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JP6627840B2 - Engine exhaust purification control device - Google Patents

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JP6627840B2
JP6627840B2 JP2017195218A JP2017195218A JP6627840B2 JP 6627840 B2 JP6627840 B2 JP 6627840B2 JP 2017195218 A JP2017195218 A JP 2017195218A JP 2017195218 A JP2017195218 A JP 2017195218A JP 6627840 B2 JP6627840 B2 JP 6627840B2
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Description

本発明は、排気通路にNOx触媒とSCR触媒とを備えたエンジンの排気浄化制御装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification control device for an engine including a NOx catalyst and an SCR catalyst in an exhaust passage.

従来から、エンジンから排出されたNOxを浄化するために排気通路に触媒等を設けることが知られている。   Conventionally, it has been known to provide a catalyst or the like in an exhaust passage in order to purify NOx discharged from an engine.

例えば、特許文献1には、排気ガスの空気過剰率が1より大きいときつまり排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも大きいリーンな状態にあるときに、排気ガス中のNOxを吸蔵し、排気ガスの空気過剰率が1以下の状態で吸蔵したNOxを還元する、NOx吸蔵還元型のNOx触媒を排気通路に設け、且つ、排気通路のうちNOx触媒よりも下流側に、NH(アンモニア)との反応によって排気ガス中のNOxを浄化するSCR触媒を設けたエンジンが開示されている。このエンジンでは、排気通路のSCR触媒よりも上流側にNHの原料となるアンモニア化合物を噴射するアンモニア化合物噴射装置が設けられており、この装置によって噴射されたアンモニア化合物からNHが生成されて、SCR触媒内でNOxが浄化される。 For example, Patent Document 1 discloses that when the excess air ratio of the exhaust gas is greater than 1, that is, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, NOx in the exhaust gas is stored and the exhaust gas is exhausted. A NOx storage-reduction type NOx catalyst for reducing NOx stored in a state where the excess air ratio of the gas is 1 or less is provided in the exhaust passage, and NH 3 (ammonia) is provided downstream of the NOx catalyst in the exhaust passage. An engine provided with an SCR catalyst for purifying NOx in exhaust gas by a reaction with the above is disclosed. In this engine, an ammonia compound injection device is provided upstream of the SCR catalyst in the exhaust passage to inject an ammonia compound serving as a source of NH 3 , and NH 3 is generated from the ammonia compound injected by the device. , NOx is purified in the SCR catalyst.

特許第3518398号公報Japanese Patent No. 3518398

ここで、前記のようなNOx吸蔵還元型のNOx触媒では、NOx触に吸蔵されているNOxが還元されるときに、吸蔵していたNOx中の「N」と導入された還元剤であるH等が結合することで、NHが生成される。 Here, in the NOx storage-reduction type NOx catalyst as described above, when NOx stored in contact with NOx is reduced, "N" in the stored NOx and H as a reducing agent introduced are introduced. And the like generate NH 3 .

従って、特許文献1のように、NOx触媒の下流側にSCR触媒が設けられ、排気通路にNHやNHの原料となる物質を供給する装置が設けられたエンジンにおいて、単純に一定量のNHやNHの原料となる物質が排気通路に供給されるように構成すると、NOx触媒でNOxが還元されるときに、SCR触媒に供給されるNHの量が過大となり、多くのNHがSCR触媒よりも下流側にすり抜けるおそれがある。 Accordingly, as in Patent Document 1, SCR catalyst disposed downstream of the NOx catalyst, the engine unit supplies provided to a substance which is a raw material of NH 3 or NH 3 in the exhaust passage, a simple constant weight If NH 3 or a substance serving as a raw material of NH 3 is configured to be supplied to the exhaust passage, when the NOx is reduced by the NOx catalyst, the amount of NH 3 supplied to the SCR catalyst becomes excessive, and a large amount of NH 3 is supplied. 3 may pass downstream from the SCR catalyst.

これに対して、NOx触媒でNOxが還元される時等に、前記装置から排気通路に供給されるNH等の物質の量を少なくすることが考えられる。しかし、この低減量が適切に制御されなければ、やはり、NHがSCR触媒よりも下流側にすり抜けるという問題が生じる。あるいは、SCR触媒に供給されるNHが不足して、SCR触媒にてNOxが適切に浄化されないという問題が生じる。 On the other hand, when the NOx is reduced by the NOx catalyst or the like, it is conceivable to reduce the amount of the substance such as NH 3 supplied to the exhaust passage from the device. However, if the amount of reduction is not properly controlled, there is still a problem that NH 3 slips downstream of the SCR catalyst. Alternatively, the lack of NH 3 supplied to the SCR catalyst, a problem that NOx can not be properly purified by the SCR catalyst occurs.

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、NOxを適切に浄化しつつNHのSCR触媒の下流側へのすり抜けを抑制できるエンジンの排気浄化制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an exhaust gas purification control device for an engine that can suppress the passage of NH 3 to the downstream side of the SCR catalyst while appropriately purifying NOx. Aim.

前記課題を解決するために、本願発明者らは、鋭意研究の結果、酸素吸蔵能を有するNOx吸蔵還元型のNOx触媒を用いたときには、NOx触媒に吸蔵されているNOxを還元するべく排気ガスの空気過剰率を1以下にしてNOx触媒を再生する再生制御を実施してもすぐにはNOx触媒からNHが放出されず、再生制御を開始してからNOx触媒からNHが放出され始めるまでの間に、所定の遅れ時間があることを突き止めた。さらに、本願発明者らは、前記遅れ時間は、NOx触媒に吸蔵されている酸素の低減速度である吸蔵酸素減少速度と相関が高く、吸蔵酸素減少速度が小さい方が前記遅れ時間が長くなることを突き止めた。ここで、前記遅れ時間が短い方が、長い方よりも、再生制御を開始した後、NOx触媒から放出されてSCR触媒に供給されてこれに蓄積(吸蔵)されるNHの量は多くなる。従って、仮に、再生制御時に、遅れ時間によらず一定量のNHやこれの原料を別途排気通路に供給すると、SCR触媒内のNHが過大あるいは不足するおそれがある。 In order to solve the above problems, the present inventors have conducted intensive studies and found that when a NOx storage-reduction type NOx catalyst having an oxygen storage capacity was used, exhaust gas was reduced to reduce NOx stored in the NOx catalyst. excess air rate with 1 or less immediately be carried out playback control for playing the NOx catalyst without being released NH 3 from NOx catalyst, the NH 3 from the NOx catalyst since the start of the regeneration control start to be released In the meantime, it was found that there was a predetermined delay time. Furthermore, the inventors of the present application have found that the delay time is highly correlated with the stored oxygen reduction rate, which is the reduction rate of the oxygen stored in the NOx catalyst, and that the smaller the stored oxygen reduction rate, the longer the delay time. Ascertained. Here, the shorter the delay time is, the larger the amount of NH 3 released from the NOx catalyst, supplied to the SCR catalyst, and stored (occluded) in the SCR catalyst is, compared to the longer delay time. . Therefore, if a certain amount of NH 3 or its raw material is separately supplied to the exhaust passage regardless of the delay time during the regeneration control, there is a possibility that NH 3 in the SCR catalyst becomes excessive or insufficient.

本願発明は、この知見に基づいてなされたものであり、気筒が形成されたエンジン本体と、当該エンジン本体から排出された排気ガスが流通する排気通路と、前記排気通路に設けられたNOx触媒と、当該NOx触媒の下流側に設けられたSCR触媒と、を有するエンジンの排気浄化制御装置であって、排気ガスの空気過剰率を変更する空気過剰率変更手段と、前記排気通路のうち前記NOx触媒と前記SCR触媒との間に、NHの原料あるいはNHからなるSCR用還元剤を供給するSCR用還元剤供給手段と、前記空気過剰率変更手段と前記SCR用還元剤供給手段とを制御するとともに、前記空気過剰率変更手段によって排気ガスの空気過剰率を1以下にして前記NOx触媒を再生する再生制御を実施する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記再生制御時の前記NOx触媒の温度が高い場合は、低い場合よりも前記SCR用還元剤供給手段から前記排気通路に供給されるSCR用還元剤の量が少なくなるように、且つ、前記再生制御時の前記NOx触媒の温度が低い方が、当該NOx触媒の温度に対する前記SCR用還元剤の供給量の変化率が大きくなるように、前記SCR用還元剤供給手段を制御する、ことを特徴とする(請求項1)。 The present invention has been made based on this finding, and has an engine body in which a cylinder is formed, an exhaust passage through which exhaust gas discharged from the engine body flows, and a NOx catalyst provided in the exhaust passage. An exhaust purification control device for an engine, comprising: an SCR catalyst provided downstream of the NOx catalyst; an excess air ratio changing means for changing an excess air ratio of exhaust gas; between the catalyst and the SCR catalyst, the SCR for reducing agent supply means for supplying the SCR for reducing agent comprising raw material or NH 3 in NH 3, and the excess air ratio changing means and said SCR for reducing agent supply means And control means for performing regeneration control for regenerating the NOx catalyst by reducing the excess air rate of the exhaust gas to 1 or less by the excess air rate changing means. Control means, as if the temperature of the NOx catalyst during the regeneration control is high, the amount of the SCR for reducing agent to be supplied to the exhaust passage from the SCR for reducing agent supply means than low is reduced, The SCR reducing agent supply means is controlled such that the lower the temperature of the NOx catalyst at the time of the regeneration control, the greater the rate of change of the supply amount of the SCR reducing agent with respect to the temperature of the NOx catalyst. (Claim 1).

本願発明者らの知見によれば、吸蔵酸素減少速度はNOx触媒の温度が高い方が大きくなる。   According to the findings of the present inventors, the stored oxygen reduction rate increases as the temperature of the NOx catalyst increases.

これに対して、この装置では、再生制御時のNOx触媒の温度が高い方がSCR用還元剤供給手段から排気通路に供給されるSCR用還元剤の量が少なくなるように制御される。つまり、この装置では、NOx触媒の温度が高いことに伴って吸蔵酸素減少速度が大きくなり前記遅れ時間が短い場合、さらには、この遅れ時間が短いことに伴ってNOx触媒から放出されてSCR触媒に供給されるNHの総量が多くなる場合に、排気通路に供給されるSCR用還元剤の量が少なくされる。 On the other hand, in this apparatus, the control is performed such that the higher the temperature of the NOx catalyst during the regeneration control, the smaller the amount of the SCR reducing agent supplied from the SCR reducing agent supply means to the exhaust passage. In other words, in this device, when the stored oxygen reduction rate increases with an increase in the temperature of the NOx catalyst and the delay time is short, further, the SCR catalyst is released from the NOx catalyst due to the short delay time. When the total amount of NH 3 supplied to the exhaust passage increases, the amount of the SCR reducing agent supplied to the exhaust passage is reduced.

従って、再生制御時に、NOx触媒からSCR触媒に供給されるNHと、SCR用還元剤供給手段によってSCR触媒に供給されるNHの量とを合わせた量であって、SCR触媒に供給されるNHの全量を適切な量に維持することができ、SCR触媒においてNOxを適切に浄化しつつNHのSCR触媒の下流側へのすり抜けを抑制することができる。 Therefore, during the regeneration control, the amount of NH 3 supplied from the NOx catalyst to the SCR catalyst and the amount of NH 3 supplied to the SCR catalyst by the SCR reducing agent supply means are combined and supplied to the SCR catalyst. It is possible to maintain the entire amount of NH 3 at an appropriate amount, and to suppress the passage of NH 3 to the downstream side of the SCR catalyst while appropriately purifying NOx in the SCR catalyst.

しかも、本願発明者らの知見によれば、NOx触媒の温度が低い方が、NOx触媒の温度に対する吸蔵酸素減少速度の変化率は大きくなる。 Moreover , according to the findings of the present inventors, the lower the temperature of the NOx catalyst, the greater the rate of change of the stored oxygen reduction rate with respect to the temperature of the NOx catalyst.

これに対して、前記制御手段は、前記再生制御時の前記NOx触媒の温度が低い方が、当該NOx触媒の温度に対する前記SCR用還元剤の供給量の変化率が大きくなるように、前記SCR用還元剤供給手段を制御する。 On the other hand, the control means controls the SCR so that the lower the temperature of the NOx catalyst at the time of the regeneration control, the larger the rate of change of the supply amount of the SCR reducing agent with respect to the temperature of the NOx catalyst. that controls the use the reducing agent supply means.

