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JP4510655B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

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JP4510655B2 JP2005027008A JP2005027008A JP4510655B2 JP 4510655 B2 JP4510655 B2 JP 4510655B2 JP 2005027008 A JP2005027008 A JP 2005027008A JP 2005027008 A JP2005027008 A JP 2005027008A JP 4510655 B2 JP4510655 B2 JP 4510655B2
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Description

本発明は、内燃機関から排出された排ガス中のNOxを一時的に捕捉するとともに、捕捉されたNOxを還元することによって、排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that temporarily captures NOx in exhaust gas discharged from the internal combustion engine and purifies the exhaust gas by reducing the captured NOx.

この種の排ガス浄化装置では、内燃機関の排気系にNOx捕捉材が設けられており、内燃機関から排出されたNOxがNOx捕捉材に捕捉される。また、捕捉されたNOxの量が大きくなったときに、燃料の増量などにより排ガスを還元状態に制御することによって、捕捉されたNOxが還元される。これにより、NOxを浄化した後に排ガスを大気中に排出するとともに、NOx捕捉材の捕捉能力を回復させるようにしており、そのような排ガス浄化装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。   In this type of exhaust gas purification device, an NOx trapping material is provided in the exhaust system of the internal combustion engine, and NOx discharged from the internal combustion engine is trapped by the NOx trapping material. Further, when the amount of trapped NOx increases, the trapped NOx is reduced by controlling the exhaust gas to a reduced state by increasing the amount of fuel or the like. Thereby, after purifying NOx, exhaust gas is discharged into the atmosphere, and the trapping ability of the NOx trapping material is recovered. As such an exhaust gas purifier, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. It has been.

この排ガス浄化装置は、エンジンの排気通路に設けられたNOx捕捉材(NOx浄化触媒コンバータ)に加えて、EGR装置を備えている。このEGR装置は、エンジンの排気通路と吸気通路のNOx捕捉材よりも上流側との間に互いに並列に設けられており、両通路をそれぞれ連通する第1EGR通路および第2EGR通路を有している。第1EGR通路には、排気通路側に第1EGRクーラーが、吸気通路側に第1EGR弁が設けられている。また、第2EGR通路は、吸気通路の第1EGR通路よりも上流側と排気通路の第1EGR通路よりも下流側との間に設けられており、この第2EGR通路には、排気通路側から順に、ディーゼルパティキュレートフィルタ(以下「DPF」という)、第2EGRクーラーおよび第2EGR弁が設けられている。また、このエンジンには、ターボチャージャが設けられており、そのタービンは、吸気通路の第1および第2EGR通路の間に、コンプレッサは、排気通路の第1および第2EGR通路の間に設けられている。   This exhaust gas purification device includes an EGR device in addition to the NOx trapping material (NOx purification catalytic converter) provided in the exhaust passage of the engine. This EGR device is provided in parallel between the exhaust passage of the engine and the upstream side of the NOx trapping material of the intake passage, and has a first EGR passage and a second EGR passage that respectively connect the passages. . The first EGR passage is provided with a first EGR cooler on the exhaust passage side and a first EGR valve on the intake passage side. Further, the second EGR passage is provided between the upstream side of the first EGR passage of the intake passage and the downstream side of the first EGR passage of the exhaust passage, and in order from the exhaust passage side to the second EGR passage, A diesel particulate filter (hereinafter referred to as “DPF”), a second EGR cooler, and a second EGR valve are provided. The engine is provided with a turbocharger, the turbine is provided between the first and second EGR passages of the intake passage, and the compressor is provided between the first and second EGR passages of the exhaust passage. Yes.

この排ガス浄化装置では、エンジンの運転状態に応じて、排ガスの一部をEGRガスとして排気通路から吸気通路に還流させることにより、EGR動作が以下のように実行される。すなわち、エンジンが低負荷状態のときには、第1EGR弁を開くとともに第2EGR弁を閉じることによって、第1EGR通路を介してEGR動作を行う。また、エンジンが高負荷状態で、吸気と排ガスとの差圧が小さいときには、第2EGR弁を開くとともに第1EGR弁を閉じることにより、第2EGR通路を介して、排ガス中のPMをDPFにより捕集しながらEGR動作を行う。それにより、PMをほとんど含まないEGRガスが、タービンによって外気とともに吸気通路の下流側に吸入されることにより、必要なEGR量が確保される。   In this exhaust gas purification device, an EGR operation is performed as follows by returning a part of the exhaust gas as EGR gas from the exhaust passage to the intake passage according to the operating state of the engine. That is, when the engine is in a low load state, the EGR operation is performed through the first EGR passage by opening the first EGR valve and closing the second EGR valve. Further, when the engine is in a high load state and the differential pressure between the intake air and the exhaust gas is small, the PM in the exhaust gas is collected by the DPF through the second EGR passage by opening the second EGR valve and closing the first EGR valve. While performing the EGR operation. As a result, EGR gas containing almost no PM is sucked into the downstream side of the intake passage along with outside air by the turbine, so that a necessary EGR amount is secured.

しかし、この排ガス浄化装置には、以下のような問題がある。EGR通路が切り替えられたときには、まず、切り替えられた側のEGR通路内に存在していたEGRガスが吸気通路に排出され、その後、新たなEGRガスが排気通路から還流してくる。また、切替え前にEGR通路内に存在していたEGRガスは、EGR弁が閉じていることによりEGR通路内に滞留していることで、EGRクーラによって十分に冷却され、より低温の状態になっている。   However, this exhaust gas purification apparatus has the following problems. When the EGR passage is switched, first, EGR gas existing in the switched EGR passage is discharged into the intake passage, and then new EGR gas is recirculated from the exhaust passage. In addition, the EGR gas existing in the EGR passage before the switching is sufficiently cooled by the EGR cooler because the EGR gas stays in the EGR passage due to the EGR valve being closed, and becomes a lower temperature state. ing.

このため、EGR通路の切替え直後において、切り替えられた側のEGR通路内に滞留していた低温のEGRガスが、還流することによって燃焼室に供給される。したがって、このように低温のEGRガスが還流した状態で、NOx捕捉材に捕捉されたNOxを還元するために燃料の供給量が増大された場合には、EGRガスの温度が低いことで、混合気の着火性が悪化し、燃焼が不安定になってしまい、その場合、失火に至ることもある。その結果、内燃機関が車両に搭載されている場合は、ドライバビリティが悪化するおそれがある。   For this reason, immediately after the switching of the EGR passage, the low-temperature EGR gas staying in the switched EGR passage is supplied to the combustion chamber by recirculation. Therefore, when the supply amount of fuel is increased in order to reduce NOx trapped in the NOx trapping material in such a state where the low-temperature EGR gas is recirculated, the temperature of the EGR gas is low. The ignitability of qi deteriorates and the combustion becomes unstable. In this case, misfire may occur. As a result, when the internal combustion engine is mounted on a vehicle, drivability may be deteriorated.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、高温側および低温側通路を有するEGR通路を備える場合において、EGR通路の切替え時にNOxの還元動作を実行したときでも、内燃機関の安定した燃焼を確保することができる内燃機関の排ガス浄化装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. When the EGR passage having the high-temperature side and the low-temperature side passage is provided, even when the NOx reduction operation is performed when the EGR passage is switched, An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that can ensure stable combustion of the internal combustion engine.

特開2004−162674号公報 (第5,6頁、第1図)Japanese Patent Laid-Open No. 2004-162675 (Pages 5, 6 and 1)

上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、吸気系(実施形態における(以下、本項において同じ)吸気管4)および排気系(排気管5)を有する内燃機関(エンジン3)から排出された排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置1であって、排気系に設けられ、排ガス中のNOxを捕捉するNOx捕捉材(NO触媒17)と、NOx捕捉材に捕捉されたNOx量を、NOx捕捉量(NOx捕捉量積算値S_QNOx)として算出するNOx捕捉量算出手段(ECU2,図8のステップ31,32)と、算出されたNOx捕捉量が所定値(判定値S_NOxREF)に達したときに、NOx捕捉材に捕捉されたNOxを還元するNOx還元手段(インジェクタ6,スロットル弁12)と、排気系と吸気系の間に設けられ、排気系から吸気系に排ガスの一部をEGRガスとして、より低い温度で還流させる低温側通路14dと、低温側通路14dよりも高い温度で還流させる高温側通路14cと、を有するEGR通路(EGR管14a)と、EGR通路を低温側通路14dと高温側通路14cに切り替えるEGR通路切替え手段(EGR通路切替え弁15b)と、EGRガスが所定の高温状態にあるか否かを判定する温度状態判定手段(排気温センサ37,ECU2,図7のステップ26,図12のステップ72,図13のステップ86)と、EGR通路切替え手段によってEGR通路が低温側通路14dから高温側通路14cに切り替えられた場合において、温度状態判定手段によってEGRガスが所定の高温状態にあると判定されたときにのみ、NOx還元手段によるNOxの還元を許可するNOx還元許可手段(ECU2,図8のステップ39)と、を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an internal combustion engine (engine 3) having an intake system (intake pipe 4 in the embodiment (hereinafter the same in this section)) and an exhaust system (exhaust pipe 5). An exhaust gas purification apparatus 1 for an internal combustion engine that purifies exhaust gas discharged from a NOx trapping material (NO catalyst 17) that is provided in an exhaust system and traps NOx in the exhaust gas, and NOx trapped by the NOx trapping material NOx trapping amount calculating means (ECU 2, steps 31 and 32 in FIG. 8) that calculates the amount as a NOx trapping amount (NOx trapping amount integrated value S_QNOx), and the calculated NOx trapping amount to a predetermined value (determination value S_NOxREF) The NOx reduction means (injector 6, throttle valve 12) for reducing NOx trapped in the NOx trapping material when it reaches the exhaust system and the intake system is provided. An EGR passage (EGR pipe 14a) having a low temperature side passage 14d that recirculates a part of exhaust gas as EGR gas in the intake system at a lower temperature and a high temperature side passage 14c that recirculates at a higher temperature than the low temperature side passage 14d. An EGR passage switching means (EGR passage switching valve 15b) for switching the EGR passage to the low temperature side passage 14d and the high temperature side passage 14c, and a temperature state determination means (exhaust gas) for determining whether or not the EGR gas is in a predetermined high temperature state. In the case where the EGR passage is switched from the low temperature side passage 14d to the high temperature side passage 14c by the temperature sensor 37, ECU 2, step 26 in FIG. 7, step 72 in FIG. 12, step 86 in FIG. the temperature condition determining means only when the EGR gas is determined to be in a predetermined high-temperature state, by the NOx reduction means NOx reduction permission means for permitting the reduction of Ox, characterized in that it comprises a, and (ECU 2, step 39 in FIG. 8).

