and an intake passage 6 is connected to the intake port 2 and an exhaust passage 8 is connected to the exhaust port 4 through manifolds.
In the intake passage 6, an air cleaner 10, an intercooler 12, an intake control valve 14, a surge tank 16 and the like are provided from the upstream side.

また、排気通路８には、上流側から、酸化触媒１８、フィルタ２０（「パティキュレートフィルタ」とも言う）が設けられている。この酸化触媒１８により、排気ガス中のＮＯ（一酸化窒素）を酸化してＮＯ2（二酸化窒素）にして、このＮＯ2で、下流側のフィルタ２０に捕獲された排気微粒子を酸化してＣＯ2（二酸化炭素）とし、排気微粒子を除去するようになっている。 The exhaust passage 8 is provided with an oxidation catalyst 18 and a filter 20 (also referred to as “particulate filter”) from the upstream side. The oxidation catalyst 18 oxidizes NO (nitrogen monoxide) in the exhaust gas to NO 2 (nitrogen dioxide). The NO 2 oxidizes the exhaust particulates captured by the downstream filter 20 to produce CO 2. 2 (carbon dioxide) to remove exhaust particulates.

また、吸気通路６と排気通路８には、ターボ過給機２２が設けられており、このターボ過給機２２の吸気側タービン及び排気側タービンにより、吸気および排気ガスが加圧されるようになっている。   Further, a turbocharger 22 is provided in the intake passage 6 and the exhaust passage 8 so that the intake and exhaust gases are pressurized by the intake side turbine and the exhaust side turbine of the turbocharger 22. It has become.

さらに、吸気通路６と排気通路８との間には、ＥＧＲ装置２３が設けられており、このＥＧＲ装置２３は、排気通路８の排気ガスの一部を吸気通路６に還流させるＥＧＲ通路２４、還流する排気ガスの量を制御するＥＧＲバルブ２６、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２８を備えている。このＥＧＲ装置２３により、排気通路８の排気ガスの一部を吸気通路６に還流させることにより、エンジンの窒素酸化物（ＮＯX）を低減させるようになっている。 Further, an EGR device 23 is provided between the intake passage 6 and the exhaust passage 8, and the EGR device 23 recirculates a part of the exhaust gas in the exhaust passage 8 to the intake passage 6, An EGR valve 26 that controls the amount of exhaust gas that recirculates and an EGR cooler 28 that cools the EGR gas are provided. By this EGR device 23, a part of the exhaust gas in the exhaust passage 8 is recirculated to the intake passage 6, thereby reducing engine nitrogen oxides (NO x ).

次に、エンジン１には、燃焼室内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁３０が設けられ、さらに、排気通路８のＥＧＲ装置２３（ＥＧＲ通路２４）の下流側で且つ酸化触媒１８の上流側には、燃料を噴射して酸化触媒１８での酸化を促進する排気燃料噴射弁３２が設けられている。これらの筒内燃料噴射弁３０と排気燃料噴射弁３２の役割については後述する。   Next, the engine 1 is provided with an in-cylinder fuel injection valve 30 for injecting fuel into the combustion chamber, and further, on the downstream side of the EGR device 23 (EGR passage 24) in the exhaust passage 8 and on the upstream side of the oxidation catalyst 18. Is provided with an exhaust fuel injection valve 32 that injects fuel and promotes oxidation at the oxidation catalyst 18. The roles of the in-cylinder fuel injection valve 30 and the exhaust fuel injection valve 32 will be described later.