従って、NOx触媒からSCR触媒に供給されるNHと、SCR用還元剤供給手段によってSCR触媒に供給されるNHの量とを合わせた量を、より確実に適切な量に維持することができる。 Therefore , it is possible to more reliably maintain an appropriate amount of the combined amount of NH 3 supplied from the NOx catalyst to the SCR catalyst and the amount of NH 3 supplied to the SCR catalyst by the SCR reducing agent supply unit. it can.

前記構成において、前記制御手段は、前記再生制御時に、排気ガスの空気過剰率が0.9よりも大きくなるように前記空気過剰率変更手段を制御する、のが好ましい(請求項)。 In the above configuration, it is preferable that the control unit controls the excess air ratio changing unit such that the excess air ratio of the exhaust gas becomes larger than 0.9 during the regeneration control (claim 2 ).

このようにすれば、排気ガス中の還元剤の量のばらつき幅を小さく抑えて、NOx触媒に安定して還元剤を供給できるため、NOx触媒41から放出されるNHのひいてはSCR触媒46内のNHをより確実に適切な量に維持することができる。 In this way, by suppressing the variation width of the amount of reducing agent in the exhaust gas decreases, since it is possible to supply stably reducing agent to the NOx catalyst, thus the SCR catalyst 46 of NH 3 released from the NOx catalyst 41 it is possible to maintain the NH 3 in the more reliably appropriate amount.

前記構成において、前記空気過剰率変更手段は、前記再生制御時に、前記気筒内に導入されるエンジントルクを得るための燃料を前記気筒内に噴射するメイン噴射に加えて、当該メイン噴射よりも遅角側の時期に前記気筒内に燃料を噴射するポスト噴射を実施し、当該ポスト噴射の噴射量を変更することで前記排気の空気過剰率を変更する、のが好ましい(請求項)。 In the above configuration, the excess air ratio changing means is configured to perform, during the regeneration control, a delay after the main injection, in addition to a main injection for injecting fuel for obtaining engine torque introduced into the cylinder into the cylinder. It is preferable that a post-injection for injecting fuel into the cylinder be performed at a timing on the corner side, and the excess air ratio of the exhaust be changed by changing an injection amount of the post-injection (Claim 3 ).

このようにすれば、気筒および排気通路に導入される空気の量を変更して排気ガスの空気過剰率を変更する場合に比べて、排気ガスの空気過剰率を安定させることができる。そして、排気ガスの空気過剰率をより確実に0.9よりも大きい値に維持することができる。   This makes it possible to stabilize the excess air ratio of the exhaust gas as compared with a case where the amount of air introduced into the cylinder and the exhaust passage is changed to change the excess air ratio of the exhaust gas. Then, the excess air ratio of the exhaust gas can be more reliably maintained at a value larger than 0.9.

前記構成において、前記制御手段は、前記再生制御が終了してから所定の期間が経過するまでは、前記再生制御が終了してから前記所定の期間が経過した後よりも、前記SCR用還元剤供給手段から前記排気通路に供給される前記SCR用還元剤の量が少なくなるように、前記SCR用還元剤供給手段を制御するとともに、前記再生制御の開始に伴って前記NOx触媒からNHが放出される時期であるNH放出開始時期を推定するとともに、このNH放出開始時期から前記再生制御の終了時期までの間に前記NOx触媒から放出されたNHの総量を推定して、推定した当該NHの放出量の総量が大きい方が、前記再生制御が終了してから前記所定の期間が経過するまでの間に前記SCR用還元剤供給手段から前記排気通路に供給される前記SCR用還元剤の量が少なくなるように、前記SCR用還元剤供給手段を制御する、のが好ましい(請求項)。 In the above configuration, the control means may control the reducing agent for the SCR before the predetermined period elapses after the end of the regeneration control than after the predetermined period elapses after the end of the regeneration control. as the amount of the SCR reducing agent for the supply means is supplied to the exhaust passage decreases, and controls the reducing agent supply means for the SCR, the NH 3 from the NOx catalyst with the start of the regeneration control Estimating the NH 3 release start timing, which is the release timing, and estimating the total amount of NH 3 released from the NOx catalyst during the period from the NH 3 release start timing to the end of the regeneration control. the person total emission amount of the NH 3 is large, subjected to the exhaust passage from the SCR for reducing agent supply means during the period from the reproduction control is finished until the predetermined period elapses Wherein as the amount of SCR reducing agent for less is to control the SCR for reducing agent supply means, it is preferably (claim 4).

このようにすれば、再生制御が終了してから所定の期間が経過するまでの間であって、再生制御の実施に伴ってSCR触媒内のNHの量が多くなっているときに、多量のSCR用還元剤がSCR触媒に供給されるのを防止することができ、SCR触媒の下流側に多量のSCR用還元剤がすり抜けるのを抑制できる。 In this way, when the amount of NH 3 in the SCR catalyst increases during the period from the end of the regeneration control to the lapse of the predetermined period and the execution of the regeneration control, Can be prevented from being supplied to the SCR catalyst, and a large amount of the SCR reducing agent can be prevented from slipping downstream of the SCR catalyst.

本発明に係るエンジンの制御装置によれば、NOxを適切に浄化しつつNHのSCR触媒の下流側へのすり抜けを抑制できる。 According to the engine control system according to the present invention, it is possible to suppress the slipping to the downstream side of the SCR catalyst NH 3 while appropriately purify NOx.

本発明の実施形態に係るエンジンの排気浄化制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine system to which an exhaust gas purification control device for an engine according to an embodiment of the present invention is applied. エンジンシステムの制御系を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a control system of the engine system. パッシブDeNOx制御及びアクティブDeNOx制御の制御領域を示した図である。It is a figure showing a control area of passive DeNOx control and active DeNOx control. 燃料噴射の制御手順を示したフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a control procedure of fuel injection. 排気ガスの空気過剰率と排気ガスに含まれる各物質の濃度との関係を示したグラフである。5 is a graph showing the relationship between the excess air ratio of exhaust gas and the concentration of each substance contained in the exhaust gas. 排気ガスの空気不足幅と排気ガスに含まれる各物質の濃度との関係を示したグラフである。4 is a graph showing the relationship between the air shortage width of exhaust gas and the concentration of each substance contained in the exhaust gas. 空気過剰率と第1補正係数との関係を示したグラフである。5 is a graph showing a relationship between an excess air ratio and a first correction coefficient. NOx触媒の温度、排気流量と、酸化される還元剤の割合との関係を示したグラフである。4 is a graph showing the relationship between the temperature of a NOx catalyst, the flow rate of exhaust gas, and the ratio of a oxidizing reducing agent. NOx触媒から放出されるNH量の推定手順を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a procedure for estimating the amount of NH 3 released from a NOx catalyst. NOx触媒の温度と第1温度係数との関係を示したグラフである。5 is a graph showing a relationship between the temperature of the NOx catalyst and a first temperature coefficient. 排気流量と第1流量係数との関係を示したグラフである。5 is a graph showing a relationship between an exhaust flow rate and a first flow coefficient. 排気ガスの空燃比と第1A/F係数との関係を示したグラフである。5 is a graph showing a relationship between an air-fuel ratio of exhaust gas and a first A / F coefficient. 排気流量と第2流量係数との関係を示したグラフである。5 is a graph showing a relationship between an exhaust gas flow rate and a second flow coefficient. 排気の空燃比と第2A/F係数との関係を示したグラフである。5 is a graph showing a relationship between an air-fuel ratio of exhaust gas and a second A / F coefficient. 尿素噴射量の制御手順を示したフローチャートである。4 is a flowchart showing a control procedure of a urea injection amount.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るエンジンの排気浄化制御装置について説明する。   Hereinafter, an engine exhaust gas purification control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(1)全体構成
図1は、本実施形態のエンジンの排気浄化制御装置が適用されたエンジンシステム100の概略構成図である。
(1) Overall Configuration FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system 100 to which an exhaust gas purification control device for an engine of the present embodiment is applied.

エンジンシステム100は、4ストロークのエンジン本体1と、エンジン本体1に空気(吸気)を導入するための吸気通路20と、エンジン本体1から外部に排気ガスを排出するための排気通路40と、第1ターボ過給機51と、第2ターボ過給機52とを備えている。このエンジンシステム100は、車両に設けられて、エンジン本体1は車両の駆動源として用いられる。エンジン本体1は、例えば、ディーゼルエンジンであり、図1の紙面に直交する方向に並ぶ4つの気筒2を有する。   The engine system 100 includes a four-stroke engine body 1, an intake passage 20 for introducing air (intake) into the engine body 1, an exhaust passage 40 for discharging exhaust gas from the engine body 1 to the outside, A first turbocharger 51 and a second turbocharger 52 are provided. The engine system 100 is provided in a vehicle, and the engine body 1 is used as a drive source of the vehicle. The engine main body 1 is, for example, a diesel engine, and has four cylinders 2 arranged in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.

エンジン本体1は、気筒2が内部に形成されたシリンダブロック3と、シリンダブロック3の上面に設けられたシリンダヘッド4と、気筒2に往復摺動可能に挿入されたピストン5とを有している。ピストン5の上方には燃焼室6が形成されている。   The engine body 1 has a cylinder block 3 in which a cylinder 2 is formed, a cylinder head 4 provided on the upper surface of the cylinder block 3, and a piston 5 slidably inserted into the cylinder 2. I have. A combustion chamber 6 is formed above the piston 5.

ピストン5はクランク軸7と連結されており、ピストン5の往復運動に応じてクランク軸7はその中心軸回りに回転する。   The piston 5 is connected to the crankshaft 7, and the crankshaft 7 rotates around its central axis in accordance with the reciprocating motion of the piston 5.

シリンダヘッド4には、燃焼室6内(気筒2内)に燃料を噴射するインジェクタ(空気過剰率変更手段)10と、燃焼室6内の燃料と空気の混合気を昇温するためのグロープラグ11とが、各気筒2につきそれぞれ1組ずつ設けられている。図1に示した例では、インジェクタ10は、燃焼室6の天井面の中央に、燃焼室6を上方から臨むように設けられている。また、グロープラグ11は、通電されることで発熱する発熱部を先端に有しており、この発熱部が、インジェクタ10の先端部分の近傍に位置するように燃焼室6の天井面に取り付けられている。例えば、インジェクタ10は、その先端に複数の噴口を備え、グロープラグ11は、その発熱部がインジェクタ10の複数の噴口からの複数の噴霧の間に位置して燃料の噴霧と直接接触しないように、配置されている。   An injector (excess air ratio changing means) 10 for injecting fuel into the combustion chamber 6 (inside the cylinder 2) and a glow plug for raising the temperature of a mixture of fuel and air in the combustion chamber 6 are provided in the cylinder head 4. 11 is provided for each cylinder 2. In the example shown in FIG. 1, the injector 10 is provided at the center of the ceiling surface of the combustion chamber 6 so as to face the combustion chamber 6 from above. In addition, the glow plug 11 has a heat generating portion at the front end that generates heat when energized, and the heat generating portion is attached to the ceiling surface of the combustion chamber 6 so as to be located near the front end portion of the injector 10. ing. For example, the injector 10 has a plurality of nozzles at the tip thereof, and the glow plug 11 has a heating portion located between the plurality of nozzles from the plurality of nozzles of the injector 10 so as not to come into direct contact with the fuel spray. , Is located.

インジェクタ10は、エンジントルクを得るために実施される噴射であって圧縮上死点付近で燃焼する燃料を燃焼室6内に噴射するメイン噴射と、メイン噴射よりも遅角側であって燃焼してもその燃焼エネルギーがエンジントルクにほとんど寄与しない時期に燃焼室6内に燃料を噴射するポスト噴射とを実施できるようになっている。   The injector 10 is an injection that is performed to obtain engine torque, and is a main injection that injects fuel that burns near the compression top dead center into the combustion chamber 6, and a fuel that is retarded from the main injection and burns. However, post-injection for injecting fuel into the combustion chamber 6 at a time when the combustion energy hardly contributes to the engine torque can be performed.

シリンダヘッド4には、吸気通路20から供給される空気を各気筒2の燃焼室6に導入するための吸気ポートと、吸気ポートを開閉する吸気弁12と、各気筒2の燃焼室6で生成された排気ガスを排気通路40に導出するための排気ポートと、排気ポートを開閉する排気弁13とが設けられている。   The cylinder head 4 has an intake port for introducing air supplied from the intake passage 20 into the combustion chamber 6 of each cylinder 2, an intake valve 12 for opening and closing the intake port, and a gas generated by the combustion chamber 6 of each cylinder 2. An exhaust port for leading the exhaust gas to the exhaust passage 40 and an exhaust valve 13 for opening and closing the exhaust port are provided.