この内燃機関の排ガス浄化装置によれば、内燃機関から排気系に排出された排ガス中のNOxが、排気系に設けられたNOx捕捉材に捕捉される。また、NOx捕捉量算出手段により、NOx捕捉材に捕捉されたNOxの量がNOx捕捉量として算出され、算出されたNOx捕捉量が所定値に達したときに、捕捉されたNOxが、NOx還元手段によって還元されることにより浄化された後、大気中に排出される。   According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, NOx in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine to the exhaust system is captured by the NOx trapping material provided in the exhaust system. Further, the amount of NOx trapped in the NOx trapping material is calculated as the NOx trapping amount by the NOx trapping amount calculating means, and when the calculated NOx trapping amount reaches a predetermined value, the trapped NOx is reduced to NOx. After being purified by reduction by means, it is discharged into the atmosphere.

また、EGR手段によって、排ガスの一部が、EGRガスとして排気系からEGR通路を介して吸気系に還流し、新気と一緒に燃焼室に吸入されることにより、燃焼温度が低下することによって、NOxの排出量が低下する。また、EGR通路は、EGR通路切替え手段によって、EGRガスを、より低い温度で還流させる低温側通路と、低温側通路よりも高い温度で還流させる高温側通路とに切り替えられる。   Also, a part of the exhaust gas is recirculated from the exhaust system to the intake system via the EGR passage as EGR gas by the EGR means, and is sucked into the combustion chamber together with fresh air, thereby lowering the combustion temperature. , NOx emissions are reduced. Further, the EGR passage is switched by the EGR passage switching means to a low temperature side passage that recirculates the EGR gas at a lower temperature and a high temperature side passage that recirculates the EGR gas at a higher temperature than the low temperature side passage.

また、EGR通路が低温側通路から高温側通路に切り替えられた場合には、温度状態判定手段によってEGRガスが所定の高温状態にあると判定されたときにのみ、NOx還元許可手段によってNOxの還元が許可され、NOxの還元が実行される。EGR通路が低温側通路から高温側通路に切り替えられた場合には、切替え直後におけるEGRガスの応答遅れや、低温側通路内に滞留していたより低温のEGRガスが吸気系に還流することから、燃焼室に実際に吸入されるEGRガスが高温状態になるのに時間がかかる。従って、上述したように、EGRガスが所定の高温状態にあると判定されたときに、NOx還元手段の実行を許可することによって、EGRガスが所定の高温状態になった状態でNOxの還元を実行することができる。その結果、混合気の安定した燃焼性を確保できるので、NOxの還元の実行時における失火を確実に回避できる。また、内燃機関が車両に搭載されている場合には、良好なドライバビリティを確保することができる。 Further, when the EGR passage is switched from the low temperature side passage to the high temperature side passage, the NOx reduction permission means reduces NOx only when the temperature state determination means determines that the EGR gas is in a predetermined high temperature state. Is permitted and NOx reduction is performed. When the EGR passage is switched from the low temperature side passage to the high temperature side passage, the response delay of the EGR gas immediately after the switching or the lower temperature EGR gas staying in the low temperature side passage returns to the intake system. It takes time for the EGR gas actually sucked into the combustion chamber to reach a high temperature state. Therefore, as described above, when it is determined that the EGR gas is in the predetermined high temperature state, the NOx reduction is allowed in a state where the EGR gas is in the predetermined high temperature state by permitting the execution of the NOx reduction means. Can be executed. As a result, stable combustibility of the air-fuel mixture can be ensured, and misfire during the reduction of NOx can be reliably avoided. Further, when the internal combustion engine is mounted on a vehicle, good drivability can be ensured.

以下、図面を参照しながら、本発明の第1実施形態による排ガス浄化装置について説明する。図1は、本発明を適用した排ガス浄化装置1を、内燃機関3とともに示している。この内燃機関(以下「エンジン」という)3は、車両(図示せず)に搭載された、例えば4気筒(1つのみ図示)のディーゼルエンジンである。   Hereinafter, an exhaust gas purification apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an exhaust gas purification apparatus 1 to which the present invention is applied, together with an internal combustion engine 3. The internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 is, for example, a four-cylinder (only one is shown) diesel engine mounted on a vehicle (not shown).

エンジン3のピストン3aとシリンダヘッド3bの間には、燃焼室3cが形成されている。シリンダヘッド3bには、吸気管4(吸気系)および排気管5(排気系)がそれぞれ接続されるとともに、燃料噴射弁(以下「インジェクタ」という)6(NOx還元手段)が、燃焼室3cに臨むように取り付けられている。   A combustion chamber 3c is formed between the piston 3a of the engine 3 and the cylinder head 3b. An intake pipe 4 (intake system) and an exhaust pipe 5 (exhaust system) are connected to the cylinder head 3b, and a fuel injection valve (hereinafter referred to as “injector”) 6 (NOx reducing means) is connected to the combustion chamber 3c. It is attached to face.

インジェクタ6は、燃焼室3cの天壁中央部に配置されており、コモンレールを介して、高圧ポンプおよび燃料タンク(いずれも図示せず)に順に接続されている。インジェクタ6の開弁時間である燃料噴射量TOUTおよび噴射タイミングは、ECU2からの駆動信号によって制御される(図2参照)。   The injector 6 is disposed at the center of the top wall of the combustion chamber 3c, and is connected in turn to a high-pressure pump and a fuel tank (both not shown) via a common rail. The fuel injection amount TOUT, which is the valve opening time of the injector 6, and the injection timing are controlled by a drive signal from the ECU 2 (see FIG. 2).

また、エンジン3のクランクシャフト3dには、マグネットロータ30aが取り付けられており、このマグネットロータ30aとMREピックアップ30bによって、クランク角センサ30が構成されている。クランク角センサ30は、クランクシャフト3dの回転に伴い、パルス信号であるCRK信号およびTDC信号をECU2に出力する。   A magnet rotor 30a is attached to the crankshaft 3d of the engine 3, and the crank angle sensor 30 is constituted by the magnet rotor 30a and the MRE pickup 30b. The crank angle sensor 30 outputs a CRK signal and a TDC signal, which are pulse signals, to the ECU 2 as the crankshaft 3d rotates.

CRK信号は、所定のクランク角(例えば30゜)ごとに出力される。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを求める。TDC信号は、各気筒のピストン3aが吸気行程開始時のTDC(上死点)付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、4気筒タイプの本例では、クランク角180゜ごとに出力される。   The CRK signal is output every predetermined crank angle (for example, 30 °). The ECU 2 obtains the rotational speed NE (hereinafter referred to as “engine rotational speed”) NE of the engine 3 based on the CRK signal. The TDC signal is a signal indicating that the piston 3a of each cylinder is at a predetermined crank angle position near the TDC (top dead center) at the start of the intake stroke, and in this example of the 4-cylinder type, every crank angle of 180 °. Is output.

吸気管4には、過給装置7が設けられており、この過給装置7は、ターボチャージャで構成された過給機8と、これに連結されたアクチュエータ9と、ベーン開度制御弁10を備えている。   The intake pipe 4 is provided with a supercharging device 7, which is a supercharger 8 constituted by a turbocharger, an actuator 9 connected thereto, and a vane opening control valve 10. It has.

過給機8は、吸気管4に設けられた回転自在のコンプレッサブレード8aと、排気管5に設けられた回転自在のタービンブレード8bおよび複数の回動自在の可変ベーン8c(2つのみ図示)と、これらのブレード8a,8bを一体に連結するシャフト8dとを有している。過給機8は、排気管5内の排ガスによりタービンブレード8bが回転駆動されるのに伴い、これと一体のコンプレッサブレード8aが回転駆動されることによって、吸気管4内の吸入空気を加圧する過給動作を行う。   The supercharger 8 includes a rotatable compressor blade 8a provided in the intake pipe 4, a rotatable turbine blade 8b provided in the exhaust pipe 5, and a plurality of rotatable variable vanes 8c (only two are shown). And a shaft 8d for integrally connecting these blades 8a and 8b. The turbocharger 8 pressurizes the intake air in the intake pipe 4 by rotationally driving the compressor blade 8a integrated therewith as the turbine blade 8b is rotationally driven by the exhaust gas in the exhaust pipe 5. Perform supercharging operation.