また、エンジン１の回転速度（Ｎｅ）を検出するための速度センサ３３、及び、アクセル開度（θａ）を検出するアクセル開度センサ（図示せず）が設けられている。
さらに、排気通路８のフィルタ２０の上流側及び下流側には、ぞれぞれ、排気ガスの圧力（Ｐ１，Ｐ２）を検出する上流側排気圧力センサ３４と下流側排気圧力センサ３６が設けられ、詳細は後述するように、これらのセンサ３４，３６により得られた排気ガスの差圧（Ｐ１−Ｐ２）から、フィルタ２０により捕獲された微粒子の量を推定するようになっている。なお、フィルタ２０による排気微粒子の捕獲量を算出するために、一つの差圧センサを設けるようにしても良い。 Further, a speed sensor 33 for detecting the rotational speed (Ne) of the engine 1 and an accelerator opening sensor (not shown) for detecting the accelerator opening (θa) are provided.
Further, an upstream exhaust pressure sensor 34 and a downstream exhaust pressure sensor 36 for detecting exhaust gas pressures (P1, P2) are provided on the upstream side and the downstream side of the filter 20 in the exhaust passage 8, respectively. As will be described in detail later, the amount of fine particles captured by the filter 20 is estimated from the differential pressure (P1-P2) of the exhaust gas obtained by these sensors 34, 36. In order to calculate the trapped amount of exhaust particulates by the filter 20, one differential pressure sensor may be provided.

また、排気通路８の酸化触媒１８とフィルタ２０の間には、排気燃料噴射弁３２の異常を判定するための、排気ガスの温度（Ｔ）を検出する排気ガス温度センサ３８が設けられている。
さらに、上述したＥＧＲバルブ２６の開度、筒内燃料噴射弁３０による燃料噴射のタイミング及び噴射量、排気燃料噴射弁３２による燃料噴射のタイミング及び噴射量を制御するためのコントローラ４０が設けられている。 Further, an exhaust gas temperature sensor 38 for detecting the temperature (T) of the exhaust gas is provided between the oxidation catalyst 18 in the exhaust passage 8 and the filter 20 for determining an abnormality of the exhaust fuel injection valve 32. .
Furthermore, a controller 40 is provided for controlling the opening degree of the EGR valve 26, the timing and amount of fuel injection by the in-cylinder fuel injection valve 30, and the timing and amount of fuel injection by the exhaust fuel injection valve 32. Yes.

次に、図２により、本実施形態によるフィルタ再生のための制御内容を説明する。図２は、本発明の実施形態によるエンジンの排気浄化装置によるフィルタ再生の制御内容を示すフローチャートである。図２のフローチャートにおけるＳは、各ステップを示している。   Next, the contents of control for filter regeneration according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the control content of filter regeneration by the engine exhaust gas purification apparatus according to the embodiment of the present invention. S in the flowchart of FIG. 2 indicates each step.

先ず、Ｓ１において、速度センサ３３により検出されたエンジン回転速度（Ｎｅ）、アクセル開度センサにより検出されたアクセル開度（θａ）、上流側排気圧力センサ３４により検出されたフィルタ上流排気圧力（Ｐ１）、下流側排気圧力センサ３６により検出されたフィルタ下流排気圧力（Ｐ２）、排気ガス温度センサ３８により検出された酸化触媒下流温度（Ｔ）を、それぞれ、入力する。   First, in S1, the engine rotational speed (Ne) detected by the speed sensor 33, the accelerator opening (θa) detected by the accelerator opening sensor, and the filter upstream exhaust pressure (P1) detected by the upstream exhaust pressure sensor 34 ), The downstream exhaust pressure (P2) of the filter detected by the downstream exhaust pressure sensor 36, and the downstream temperature (T) of the oxidation catalyst detected by the exhaust gas temperature sensor 38 are input.

次に、Ｓ２において、フィルタ上流排気圧力（Ｐ１）とフィルタ下流排気圧力（Ｐ２）との差圧（Ｐ１−Ｐ２）により、フィルタ２０における排気微粒子の捕獲量（Ｍ）を算出する。この差圧（Ｐ１−Ｐ２）が大きいほど排気微粒子の捕獲量（Ｍ）が多くなり、両者の関係は予め算出されている。   Next, in S2, the trapped amount (M) of the exhaust particulates in the filter 20 is calculated from the differential pressure (P1-P2) between the filter upstream exhaust pressure (P1) and the filter downstream exhaust pressure (P2). The larger the differential pressure (P1-P2), the larger the trapped amount (M) of exhaust particulates, and the relationship between the two is calculated in advance.