吸気通路20には、上流側から順に、エアクリーナ21、第1ターボ過給機51のコンプレッサ51a、第2ターボ過給機52のコンプレッサ52a、インタークーラ22、スロットルバルブ23、サージタンク24が設けられている。また、吸気通路20には、第2コンプレッサ52aをバイパスする吸気側バイパス通路25と、これを開閉する吸気側バイパスバルブ26とが設けられている。吸気側バイパスバルブ26は、駆動装置(不図示)によって全閉の状態と全開の状態とに切り替えられる。   In the intake passage 20, an air cleaner 21, a compressor 51a of the first turbocharger 51, a compressor 52a of the second turbocharger 52, an intercooler 22, a throttle valve 23, and a surge tank 24 are provided in this order from the upstream side. ing. In addition, the intake passage 20 is provided with an intake-side bypass passage 25 that bypasses the second compressor 52a, and an intake-side bypass valve 26 that opens and closes the passage. The intake side bypass valve 26 is switched between a fully closed state and a fully opened state by a driving device (not shown).

排気通路40には、上流側から順に、第2ターボ過給機52のタービン52b、第1ターボ過給機51のタービン51b、第1触媒43、排気ガス中の粒子状物質(PM:Particulate Matter)を捕集するDPF(Diesel particulate filter)44、尿素インジェクタ(SCR用還元剤供給手段)45、SCR(Selective Catalytic Reduction)触媒46、スリップ触媒47、が設けられている。   In the exhaust passage 40, in order from the upstream side, the turbine 52b of the second turbocharger 52, the turbine 51b of the first turbocharger 51, the first catalyst 43, and particulate matter (PM) in the exhaust gas. ), A urea injector (reducing agent supply means for SCR) 45, an SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst 46, and a slip catalyst 47.

第1触媒43は、NOxを浄化するNOx触媒41と、排気ガス中の酸素を用いて炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)などを酸化して水と二酸化炭素に変化させるDOC(ディーゼル酸化触媒、Diesel Oxidation Catalyst)42とを含む。   The first catalyst 43 includes a NOx catalyst 41 that purifies NOx, and a DOC (diesel) that oxidizes hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and the like using oxygen in the exhaust gas to change them into water and carbon dioxide. Oxidation catalyst, Diesel Oxidation Catalyst 42.

NOx触媒41は、NOx吸蔵還元型触媒(NSC:NOx Storage Catalyst)である。つまり、NOx触媒41は、排気ガスの空気過剰率λが1よりも大きいリーンな状態(排気ガス空燃比が理論空燃比よりも大きい状態)において排気ガス中のNOxを吸蔵する。そして、NOx触媒41は、この吸蔵したNOxを、排気ガスの空気過剰率λが1近傍あるいは1より小さいリッチな状態(排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍である状態あるいは理論空燃比よりも小さい状態)、つまり、NOx触媒41を通過する排気が未燃のHCを多量に含む還元雰囲気下において還元する。 The NOx catalyst 41 is a NOx storage reduction type catalyst (NSC: NOx Storage Catalyst). That is, the NOx catalyst 41 stores NOx in the exhaust gas when the excess air ratio λ of the exhaust gas is lean (state where the exhaust gas air-fuel ratio is higher than the stoichiometric air-fuel ratio). Then, the NOx catalyst 41 converts the stored NOx into a rich state in which the excess air ratio λ of the exhaust gas is close to 1 or smaller than 1 (when the air-fuel ratio of the exhaust gas is close to the stoichiometric air-fuel ratio or when the exhaust air has a stoichiometric air-fuel ratio). (Small state), that is, the exhaust gas passing through the NOx catalyst 41 is reduced under a reducing atmosphere containing a large amount of unburned HC.

詳細には、NOx触媒41は、排気ガスの空気過剰率λが1よりも大きいリーンな状態で、排気ガスに含まれる酸素を吸蔵できるように構成されている。例えば、NOx触媒41は、酸素吸蔵能を有するセリア等を含む。そして、NOx触媒41は、排気ガス中のNOを、排気ガスに含まれる酸素および吸蔵している酸素を用いて酸化し(NOとし)、これを吸蔵する。 Specifically, the NOx catalyst 41 is configured to be able to store oxygen contained in the exhaust gas in a lean state where the excess air ratio λ of the exhaust gas is larger than 1. For example, the NOx catalyst 41 includes ceria having oxygen storage ability. Then, the NOx catalyst 41 oxidizes NO in the exhaust gas by using oxygen contained in the exhaust gas and stored oxygen (referred to as NO 2 ) and stores the NO.

また、NOx触媒41は、吸蔵していたNOxを還元する際に、NH(アンモニア)を発生して放出するようになっている。具体的には、NOx還元時に、NOx触媒41が吸蔵していたNOx中の「N」およびNOx触媒41を通過するNOxと、NOx触媒41に導入された還元剤であるH等が結合することで、NH が生成される。 The NOx catalyst 41 generates and releases NH 3 (ammonia) when reducing the stored NOx. Specifically, at the time of NOx reduction, “N” in the NOx stored by the NOx catalyst 41 and NOx passing through the NOx catalyst 41 are combined with H, which is a reducing agent introduced into the NOx catalyst 41, and the like. Thus, NH 3 is generated.

第1触媒43は、例えば、DOCの触媒材層の表面に、NSCの触媒材がコーティングされることで形成されている。   The first catalyst 43 is formed, for example, by coating the surface of a DOC catalyst material layer with an NSC catalyst material.

なお、本実施形態では、排気通路に別途空気や燃料を供給する装置が設けられておらず、排気ガスの空気過剰率λと燃焼室6内の混合気の空気過剰率λとは対応する。つまり、燃焼室6内の混合気の空気過剰率λが1よりも大きいときに排気の空気過剰率λも1より大きくなり、燃焼室6内の混合気の空気過剰率λが1以下のときに排気ガスの空気過剰率λも1以下になる。   In this embodiment, no separate device for supplying air or fuel is provided in the exhaust passage, and the excess air ratio λ of the exhaust gas and the excess air ratio λ of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 correspond to each other. That is, when the excess air ratio λ of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is larger than 1, the excess air ratio λ of the exhaust gas also becomes larger than 1, and when the excess air ratio λ of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is 1 or less. Then, the excess air ratio λ of the exhaust gas also becomes 1 or less.

尿素インジェクタ45は、DPF44の下流側の排気通路40中に尿素を噴射する。尿素インジェクタ45は、尿素供給経路45aおよび尿素送出ポンプ45bを介して尿素タンク45cに接続されており、尿素送出ポンプ45bにより尿素タンク45cから圧送された尿素を排気通路40内に噴射する。本実施形態では、尿素の凍結を防止するためのヒーター45dが設けられている。尿素インジェクタ45から噴射された尿素はSCR触媒46に導入される。   The urea injector 45 injects urea into the exhaust passage 40 downstream of the DPF 44. The urea injector 45 is connected to a urea tank 45c via a urea supply path 45a and a urea delivery pump 45b, and injects urea pumped from the urea tank 45c by the urea delivery pump 45b into the exhaust passage 40. In the present embodiment, a heater 45d for preventing urea from freezing is provided. Urea injected from the urea injector 45 is introduced into the SCR catalyst 46.

SCR触媒46は、NH(アンモニア)を排気ガス中のNOxと反応(還元)させて浄化する。SCR触媒46は、尿素インジェクタ45から噴射された尿素を加水分解してNHを生成し(CO(NH+HO→CO+2NH)、生成されたNHを排気ガス中のNOxと反応(還元)させてNOxを浄化する。 The SCR catalyst 46 purifies by reacting (reducing) NH 3 (ammonia) with NOx in the exhaust gas. The SCR catalyst 46 hydrolyzes urea injected from the urea injector 45 to generate NH 3 (CO (NH 2 ) 2 + H 2 O → CO 2 + 2NH 3 ), and converts the generated NH 3 into exhaust gas. NOx is purified by reacting (reducing) with NOx.

このように、本実施形態では、尿素インジェクタ45により排気通路40に噴射(供給)される尿素が、請求項におけるNH原料およびSCR用還元剤として機能する。 As described above, in the present embodiment, the urea injected (supplied) into the exhaust passage 40 by the urea injector 45 functions as the NH 3 raw material and the SCR reducing agent in the claims.

詳細には、SCR触媒46では、導入されたNHが吸着され、この吸着されたNHとNOxとが反応することでNOxが還元される。また、前記のように、NOx触媒41におけるNOxの還元時には、このNOx触媒41からもNHが放出されるようになっており、SCR触媒46は、NOx触媒41から放出されたNHを排気中のNOxと反応(還元)させることによってもNOxを浄化する。 Specifically, in the SCR catalyst 46, the introduced NH 3 is adsorbed, and the adsorbed NH 3 reacts with NOx to reduce NOx. As described above, when NOx is reduced by the NOx catalyst 41, NH 3 is also released from the NOx catalyst 41, and the SCR catalyst 46 exhausts the NH 3 released from the NOx catalyst 41. NOx is also purified by reacting (reducing) with NOx in the inside.

例えば、SCR触媒46は、NHによってNOxを還元する機能を有する触媒金属(Fe、Ti、Ce、W等)を、NHをトラップする機能を有するゼオライトに担持させて触媒成分とし、この触媒成分をハニカム担体のセル壁に担持させることで作られる。 For example, the SCR catalyst 46 has a catalyst metal (Fe, Ti, Ce, W, etc.) having a function of reducing NOx by NH 3 carried on a zeolite having a function of trapping NH 3 as a catalyst component. It is made by supporting the components on the cell walls of the honeycomb carrier.

SCR触媒46とNOx触媒41とは、いずれもNOxを浄化可能であるが、これらは浄化率が高くなる温度が互いに異なっており、SCR触媒46のNOx浄化率は排気の温度が比較的高温のときに高くなり、NOx触媒41のNOx浄化率は排気の温度が比較的低温のときに高くなる。   Although both the SCR catalyst 46 and the NOx catalyst 41 can purify NOx, they are different from each other in the temperature at which the purification rate increases, and the NOx purification rate of the SCR catalyst 46 is such that the exhaust gas temperature is relatively high. And the NOx purification rate of the NOx catalyst 41 increases when the temperature of the exhaust gas is relatively low.

つまり、本実施形態では、NOx触媒41とSCR触媒46との両方を用いてNOxの浄化を行う。具体的には、SCR触媒46の温度が第1温度未満であり、SCR触媒46によるNOx浄化率が低いときには、NOx触媒41のみによってNOx浄化が行われ、SCR触媒46の温度が第2温度以上(第2温度は第1温度よりも高い)であってSCR触媒46によるNOx浄化率が高いときにはSCR触媒46のみによってNOx浄化を行う。そして、SCR触媒46の温度が第1温度と第2温度との間であるときには、NOx触媒41とSCR触媒46との両方によってNOx浄化を行う。また、排気ガス流量が大きく、SCR触媒46によるNOx浄化率が低くなるときにも、NOx触媒41とSCR触媒46との両方によってNOx浄化を行う。   That is, in the present embodiment, NOx purification is performed using both the NOx catalyst 41 and the SCR catalyst 46. Specifically, when the temperature of the SCR catalyst 46 is lower than the first temperature and the NOx purification rate by the SCR catalyst 46 is low, NOx purification is performed only by the NOx catalyst 41, and the temperature of the SCR catalyst 46 is equal to or higher than the second temperature. When the second temperature is higher than the first temperature and the NOx purification rate by the SCR catalyst 46 is high, NOx purification is performed only by the SCR catalyst 46. When the temperature of the SCR catalyst 46 is between the first temperature and the second temperature, NOx purification is performed by both the NOx catalyst 41 and the SCR catalyst 46. Also, when the exhaust gas flow rate is large and the NOx purification rate by the SCR catalyst 46 is low, NOx purification is performed by both the NOx catalyst 41 and the SCR catalyst 46.

スリップ触媒47は、SCR触媒46から排出された未反応のNHを酸化させて浄化する。 The slip catalyst 47 oxidizes and purifies unreacted NH 3 discharged from the SCR catalyst 46.

排気通路40には、第2タービン52bをバイパスする排気側バイパス通路48と、これを開閉する排気側バイパスバルブ49と、第1タービン51bをバイパスするウエストゲート通路53と、これを開閉するウエストゲートバルブ54とが設けられている。これら排気側バイパスバルブ49とウエストゲートバルブ54とは、それぞれ、駆動装置(不図示)によって全閉と全開の状態に切り替えられるとともに、これらの間の任意の開度に変更される。排気側バイパスバルブ49、ウエストゲートバルブ54、および吸気側バイパスバルブ26の開度は、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて変更される。 In the exhaust passage 40, an exhaust-side bypass passage 48 for bypassing the second turbine 52b, an exhaust-side bypass valve 49 for opening and closing the same, a wastegate passage 53 for bypassing the first turbine 51b, and a wastegate for opening and closing the same A valve 54 is provided. The exhaust side bypass valve 49 and the wastegate valve 54 are respectively switched between a fully closed state and a fully opened state by a driving device (not shown), and are changed to an arbitrary opening degree therebetween. The openings of the exhaust-side bypass valve 49, the wastegate valve 54, and the intake-side bypass valve 26 are changed based on the engine speed and the engine load.