アクチュエータ9は、負圧によって作動するダイアフラム式のものであり、各可変ベーン8cに機械的に連結されている。アクチュエータ9には、負圧ポンプから負圧供給通路(いずれも図示せず)を介して負圧が供給され、この負圧供給通路の途中にベーン開度制御弁10が設けられている。ベーン開度制御弁10は、電磁弁で構成されており、その開度がECU2からの駆動信号で制御されることにより、アクチュエータ9への供給負圧が変化し、それに伴い、可変ベーン8cの開度が変化することによって、過給圧が制御される。   The actuator 9 is of a diaphragm type that is operated by negative pressure, and is mechanically connected to each variable vane 8c. A negative pressure is supplied to the actuator 9 from a negative pressure pump through a negative pressure supply passage (both not shown), and a vane opening degree control valve 10 is provided in the middle of the negative pressure supply passage. The vane opening control valve 10 is composed of an electromagnetic valve, and the negative pressure supplied to the actuator 9 changes when the opening is controlled by a drive signal from the ECU 2, and accordingly, the variable vane 8c The supercharging pressure is controlled by changing the opening degree.

吸気管4の過給機8よりも下流側には、上流側から順に、水冷式のインタークーラ11およびスロットル弁12(NOx還元手段)が設けられている。インタークーラ11は、過給装置7の過給動作により吸入空気の温度が上昇したときなどに、吸入空気を冷却するものである。スロットル弁12には、例えば直流モータで構成されたアクチュエータ12aが接続されている。スロットル弁12の開度(以下「スロットル弁開度」という)THは、後述する目標スロットル弁開度THCMDに応じてアクチュエータ12aに供給される電流のデューティ比をECU2で制御することによって、制御される。   A water-cooled intercooler 11 and a throttle valve 12 (NOx reduction means) are provided downstream from the supercharger 8 of the intake pipe 4 in order from the upstream side. The intercooler 11 cools the intake air when the temperature of the intake air rises due to the supercharging operation of the supercharging device 7 or the like. The throttle valve 12 is connected to an actuator 12a made of, for example, a DC motor. The opening degree TH of the throttle valve 12 (hereinafter referred to as “throttle valve opening degree”) TH is controlled by controlling the duty ratio of the current supplied to the actuator 12a by the ECU 2 in accordance with a target throttle valve opening degree THCMD described later. The

また、吸気管4には、過給機8よりも上流側にエアフローセンサ31が、インタークーラ11とスロットル弁12の間に過給圧センサ32が、それぞれ設けられている。第1エアフローセンサ31は吸入空気量QAを検出し、過給圧センサ32は吸気管4内の過給圧PACTを検出し、それらの検出信号はECU2に出力される。   The intake pipe 4 is provided with an air flow sensor 31 upstream of the supercharger 8 and a supercharging pressure sensor 32 between the intercooler 11 and the throttle valve 12. The first airflow sensor 31 detects the intake air amount QA, the supercharging pressure sensor 32 detects the supercharging pressure PACT in the intake pipe 4, and those detection signals are output to the ECU 2.

さらに、吸気管4の吸気マニホールド4aは、その集合部から分岐部にわたって、スワール通路4bとバイパス通路4cに仕切られており、これらの通路4b,4cはそれぞれ、吸気ポートを介して各燃焼室3cに連通している。   Further, the intake manifold 4a of the intake pipe 4 is partitioned into a swirl passage 4b and a bypass passage 4c from the collecting portion to the branch portion, and each of the passages 4b and 4c is connected to each combustion chamber 3c via an intake port. Communicating with

バイパス通路4cには、燃焼室3c内にスワールを発生させるためのスワール装置13が設けられている。スワール装置13は、スワール弁13aと、これを開閉するアクチュエータ13bと、スワール制御弁13cを備えている。アクチュエータ13bおよびスワール制御弁13cはそれぞれ、過給装置7のアクチュエータ9およびベーン開度制御弁10と同様に構成されており、スワール制御弁13cは、前記負圧ポンプに接続されている。以上の構成により、スワール制御弁13cの開度がECU2からの駆動信号で制御されることにより、アクチュエータ13bに供給される負圧が変化し、スワール弁13aの開度が変化することによって、スワールの強さが制御される。   A swirl device 13 for generating a swirl in the combustion chamber 3c is provided in the bypass passage 4c. The swirl device 13 includes a swirl valve 13a, an actuator 13b for opening and closing the swirl valve 13a, and a swirl control valve 13c. The actuator 13b and the swirl control valve 13c are configured similarly to the actuator 9 and the vane opening control valve 10 of the supercharging device 7, respectively, and the swirl control valve 13c is connected to the negative pressure pump. With the above configuration, when the opening degree of the swirl control valve 13c is controlled by the drive signal from the ECU 2, the negative pressure supplied to the actuator 13b changes, and the opening degree of the swirl valve 13a changes. The strength of the is controlled.

また、エンジン3には、EGR管14a(EGR通路)およびEGR制御弁14bを有するEGR装置14が設けられている。EGR管14aは、吸気管4と排気管5の間に、具体的には、吸気マニホールド4aの集合部のスワール通路4bと排気管5の過給機8よりも上流側とをつなぐように接続されている。このEGR管14aを介して、エンジン3の排ガスの一部が吸気管4にEGRガスとして還流し、それにより、燃焼室3c内の燃焼温度が低下することによって、排ガス中のNOxが低減される。   The engine 3 is provided with an EGR device 14 having an EGR pipe 14a (EGR passage) and an EGR control valve 14b. The EGR pipe 14 a is connected between the intake pipe 4 and the exhaust pipe 5, specifically, so as to connect the swirl passage 4 b of the collecting portion of the intake manifold 4 a and the upstream side of the supercharger 8 of the exhaust pipe 5. Has been. Through this EGR pipe 14a, a part of the exhaust gas of the engine 3 is recirculated to the intake pipe 4 as EGR gas, thereby reducing the combustion temperature in the combustion chamber 3c, thereby reducing NOx in the exhaust gas. .

EGR制御弁14bは、EGR管14aに取り付けられたリニア電磁弁で構成されており、そのバルブリフト量VLACTが、ECU2からのデューティ制御された駆動信号によりリニアに制御されることによって、EGRガス量が制御される。   The EGR control valve 14b is composed of a linear electromagnetic valve attached to the EGR pipe 14a, and the valve lift amount VLACT is linearly controlled by a duty-controlled drive signal from the ECU 2, thereby the EGR gas amount. Is controlled.

また、EGR管14aは、EGR制御弁14bよりも下流側で高温側通路14cと低温側通路14dに分岐しており、その分岐部にはEGR通路切替え弁15b(EGR通路切替え手段)が設けられている。高温側通路14cと低温側通路14dは吸気管5の手前で合流しており、また、低温側通路14dの途中には、EGRクーラ15cが設けられている。EGR通路切替え弁15bは、エンジン3の負荷状態に応じてECU2により制御されることによって、EGR管14aのEGR通路切替え弁15bよりも下流側の部分を、低温側通路14dと高温側通路14cに選択的に切り替える。   The EGR pipe 14a is branched downstream of the EGR control valve 14b into a high temperature side passage 14c and a low temperature side passage 14d, and an EGR passage switching valve 15b (EGR passage switching means) is provided at the branch portion. ing. The high temperature side passage 14c and the low temperature side passage 14d merge before the intake pipe 5, and an EGR cooler 15c is provided in the middle of the low temperature side passage 14d. The EGR passage switching valve 15b is controlled by the ECU 2 in accordance with the load state of the engine 3, so that the portion of the EGR pipe 14a on the downstream side of the EGR passage switching valve 15b is changed to the low temperature side passage 14d and the high temperature side passage 14c. Selectively switch.

以上の構成により、EGR通路切替え弁15bが低温側通路14dに切り替えられている場合には、EGRガスは、低温側通路14dに通されることによりEGRクーラ15cで冷却された後、吸気管4に還流する。一方、EGR通路切替え弁15bが高温側通路14cに切り替えられている場合には、EGRガスは、高温側通路14cを介し、冷却されることなくそのまま吸気管4に還流する。   With the above configuration, when the EGR passage switching valve 15b is switched to the low temperature side passage 14d, the EGR gas is cooled by the EGR cooler 15c by passing through the low temperature side passage 14d, and then the intake pipe 4 To reflux. On the other hand, when the EGR passage switching valve 15b is switched to the high temperature side passage 14c, the EGR gas returns to the intake pipe 4 as it is without being cooled through the high temperature side passage 14c.

また、排気管5の過給機8よりも下流側には、上流側から順に、三元触媒16およびNOx触媒17(NOx捕捉材)が設けられている。三元触媒16は、ストイキ雰囲気下において、排ガス中のHCおよびCOを酸化するとともに、NOxを還元することによって、排ガスを浄化する。NOx触媒17は、排ガス中の酸素濃度が高い場合において、排ガス中のNOxを捕捉(吸収)するとともに、酸素濃度が低い還元雰囲気において、排ガス中の還元剤により、捕捉したNOxを還元することによって、排ガスを浄化する。NOx触媒17には、その温度(以下「NOx触媒温度」という)TLNCを検出するNOx触媒温度センサ36が設けられており、その検出信号はECU2に出力される。   Further, a three-way catalyst 16 and a NOx catalyst 17 (NOx trapping material) are provided on the exhaust pipe 5 downstream of the supercharger 8 in order from the upstream side. The three-way catalyst 16 purifies the exhaust gas by oxidizing HC and CO in the exhaust gas and reducing NOx under a stoichiometric atmosphere. The NOx catalyst 17 captures (absorbs) NOx in the exhaust gas when the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and reduces the captured NOx with a reducing agent in the exhaust gas in a reducing atmosphere with a low oxygen concentration. , Purify the exhaust gas. The NOx catalyst 17 is provided with a NOx catalyst temperature sensor 36 for detecting its temperature (hereinafter referred to as “NOx catalyst temperature”) TLNC, and its detection signal is output to the ECU 2.