次に、Ｓ３において、排気微粒子の捕獲量（Ｍ）が第１所定値（Ｙ）以下であるか否かを判定し、排気微粒子の捕獲量（Ｍ）が第１所定値（Ｙ）より多い場合には、Ｓ４に進み、排気微粒子の捕獲量（Ｍ）が第１所定値（Ｙ）よりも大きな値である第２所定値（Ｘ）以上か否かを判定し、排気微粒子の捕獲量（Ｍ）が第２所定値（Ｘ）以上の場合には、Ｓ５に進み、再生実行フラグを「１」とする。
一方、Ｓ３において、排気微粒子の捕獲量（Ｍ）が第１所定値（Ｙ）以下であると判定された場合には、Ｓ６に進み、再生実行フラグを「０」とする。
さらに、Ｓ４において、排気微粒子の捕獲量（Ｍ）が第２所定値（Ｘ）より少ないと判定された場合には、Ｓ７に進み、再生実行フラグが「１」か否かを判定する。 Next, in S3, it is determined whether or not the trapped amount (M) of exhaust particulates is equal to or less than a first predetermined value (Y), and the trapped amount (M) of exhaust particulates is greater than a first predetermined value (Y). In this case, the process proceeds to S4, where it is determined whether or not the trapped amount (M) of the exhaust particulates is equal to or greater than a second predetermined value (X) that is a value greater than the first predetermined value (Y). If (M) is equal to or greater than the second predetermined value (X), the process proceeds to S5, and the regeneration execution flag is set to “1”.
On the other hand, if it is determined in S3 that the trapped amount (M) of the exhaust particulates is equal to or smaller than the first predetermined value (Y), the process proceeds to S6 and the regeneration execution flag is set to “0”.
Further, when it is determined in S4 that the trapped amount (M) of the exhaust particulates is smaller than the second predetermined value (X), the process proceeds to S7, and it is determined whether or not the regeneration execution flag is “1”.

換言すれば、これらのＳ３〜Ｓ７においては、フィルタによる排気微粒子の捕獲量（Ｍ）が第２所定値（Ｘ）以上でフィルタの再生を開始し、排気微粒子の捕獲量（Ｍ）が第１所定値（Ｙ）（但し、Ｘ＞Ｙ）以下でフィルタの再生を終了するようになっている。   In other words, in S3 to S7, regeneration of the filter is started when the trapped amount (M) of the exhaust particulates by the filter is equal to or greater than the second predetermined value (X), and the trapped amount (M) of the exhaust particulates is the first. The filter regeneration is terminated when the value is equal to or less than a predetermined value (Y) (where X> Y).

次に、Ｓ８に進み、異常判定終了フラグが「１」か否かを判定する。この異常判定終了フラグは、詳細は後述するが、排気通路８内に配置される排気燃料噴射弁３２が異常か否かを判定する異常判定が終了しているか否かを判定するためのものである。   Next, proceeding to S8, it is determined whether or not the abnormality determination end flag is “1”. As will be described in detail later, this abnormality determination end flag is for determining whether or not the abnormality determination for determining whether or not the exhaust fuel injection valve 32 disposed in the exhaust passage 8 is abnormal has ended. is there.

スタートした後の最初の状態では、異常判定終了フラグは「０」と設定されているので、Ｓ９に進み、フィルタ再生を実行する。具体的には、筒内燃料噴射弁３０により主噴射が実行された後、筒内燃料噴射弁３０により第１後噴射が実行され、且つ、排気燃料噴射弁３２により第２後噴射が実行されることにより、フィルタ再生が実行されるようになっている。   In the first state after the start, since the abnormality determination end flag is set to “0”, the process proceeds to S9 and filter regeneration is executed. Specifically, after the main injection is performed by the in-cylinder fuel injection valve 30, the first post-injection is performed by the in-cylinder fuel injection valve 30, and the second post-injection is performed by the exhaust fuel injection valve 32. As a result, filter regeneration is executed.