エンジンシステム100は、さらに、排気の一部を吸気に還流させるEGR装置55を有する。EGR装置55は、排気通路40のうち排気側バイパス通路48の上流端よりも上流側の部分と、吸気通路20のうちスロットルバルブ23とサージタンク24との間の部分とを接続するEGR通路56と、これを開閉する第1EGRバルブ57と、EGR通路56を通過する排気を冷却するEGRクーラ58とを有する。また、EGR装置55は、EGRクーラ58をバイパスするEGRクーラバイパス通路59と、これを開閉する第2EGRバルブ60とを有する。 The engine system 100 further includes an EGR device 55 that recirculates a part of the exhaust gas to the intake air. The EGR device 55 includes an EGR passage 56 that connects a portion of the exhaust passage 40 upstream of the upstream end of the exhaust-side bypass passage 48 and a portion of the intake passage 20 between the throttle valve 23 and the surge tank 24. And an EGR cooler 58 that cools the exhaust gas passing through the EGR passage 56. Further, the EGR device 55 has an EGR cooler bypass passage 59 that bypasses the EGR cooler 58, and a second EGR valve 60 that opens and closes the EGR cooler bypass passage 59.

(2)制御系
図2を用いて、エンジンシステムの制御系について説明する。車両には、主として尿素インジェクタ45を制御するためのDCU(Dosing Control Unit)300と、その他の各部を制御するためのPCM(Power−train Control Module)200と、が設けられている。PCM200およびDCU300は、それぞれ、CPU、ROM、RAM、I/F等から構成されるマイクロプロセッサである。本実施形態では、これらPCM200とDCU300とが、請求項における制御手段を構成する。
(2) Control System The control system of the engine system will be described with reference to FIG. The vehicle is mainly provided with a DCU (Dosing Control Unit) 300 for mainly controlling the urea injector 45 and a PCM (Power-train Control Module) 200 for controlling other components. The PCM 200 and the DCU 300 are microprocessors each including a CPU, a ROM, a RAM, an I / F, and the like. In the present embodiment, the PCM 200 and the DCU 300 constitute control means in the claims.

PCM200には、各種センサからの情報が入力される。例えば、PCM200は、クランク軸7の回転数つまりエンジン回転数を検出する回転数センサSN1、エアクリーナ21付近に設けられて吸気通路20を流通する新気(空気)の量である吸入空気量を検出するエアフローセンサSN2、サージタンク24に設けられてターボ過給機51、52によって過給された後のサージタンク24内の吸気の圧力つまり過給圧を検出する吸気圧センサSN3、排気通路40のうち第1ターボ過給機51と第1触媒43との間の部分の酸素濃度を検出する排気O2センサSN4等と電気的に接続されており、これらのセンサSN1〜SN4からの入力信号を受け付ける。また、車両には、運転者により操作されるアクセルペダル(不図示)の開度であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサSN5や、車速を検出する車速センサSN6等が設けられており、これらのセンサSN5、SN6による検出信号もPCM200に入力される。PCM200は、各センサ(SN1〜SN6等)からの入力信号に基づいて種々の演算等を実行して、インジェクタ10等を制御する。   Information from various sensors is input to PCM 200. For example, the PCM 200 detects a rotational speed of the crankshaft 7, that is, a rotational speed sensor SN1 for detecting an engine rotational speed, and an intake air amount which is provided near the air cleaner 21 and is an amount of fresh air (air) flowing through the intake passage 20. An air flow sensor SN2 provided in the surge tank 24, an intake pressure sensor SN3 for detecting the pressure of intake air in the surge tank 24 after being supercharged by the turbochargers 51 and 52, that is, a supercharging pressure, and an exhaust pressure sensor SN3. Among them, it is electrically connected to an exhaust O2 sensor SN4 or the like for detecting an oxygen concentration in a portion between the first turbocharger 51 and the first catalyst 43, and receives input signals from these sensors SN1 to SN4. . Further, the vehicle is provided with an accelerator opening sensor SN5 for detecting an accelerator opening which is an opening of an accelerator pedal (not shown) operated by a driver, a vehicle speed sensor SN6 for detecting a vehicle speed, and the like. Detection signals from these sensors SN5 and SN6 are also input to the PCM 200. The PCM 200 controls the injector 10 and the like by executing various calculations and the like based on input signals from the sensors (SN1 to SN6 and the like).

DCU70とPCM60とは双方向に通信可能に接続されている。DCU70は、PCM200での演算結果等を用いて尿素インジェクタ45によって排気通路40に噴射させる尿素の量を算出し、尿素インジェクタ45を制御する。また、DCU70は、尿素送出ポンプ45bやヒーター45dの制御も行う。   The DCU 70 and the PCM 60 are communicably connected to each other. The DCU 70 controls the urea injector 45 by calculating the amount of urea to be injected into the exhaust passage 40 by the urea injector 45 using the calculation result of the PCM 200 and the like. The DCU 70 also controls the urea delivery pump 45b and the heater 45d.

(2−1)DeNOx制御
NOx触媒41に吸蔵されたNOx(以下、適宜、吸蔵NOxという)を還元してNOx触媒41から放出(離脱)させてNOx触媒41を再生するための制御であるDeNOx制御(再生制御)について説明する。
(2-1) DeNOx control DeNOx which is a control for regenerating the NOx catalyst 41 by reducing NOx stored in the NOx catalyst 41 (hereinafter referred to as stored NOx as appropriate) and releasing (leaving off) the NOx catalyst 41. Control (reproduction control) will be described.

本実施形態では、DeNOx制御や、NOx触媒41に吸蔵されたSOxを還元するための制御(いわゆるDeSOx制御)や、DPF44を再生するための制御(DPF44から微粒子状物質を燃焼除去するための制御)を実施しない通常運転時は、燃費性能を高めるべく、燃焼室6内の混合気の空気過剰率λひいては排気ガスの空気過剰率λがλ>1(例えばλ=1.7程度)にされる。以下、適宜、燃焼室6内の混合気の空気過剰率λを、単に、混合気の空気過剰率λという。   In the present embodiment, DeNOx control, control for reducing SOx stored in the NOx catalyst 41 (so-called DeSOx control), and control for regenerating the DPF 44 (control for burning and removing particulate matter from the DPF 44). During the normal operation without performing the above operation, the excess air ratio λ of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 and thus the excess air ratio λ of the exhaust gas are set to λ> 1 (for example, approximately λ = 1.7) in order to improve fuel efficiency. You. Hereinafter, the excess air ratio λ of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is simply referred to as the excess air ratio λ of the air-fuel mixture.

一方、前記のように、NOx触媒41では、排気ガスの空気過剰率λが1近傍あるいは1よりも小さいリッチな状態において、吸蔵NOxが還元されてNOx触媒41からNOxが放出されるようになっている。そのため、吸蔵NOxを還元するためには、排気ガスの空気過剰率λおよび混合気の空気過剰率λを通常運転時よりも低減させる必要がある。   On the other hand, as described above, in the NOx catalyst 41, the stored NOx is reduced and the NOx is released from the NOx catalyst 41 when the excess air ratio λ of the exhaust gas is close to 1 or in a rich state smaller than 1. ing. Therefore, in order to reduce the stored NOx, it is necessary to reduce the excess air ratio λ of the exhaust gas and the excess air ratio λ of the air-fuel mixture as compared with those in the normal operation.

混合気の空気過剰率λ(排気ガスの空気過剰率λ)を低減する一つの方法として、燃焼室6に導入される新気(空気)の量を少なくすることが考えられる。しかし、新気の量を単純に少なくするとエンジントルクを適切に得ることができないおそれがある。特に、加速時に新気の量が低減されると加速性が悪化するおそれがある。また、新気の量を調整する場合では、混合気の空気過剰率λを精度よく制御することが比較的困難である。   As one method of reducing the excess air ratio λ of the air-fuel mixture (excess air ratio λ of the exhaust gas), it is conceivable to reduce the amount of fresh air (air) introduced into the combustion chamber 6. However, if the amount of fresh air is simply reduced, the engine torque may not be properly obtained. In particular, if the amount of fresh air is reduced during acceleration, the accelerating property may be deteriorated. When adjusting the amount of fresh air, it is relatively difficult to control the excess air ratio λ of the air-fuel mixture with high accuracy.

そこで、本実施形態では、DeNOx制御として、ポスト噴射を実施し、これにより新気の量の低減量を少なく抑えつつ混合気の空気過剰率を低減させる。つまり、PCM200は、DeNOx制御として、インジェクタ10にメイン噴射に加えてポスト噴射を行わせる制御を実施する。なお、通常運転時は、ポスト噴射は停止される。   Therefore, in the present embodiment, post-injection is performed as DeNOx control, and thereby the excess air ratio of the air-fuel mixture is reduced while the amount of reduction in the amount of fresh air is kept small. That is, the PCM 200 performs control for causing the injector 10 to perform post-injection in addition to main injection as DeNOx control. During normal operation, post injection is stopped.

本実施形態では、このように吸蔵NOxを還元するためにポスト噴射を実施するDeNOx制御を、図3に示す第1領域R1と第2領域R2とでのみ実施する。第1領域R1は、エンジン回転数が予め設定された第1基準回転数N1以上且つ予め設定された第2基準回転数N2以下で、エンジン負荷が予め設定された第1基準負荷Tq1以上且つ予め設定された第2基準負荷Tq2以下の領域である。第2領域R2は、第1領域R1よりもエンジン負荷が高い領域であって、エンジン負荷が予め設定された第3基準負荷Tq3以上となる領域である。   In the present embodiment, the DeNOx control for performing the post-injection in order to reduce the stored NOx is performed only in the first region R1 and the second region R2 illustrated in FIG. The first region R1 is such that the engine speed is equal to or greater than a preset first reference speed N1 and equal to or less than a preset second reference speed N2, and the engine load is equal to or greater than a preset first reference load Tq1 and This is a region equal to or less than the set second reference load Tq2. The second region R2 is a region where the engine load is higher than the first region R1, and is a region where the engine load is equal to or more than a third reference load Tq3 set in advance.

PCM200は、第1領域R1では、ポスト噴射された燃料が燃焼室6内で燃焼するタイミング(膨張行程の前半、詳細には、圧縮上死点から圧縮上死点後90°CAまでの間、例えば、圧縮上死点後30〜70°CA)でポスト噴射を行うアクティブDeNOx制御を実施する。なお、アクティブDeNOx制御の実施時には、ポスト噴射された燃料の燃焼を促進するためにグロープラグ11を通電して混合気を加熱する。   In the first region R1, the PCM 200 determines the timing at which the post-injected fuel burns in the combustion chamber 6 (the first half of the expansion stroke, specifically, from the compression top dead center to 90 ° CA after the compression top dead center). For example, active DeNOx control for performing post injection at 30 to 70 ° CA after compression top dead center) is performed. When the active DeNOx control is performed, the air-fuel mixture is heated by energizing the glow plug 11 in order to promote the combustion of the post-injected fuel.

一方、PCM200は、第2領域R2では、ポスト噴射された燃料が燃焼室6内で燃焼しないタイミング(膨張行程の後半、例えば、圧縮上死点後110°CA)でポスト噴射を行うパッシブDeNOx制御を実施する。   On the other hand, in the second region R2, the PCM 200 performs passive DeNOx control for performing post-injection at a timing when the post-injected fuel does not burn in the combustion chamber 6 (the latter half of the expansion stroke, for example, 110 ° CA after compression top dead center). Is carried out.

これは、次の理由による。   This is for the following reason.

エンジン負荷が低い、あるいは、エンジン回転数が低い領域では、排気ガスの温度が低いことに伴ってNOx触媒41の温度が吸蔵NOxを還元できる温度よりも低くなりやすい。そこで、本実施形態では、この領域ではDeNOx制御を停止する。   In a region where the engine load is low or the engine speed is low, the temperature of the NOx catalyst 41 tends to become lower than the temperature at which the stored NOx can be reduced due to the low temperature of the exhaust gas. Therefore, in this embodiment, the DeNOx control is stopped in this region.