さらに、排気管5の三元触媒16のすぐ上流側および下流側には、第1LAFセンサ33および第2のLAFセンサ34がそれぞれ設けられている。第1および第2のLAFセンサ33,34はそれぞれ、リッチ領域からリーン領域までの広範囲な空燃比の領域において排ガス中の酸素濃度VLAF1,VLAF2をリニアに検出する。ECU2は、第1LAFセンサ33で検出された酸素濃度VLAF1に基づいて、燃焼室3cで燃焼した実際のガスの空燃比を表す実空燃比A/FACTを算出する。また、排気管4のEGR管14aと過給機8の間には、排気温TEXHを検出する排気温センサ37(温度状態判定手段)が設けられており、その検出信号はECU2に出力される。ECU2にはさらに、アクセル開度センサ35から、アクセルペダル(図示せず)の操作量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号が出力され、外気温センサ38から、外気温TATを表す検出信号が出力される。   Further, a first LAF sensor 33 and a second LAF sensor 34 are respectively provided immediately upstream and downstream of the three-way catalyst 16 in the exhaust pipe 5. The first and second LAF sensors 33 and 34 linearly detect the oxygen concentrations VLAF1 and VLAF2 in the exhaust gas in a wide range of air-fuel ratios from the rich region to the lean region, respectively. Based on the oxygen concentration VLAF1 detected by the first LAF sensor 33, the ECU 2 calculates an actual air-fuel ratio A / FACT representing the air-fuel ratio of the actual gas burned in the combustion chamber 3c. Further, an exhaust temperature sensor 37 (temperature state determining means) for detecting the exhaust temperature TEXH is provided between the EGR pipe 14a of the exhaust pipe 4 and the supercharger 8, and the detection signal is output to the ECU 2. . The ECU 2 further outputs a detection signal indicating an operation amount (hereinafter referred to as “accelerator opening”) AP of an accelerator pedal (not shown) from the accelerator opening sensor 35, and the outside air temperature sensor 38 determines the outside air temperature TAT. A detection signal is output.

ECU2は、本実施形態において、NOx捕捉量算出手段、温度状態判定手段およびNOx還元許可手段を構成するものであり、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROMなどからなるマイクロコンピュータで構成されている(いずれも図示せず)。前述した各種センサ30〜38からの検出信号はそれぞれ、I/OインターフェースでA/D変換や整形がなされた後、CPUに入力される。   In the present embodiment, the ECU 2 constitutes a NOx trapping amount calculation means, a temperature state determination means, and a NOx reduction permission means, and is constituted by a microcomputer comprising an I / O interface, CPU, RAM, ROM, and the like. (Neither shown). The detection signals from the various sensors 30 to 38 described above are each input to the CPU after A / D conversion and shaping by the I / O interface.

CPUは、これらの入力信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン3の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、燃料噴射量制御および吸入空気量制御を含むエンジン3の制御を実行する。また、NOx触媒17に捕捉されたNOxを還元するための還元動作として、リッチスパイクを実行すべきか否かを判定するとともに、EGRガスの温度を推定し、推定したEGRガスの推定温度に応じてリッチスパイクを実行する。なお、このリッチスパイクは、後述するように、燃料噴射量TOUTを増大させるとともに吸入空気量QAを減少させることによって、実空燃比A/FACTをリッチ化することにより、燃焼室3cから排出される排ガス中に未燃成分を含ませることにより行われる。   In accordance with these input signals, the CPU determines the operating state of the engine 3 according to a control program stored in the ROM and the like, and includes an engine including fuel injection amount control and intake air amount control according to the determined operating state. 3 control is executed. Further, as a reduction operation for reducing the NOx trapped by the NOx catalyst 17, it is determined whether or not a rich spike should be executed, the temperature of the EGR gas is estimated, and the estimated temperature of the EGR gas is estimated. Perform a rich spike. As will be described later, this rich spike is discharged from the combustion chamber 3c by increasing the fuel injection amount TOUT and decreasing the intake air amount QA to enrich the actual air-fuel ratio A / FACT. This is done by including unburned components in the exhaust gas.

次に、図3を参照しながら、EGR管14aの切替え制御処理について説明する。本処理は、エンジン3の負荷状態に応じて、EGR管14aを、低温側通路14dおよび高温側通路14cのいずれに切り替えるかを決定するためのものであり、所定の時間ごとに実行される。   Next, the switching control process for the EGR pipe 14a will be described with reference to FIG. This process is for determining whether to switch the EGR pipe 14a to the low temperature side passage 14d or the high temperature side passage 14c according to the load state of the engine 3, and is executed at predetermined time intervals.

まず、ステップ1(「S1」と図示。以下同じ)では、エンジン3が低負荷状態であるか否かを、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じて、マップを検索することにより判別する。図4に示すように、このマップでは、エンジン3の回転数および要求トルクPMCMDによって低負荷領域と高負荷領域に区分されており、基本的に、要求トルクPMCMDが小さいほど、エンジン3は低負荷状態にあると判別される。なお、要求トルクPMCMDは、エンジン3に要求されるトルクであり、エンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じ、マップ(図示せず)を検索することによって求められる。   First, in step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter), whether or not the engine 3 is in a low load state is determined by searching a map according to the engine speed NE and the required torque PMCMD. As shown in FIG. 4, in this map, the engine 3 is divided into a low load region and a high load region according to the rotational speed of the engine 3 and the required torque PMCMD. Basically, the smaller the required torque PMCMD, the lower the load on the engine 3. It is determined that it is in a state. The requested torque PMCMD is a torque required for the engine 3 and is obtained by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP.

ステップ1の答がYESで、エンジン3が低負荷状態にあるときには、通路切替えフラグF_EGRHOTを「1」にセットし(ステップ2)、本処理を終了する。このように、通路切替えフラグF_EGRHOTが「1」にセットされると、EGR通路切替え弁15bによってEGR管14aが高温側通路14cに切り替えられ、EGRガスは高温側通路14cを介して還流する。それにより、低負荷状態では、EGRガスが冷却されることなくそのまま還流することにより、低温側通路14dを介して還流するときよりも燃焼温度が高くなることによって、安定した燃焼性が確保され、失火が防止される。   If the answer to step 1 is YES and the engine 3 is in a low load state, the passage switching flag F_EGRHOT is set to “1” (step 2), and this process is terminated. Thus, when the passage switching flag F_EGRHOT is set to “1”, the EGR passage switching valve 15b switches the EGR pipe 14a to the high temperature side passage 14c, and the EGR gas recirculates through the high temperature side passage 14c. Thereby, in a low load state, the EGR gas is refluxed as it is without being cooled, so that the combustion temperature is higher than when refluxing via the low temperature side passage 14d, thereby ensuring stable combustibility, Misfire is prevented.

一方、前記ステップ1の答がNOで、エンジン3が高負荷状態にあるときには、通路切替えフラグF_EGRHOTを「0」にセットする(ステップ3)。このように、通路切替えフラグF_EGRHOTが「0」にセットされると、EGR管14aが低温側通路14dに切り替えられ、EGRガスは低温側通路14dを介して還流する。それにより、高負荷状態では、EGRガスが、EGRクーラー15cで冷却されることにより、高温側通路14cを介して還流するときよりもEGRガスの温度が低下することによって、燃焼温度の上昇が抑制され、NOxの発生量の低減が図られる。   On the other hand, if the answer to step 1 is NO and the engine 3 is in a high load state, the passage switching flag F_EGRHOT is set to “0” (step 3). As described above, when the passage switching flag F_EGRHOT is set to “0”, the EGR pipe 14a is switched to the low temperature side passage 14d, and the EGR gas is recirculated through the low temperature side passage 14d. Thereby, in a high load state, the EGR gas is cooled by the EGR cooler 15c, so that the temperature of the EGR gas is lower than when the EGR gas is recirculated through the high temperature side passage 14c, thereby suppressing an increase in the combustion temperature. Thus, the amount of NOx generated can be reduced.

次いで、図5を参照しながら、EGRガス温度の推定処理について説明する。本処理では、図3の処理で設定したEGR管14aの切替え状態に応じてEGRガスの温度を推定し、推定温度TEGRとして設定するものであり、所定の時間ごとに実行される。   Next, the EGR gas temperature estimation process will be described with reference to FIG. In this process, the temperature of the EGR gas is estimated according to the switching state of the EGR pipe 14a set in the process of FIG. 3, and is set as the estimated temperature TEGR, and is executed at predetermined time intervals.

まずステップ10では、通路切替えフラグF_EGRHOTが「1」であるか否かを判別する。この答がNOで、EGR管14aが低温側通路14dに切り替えられているときには、排気温TEXHと外気温TATとの差、および排ガスボリュームSVに応じて、図6に示すTCOOLERマップを検索することにより、冷却温度TCOOLERを求める(ステップ11)。この冷却温度TCOOLERは、EGRガスの温度(排気温TEXH)が、EGRクーラー15cによってどの程度、冷却されるか、すなわち、EGRクーラー15cによる冷却によって低下させることが可能なEGRガスの温度幅を表す。また、上記のTCOOLERマップでは、冷却温度TCOOLERは、排気温TEXHと外気温TATとの差が大きいほど、また排ガスボリュームSVが小さいほど、EGRガスが冷却されやすいため、より大きな値に設定されている。なお、排ガスボリュームSVは、エンジン回転数NEおよび吸入空気量QAに応じ、マップ(図示せず)を検索することにより求められる。   First, in step 10, it is determined whether or not the passage switching flag F_EGRHOT is “1”. When this answer is NO and the EGR pipe 14a is switched to the low temperature side passage 14d, the TCOOLER map shown in FIG. 6 is searched according to the difference between the exhaust gas temperature TEXH and the outside air temperature TAT and the exhaust gas volume SV. Thus, the cooling temperature TCOOLER is obtained (step 11). The cooling temperature TCOOLER represents the extent to which the EGR gas temperature (exhaust temperature TEXH) is cooled by the EGR cooler 15c, that is, the temperature range of the EGR gas that can be lowered by cooling by the EGR cooler 15c. . In the TCOOLER map, the cooling temperature TCOOLER is set to a larger value because the EGR gas is more easily cooled as the difference between the exhaust gas temperature TEXH and the outside air temperature TAT is larger and the exhaust gas volume SV is smaller. Yes. The exhaust gas volume SV is obtained by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the intake air amount QA.