このフィルタ再生をより具体的に説明すると、図３に示すように、エンジン１の圧縮行程上死点付近で筒内燃料噴射弁３０により主噴射が実行された後、筒内燃料噴射弁３０により、膨張行程で、第１後噴射が実行され、次に、排気燃料噴射弁３２により、排気行程で、第２後噴射が実行されるようになっている。
ここで、排気燃料噴射弁３２による第２後噴射の噴射タイミングは、エンジン１の各気筒の排気行程で排出される排気ガスが排気燃料噴射弁３２を通過するタイミングとなるように制御されるのが好ましい。これにより、排気燃料噴射弁３２による第２後噴射がエンジン１から排出された排気ガスと混合され、酸化触媒１８において、良好な酸化反応が可能となる。 This filter regeneration will be described more specifically. As shown in FIG. 3, after the main injection is performed by the in-cylinder fuel injection valve 30 near the top dead center of the compression stroke of the engine 1, the in-cylinder fuel injection valve 30 The first post-injection is executed in the expansion stroke, and then the second post-injection is executed in the exhaust stroke by the exhaust fuel injection valve 32.
Here, the injection timing of the second post-injection by the exhaust fuel injection valve 32 is controlled so that the exhaust gas discharged in the exhaust stroke of each cylinder of the engine 1 passes through the exhaust fuel injection valve 32. Is preferred. As a result, the second post-injection by the exhaust fuel injection valve 32 is mixed with the exhaust gas discharged from the engine 1, and a good oxidation reaction is enabled in the oxidation catalyst 18.

上述したＳ９において説明したように、本実施形態によれば、筒内燃料噴射弁３０により主噴射に続く第１後噴射を実行することで、エンジン１から排出される排気ガスの温度を上昇させて、酸化触媒１８の温度上昇（活性化）を図っている。さらに、排気燃料噴射弁３２により第２後噴射を実行することで、活性化した酸化触媒１８に未燃燃料を供給して酸化させることで、フィルタ２０に流入する排気ガスの温度を急上昇させて、フィルタ２０に捕獲されている排気微粒子を燃焼させている。   As described in S9 described above, according to the present embodiment, the first post-injection following the main injection is executed by the in-cylinder fuel injection valve 30, thereby increasing the temperature of the exhaust gas discharged from the engine 1. Thus, the temperature of the oxidation catalyst 18 is increased (activated). Further, by executing the second post-injection by the exhaust fuel injection valve 32, the unburnt fuel is supplied to the activated oxidation catalyst 18 and oxidized, thereby rapidly increasing the temperature of the exhaust gas flowing into the filter 20. The exhaust particulates captured by the filter 20 are burned.

次に、Ｓ１０〜Ｓ１７に進み、排気燃料噴射弁３２の異常判定を行う。この異常判定を行うのは、排気燃料噴射弁３２の異常を検知したとき、フィルタ再生中に実行されるＥＧＲガスの吸気通路への還流を中止するためである。
具体的には、Ｓ１０において、タイマを作動させ、Ｓ１１で、タイマ作動時間（ｔ）が所定時間以上か否かを判定する。所定時間より短い場合には、Ｓ１２に進み、異常判断は終了していないので、異常判定フラグを「０」とする。 Next, it progresses to S10-S17, and abnormality determination of the exhaust fuel injection valve 32 is performed. This abnormality determination is performed in order to stop the recirculation of EGR gas to the intake passage that is executed during filter regeneration when an abnormality of the exhaust fuel injection valve 32 is detected.
Specifically, in S10, a timer is activated, and in S11, it is determined whether the timer operation time (t) is equal to or longer than a predetermined time. If it is shorter than the predetermined time, the process proceeds to S12, and the abnormality determination is not completed, so the abnormality determination flag is set to “0”.