また、前記のようにDeNOx制御ではポスト噴射を実施するが、ポスト噴射された燃料が燃焼せずにそのまま排気通路40に排出されると、この未燃燃料に起因するデポジットによってEGRクーラー58等が閉塞するおそれがある。そのため、ポスト噴射された燃料は燃焼室6内で燃焼させるのが好ましい。しかしながら、エンジン負荷が高い、あるいは、エンジン回転数が高い領域では、燃焼室6内の温度が高いこと、あるいは、1クランク角度あたりの時間が短いことに伴って、燃焼室6内のガスが排気されるまでの間にポスト噴射された燃料と空気とを十分に混合させることが難しく、ポスト噴射された燃料を燃焼室6内で十分に燃焼させることができないおそれがある。また、前記混合が不十分であることによって煤が増大するおそれがある。従って、このような領域では基本的にDeNOx制御を停止する。   Further, as described above, the post-injection is performed in the DeNOx control. However, when the post-injected fuel is directly discharged to the exhaust passage 40 without burning, the EGR cooler 58 and the like are caused by the deposit caused by the unburned fuel. There is a risk of blockage. Therefore, it is preferable to burn the post-injected fuel in the combustion chamber 6. However, in the region where the engine load is high or the engine speed is high, the gas in the combustion chamber 6 is exhausted due to the high temperature in the combustion chamber 6 or the short time per crank angle. It is difficult to sufficiently mix the post-injected fuel and air before the fuel injection is performed, and the post-injected fuel may not be sufficiently burned in the combustion chamber 6. In addition, soot may increase due to insufficient mixing. Therefore, in such a region, the DeNOx control is basically stopped.

ただし、エンジン負荷が非常に高い第2領域R2では、メイン噴射の噴射量(以下、適宜、メイン噴射量という)が多いことに伴って通常運転時であっても混合気の空気過剰率が小さく抑えられる。そのため、第2領域R2では、吸蔵NOxを還元するために必要なポスト噴射の噴射量(以下、適宜、ポスト噴射量という)を小さくして、未燃燃料が排気通路40に排出されることによる前記影響を小さく抑えることができる。   However, in the second region R2 where the engine load is extremely high, the excess air ratio of the air-fuel mixture is small even during normal operation due to the large injection amount of the main injection (hereinafter, appropriately referred to as the main injection amount). Can be suppressed. Therefore, in the second region R2, the post-injection injection amount (hereinafter, appropriately referred to as post-injection amount) required to reduce the stored NOx is reduced, and the unburned fuel is discharged to the exhaust passage 40. The influence can be suppressed small.

そこで、本実施形態では、エンジン負荷およびエンジン回転数のいずれもが低すぎず且つ高すぎない第1領域R1では、ポスト噴射された燃料が燃焼室6内で燃焼するアクティブDeNOx制御を実施し、第2領域R2では、ポスト噴射された燃料を燃焼室6内で燃焼させないパッシブDeNOx制御を実施する。なお、第2領域R2は、排気の温度が十分に高くDOC触媒42が十分に活性化する領域である。そのため、排気通路40に排出された未燃燃料はこのDOC触媒42によって浄化される。   Therefore, in the present embodiment, in the first region R1 in which neither the engine load nor the engine speed is too low and not too high, active DeNOx control in which the post-injected fuel burns in the combustion chamber 6 is performed. In the second region R2, passive DeNOx control for preventing post-injected fuel from burning in the combustion chamber 6 is performed. The second region R2 is a region where the exhaust gas temperature is sufficiently high and the DOC catalyst 42 is sufficiently activated. Therefore, the unburned fuel discharged into the exhaust passage 40 is purified by the DOC catalyst 42.

(2−2)燃料噴射制御
図4のフローチャートを用いて、燃料噴射の制御手順について説明する。
(2-2) Fuel Injection Control The control procedure of the fuel injection will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップS1で、PCM200は、アクセル開度、エンジン回転数、アクティブDeNOx制御実行フラグの値、パッシブDeNOx制御実行フラグを含む車両の各種情報を取得する。   First, in step S1, the PCM 200 acquires various types of vehicle information including the accelerator opening, the engine speed, the value of the active DeNOx control execution flag, and the passive DeNOx control execution flag.

アクティブDeNOx制御実行フラグは、アクティブDeNOx制御を実施する基本的な条件が成立したときに「1」となり、その他のときに「0」となるフラグである。本実施形態では、NOx触媒41に吸蔵されているNOxの量であるNOx吸蔵量が予め設定された第1基準量以上であり、SCR触媒46の温度が前記第2温度付近に設定されたSCR判定温度未満であり、且つ、NOx触媒41の温度が予め設定されたNOx還元可能温度以上である場合に、アクティブDeNOx制御実行フラグが「1」とされる。第1基準量は、エンジン始動後にはじめてアクティブDeNOx制御が実施される場合は、NOx触媒41が吸蔵可能なNOx量の最大量付近とされ、その他の場合は、この最大量よりもある程度低い値とされる。NOx還元可能温度は、NOx触媒41がNOxを還元可能な温度の最小値であり、予め設定されている。   The active DeNOx control execution flag is a flag that becomes “1” when a basic condition for performing the active DeNOx control is satisfied, and becomes “0” at other times. In the present embodiment, the NOx occlusion amount, which is the amount of NOx occluded in the NOx catalyst 41, is equal to or greater than a predetermined first reference amount, and the temperature of the SCR catalyst 46 is set to a value close to the second temperature. When the temperature is lower than the determination temperature and the temperature of the NOx catalyst 41 is equal to or higher than the preset NOx reducible temperature, the active DeNOx control execution flag is set to “1”. When the active DeNOx control is performed for the first time after the engine is started, the first reference amount is set near the maximum amount of the NOx amount that can be stored by the NOx catalyst 41, and in other cases, the first reference amount is set to a value somewhat lower than the maximum amount. Is done. The NOx reduction possible temperature is the minimum temperature at which the NOx catalyst 41 can reduce NOx, and is set in advance.

パッシブDeNOx制御実行フラグは、パッシブDeNOx制御を実施する基本的な条件が成立したときに「1」となり、その他のときに「0」となるフラグである。本実施形態では、NOx吸蔵量が予め設定された第3基準量以上であり、SCR触媒46の温度がSCR判定温度未満であり、且つ、NOx触媒41の温度がNOx還元可能温度以上である場合に、パッシブDeNOx制御実行フラグが1とされる。第3基準量は、第1吸蔵量判定値よりも小さな値に設定されている。例えば、第3吸蔵量判定値は、NOx触媒41が吸蔵できるNOxの量の最大値の半分程度の値に設定されている。   The passive DeNOx control execution flag is a flag that becomes “1” when a basic condition for performing the passive DeNOx control is satisfied, and becomes “0” otherwise. In the present embodiment, the case where the NOx storage amount is equal to or higher than the third reference amount set in advance, the temperature of the SCR catalyst 46 is lower than the SCR determination temperature, and the temperature of the NOx catalyst 41 is equal to or higher than the NOx reducible temperature Then, the passive DeNOx control execution flag is set to 1. The third reference amount is set to a value smaller than the first storage amount determination value. For example, the third storage amount determination value is set to a value that is about half of the maximum value of the amount of NOx that the NOx catalyst 41 can store.

このように、SCR触媒46によるNOxの浄化率が比較的低く、NOx触媒41によってNOxを浄化する必要があるにも関わらず、NOx触媒41に吸蔵されているNOxの量が多い場合であって、NOx触媒41がNOxを還元可能であるときに、アクティブDeNOx制御実行フラグおよびパッシブDeNOx制御実行フラグが1となる。   As described above, the NOx purification rate by the SCR catalyst 46 is relatively low, and although the NOx must be purified by the NOx catalyst 41, the amount of NOx stored in the NOx catalyst 41 is large. When the NOx catalyst 41 is capable of reducing NOx, the active DeNOx control execution flag and the passive DeNOx control execution flag become 1.

なお、NOx触媒41の温度は、例えば、NOx触媒41の直上流側に設けられた温度センサによって検出された温度に基づいて推定される。SCR触媒46の温度は、例えば、SCR触媒46の直上流側に設けられた温度センサによって検出された温度に基づいて推定される。NOx吸蔵量は、例えば、エンジン本体1の運転状態や排気の流量および温度等に基づいて推定された排気中のNOx量を積算していくことで推定される。   The temperature of the NOx catalyst 41 is estimated based on, for example, a temperature detected by a temperature sensor provided immediately upstream of the NOx catalyst 41. The temperature of the SCR catalyst 46 is estimated based on, for example, a temperature detected by a temperature sensor provided immediately upstream of the SCR catalyst 46. The NOx storage amount is estimated by, for example, integrating the NOx amount in the exhaust gas estimated based on the operating state of the engine body 1, the flow rate and the temperature of the exhaust gas, and the like.

ステップS1の後はステップS2に進む。ステップS2では、PCM200は、アクティブDeNOx制御実行フラグが「1」であるか否かを判定する。ステップS2の判定がNOの場合は、ステップS10に進む。一方、ステップS2の判定がYESの場合は、ステップS3に進む。   After step S1, the process proceeds to step S2. In step S2, PCM 200 determines whether or not the active DeNOx control execution flag is “1”. If the determination in step S2 is NO, the process proceeds to step S10. On the other hand, if the determination in step S2 is YES, the process proceeds to step S3.

ステップS3では、PCM200は、エンジンが第1領域R1で運転されているか否かを判定する。ステップS3の判定がNOの場合は、ステップS10に進む。   In step S3, PCM 200 determines whether or not the engine is operating in first region R1. If the determination in step S3 is NO, the process proceeds to step S10.

一方、ステップS3の判定がYESの場合は、ステップS4に進む。ステップS4では、PCM200は、アクティブDeNOx制御におけるポスト噴射の噴射量と噴射タイミングとを決定する。   On the other hand, if the determination in step S3 is YES, the process proceeds to step S4. In step S4, the PCM 200 determines the post-injection injection amount and the injection timing in the active DeNOx control.

具体的には、PCM200は、アクセル開度等から算出される要求トルクに対応する燃料噴射量をメイン噴射量として算出する。次に、算出したメイン噴射量とポスト噴射量とを合わせたトータル噴射量と、気筒2に導入される空気量とによって、混合気および排気ガスの空気過剰率λが、アクティブDeNOx制御用の気過剰率λの目標値となるように、前記メイン噴射と空気量とに基づいてポスト噴射量を決定する。なお、気筒2に導入される空気量は、エアフローセンサSN2で検出された値等を用いて推定される。このように、本実施形態では、ポスト噴射の噴射量を変更することで排気ガスの空気過剰率λを変更する。   Specifically, PCM 200 calculates, as a main injection amount, a fuel injection amount corresponding to a required torque calculated from an accelerator opening and the like. Next, the excess air ratio λ of the air-fuel mixture and the exhaust gas is determined based on the total injection amount obtained by combining the calculated main injection amount and the post injection amount and the amount of air introduced into the cylinder 2. The post-injection amount is determined based on the main injection and the air amount so that the target value of the excess ratio λ is obtained. The amount of air introduced into the cylinder 2 is estimated using a value detected by the air flow sensor SN2 and the like. As described above, in the present embodiment, the excess air ratio λ of the exhaust gas is changed by changing the injection amount of the post injection.

また、PCM200は、アクティブDeNOx制御用のポスト噴射の噴射タイミングを、前記のように、膨張行程の前半のタイミングに設定する。ここで、ポスト噴射タイミングを進角させ過ぎると、空気と燃料が十分に混合されていない状態でこの混合気が燃焼を開始する結果スモークの発生量が増大する。そこで、本実施形態では、気筒2に導入される空気量等に基づいて、スモークの発生量が所定量を超えないようにポスト噴射タイミングを膨張行程前半の範囲内で調整する。なお、本実施形態では、アクティブDeNOx制御時には、気筒2内に適量のEGRガスを導入し、これによってもポスト噴射された燃料の着火を遅延させてスモークの発生を抑制している。   Further, the PCM 200 sets the injection timing of the post injection for active DeNOx control to the first half of the expansion stroke as described above. Here, if the post-injection timing is advanced too much, this air-fuel mixture starts combustion in a state where the air and fuel are not sufficiently mixed, resulting in an increase in the amount of smoke generated. Therefore, in the present embodiment, the post-injection timing is adjusted based on the amount of air introduced into the cylinder 2 and the like so that the amount of smoke generation does not exceed a predetermined amount within the first half of the expansion stroke. In the present embodiment, at the time of active DeNOx control, an appropriate amount of EGR gas is introduced into the cylinder 2, thereby delaying the ignition of the post-injected fuel to suppress the generation of smoke.