次に、ステップ12において、排気温TEXHから冷却温度TCOOLERを減算した値を、吸気管4に還流するEGRガスの推定温度TEGRとして設定する。   Next, in step 12, a value obtained by subtracting the cooling temperature TCOOLER from the exhaust temperature TEXH is set as the estimated temperature TEGR of the EGR gas recirculated to the intake pipe 4.

一方、前記ステップ10の答がYESで、EGR管14aが高温側通路14cに切り替えられているときには、EGRガスは排気管4から冷却されることなくそのまま還流するので、排気温TEXHを推定温度TEGRとして設定する(ステップ14)。   On the other hand, when the answer to step 10 is YES and the EGR pipe 14a is switched to the high temperature side passage 14c, the EGR gas recirculates as it is without being cooled from the exhaust pipe 4, so that the exhaust temperature TEXH is set to the estimated temperature TEGR. (Step 14).

次いで、ステップ13において、上記ステップ12または14で求めたEGRガスの推定温度TEGRのなまし処理を次式(1)によって行った後、本処理を終了する。
TERG←αTEGR(n)+(1−α)TEGR(n−1)……(1)
ここで、αは1.0未満の所定のなまし係数である。この式(1)から明らかなように、推定温度TEGRの今回値TEGR(n)と、前回値TEGR(n−1)との加重平均値が、今回の推定温度TEGRとして算出される。
Next, in step 13, the annealing process of the estimated EGR gas temperature TEGR obtained in step 12 or 14 is performed by the following equation (1), and then the present process is terminated.
TERG ← αTEGR (n) + (1-α) TEGR (n−1) (1)
Here, α is a predetermined annealing coefficient less than 1.0. As is clear from this equation (1), a weighted average value of the current value TEGR (n) of the estimated temperature TEGR and the previous value TEGR (n-1) is calculated as the current estimated temperature TEGR.

次いで、図7を参照しながら、EGR温度条件の判定処理について説明する。本処理は、図5の処理で算出したEGRガスの推定温度TEGRに応じて、リッチスパイクの実行条件の1つであるEGRガスの温度条件を判定するものであり、所定の時間ごとに実行される。   Next, the EGR temperature condition determination process will be described with reference to FIG. This process determines the temperature condition of the EGR gas, which is one of the execution conditions of the rich spike, according to the estimated temperature TEGR of the EGR gas calculated in the process of FIG. 5, and is executed every predetermined time. The

まず、ステップ20において、通路切替えフラグE_EGRHOTが「1」であるか否かを判別する。この答がNOで、EGR管14aが低温側通路14dに切り替えられているときには、EGRガスの温度条件が成立しているとして、そのことを表すために温度条件フラグF_RICHEGRを「1」にセットする(ステップ21)。   First, in step 20, it is determined whether or not the passage switching flag E_EGRHOT is “1”. If the answer is NO and the EGR pipe 14a is switched to the low temperature side passage 14d, the temperature condition flag F_RICHEGR is set to “1” to indicate that the EGR gas temperature condition is satisfied. (Step 21).

次に、ステップ22において、通路切替えフラグF_EGRHOTを、その前回値F_EGRHOTZとしてシフトした後、本処理を終了する。   Next, in step 22, the passage switching flag F_EGRHOOT is shifted to the previous value F_EGRHOTZ, and then this process is terminated.

一方、前記ステップ20の答がYESで、EGR管14aが高温側通路14cに切り替えられているときには、通路切替えフラグF_EGRHOTが、その前回値F_EGRHOTZと等しいか否かを判別する(ステップ23)。この答がNOで、前回値F_EGRHOTZが「0」のとき、すなわち、EGR管14aが低温側通路14dから高温側通路14cに切り替えられた直後であるときには、図5のステップ13で求めたそのときの推定温度TEGRを、EGRガス温度の初期値TEGR0として設定する(ステップ24)。   On the other hand, when the answer to step 20 is YES and the EGR pipe 14a is switched to the high temperature side passage 14c, it is determined whether or not the passage switching flag F_EGRHOT is equal to the previous value F_EGRHOTZ (step 23). When this answer is NO and the previous value F_EGRHOTZ is “0”, that is, immediately after the EGR pipe 14a is switched from the low temperature side passage 14d to the high temperature side passage 14c, the time obtained in step 13 of FIG. Is set as the initial value TEGR0 of the EGR gas temperature (step 24).

次に、ステップ25において、EGRガスの温度条件が成立していないことを表すために、温度条件フラグF_RICHEGRを「0」にセットした後、前記ステップ22を実行する。   Next, in step 25, in order to indicate that the temperature condition of the EGR gas is not satisfied, the temperature condition flag F_RICHEGR is set to “0”, and then step 22 is executed.

一方、前記ステップ23の答がYESで、通路切替えフラグF_EGRHOTおよびその前回値F_EGRHOTZがともに「1」のとき、すなわち、EGR管14aが高温側通路14cに切り替えられた直後でないときには、そのときの推定温度TEGRから初期値TEGR0を減算した値が、所定値TREF(例えば冷却温度TCOOLERの0.7倍)以上であるか否かを判別する(ステップ26)。   On the other hand, if the answer to step 23 is YES and the passage switching flag F_EGRHOT and its previous value F_EGRHOTZ are both “1”, that is, not immediately after the EGR pipe 14a is switched to the high temperature side passage 14c, the estimation at that time It is determined whether or not the value obtained by subtracting the initial value TEGR0 from the temperature TEGR is equal to or higher than a predetermined value TREF (for example, 0.7 times the cooling temperature TCOOLER) (step 26).

この答がNOで、TEGR−TEGR0<TREFのとき、すなわち、EGR管14aが高温側通路14cに切り替えられた後のEGRガスの推定温度TEGRの上昇分が、所定値TREFに達していないときには、EGRガスの温度条件がまだ成立していないとして、上記ステップ25以降を実行し、温度条件フラグF_RICHEGRを「0」に維持する。   When this answer is NO and TEGR-TEGR0 <TREF, that is, when the increase in the estimated temperature TEGR of the EGR gas after the EGR pipe 14a is switched to the high temperature side passage 14c does not reach the predetermined value TREF, Assuming that the temperature condition of the EGR gas has not yet been established, the above step 25 and subsequent steps are executed, and the temperature condition flag F_RICHEGR is maintained at “0”.

一方、ステップ26の答がYESで、EGR管14aが高温側通路14cに切り替えられた後の推定温度TEGRの上昇分が、所定値TREFに達したときには、EGR管14aの切替え後、EGRガスの温度条件が成立したとして、上記ステップ21以降を実行し、温度条件フラグF_RICHEGRを「1」に切り替える。   On the other hand, when the answer to step 26 is YES and the increase in the estimated temperature TEGR after the EGR pipe 14a is switched to the high temperature side passage 14c reaches a predetermined value TREF, the EGR gas is switched after the EGR pipe 14a is switched. Assuming that the temperature condition is satisfied, the above steps 21 and after are executed to switch the temperature condition flag F_RICHEGR to “1”.

以上のように、EGR管14aが低温側通路14dから高温側通路14cに切り替えられた場合には、切替え後のEGRガス温度の上昇分(TEGR−TEGR0)が所定値TREF以上であると判定されたとき(ステップ26:YES)に初めて、リッチスパイクの実行条件の1つであるEGRガスの温度条件が成立したと判定される(ステップ21)。すなわち、EGR管14aの高温側通路14cへの切替え時にリッチスパイクを実行するときには、切替え後、リッチスパイクの実行がすぐには許可されず、その後、EGRガスの温度が所定値TREFに相当する温度だけ上昇するのを待って、リッチスパイクの実行が許可される。   As described above, when the EGR pipe 14a is switched from the low temperature side passage 14d to the high temperature side passage 14c, it is determined that the EGR gas temperature increase (TEGR-TEGR0) after the switching is equal to or greater than the predetermined value TREF. When this occurs (step 26: YES), it is determined for the first time that the temperature condition of the EGR gas, which is one of the rich spike execution conditions, is satisfied (step 21). That is, when the rich spike is executed at the time of switching to the high temperature side passage 14c of the EGR pipe 14a, the execution of the rich spike is not immediately permitted after the switching, and the temperature of the EGR gas thereafter corresponds to the predetermined value TREF. Waiting for only the rise, the execution of rich spike is allowed.

次に、図8を参照しながら、リッチスパイクの実行条件の判定処理について説明する。本処理は所定の時間ごとに実行される。まず、ステップ30では、リッチタイマのタイマ値TMRICHが0であるか否かを判別する。このリッチタイマは、リッチスパイクの実行時間を計時するものであり、このタイマ値TMRICHは、エンジン3の始動時に0にリセットされるものである。   Next, rich spike execution condition determination processing will be described with reference to FIG. This process is executed every predetermined time. First, in step 30, it is determined whether or not the timer value TMRICH of the rich timer is zero. The rich timer measures the execution time of the rich spike, and the timer value TMRICH is reset to 0 when the engine 3 is started.