タイマ作動時間（ｔ）が所定時間を経過している場合には、Ｓ１３に進み、タイマをリセットし、次に、Ｓ１４において、酸化触媒下流温度（Ｔ）の変化が所定温度以下か否かを判定する。酸化触媒下流温度（Ｔ）の変化が所定温度より大きい場合には、排気燃料噴射弁３２が正常に作動していると考えられるので、Ｓ１５において、異常フラグを「０」に設定する。一方、酸化触媒下流温度（Ｔ）の変化が所定温度以下の場合には、排気燃料噴射弁３２が異常であると考えられるので、Ｓ１６において、異常フラグを「１」に設定する。
次に、Ｓ１７に進み、異常判定終了フラグを「１」に設定して、異常判定を終了する。このように、本実施形態によれば、排気通路８中に設けた排気燃料噴射弁３２の異常判定を容易に行うことができる。 If the timer operating time (t) has passed the predetermined time, the process proceeds to S13, the timer is reset, and then, in S14, it is determined whether or not the change in the oxidation catalyst downstream temperature (T) is equal to or lower than the predetermined temperature. judge. If the change in the oxidation catalyst downstream temperature (T) is greater than the predetermined temperature, it is considered that the exhaust fuel injection valve 32 is operating normally, so the abnormality flag is set to “0” in S15. On the other hand, if the change in the oxidation catalyst downstream temperature (T) is equal to or lower than the predetermined temperature, it is considered that the exhaust fuel injection valve 32 is abnormal, so in S16, the abnormal flag is set to “1”.
Next, in S17, the abnormality determination end flag is set to “1”, and the abnormality determination ends. As described above, according to the present embodiment, it is possible to easily determine the abnormality of the exhaust fuel injection valve 32 provided in the exhaust passage 8.

次に、Ｓ１８に進み、エンジン回転速度（Ｎｅ）及びアクセル開度（θａ）に基づき、ＥＧＲバルブ２６により、排気ガスの還流量が制御される。
このように、本実施形態によれば、上述したＳ９において説明したように、排気燃料噴射弁３２により、ＥＧＲ装置２３よりも排気通路８の下流側に燃料を噴射してフィルタ再生を行っているので、排気燃料噴射弁３２による第２後噴射の未燃燃料がＥＧＲ装置２３を介して吸気通路６へ還流することがない。その結果、フィルタ再生が実行されているときでも、ＥＧＲ装置２３を実行させることが可能となり、それにより、フィルタ再生中でもＥＧＲ装置２３によりエンジン１の窒素酸化物（ＮＯX）を低減することができる。 Next, the process proceeds to S18, and the recirculation amount of the exhaust gas is controlled by the EGR valve 26 based on the engine speed (Ne) and the accelerator opening (θa).
As described above, according to the present embodiment, as described in S9 described above, the fuel is injected into the downstream side of the exhaust passage 8 from the EGR device 23 by the exhaust fuel injection valve 32 to perform filter regeneration. Therefore, the unburned fuel of the second post-injection by the exhaust fuel injection valve 32 does not return to the intake passage 6 via the EGR device 23. As a result, even when the filter regeneration is being performed, the EGR device 23 can be executed, so that the nitrogen oxides (NO x ) of the engine 1 can be reduced by the EGR device 23 even during the filter regeneration. .

次に、Ｓ８、及び、Ｓ１９〜Ｓ２２において実行される、排気燃料噴射弁３２が異常と判定された場合におけるフィルタ再生の内容を説明する。
即ち、Ｓ８において、異常判定終了フラグは「１」である、即ち、排気燃料噴射弁３２の異常判定が終了している場合には、Ｓ１９に進み、異常フラグが「１」か否か、即ち、排気燃料噴射弁３２が異常か否かを判定する。
異常フラグが「１」ではない、即ち、排気燃料噴射弁３２が「異常なし」の場合には、Ｓ２０に進み、Ｓ９と同様に、フィルタ再生を実行する。 Next, the contents of filter regeneration that are executed in S8 and S19 to S22 when the exhaust fuel injection valve 32 is determined to be abnormal will be described.
That is, in S8, the abnormality determination end flag is “1”, that is, if the abnormality determination of the exhaust fuel injection valve 32 has ended, the process proceeds to S19, in which whether or not the abnormality flag is “1”. Then, it is determined whether or not the exhaust fuel injection valve 32 is abnormal.
If the abnormality flag is not “1”, that is, if the exhaust fuel injection valve 32 is “no abnormality”, the process proceeds to S20, and the filter regeneration is executed as in S9.