ステップS4の後は、ステップS5に進む。ステップS5では、PCM200は、インジェクタ10に、前記のメイン噴射量の燃料をメイン噴射させるとともに、ステップS4で決定したアクティブDeNOx制御用のポスト噴射量の燃料をステップS4で決定したタイミングでポスト噴射させる。ステップS5の後は処理を終了する(ステップS1に戻る)。なお、ポスト噴射量が小さいときは、スロットルバルブ23を閉じ側に制御する等により気筒2に導入される空気量を低減させてもよい。   After step S4, the process proceeds to step S5. In step S5, the PCM 200 causes the injector 10 to main-inject the fuel of the main injection amount and post-inject the fuel of the post-injection amount for active DeNOx control determined in step S4 at the timing determined in step S4. . After step S5, the process ends (return to step S1). When the post-injection amount is small, the amount of air introduced into the cylinder 2 may be reduced by controlling the throttle valve 23 to be closed.

一方、ステップS2の判定がNOまたはステップS3の判定がNOの場合に進むステップS10では、PCM200は、パッシブDeNOx制御実行フラグが「1」であるか否かを判定する。ステップS10の判定がNOの場合は、ステップS11に進む。   On the other hand, in step S10 where the determination in step S2 is NO or the determination in step S3 is NO, PCM 200 determines whether the passive DeNOx control execution flag is "1". If the determination in step S10 is NO, the process proceeds to step S11.

ステップS11では、PCM200は、アクティブDeNOx制御およびパッシブDeNOx制御を実行せずに通常の制御を実施する。つまり、PCM200は、ポスト噴射を停止し、アクセル開度等から算出される要求トルクに対応する燃料噴射量をメイン噴射させる。ステップS11の後は処理を終了する(ステップS1に戻る)。一方、ステップS10の判定がYESの場合は、ステップS12に進む。   In step S11, the PCM 200 performs the normal control without executing the active DeNOx control and the passive DeNOx control. That is, the PCM 200 stops the post injection and performs the main injection of the fuel injection amount corresponding to the required torque calculated from the accelerator opening and the like. After step S11, the process ends (return to step S1). On the other hand, if the determination in step S10 is YES, the process proceeds to step S12.

ステップS12では、PCM200は、エンジンが第2領域R2で運転されているか否かを判定する。ステップS12の判定がNOの場合は、ステップS11に進む。 In step S12, PCM200 determines whether the engine is operated in the second region R 2. If the determination in step S12 is NO, the process proceeds to step S11.

一方、ステップS12の判定がYESの場合は、ステップS13に進む。ステップS13では、PCM200は、パッシブDeNOx制御におけるポスト噴射の噴射量と噴射タイミングとを決定する。   On the other hand, if the determination in step S12 is YES, the process proceeds to step S13. In step S13, the PCM 200 determines the injection amount and the injection timing of the post injection in the passive DeNOx control.

具体的には、PCM200は、アクセル開度等から算出される要求トルクに対応する燃料噴射量をメイン噴射量として算出する。次に、算出したメイン噴射量とポスト噴射量とを合わせたトータル噴射量と、気筒2に導入される空気量とによって、混合気および排気ガスの空気過剰率λが、パッシブDeNOx制御用の空気過剰率λの目標値となるように、前記メイン噴射と空気量とに基づいてポスト噴射量を決定する。本実施形態では、PCM200は、パッシブDeNOx制御用のポスト噴射の噴射タイミングを、前記のように、膨張行程前半のタイミングに設定する。   Specifically, PCM 200 calculates, as a main injection amount, a fuel injection amount corresponding to a required torque calculated from an accelerator opening and the like. Next, the excess air ratio λ of the air-fuel mixture and the exhaust gas is determined by the total injection amount obtained by adding the calculated main injection amount and post-injection amount and the amount of air introduced into the cylinder 2 to the passive DeNOx control air. The post-injection amount is determined based on the main injection and the air amount so that the target value of the excess ratio λ is obtained. In the present embodiment, the PCM 200 sets the injection timing of the passive DeNOx control post-injection to the first half of the expansion stroke as described above.

ステップS13の後はステップS14に進む。ステップS14では、PCM200は、インジェクタ10に、前記のメイン噴射量の燃料をメイン噴射させるとともに、ステップS13で決定したパッシブDeNOx制御用のポスト噴射量の燃料をステップS1で決定したタイミングでポスト噴射させる。ステップS14の後は処理を終了する(ステップS1に戻る)。 After step S13, the process proceeds to step S14. In step S14, PCM200 is the injector 10, the fuel of the main injection amount of the causes is the main injection, post-injection and post-injection quantity of fuel for passive DeNOx control determined in step S13 at the timing determined in step S1 3 Let it. After step S14, the process ends (return to step S1).

(3)尿素水の噴射制御
次に、尿素インジェクタ45の噴射制御について説明する。以下では、適宜、尿素インジェクタ45から噴射される尿素の量を、尿素噴射量という。前記のように、尿素インジェクタ45の噴射制御は、PCM200からの情報を得ながらDCU300が実施する。
(3) Urea Water Injection Control Next, injection control of the urea injector 45 will be described. Hereinafter, the amount of urea injected from the urea injector 45 will be referred to as the urea injection amount as appropriate. As described above, the injection control of the urea injector 45 is performed by the DCU 300 while obtaining information from the PCM 200.

(3−1)DeNOx制御時の尿素噴射制御の概要
前記のように、NOx還元時つまりDeNOx制御の実施時には、NOx触媒41からNHが放出されてSCR触媒46に導入される。そのため、DeNOx制御の実施時の尿素噴射量を、DeNOx制御の非実施時(DeNOx制御を実施していない時)の尿素噴射量と同じ量にすると、SCR触媒46に供給されるNHの量が過大となり、SCR触媒46よりも下流側にNHがすり抜けるおそれがある。そこで、DeNOx制御時はDeNOx制御の非実施時よりも尿素噴射量を少なくする。
(3-1) Outline of Urea Injection Control During DeNOx Control As described above, when NOx is reduced, that is, when DeNOx control is performed, NH 3 is released from the NOx catalyst 41 and introduced into the SCR catalyst 46. Therefore, if the urea injection amount when the DeNOx control is performed is the same as the urea injection amount when the DeNOx control is not performed (when the DeNOx control is not performed), the amount of NH 3 supplied to the SCR catalyst 46 is reduced. Is excessive, and there is a possibility that NH 3 may pass downstream of the SCR catalyst 46. Therefore, during the DeNOx control, the urea injection amount is made smaller than when the DeNOx control is not performed.

しかしながら、DeNOx制御時の尿素噴射量を、運転条件によらず単純に非DeNOx制御時よりも少ない所定の量に制御しただけでは、SCR触媒46に供給されるNHの量が、過大になるあるいは不足して、SCR触媒46よりも下流側に多くのNHがすり抜けたり、SCR触媒46において適切にNOxが浄化されないおそれがあることが分かった。 However, simply controlling the urea injection amount at the time of DeNOx control to a predetermined amount smaller than that at the time of non-DeNOx control irrespective of the operating conditions results in an excessive amount of NH 3 supplied to the SCR catalyst 46. Alternatively, it was found that there was a possibility that a large amount of NH 3 would pass downstream of the SCR catalyst 46 due to a shortage, and that the SCR catalyst 46 could not properly purify NOx.

本願発明者らはこれについて鋭意研究した結果、NOx触媒41からのNHの放出は、DeNOx制御を開始してから所定の期間が経過した後にはじめて生じること、そして、この所定の期間が運転条件によって異なるために、前記問題が生じることを突き止めた。以下、DeNOx制御を開始してからNOx触媒41からのNHの放出が開始するまでの期間を、適宜、遅れ期間という。 The inventors of the present application have conducted intensive studies on this, and as a result, it has been found that the release of NH 3 from the NOx catalyst 41 occurs only after a predetermined period has elapsed since the start of the DeNOx control. It was found that the above-mentioned problem arises because of the differences. Hereinafter, a period from the start of the DeNOx control to the start of the release of NH 3 from the NOx catalyst 41 is appropriately referred to as a delay period.

つまり、DeNOx制御の実施期間が同じであっても、遅れ期間が短い方が、より長期にわたってNOx触媒41からSCR触媒46にNHが供給される。そのため、遅れ期間によらずにDeNOx制御の実施期間中に排気通路40に噴射する尿素の総量を一定量とすると、SCR触媒46に供給されるNHの量が過大となり多くのNHがSCR触媒46の下流側にすり抜けるあるいは、SCR触媒46に供給されるNHの量が不足してSCR触媒46でのNOxの浄化率が悪化するおそれがある。 That is, even if the execution period of the DeNOx control is the same, the shorter the delay period, the longer the supply of NH 3 from the NOx catalyst 41 to the SCR catalyst 46 for a longer period. Therefore, assuming that the total amount of urea injected into the exhaust passage 40 during the execution period of the DeNOx control is constant, regardless of the delay period, the amount of NH 3 supplied to the SCR catalyst 46 becomes excessive, and a large amount of NH 3 There is a possibility that the NOx purification rate of the SCR catalyst 46 may be deteriorated due to slippage to the downstream side of the catalyst 46 or an insufficient amount of NH 3 supplied to the SCR catalyst 46.

また、本願発明者らは、遅れ期間と、NOx触媒41に吸蔵されている酸素の単位時間あたりの減少量(以下、吸蔵酸素減少速度という)とには相関があること、詳細には、吸蔵酸素減少速度が大きい方が遅れ期間が短くなることを突き止めた。   Further, the inventors of the present application have found that there is a correlation between the delay period and the amount of decrease in the amount of oxygen stored in the NOx catalyst 41 per unit time (hereinafter referred to as the stored oxygen reduction rate). It was found that the larger the oxygen reduction rate, the shorter the delay period.

吸蔵酸素減少速度が大きい方が遅れ期間が短くなるのは次の理由によると考えられる。   It is considered that the longer the stored oxygen reduction rate is, the shorter the delay period is for the following reasons.

前記のように、NOx触媒41でNHが生成されるのは、DeNOx制御に伴ってNOx触媒41に還元剤が供給されることで、NOx触媒41に吸蔵されていたNOx中の「N」およびNOx触媒41を通過するNOxと、NOx触媒41に導入された還元剤であるH等が結合するためである。しかしながら、前記のように、NOx触媒41は、酸素吸蔵能を有している。そして、NOx触媒41には、通常運転時等において排気ガスの空気過剰率λが1よりも大きくされることに伴って多量の酸素が吸蔵されている。そのため、DeNOx制御が開始されてNOx触媒41への還元剤の導入が開始された直後は、供給された還元剤が、「N」ではなくNOx触媒41に吸蔵されている酸素と反応してしまい、NHの生成反応が抑制される。これより、NOx触媒41に吸蔵されていた酸素がなくなったときにはじめてNHの放出が開始されると考えられる。ここで、DeNOx制御を開始してからNOx触媒41に吸蔵されていた酸素がなくなるまでの期間は、吸蔵酸素減少速度が大きい方が短い。従って、吸蔵酸素減少速度が大きい方が、NHの放出が開始するタイミングが早くなり、遅れ期間が短くなると考えられる。 As described above, the reason why NH 3 is generated in the NOx catalyst 41 is that “N” in the NOx stored in the NOx catalyst 41 is obtained by supplying the reducing agent to the NOx catalyst 41 in accordance with the DeNOx control. This is because NOx passing through the NOx catalyst 41 and H and the like as a reducing agent introduced into the NOx catalyst 41 are combined. However, as described above, the NOx catalyst 41 has an oxygen storage ability. The NOx catalyst 41 stores a large amount of oxygen as the excess air ratio λ of the exhaust gas is set to be larger than 1 during normal operation or the like. Therefore, immediately after the DeNOx control is started and the introduction of the reducing agent into the NOx catalyst 41 is started, the supplied reducing agent reacts not with “N” but with the oxygen stored in the NOx catalyst 41. , NH 3 generation reaction is suppressed. Accordingly, it is considered that the release of NH 3 is started only when the oxygen stored in the NOx catalyst 41 is exhausted. Here, the period from the start of the DeNOx control to the time when the oxygen stored in the NOx catalyst 41 is exhausted is shorter when the stored oxygen reduction rate is higher. Therefore, it is considered that the timing at which the release of NH 3 starts is earlier and the delay period is shorter when the stored oxygen reduction rate is higher.

そこで、本実施形態では、吸蔵酸素減少速度を推定し、これに基づいて、遅れ期間を推定する。   Therefore, in the present embodiment, the stored oxygen reduction rate is estimated, and the delay period is estimated based on the estimated oxygen reduction rate.