上記ステップ30の答がYESで、TMRICH=0のときには、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じ、マップ(図示せず)を検索することによって、NOx排出量QNOxを求める(ステップ31)。NOx排出量QNOxは、そのときにおける排ガス中のNOx量を推定したものであり、このマップでは、エンジン回転数NEが大きいほど、および要求トルクPMCMDが大きいほど、排ガスボリュームSVが大きいため、より大きな値に設定されている。   When the answer to step 30 is YES and TMRICH = 0, the NOx emission amount QNOx is obtained by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the required torque PMCMD (step 31). The NOx emission amount QNOx is an estimate of the NOx amount in the exhaust gas at that time. In this map, the larger the engine speed NE and the larger the required torque PMCMD, the larger the exhaust gas volume SV. Is set to a value.

次いで、算出したNOx排出量QNOxをそのときのNOx排出量積算値S_QNOxに加算した値を、今回のNOx排出量積算値S_QNOx(NOx捕捉量)として更新する(ステップ32)。このNOx排出量積算値S_QNOxは、NOx触媒17に捕捉されたNOxの量(以下「NOx捕捉量」という)に相当する。   Next, a value obtained by adding the calculated NOx emission amount QNOx to the current NOx emission amount integrated value S_QNOx is updated as the current NOx emission amount integrated value S_QNOx (NOx trapping amount) (step 32). This integrated NOx emission amount S_QNOx corresponds to the amount of NOx trapped by the NOx catalyst 17 (hereinafter referred to as “NOx trapped amount”).

次に、アクセル開度APがほぼ値0、すなわちアクセルペダルが全閉状態にあるか否かを判別する(ステップ33)。この答がYESのとき、すなわち、減速中またはアイドル中のときには、リッチスパイクの実行条件が成立していないと判定し、リッチスパイクフラグF_RICHを「0」にセットした(ステップ34)後、本処理を終了する。これに伴い、リッチスパイクは実行されず、後述する燃料噴射量制御処理および吸入空気量制御処理において、通常時用のエンジン制御が実行される。   Next, it is determined whether or not the accelerator opening AP is substantially 0, that is, whether or not the accelerator pedal is in a fully closed state (step 33). When the answer is YES, that is, when the vehicle is decelerating or idling, it is determined that the rich spike execution condition is not satisfied, and the rich spike flag F_RICH is set to “0” (step 34). Exit. Accordingly, the rich spike is not executed, and the engine control for normal time is executed in the fuel injection amount control process and the intake air amount control process described later.

一方、上記ステップ33の答がNOで、減速中およびアイドル中のいずれでもないときには、上記ステップ32で求めたNOx排出量積算値S_QNOxが、判定値S_QNOxREF(所定値)以上であるか否かを判別する(ステップ35)。   On the other hand, if the answer to step 33 is NO and the vehicle is neither decelerating nor idling, it is determined whether or not the NOx emission amount integrated value S_QNOx obtained in step 32 is greater than or equal to a determination value S_QNOxREF (predetermined value). A determination is made (step 35).

この判定値S_QNOxREFは、NOx触媒温度TLNCに応じ、図9に示すテーブルを検索することによって算出される。同テーブルでは、判定値S_QNOxREFは、TLNC≦第1所定値T1(例えば200℃)では第1判定値SQ1に設定され、T1<TLNC<第2所定値T2(例えば400℃)では、NOx触媒温度TLNCが高いほど、より大きな値にリニアに設定され、TLNC≧T2では第1判定値SQ1よりも大きな第2判定値SQ2に設定されている。これは、NOx触媒温度TLNCが低いほど、また、NOx捕捉量が多いほど、NOxの還元率が低下するので、これに対応させるためである。   This determination value S_QNOxREF is calculated by searching the table shown in FIG. 9 according to the NOx catalyst temperature TLNC. In the table, the determination value S_QNOxREF is set to the first determination value SQ1 when TLNC ≦ first predetermined value T1 (eg, 200 ° C.), and NOx catalyst temperature when T1 <TLNC <second predetermined value T2 (eg, 400 ° C.). The higher the TLNC, the larger the value is set linearly. When TLNC ≧ T2, the second determination value SQ2 is set larger than the first determination value SQ1. This is because the NOx reduction rate decreases as the NOx catalyst temperature TLNC decreases and as the amount of NOx trapped increases.

上記ステップ35の答がNOで、S_QNOx<S_QNOxREFのときには、NOx捕捉量が比較的小さいため、リッチスパイクの実行条件が成立していないと判定し、前記ステップ34を実行する。   If the answer to step 35 is NO and S_QNOx <S_QNOxREF, the amount of NOx trapped is relatively small. Therefore, it is determined that the rich spike execution condition is not satisfied, and step 34 is executed.

一方、前記ステップ35の答がYESで、S_QNOx≧S_QNOxREFのときには、図7の処理でセットした温度条件フラグF_RICHEGRが「1」であるか否かを判別する(ステップ36)。   On the other hand, if the answer to step 35 is YES and S_QNOx ≧ S_QNOxREF, it is determined whether or not the temperature condition flag F_RICHEGR set in the process of FIG. 7 is “1” (step 36).

この答がNOのときには、EGRガスの温度条件が成立しておらず、リッチスパイクの実行条件が成立していないとして、前記ステップ34を実行し、リッチスパイクフラグE_RICHを「0」にセットする。一方、上記ステップ36の答がYESで、EGRガスの温度条件が成立しているときには、リッチスパイクの実行条件が成立していると判定し、次のステップ37以降を実行する。   When this answer is NO, the temperature condition of the EGR gas is not satisfied, and the rich spike execution condition is not satisfied, so that the step 34 is executed and the rich spike flag E_RICH is set to “0”. On the other hand, if the answer to step 36 is YES and the EGR gas temperature condition is satisfied, it is determined that the rich spike execution condition is satisfied, and the next step 37 and subsequent steps are executed.

このステップ37では、NOx排出量積算値S_QNOxを値0にリセットし、次いで、リッチタイマのタイマ値TMRICHを所定時間TRO(例えば5sec)にセットする(ステップ38)。次に、リッチスパイクの実行条件が成立していることを表すために、リッチスパイクフラグF_RICHを「1」にセットする(ステップ39)。これに伴い、後述する燃料噴射量制御処理および吸入空気量制御処理においてリッチスパイク用のエンジン制御が実行され、それにより、リッチスパイクが実行される。なお、上記の所定時間TROは、リッチスパイクによりNOxを還元するのに十分な時間に設定されている。   In this step 37, the NOx emission integrated value S_QNOx is reset to the value 0, and then the timer value TMRICH of the rich timer is set to a predetermined time TRO (for example, 5 sec) (step 38). Next, the rich spike flag F_RICH is set to “1” to indicate that the rich spike execution condition is satisfied (step 39). Along with this, engine control for rich spike is executed in a fuel injection amount control process and an intake air amount control process, which will be described later, whereby a rich spike is executed. The predetermined time TRO is set to a time sufficient to reduce NOx by the rich spike.

次に、リッチタイマのタイマ値TMRICHをダウンカウントし(ステップ40)、本処理を終了する。タイマ値TMRICHは、このステップ40によってのみ、ダウンカウントされる。   Next, the timer value TMRICH of the rich timer is counted down (step 40), and this process is terminated. The timer value TMRICH is down-counted only by this step 40.

一方、上記ステップ38の実行により前記ステップ30の答がNOとなり、その場合には、アクセル開度のなまし値APAVEを次式(2)によって算出する(ステップ41)。
APAVE←α・AP+(1−α)APAVE ……(2)
ここで、αは1.0未満の所定のなまし係数である。
On the other hand, the answer to step 30 is NO when the above step 38 is executed. In this case, the smoothed value APAVE of the accelerator opening is calculated by the following equation (2) (step 41).
APAVE ← α ・ AP + (1-α) APAVE ...... (2)
Here, α is a predetermined annealing coefficient less than 1.0.

次いで、算出されたなまし値APAVEがほぼ値0であるか否かを判別する(ステップ42)。この答がNOのときには、前記ステップ39以降を実行し、リッチスパイクを継続するとともに、タイマ値TMRICHをダウンカウントする。   Next, it is determined whether or not the calculated annealing value APAVE is substantially 0 (step 42). When this answer is NO, the step 39 and the subsequent steps are executed, the rich spike is continued, and the timer value TMRICH is counted down.

一方、このステップ42の答がYESで、上記のようにして算出されたなまし値APAVEがほぼ値0のとき、すなわちリッチスパイクの実行中、アクセル開度APが全閉状態になるとともに、その状態が継続しているときには、エンジン3の減速またはアイドル運転が行われたとして、リッチスパイクの実行条件が成立していないと判定する。そして、リッチスパイクフラグF_RICHを「0」にセットした(ステップ43)後、本処理を終了する。   On the other hand, when the answer to step 42 is YES and the annealing value APAVE calculated as described above is substantially zero, that is, during execution of the rich spike, the accelerator opening AP is fully closed, When the state continues, it is determined that the condition for executing the rich spike is not satisfied, assuming that the engine 3 is decelerated or idling. Then, after setting the rich spike flag F_RICH to “0” (step 43), the present process is terminated.

次に、燃料噴射量制御処理および吸入空気量制御処理についてそれぞれ説明する。これらの処理は、図8の処理で判定されたリッチスパイクの実行条件の成否に応じて行われる。   Next, the fuel injection amount control process and the intake air amount control process will be described. These processes are performed according to the success or failure of the rich spike execution condition determined in the process of FIG.