異常フラグが「１」である、即ち、排気燃料噴射弁３２が「異常あり」の場合には、Ｓ２１に進み、フィルタ再生を実行する。具体的には、筒内燃料噴射弁３０により主噴射が実行された後、筒内燃料噴射弁３０により、第１後噴射及び第２後噴射が実行される（即ち、排気燃料噴射弁３２の代わりに筒内燃料噴射弁３０により第２後噴射が実行される）。   If the abnormality flag is “1”, that is, if the exhaust fuel injection valve 32 is “abnormal”, the process proceeds to S21 to perform filter regeneration. Specifically, after the main injection is executed by the in-cylinder fuel injection valve 30, the first post-injection and the second post-injection are executed by the in-cylinder fuel injection valve 30 (that is, the exhaust fuel injection valve 32). Instead, the second post-injection is executed by the in-cylinder fuel injection valve 30).

より具体的に説明すれば、図４に示すように、エンジン１の圧縮行程上死点付近で筒内燃料噴射弁３０により主噴射が実行された後、筒内燃料噴射弁３０により、膨張行程で、第１後噴射が実行され、次ぎに、同様に、筒内燃料噴射弁３０により、排気行程で、第２後噴射が実行されるようになっている。ここで、筒内燃料噴射弁３０による第２後噴射の噴射タイミングは、エンジン１の各気筒の排気行程である。なお、この筒内燃料噴射弁３０による第２後噴射の噴射タイミングは、エンジン１の各気筒の膨張行程でもよい。
次に、Ｓ２２に進み、Ｓ２１においてフィルタ再生中は、ＥＧＲバルブの制御は禁止される。
このように、本実施形態によれば、排気燃料噴射弁３２が異常であっても、フィルタ再生を実行することが可能となる。 More specifically, as shown in FIG. 4, after the main injection is performed by the in-cylinder fuel injection valve 30 near the top dead center of the compression stroke of the engine 1, the expansion stroke is performed by the in-cylinder fuel injection valve 30. Thus, the first post-injection is executed, and then, similarly, the in-cylinder fuel injection valve 30 executes the second post-injection in the exhaust stroke. Here, the injection timing of the second post-injection by the in-cylinder fuel injection valve 30 is the exhaust stroke of each cylinder of the engine 1. Note that the injection timing of the second post-injection by the in-cylinder fuel injection valve 30 may be the expansion stroke of each cylinder of the engine 1.
Next, the process proceeds to S22, and control of the EGR valve is prohibited during filter regeneration in S21.
Thus, according to the present embodiment, filter regeneration can be performed even if the exhaust fuel injection valve 32 is abnormal.

本発明の第１実施形態によるエンジンの排気浄化装置を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram illustrating an engine exhaust gas purification apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によるエンジンの排気浄化装置によるフィルタ再生の制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content of the filter reproduction | regeneration by the engine exhaust gas purification apparatus by embodiment of this invention. 図２のＳ９及びＳ２０におけるフィルタ再生を実行するときの燃料噴射を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows fuel injection when performing filter regeneration in S9 and S20 of FIG. 図２のＳ２１におけるフィルタ再生を実行するときの燃料噴射を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows fuel injection when performing filter reproduction | regeneration in S21 of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ エンジン
６ 吸気通路
８ 排気通路
１８ 酸化触媒
２０ フィルタ
２３ ＥＧＲ装置
２４ ＥＧＲ通路
２６ ＥＧＲバルブ
３０ 筒内燃料噴射弁
３２ 排気燃料噴射弁
３４ 上流側排気圧力センサ
３６ 下流側排気圧力センサ
３８ 排気ガス温度センサ
４０ コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 6 Intake passage 8 Exhaust passage 18 Oxidation catalyst 20 Filter 23 EGR apparatus 24 EGR passage 26 EGR valve 30 In-cylinder fuel injection valve 32 Exhaust fuel injection valve 34 Upstream exhaust pressure sensor 36 Downstream exhaust pressure sensor 38 Exhaust gas temperature sensor 40 controller

Claims (4)