具体的には、吸蔵酸素減少速度であってNOx触媒41に吸蔵されている酸素の単位時間あたりの減少量を積算していき、この積算値が、吸蔵酸素最大量であってNOx触媒41が吸蔵可能な酸素の最大量以上になった時期を、NOx触媒41からNHの放出が開始された時期(以下、NH放出開始時期という)して推定する。そして、DeNOx制御の開始時期からこのNH放出開始時期までの期間を、遅れ期間として推定する。吸蔵酸素減少速度の推定手順については後述する。 Specifically, the amount of decrease in the amount of oxygen stored in the NOx catalyst 41 per unit time, which is the stored oxygen reduction rate, is integrated, and this integrated value is the maximum amount of stored oxygen and the NOx catalyst 41 The time when the amount of oxygen that can be stored becomes equal to or more than the maximum amount is estimated as the time when the release of NH 3 from the NOx catalyst 41 is started (hereinafter, referred to as NH 3 release start time). Then, a period from the start time of the DeNOx control to the NH 3 release start time is estimated as the delay period. The procedure for estimating the stored oxygen reduction rate will be described later.

そして、DeNOx制御が開始してからこの遅れ期間が経過するまでは、尿素噴射量をDeNOx制御の実施前つまりDeNOx制御の非実施時と同じ量に維持し、遅れ期間が経過した後にはじめて(NH放出開始時期になるとはじめて)尿素噴射量をDeNOx制御の非実施時よりも少なくする。 Until the delay period elapses after the start of the DeNOx control, the urea injection amount is maintained at the same amount as before the execution of the DeNOx control, that is, when the DeNOx control is not performed, and only after the delay period elapses (NH (3 ) The urea injection amount is set to be smaller than when the DeNOx control is not performed (the first time the release start time comes).

従って、本実施形態では、DeNOx制御の実施期間が同じであっても、遅れ期間が短い方が、尿素噴射量がDeNOx制御の非実施時よりも少なくされる期間が長くなり、DeNOx制御の実施期間中における尿素噴射量の総量、つまり、DeNOx制御の実施期間に排気通路40に供給されたトータルの尿素の量は、少なくなる。   Therefore, in the present embodiment, even if the execution period of the DeNOx control is the same, the shorter the delay period is, the longer the period in which the urea injection amount is reduced than when the DeNOx control is not performed, and the implementation of the DeNOx control is shorter. The total amount of urea injection during the period, that is, the total amount of urea supplied to the exhaust passage 40 during the execution period of the DeNOx control decreases.

ここで、吸蔵酸素減少速度が大きい方が、遅れ期間は短い。従って、本実施形態では、吸蔵酸素減少速度が大きい方が、DeNOx制御の実施期間中における尿素噴射量の総量が小さくされることになる。   Here, the longer the storage oxygen reduction rate, the shorter the delay period. Therefore, in the present embodiment, the larger the stored oxygen reduction rate, the smaller the total amount of the urea injection amount during the execution period of the DeNOx control.

より詳細には、本実施形態では、DeNOx制御の実施中において、遅れ期間が経過すると(NH放出開始時期になると)、各時刻において、NOx触媒41から放出されるNHの量(以下、適宜、NH放出量という)を推定する。また、この推定したNH放出量を尿素換算する(NH放出量のNHを生成するために必要な尿素の量の最小値を算出する)。そして、DeNOx制御の非実施時の尿素噴射量から、NH放出量の尿素換算値を減算し、求められた値を、尿素噴射量として算出する。 More specifically, in the present embodiment, during the execution of the DeNOx control, when the delay period elapses (when the NH 3 release start time comes), at each time, the amount of NH 3 released from the NOx catalyst 41 (hereinafter, referred to as “NH 3 release amount”). The amount of NH 3 release is appropriately estimated). In addition, the estimated NH 3 release amount is converted into urea (the minimum value of the amount of urea required to generate NH 3 of the NH 3 release amount is calculated). Then, the urea-converted value of the NH 3 release amount is subtracted from the urea injection amount when the DeNOx control is not performed, and the obtained value is calculated as the urea injection amount.

ここで、この尿素噴射量の算出手順では、NH放出量によっても尿素噴射量の量は変化する。しかしながら、DeNOx制御の実施期間中にNOx触媒41から放出されるNHのトータルの量に与える影響は、酸素減少速度の方が、NH放出量よりも大きく、前記のように、本実施形態では、吸蔵酸素減少速度が大きい方が、DeNOx制御の実施期間中における尿素噴射量の総量が小さくされる。 Here, in the calculation procedure of the urea injection amount, the amount of the urea injection amount also changes depending on the NH 3 release amount. However, the influence on the total amount of NH 3 released from the NOx catalyst 41 during the execution period of the DeNOx control is greater in the oxygen reduction rate than in the NH 3 release amount, as described above. In the case, the total amount of the urea injection amount during the execution period of the DeNOx control decreases as the stored oxygen reduction rate increases.

なお、後述するように、排気ガスがリッチである方がNH放出量は大きい値に算出され、排気ガスの空気過剰率λが小さい方がつまり排気ガスがリッチである方が吸蔵酸素減少速度は大きい値に算出される。従って、排気ガスの空気過剰率λの変化に対して、NH放出量が尿素噴射量の総量に与える影響と吸蔵酸素減少速度が尿素噴射量の総量に与える影響とは、ともに、同じ側(総量が増える側または減る側)である。つまり、排気ガスの空気過剰率λが小さいときは、尿素噴射量の総量は、吸蔵酸素減少速度が大きくなることによって小さくなるとともに、NH放出量が大きくなることによっても小さくなる。 As will be described later, the NH 3 emission amount is calculated to be a larger value when the exhaust gas is rich, and the stored oxygen reduction rate is smaller when the excess air ratio λ of the exhaust gas is smaller, that is, when the exhaust gas is rich. Is calculated to be a large value. Therefore, for the change in the excess air ratio λ of the exhaust gas, the effect of the NH 3 release amount on the total amount of the urea injection amount and the effect of the stored oxygen reduction rate on the total amount of the urea injection amount are both on the same side ( (The side where the total amount increases or decreases). That is, when the excess air ratio λ of the exhaust gas is small, the total amount of the urea injection amount decreases as the occluded oxygen reduction rate increases, and also decreases as the NH 3 release amount increases.

また、同様に、排気ガスの流量(以下、適宜、排気流量という)が大きい方がNH放出量は大きい値に算出され、排気流量が大きい方が吸蔵酸素減少速度は大きい値に算出されるようになっており、排気流量の変化に対しても、NH放出量が尿素噴射量の総量に与える影響と吸蔵酸素減少速度が尿素噴射量の総量に与える影響とは、ともに、同じ側(総量が増える側または減る側)となっている。 Similarly, the larger the flow rate of the exhaust gas (hereinafter, appropriately referred to as the exhaust flow rate), the larger the value of the NH 3 release is calculated, and the larger the flow rate of the exhaust gas, the larger the value of the stored oxygen decreasing rate. The effect of the NH 3 release amount on the total amount of the urea injection amount and the effect of the stored oxygen reduction rate on the total amount of the urea injection amount are both on the same side (for the change in the exhaust gas flow rate). The total amount increases or decreases).

(3−2)DeNOx制御終了後の尿素噴射制御の概要
前記のように、DeNOx制御時にはNOx触媒41からSCR触媒46にNHが導入される。そのため、DeNOx制御が終了した直後はSCR触媒46に多量のNHが吸着されていることになる。従って、仮に、DeNOx制御の終了直後に即座に尿素噴射量を大幅に増大させてしまうと、SCR触媒46に供給されるNHが過大になってNHがSCR触媒46の下流側にすり抜けるおそれがある。
(3-2) so that the summary of the urea injection control after DeNOx control end, during DeNOx control NH 3 is introduced from the NOx catalyst 41 in SCR catalyst 46. Therefore, immediately after the DeNOx control ends, a large amount of NH 3 is adsorbed on the SCR catalyst 46. Therefore, if the urea injection amount is greatly increased immediately after the end of the DeNOx control, the NH 3 supplied to the SCR catalyst 46 becomes excessive, and the NH 3 may pass through the downstream side of the SCR catalyst 46. There is.

そこで、本実施形態では、DeNOx制御が終了してから所定の期間(以下、適宜、切り替え期間という)は、DeNOx制御の非実施時であっても、その他の期間よりも尿素噴射量を少なくする。ただし、前記のように、切り替え期間であっても、DeNOx制御が終了した後はNOx触媒41からのNHの放出量であるNH放出量はほぼ0となるため、切り替え期間時においても、尿素噴射量は、DeNOx制御時よりも多くする。なお、前記の切り替え期間は、予め設定されている。 Therefore, in the present embodiment, even when the DeNOx control is not performed, the urea injection amount is set to be smaller than the other periods during a predetermined period (hereinafter, appropriately referred to as a switching period) after the DeNOx control ends. . However, as described above, even in the switching period, because after the DeNOx control is finished as the NH 3 emissions almost 0 is the emission of NH 3 from NOx catalyst 41, even during the switching period, The urea injection amount is set to be larger than that during the DeNOx control. The switching period is set in advance.

また、本実施形態では、DeNOx制御の実施に伴ってNOx触媒41から排出されたNHの総量を推定し、切り替え期間中は、この総量が多い方が尿素噴射量が少なくなるようにこれを決定する。 Further, in the present embodiment, the total amount of NH 3 discharged from the NOx catalyst 41 along with the execution of the DeNOx control is estimated, and during the switching period, the total amount is set so that the larger the total amount, the smaller the urea injection amount. decide.

具体的には、前記のように、DeNOx制御の実施中且つ遅れ期間経過後の各時刻のNH放出量を推定し、この放出Nh3量をDeNOx制御が終了するまで積算していき、この積算値を、前記総量(DeNOx制御の実施に伴ってNOx触媒41から排出されたNHの総量)として算出する。 Specifically, as described above, the amount of NH 3 release at each time during the execution of the DeNOx control and after the elapse of the delay period is estimated, and the amount of released Nh3 is integrated until the DeNOx control is completed. The value is calculated as the total amount (total amount of NH 3 discharged from the NOx catalyst 41 with the execution of the DeNOx control).

(3−3)吸蔵酸素減少速度の算出手順
次に、吸蔵酸素減少速度の算出手順について説明する。
(3-3) Calculation procedure of stored oxygen reduction rate Next, a calculation procedure of the stored oxygen reduction rate will be described.

本願発明者らは、吸蔵酸素減少速度を、これをMreO2として次の式(2)により算出すれば精度よくこれを推定できることを突き止めた。そこで、本実施形態では、この式(2)を用いて吸蔵酸素減少速度を算出する。   The inventors of the present application have found out that it is possible to accurately estimate the stored oxygen reduction rate by calculating the stored oxygen reduction rate using MreO2 according to the following equation (2). Therefore, in the present embodiment, the stored oxygen reduction rate is calculated using the equation (2).

MreO2=(1−λ)×K×Mex・・・(2)
式(2)において、λは、排気ガスの空気過剰率である。本実施形態では、前記のように、DeNOx制御時の排気ガスの空気過剰率λの目標値が予め設定されているとともに、これが実現されるようにポスト噴射が実施されている。従って、式(2)における空気過剰率λはほぼこの目標値となるが、本実施形態では、燃料噴射量や気筒2に導入される空気量等から現在の排気ガスの空気過剰率λを算出して、この算出値を式(2)に用いる。
MreO2 = (1−λ) × K × Mex (2)
In the equation (2), λ is the excess air ratio of the exhaust gas. In the present embodiment, as described above, the target value of the excess air ratio λ of the exhaust gas at the time of the DeNOx control is set in advance, and the post injection is performed so as to realize this. Therefore, the excess air ratio λ in the equation (2) is substantially equal to the target value. In the present embodiment, the current excess air ratio λ of the exhaust gas is calculated from the fuel injection amount, the amount of air introduced into the cylinder 2, and the like. Then, this calculated value is used for the equation (2).

また、式(2)において、Mexは排気ガスの流量である。本実施形態では、エアフローメータで検出された値等を用いて排気流量Mexを算出する。   In the equation (2), Mex is a flow rate of the exhaust gas. In the present embodiment, the exhaust flow rate Mex is calculated using a value detected by an air flow meter and the like.

また、式(2)において、Kは補正係数である。この補正係数Kは、第1補正係数をα1、第2補正係数をα2、第3補正係数をα3として、K=α1×α2×α3により算出される。   In the equation (2), K is a correction coefficient. The correction coefficient K is calculated by K = α1 × α2 × α3, where α1 is the first correction coefficient, α2 is the second correction coefficient, and α3 is the third correction coefficient.