図10は、燃料噴射量の制御処理を示している。本処理では、リッチスパイクの実行条件の成否に応じて、燃料噴射量TOUTを制御する。まず、ステップ50において、リッチスパイクフラグF_RICHが「1」であるか否かを判別する。   FIG. 10 shows the fuel injection amount control process. In this process, the fuel injection amount TOUT is controlled in accordance with the success or failure of the rich spike execution condition. First, in step 50, it is determined whether or not the rich spike flag F_RICH is “1”.

この答がNOで、リッチスパイクの実行条件が成立していないときには、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じて、通常時用のマップ(図示せず)を検索することにより、通常時用の燃料噴射量TOUTNを求め(ステップ51)、続くステップ52において、ステップ51で求めた通常時用の燃料噴射量TOUTNを、燃料噴射量TOUTとして設定し、本処理を終了する。   If the answer to this question is NO and the rich spike execution condition is not satisfied, a normal time map (not shown) is searched according to the engine speed NE and the required torque PMCMD, so that The fuel injection amount TOUTN is obtained (step 51), and in the subsequent step 52, the normal fuel injection amount TOUTN obtained in step 51 is set as the fuel injection amount TOUT, and this process is terminated.

一方、前記ステップ50の答がYESで、リッチスパイクの実行条件が成立しているときには、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じて、リッチスパイク時用のマップ(図示せず)を検索することにより、リッチスパイク時用の燃料噴射量TOUTRICHを求める(ステップ53)。このリッチスパイク時用の燃料噴射量TOUTRICHは、通常時用の燃料噴射量TOUTNよりも大きな値に設定されている。   On the other hand, if the answer to step 50 is YES and the rich spike execution condition is satisfied, a map for rich spike (not shown) is searched according to the engine speed NE and the required torque PMCMD. Thus, the fuel injection amount TOUTRICH for the rich spike is obtained (step 53). The fuel injection amount TOUTRICH for the rich spike is set to a value larger than the fuel injection amount TOUTN for the normal time.

次に、ステップ54において、上記ステップ53で求めたリッチスパイク時用の燃料噴射量TOUTRICHを燃料噴射量TOUTとして設定し、本処理を終了する。   Next, in step 54, the fuel injection amount TOUTRICH for rich spike obtained in step 53 is set as the fuel injection amount TOUT, and this process is terminated.

次に、図11を参照しながら、吸入空気量の制御処理について説明する。本処理では、リッチスパイクの実行条件の成否に応じて、スロットル弁開度THを制御することによって、吸入空気量QAを制御する。まず、ステップ60において、リッチスパイクフラグF_RICHが「1」であるか否かを判別する。   Next, the intake air amount control process will be described with reference to FIG. In this process, the intake air amount QA is controlled by controlling the throttle valve opening TH in accordance with the success or failure of the rich spike execution condition. First, in step 60, it is determined whether or not the rich spike flag F_RICH is “1”.

この答がNOで、リッチスパイクの実行条件が成立していないときには、目標スロットル弁開度TMCMDを全開開度THWOTに設定し(ステップ61)、本処理を終了する。   If the answer to this question is NO and the rich spike execution condition is not satisfied, the target throttle valve opening degree TMCMD is set to the full opening degree THWOT (step 61), and this process ends.

一方、前記ステップ60の答がYESで、リッチスパイクの実行条件が成立しているときには、エンジン3の運転状態に応じて、リッチスパイク時用の目標スロットル弁開度THCMDを決定し(ステップ62)、本処理を終了する。   On the other hand, if the answer to step 60 is YES and the rich spike execution condition is satisfied, the target throttle valve opening THCMD for the rich spike is determined according to the operating state of the engine 3 (step 62). This process is terminated.

以上のように、リッチスパイクは、燃料噴射量制御処理および吸入空気量制御処理において、通常時よりも、燃料噴射量TOUTを増大させるとともに、スロットル弁12の制御により吸入空気量QAを減少させることによって行われる。なお、吸入空気量QAの制御を、上記のようなスロットル弁12の制御に代えて、またはそれとともに、過給装置7、スワール装置12やEGR装置14を制御することによって行ってもよい。   As described above, the rich spike increases the fuel injection amount TOUT and decreases the intake air amount QA by controlling the throttle valve 12 in the fuel injection amount control process and the intake air amount control process. Is done by. The intake air amount QA may be controlled by controlling the supercharging device 7, the swirl device 12, and the EGR device 14 instead of or in addition to the control of the throttle valve 12 as described above.

以上のように、本実施形態の排ガス浄化装置によれば、EGR管14aが低温側通路14dから高温側通路14cに切り替えられた場合には、EGRガスの推定温度TEGRが初期値TEGR0から所定値TREFだけ上昇したとき(ステップ26:YES)に、EGRガスの温度条件が成立していると判定される(ステップ21)とともに、他の条件が成立することによって、リッチスパイクの実行が許可される(ステップ39)。それにより、EGRガスが確実に所定の高温状態になった状態でリッチスパイクが実行されることによって、混合気の安定した着火性と燃焼を確保できるので、リッチスパイクの実行時における失火を確実に回避でき、良好なドライバビリティを確保することができる。   As described above, according to the exhaust gas purification apparatus of the present embodiment, when the EGR pipe 14a is switched from the low temperature side passage 14d to the high temperature side passage 14c, the estimated temperature TEGR of the EGR gas is a predetermined value from the initial value TEGR0. When the temperature rises by TREF (step 26: YES), it is determined that the temperature condition of the EGR gas is satisfied (step 21), and execution of rich spike is permitted when other conditions are satisfied. (Step 39). As a result, since the rich spike is executed in a state where the EGR gas is surely at a predetermined high temperature state, stable ignitability and combustion of the air-fuel mixture can be ensured, so misfire during the execution of the rich spike can be ensured. It can be avoided and good drivability can be secured.

次に、図12を参照しながら、第2実施形態によるEGR温度条件の判定処理について説明する。   Next, the EGR temperature condition determination process according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

この判定処理では、まず、ステップ70において、図3の処理で設定された通路切替えフラグE_EGRHOTが「1」であるか否かを判別する。この答がNOで、EGR管14aが低温側通路14a側に切り替えられているときには、EGRガスの温度条件が成立しているとして、温度条件フラグF_RICHEGRを「1」にセットした(ステップ71)後、本処理を終了する。   In this determination process, first, in step 70, it is determined whether or not the passage switching flag E_EGRHOT set in the process of FIG. 3 is “1”. If the answer is NO and the EGR pipe 14a is switched to the low temperature side passage 14a side, the temperature condition flag F_RICHEGR is set to “1” on the assumption that the temperature condition of the EGR gas is satisfied (step 71). This process is terminated.

一方、上記ステップ70の答がYESで、EGR管14aが高温側通路14cに切り替えられているときには、EGRガスの推定温度TEGRが所定温度TREF2(例えば250℃)以上であるか否かを判別する(ステップ72)。   On the other hand, if the answer to step 70 is YES and the EGR pipe 14a is switched to the high-temperature side passage 14c, it is determined whether or not the estimated temperature TEGR of the EGR gas is equal to or higher than a predetermined temperature TREF2 (for example, 250 ° C.). (Step 72).

この答がNOで、推定温度TEGRが、まだ所定温度TREF2まで上昇していないときには、温度条件フラグF_RICHEGRを「0」にセットし(ステッ73)、本処理を終了する。   If the answer is NO and the estimated temperature TEGR has not yet risen to the predetermined temperature TREF2, the temperature condition flag F_RICHEGR is set to “0” (step 73), and this process is terminated.

一方、上記ステップ72の答がYESで、推定温度TEGRが所定温度TREF2に達したときには、EGRガスの温度条件が成立したとして、上記ステップ71を実行し、温度条件フラグF_RICHEGRを「1」にセットする。   On the other hand, if the answer to step 72 is YES and the estimated temperature TEGR reaches the predetermined temperature TREF2, the temperature condition flag F_RICHEGR is set to “1”, assuming that the temperature condition of the EGR gas is satisfied, and step 71 is executed. To do.

以上のように、前述した第1実施形態では、EGR管14aの切替え後の推定温度TEGRの上昇分が、所定値TREF以上になったときにEGRガスの温度条件が成立したと判定するのに対し、本実施形態では、EGR管14aの切替え後の推定温度TEGR自体が所定温度TREF2に達したときに、EGRガスの温度が所定の高温状態になったとして、EGRガスの温度条件が成立していると判定し、リッチスパイクの実行を許可する。したがって、本実施形態においても、前述した第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   As described above, in the first embodiment described above, when the increase in the estimated temperature TEGR after the switching of the EGR pipe 14a is equal to or higher than the predetermined value TREF, it is determined that the EGR gas temperature condition is satisfied. On the other hand, in the present embodiment, when the estimated temperature TEGR itself after switching the EGR pipe 14a reaches the predetermined temperature TREF2, the temperature condition of the EGR gas is satisfied, assuming that the temperature of the EGR gas has reached a predetermined high temperature state. The rich spike is allowed to be executed. Therefore, also in this embodiment, the same effect as the first embodiment described above can be obtained.

次に、図13を参照しながら、第3実施形態によるEGR温度条件の判定処理について説明する。図7との比較から明らかなように、本実施形態の判定処理は、第1実施形態のそれと比較して、その処理内容が部分的にのみ異なるので、第1実施形態と同じ実行内容の部分については同じステップ番号を付すとともに、異なる実行内容の部分を中心として説明を行うものとする。   Next, an EGR temperature condition determination process according to the third embodiment will be described with reference to FIG. As is clear from comparison with FIG. 7, the determination process of this embodiment differs from that of the first embodiment only in part of the processing content, so the same execution content as in the first embodiment. The same step number will be assigned to and the description will be made with a focus on the different execution contents.