排気通路中の排気ガスの一部をエンジンの吸気通路に還流するＥＧＲ装置を備えたエンジンの排気浄化装置であって、
排気通路に設けられエンジンから排出される排気ガス中の排気微粒子を捕獲するフィルタと、
このフィルタよりも排気通路の上流側に設けられた酸化触媒と、
この酸化触媒よりも排気通路の上流側から排気ガスの一部をエンジンの吸気通路に還流する上記ＥＧＲ装置を制御するＥＧＲ装置制御手段と、
上記ＥＧＲ装置よりも排気通路の下流側で且つ上記酸化触媒の上流側に設けられ燃料を噴射する排気燃料噴射弁と、
筒内燃料噴射弁により圧縮行程上死点付近で燃料の主噴射が実行された後、上記筒内燃料噴射弁により第１後噴射を実行してエンジンから排出される排気ガスの温度を上昇させると共に上記排気燃料噴射弁により第２後噴射を実行して酸化触媒により第２後噴射による未燃燃料を酸化させて上記フィルタに捕獲された排気微粒子を燃焼させるフィルタ再生手段と、を有し、
上記ＥＧＲ装置制御手段は、上記フィルタ再生手段が実行されているときに、ＥＧＲ装置を実行させることが可能であることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 An exhaust emission control device for an engine comprising an EGR device for returning a part of exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage of the engine,
A filter that is provided in the exhaust passage and captures exhaust particulates in the exhaust gas discharged from the engine;
An oxidation catalyst provided on the upstream side of the exhaust passage from the filter;
EGR device control means for controlling the EGR device that recirculates part of the exhaust gas from the upstream side of the exhaust passage to the intake passage of the engine from the oxidation catalyst;
An exhaust fuel injection valve that is provided downstream of the EGR device and downstream of the exhaust passage and upstream of the oxidation catalyst, and injects fuel;
After the main injection of fuel is executed near the top dead center of the compression stroke by the in-cylinder fuel injection valve, the first post-injection is executed by the in-cylinder fuel injection valve to raise the temperature of the exhaust gas discharged from the engine And a filter regeneration means for performing the second post-injection by the exhaust fuel injection valve and oxidizing the unburned fuel by the second post-injection by the oxidation catalyst and burning the exhaust particulate captured by the filter,
The engine exhaust gas purification apparatus characterized in that the EGR device control means can execute the EGR device when the filter regeneration means is being executed. 上記エンジンは、複数の気筒を備え、上記フィルタ再生手段は、エンジンの各気筒の排気行程で排出される排気ガスが上記排気燃料噴射弁を通過するタイミングで、上記排気燃料噴射弁による第２後噴射を実行する請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置。   The engine includes a plurality of cylinders, and the filter regeneration means performs a second rear operation by the exhaust fuel injection valve at a timing when exhaust gas discharged in the exhaust stroke of each cylinder of the engine passes through the exhaust fuel injection valve. The exhaust emission control device for an engine according to claim 1, wherein the injection is performed. 更に、上記排気通路の上記酸化触媒よりも下流側の排気温度を検出する排気温度検出手段と、上記排気燃料噴射弁による第２後噴射が実行されているときの上記排気温度の温度変化に基づいて上記排気燃料噴射弁の異常を検出するする異常検出手段と、を有する請求項１又は請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置。   Further, based on exhaust gas temperature detecting means for detecting an exhaust gas temperature downstream of the oxidation catalyst in the exhaust passage, and a temperature change of the exhaust gas temperature when the second post-injection by the exhaust fuel injection valve is being executed. The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 1 or 2, further comprising abnormality detection means for detecting abnormality of the exhaust fuel injection valve. 上記異常検出手段が上記排気燃料噴射弁の異常を検出したとき、上記フィルタ再生手段は、上記排気燃料噴射弁による第２後噴射を停止し、さらに、上記筒内燃料噴射弁により第２後噴射を実行すると共に上記ＥＧＲ装置制御手段によりＥＧＲ装置の実行を禁止する請求項３に記載のエンジンの排気浄化装置。   When the abnormality detecting means detects an abnormality of the exhaust fuel injection valve, the filter regeneration means stops the second post-injection by the exhaust fuel injection valve, and further, the second post-injection by the in-cylinder fuel injection valve. The engine exhaust gas purification device according to claim 3, wherein the EGR device control means prohibits execution of the EGR device.
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