この判定処理では、ステップ23の答がNOで、EGR管14aが低温側通路14dから高温側通路14cに切り替えられた直後であるときには、ダウンカウント式のディレイタイマのタイマ値TMDLYを所定時間TDO(例えば1sec)にセットした(ステップ84)後、ステップ25を実行する。一方、ステップ23の答がYESで、EGR管14aが高温側通路14cに切り替えられた直後でないときには、ディレイタイマTMDLYのタイマ値が値0であるか否かを判別する(ステップ86)。   In this determination processing, if the answer to step 23 is NO and the EGR pipe 14a is immediately after the low temperature side passage 14d is switched to the high temperature side passage 14c, the timer value TMDLY of the downcount delay timer is set to the predetermined time TDO ( For example, after setting to 1 sec) (step 84), step 25 is executed. On the other hand, when the answer to step 23 is YES and not immediately after the EGR pipe 14a is switched to the high temperature side passage 14c, it is determined whether or not the timer value of the delay timer TMDLY is 0 (step 86).

この答がNOのとき、すなわち、EGR管14aが高温側通路14cに切り替えられた後、所定時間TDOが経過していないときには、前記ステップ25を実行し、温度条件フラグF_RICHEGRを「0」に維持する。   When this answer is NO, that is, when the predetermined time TDO has not elapsed after the EGR pipe 14a is switched to the high temperature side passage 14c, the step 25 is executed and the temperature condition flag F_RICHEGR is maintained at "0". To do.

一方、ステップ86の答がYESで、EGR管14aが高温側通路14cに切り替えられた後、所定時間TDOが経過したときには、EGRガスの温度が十分に上昇し、所定の高温状態になったとして、ステップ21を実行し、温度条件フラグF_RICHEGRを「1」に切り替える。   On the other hand, if the answer to step 86 is YES and the EGR pipe 14a is switched to the high-temperature side passage 14c and the predetermined time TDO has elapsed, the temperature of the EGR gas has risen sufficiently to assume a predetermined high-temperature state. Step 21 is executed to switch the temperature condition flag F_RICHEGR to “1”.

以上のように、前述した実施形態では、EGR管14aの切替え後の推定温度TEGRの上昇分が、所定値TREFになったときにEGRガスの温度条件が成立したと判定するのに対し、本実施形態では、EGR管14aの切替え後、所定時間TDOが経過したときに、EGRガスの温度が十分に上昇し、所定の高温状態になったとして、EGRガスの温度条件が成立したと判定し、リッチスパイクの実行を許可する。したがって、本実施形態においても、前述した第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   As described above, in the above-described embodiment, it is determined that the temperature condition of the EGR gas is satisfied when the increase in the estimated temperature TEGR after the switching of the EGR pipe 14a reaches the predetermined value TREF. In the embodiment, after the EGR pipe 14a is switched, when the predetermined time TDO elapses, it is determined that the temperature condition of the EGR gas is satisfied, assuming that the temperature of the EGR gas sufficiently rises and reaches a predetermined high temperature state. Allow the execution of rich spikes. Therefore, also in this embodiment, the same effect as the first embodiment described above can be obtained.

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、EGR管14aの低温側通路14dにのみEGRクーラー15cが設けられているが、これに限らず、高温側および低温側通路14c,14dの間でEGRガスの温度差を設定できるものであればよい。例えば、低温側通路14dに冷却能力の大きなEGRクーラー15cを、高温側通路14cに冷却能力の小さなEGRクーラーを設けたものでもよい。また、実施形態では、冷却温度TCOOLERを、排気温TEXHと外気温TATとの差に応じて求めているが、これに限定されることなく、EGRクーラー15cが水冷式の場合には、例えば外気温TATと冷却水温との差に応じて求めてもよい。   In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, the EGR cooler 15c is provided only in the low temperature side passage 14d of the EGR pipe 14a. However, the present invention is not limited to this, and the temperature difference of the EGR gas is set between the high temperature side and the low temperature side passages 14c and 14d. Anything is possible. For example, an EGR cooler 15c having a large cooling capacity may be provided in the low temperature side passage 14d, and an EGR cooler having a small cooling capacity may be provided in the high temperature side passage 14c. In the embodiment, the cooling temperature TCOOLER is obtained according to the difference between the exhaust temperature TEXH and the outside air temperature TAT. However, the present invention is not limited to this, and when the EGR cooler 15c is a water-cooled type, for example, the outside temperature You may obtain | require according to the difference of temperature TAT and cooling water temperature.

さらに、本発明は、車両に搭載されたディーゼルエンジンに限らず、リーンバーンエンジンなどのガソリンエンジンにも適用することができる。また、本発明は、クランク軸が鉛直方向に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む、様々な産業用の内燃機関に適用できることはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。   Further, the present invention can be applied not only to a diesel engine mounted on a vehicle but also to a gasoline engine such as a lean burn engine. In addition, the present invention can be applied to various industrial internal combustion engines including a marine vessel propulsion engine such as an outboard motor having a crankshaft arranged in a vertical direction. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.

本発明の排ガス浄化装置およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas purification apparatus of the present invention and an internal combustion engine to which the exhaust gas purification apparatus is applied. 排ガス浄化装置の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of exhaust gas purification apparatus. EGR通路切替え処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an EGR channel | path switching process. 図3の処理で用いられるエンジンの負荷を判別するためのマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map for discriminating the engine load used by the process of FIG. EGRガス温度推定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an EGR gas temperature estimation process. 図5の処理で用いられるTCOOLERを示す図である。It is a figure which shows TCOOLER used by the process of FIG. 第1実施形態によるEGR温度条件判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the EGR temperature condition determination process by 1st Embodiment. リッチスパイク実行判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a rich spike execution determination process. 図8の処理で用いられるS_QNOxREFテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the S_QNOxREF table used by the process of FIG. 燃料噴射量制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows fuel injection amount control. 吸入空気量制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows intake air amount control. 第2実施形態によるEGR温度条件判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the EGR temperature condition determination process by 2nd Embodiment. 第3実施形態によるEGR温度条件判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the EGR temperature condition determination process by 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 排ガス浄化装置
2 ECU(NOx捕捉量算出手段手段,温度状態判定手段、NOx還元許 可手段)
3 エンジン(内燃機関)
4 吸気管(吸気系)
5 排気管(排気系)
6 インジェクタ(NOx還元手段)
12 スロットル弁(NOx還元手段)
14a EGR管(EGR通路)
14c 高温側通路
14d 低温側通路
15b EGR通路切替え弁(EGR通路切替え手段)
17 NOx触媒(NOx捕捉材)
37 排気温センサ(温度状態判定手段)
S_QNOx NOx排出量積算値(NOx捕捉量)
S_QNOxREF 判定値(所定値)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas purification apparatus 2 ECU (NOx trapping amount calculation means, temperature state determination means, NOx reduction permission means)
3 Engine (Internal combustion engine)
4 Intake pipe (intake system)
5 Exhaust pipe (exhaust system)
6 Injector (NOx reduction means)
12 Throttle valve (NOx reduction means)
14a EGR pipe (EGR passage)
14c High temperature side passage 14d Low temperature side passage 15b EGR passage switching valve (EGR passage switching means)
17 NOx catalyst (NOx trapping material)
37 Exhaust temperature sensor (temperature state determination means)
S_QNOx NOx emission amount integrated value (NOx trapping amount)
S_QNOxREF judgment value (predetermined value)

Claims (1)

吸気系および排気系を有する内燃機関から排出された排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置であって、
前記排気系に設けられ、排ガス中のNOxを捕捉するNOx捕捉材と、
当該NOx捕捉材に捕捉されたNOx量を、NOx捕捉量として算出するNOx捕捉量算出手段と、
当該算出されたNOx捕捉量が所定値に達したときに、前記NOx捕捉材に捕捉されたNOxを還元するNOx還元手段と、
前記排気系と前記吸気系の間に設けられ、前記排気系から前記吸気系に排ガスの一部をEGRガスとして、より低い温度で還流させる低温側通路と、当該低温側通路よりも高い温度で還流させる高温側通路と、を有するEGR通路と、
当該EGR通路を前記低温側通路と前記高温側通路に切り替えるEGR通路切替え手段と、
EGRガスが所定の高温状態にあるか否かを判定する温度状態判定手段と、
前記EGR通路切替え手段によって前記EGR通路が前記低温側通路から前記高温側通路に切り替えられた場合において、前記温度状態判定手段によって前記EGRガスが前記所定の高温状態にあると判定されたときにのみ、前記NOx還元手段によるNOxの還元を許可するNOx還元許可手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine that purifies exhaust gas discharged from an internal combustion engine having an intake system and an exhaust system,
A NOx trap that is provided in the exhaust system and traps NOx in the exhaust gas;
NOx trapping amount calculating means for calculating the NOx trapped by the NOx trapping material as the NOx trapping amount;
NOx reduction means for reducing NOx trapped by the NOx trapping material when the calculated NOx trapping amount reaches a predetermined value;
A low-temperature side passage provided between the exhaust system and the intake system and configured to recirculate a part of exhaust gas from the exhaust system to the intake system as EGR gas at a lower temperature; and at a temperature higher than the low-temperature side passage. An EGR passage having a high temperature side passage for reflux;
EGR passage switching means for switching the EGR passage to the low temperature side passage and the high temperature side passage;
Temperature state determining means for determining whether or not the EGR gas is in a predetermined high temperature state;
When the EGR passage is switched from the low temperature side passage to the high temperature side passage by the EGR passage switching means, only when the EGR gas is determined to be in the predetermined high temperature state by the temperature state determination means. NOx reduction permission means for permitting NOx reduction by the NOx reduction means;
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, comprising:
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