前記式(2)に含まれる(1−λ)×Mexの項で算出される値は、NOx触媒41に流入する未燃燃料ひいては還元剤、の全てを酸化させようとしたときに、排気ガスに不足している酸素量である。従って、下記の式(3)によって得られるX1は、吸蔵酸素減少速度に近い値になると考えられる。つまり、DeNOx制御の開始時において、NOx触媒41では、この(1−λ)×Mexの項で算出される量の吸蔵酸素が消費されると考えられる。   The value calculated in the term of (1−λ) × Mex included in the equation (2) is the value of the exhaust gas when all of the unburned fuel and the reducing agent flowing into the NOx catalyst 41 are oxidized. The amount of oxygen that is insufficient. Therefore, X1 obtained by the following equation (3) is considered to be a value close to the stored oxygen reduction rate. That is, at the start of the DeNOx control, it is considered that the NOx catalyst 41 consumes the amount of stored oxygen calculated in the term of (1−λ) × Mex.

X1=(1−λ)×Mex・・・(3)
しかしながら、式(3)で得られる値X1と実際の吸蔵酸素減少速度とにはずれがあり、各補正係数α1、α2、α3は、このずれを補正するための係数である。以下では、「1−λ」で表されるパラメータを、空気不足幅と称して説明する。
X1 = (1−λ) × Mex (3)
However, there is a difference between the value X1 obtained by the equation (3) and the actual stored oxygen reduction rate, and the correction coefficients α1, α2, and α3 are coefficients for correcting the difference. Hereinafter, the parameter represented by “1-λ” will be described as an air shortage width.

(第1補正係数)
前記ずれをより小さくするべく鋭意研究を行った結果、排気ガスの空気過剰率λを1以下にしたときにエンジン本体1から排出される還元剤であるCO,H,THCの濃度は、図5に示すようになることが分かった。また、図5に示すように、排気ガスの空気過剰率λが1以下であっても、エンジン本体1から排出される排気ガスに酸素(O)が含まれることが分かった。
(First correction coefficient)
As a result of intensive studies to reduce the deviation, the concentrations of CO, H 2 , and THC, which are the reducing agents discharged from the engine body 1 when the excess air ratio λ of the exhaust gas is set to 1 or less, are shown in FIG. 5 was found. Further, as shown in FIG. 5, it was found that even when the excess air ratio λ of the exhaust gas was 1 or less, the exhaust gas discharged from the engine body 1 contained oxygen (O 2 ).

具体的には、図5は、横軸を排気ガスの空気過剰率λとし、縦軸を排気ガス中の各物質の濃度としたものである。図5に示されるように、排気ガスの空気過剰率λが小さくなるほど排気ガスに含まれるCO、H、THCの濃度はそれぞれ大きくなり、排気ガスの空気過剰率λが小さくなるほど排気ガスに含まれるOの濃度は小さくなる。 Specifically, in FIG. 5, the horizontal axis represents the excess air ratio λ of the exhaust gas, and the vertical axis represents the concentration of each substance in the exhaust gas. As shown in FIG. 5, CO excess air ratio of the exhaust gas λ is contained as the exhaust gas is reduced, the concentration of H 2, THC is increased respectively, contained in the air excess ratio λ is smaller the more the exhaust gas in the exhaust gas The concentration of O 2 is reduced.

また、本願発明者らは、排気ガスに主として含まれるCOに加えてHの量が吸蔵酸素減少速度に影響を及ぼすことを突き止めた。これは、Hは還元能力が高く、NOx触媒41に吸蔵されている酸素(以下、適宜、吸蔵酸素という)と反応しやすいためと考えられる。また、排気ガスに含まれるOによって吸蔵酸素の減少が抑制されており、排気ガスに含まれるOの量が吸蔵酸素減少速度に影響を及ぼすことも突き止めた。 In addition, the present inventors have found that the amount of H 2 in addition to CO mainly contained in the exhaust gas affects the stored oxygen reduction rate. This, H 2 has a high reducing ability, oxygen stored in the NOx catalyst 41 (hereinafter referred to as the stored oxygen) is considered to be because the easily react with. Further, reduction of stored oxygen by O 2 contained in the exhaust gas is suppressed, the amount of O 2 contained in the exhaust gas was also discovered to affect the stored oxygen reduction rate.

そして、これらの知見より、NOx触媒41で実際に吸蔵酸素と反応する還元剤の量は、排気ガスに含まれるCOとHの合計量から、これらと反応するOの量であって排気ガスに含まれるOの量の半分の量を引いた値に近似することが分かった。 Then, from these findings, the amount of reducing agent that reacts with actually stored oxygen in the NOx catalyst 41 from the total amount of CO and H 2 contained in the exhaust gas, a quantity of O 2 to react with these exhaust It was found that the value approximated to a value obtained by subtracting half the amount of O 2 contained in the gas.

ここで、図6は、排気ガスに含まれるCOとHの濃度の合計値から、排気ガスに含まれるOの濃度の半分の値、を差し引いた値であって、前記のように、NOx触媒41において吸蔵酸素と反応すると考えられる還元剤の濃度(以下、正味の還元剤の濃度という)を、排気ガスの空気不足幅(「1―λ」)毎にプロットしたグラフである。図6において、実線で示したラインL1は、これらプロット点の代表的な点を結んだラインである。 Here, FIG. 6 shows a value obtained by subtracting half the value of the concentration of O 2 contained in the exhaust gas from the total value of the concentrations of CO and H 2 contained in the exhaust gas. 5 is a graph in which the concentration of a reducing agent that is considered to react with stored oxygen in the NOx catalyst 41 (hereinafter, referred to as a net reducing agent concentration) is plotted for each air shortage width (“1-λ”) of exhaust gas. In FIG. 6, a line L1 indicated by a solid line is a line connecting representative points of these plot points.

図6に示されるように、排気ガスの空気過剰率λが小さくなるほど(リッチになるほど)、正味の還元剤の濃度は大きくなる。   As shown in FIG. 6, the smaller the excess air ratio λ of the exhaust gas becomes (the richer the air becomes), the larger the net concentration of the reducing agent becomes.

しかしながら、排気ガスの空気不足幅が大きくなるほど(排気ガスの空気過剰率λが小さくなるほど)、排気ガスの空気不足幅および排気ガスの空気過剰率λに対する正味の還元剤の濃度の変化率は大きくなっており、正味の還元剤の濃度と空気不足幅とは比例していない。すなわち、各空気不足幅について式(3)で算出される点を結んだラインであるラインL2と、空気不足幅に比例する点を結んだラインL1とにはずれがあり、このラインL1とラインL2とのずれが、式(3)によって得られるX1の値と実際の吸蔵酸素減少速度とのずれの少なくとも一部を構成していると考えられる。   However, as the air shortage width of the exhaust gas increases (the excess air ratio λ of the exhaust gas decreases), the rate of change of the net concentration of the reducing agent with respect to the air shortage width of the exhaust gas and the excess air ratio λ of the exhaust gas increases. The net concentration of the reducing agent is not proportional to the width of the air shortage. That is, there is a difference between the line L2 which is a line connecting the points calculated by the equation (3) for each air deficiency width and the line L1 which connects the points proportional to the air deficiency width. Is considered to constitute at least a part of the difference between the value of X1 obtained by equation (3) and the actual stored oxygen reduction rate.

第1補正係数α1は、このずれを補正するための係数、つまり、ラインL1上の点をラインL2上の点に補正するための係数であり、図7のように設定されている。具体的には、第1補正係数α1は、排気ガスの空気過剰率λが小さくなるほどその値が大きくなるように設定されている。また、第1補正係数α1は、排気ガスの空気過剰率λが大きくなるほど排気ガスの空気過剰率λに対する第1補正係数α1の変化率が大きくなるように設定されている。   The first correction coefficient α1 is a coefficient for correcting this shift, that is, a coefficient for correcting a point on the line L1 to a point on the line L2, and is set as shown in FIG. Specifically, the first correction coefficient α1 is set so that the value increases as the excess air ratio λ of the exhaust gas decreases. Further, the first correction coefficient α1 is set such that the change rate of the first correction coefficient α1 with respect to the excess air ratio λ of the exhaust gas increases as the excess air ratio λ of the exhaust gas increases.

(第2補正係数および第3補正係数)
また、本願発明者らは、NOx触媒41の温度および排気流量によっては、DeNOx制御時であっても、NOx触媒41に導入された全ての還元剤が酸化されないこと、また、NOx触媒41の温度および排気流量によって、DeNOx制御時においてNOx触媒41にて吸蔵酸素によって酸化される還元剤の割合が異なることを突き止めた。
(Second correction coefficient and third correction coefficient)
In addition, the inventors of the present application have determined that depending on the temperature of the NOx catalyst 41 and the exhaust flow rate, even during the DeNOx control, all the reducing agents introduced into the NOx catalyst 41 are not oxidized. It has been found that the ratio of the reducing agent oxidized by the stored oxygen in the NOx catalyst 41 during the DeNOx control differs depending on the exhaust gas flow rate.

図8は、横軸をNOx触媒41の温度とし、縦軸を、DeNOx制御時においてNOx触媒41に導入された還元剤が酸化される割合としたグラフである。図8のグラフにおける3つのラインL11、L12、L13は排気流量が互いに異なるときのラインである。ラインL11、L12、L13の順で排気流量は大きくなっている。   FIG. 8 is a graph in which the horizontal axis represents the temperature of the NOx catalyst 41 and the vertical axis represents the rate at which the reducing agent introduced into the NOx catalyst 41 is oxidized during the DeNOx control. The three lines L11, L12, L13 in the graph of FIG. 8 are lines when the exhaust flow rates are different from each other. The exhaust flow rate increases in the order of the lines L11, L12, and L13.

図8に示されるように、NOx触媒41の温度が低い方が前記割合は小さくなる。より詳細には、NOx触媒41の温度が所定の温度(例えば、350℃程度)以上では前記割合は100%となりNOx触媒41に導入された還元剤はほぼ全て酸化される。一方、NOx触媒41の温度が所定の温度未満ではNOx触媒41の温度が低くなるほど前記割合は小さくなる。また、排気流量が多い方が前記割合は小さくなる。   As shown in FIG. 8, the lower the temperature of the NOx catalyst 41, the lower the ratio. More specifically, when the temperature of the NOx catalyst 41 is equal to or higher than a predetermined temperature (for example, about 350 ° C.), the ratio becomes 100%, and almost all the reducing agent introduced into the NOx catalyst 41 is oxidized. On the other hand, when the temperature of the NOx catalyst 41 is lower than the predetermined temperature, the above ratio decreases as the temperature of the NOx catalyst 41 decreases. In addition, the larger the exhaust flow rate, the smaller the ratio becomes.

従って、NOx触媒41にて実際に吸蔵酸素によって酸化される還元剤の量ひいてはこの酸化に利用される吸蔵酸素の量は、(1−λ)×Mex×α1で得られる値(NOx触媒41に導入される還元剤の全量およびこの全量に対応する吸蔵酸素の量と推定される値)に前記割合をかけた値になる。 Therefore, the amount of the reducing agent actually oxidized by the stored oxygen in the NOx catalyst 41, and thus the amount of the stored oxygen used for this oxidation, is determined by the value obtained by (1−λ) × Mex × α1 (the NOx catalyst 41). ing the value obtained by multiplying the percentage total amount of the introduced reducing agent and the value) estimated the amount of the corresponding stored oxygen to the total amount.

そこで、本実施形態では、NOx触媒41の温度に応じて変化する前記割合を第2補正係数α2として設定するとともに、排気流量に応じて変化する前記割合を第3補正係数α3として設定して、これらα2、α3を(1−λ)×Mex×α1に掛けて、NOx触媒41にて吸蔵酸素によって酸化される還元剤の量ひいてはこの酸化に利用される吸蔵酸素の量をより精度よく推定する。   Therefore, in the present embodiment, the ratio that changes according to the temperature of the NOx catalyst 41 is set as a second correction coefficient α2, and the ratio that changes according to the exhaust gas flow rate is set as a third correction coefficient α3. These α2 and α3 are multiplied by (1−λ) × Mex × α1, and the amount of the reducing agent oxidized by the stored oxygen in the NOx catalyst 41 and the amount of the stored oxygen used for the oxidation are estimated with higher accuracy. .

第2補正係数α2つまりNOx触媒41の温度に応じて変化する前記割合は、前記のように、NOx触媒41の温度が低い方が小さい値とされる。   As described above, the second correction coefficient α2, that is, the ratio that changes in accordance with the temperature of the NOx catalyst 41, becomes smaller as the temperature of the NOx catalyst 41 becomes lower.

第3補正係数α3つまり排気流量に応じて変化する前記割合は、前記のように、排気流量が多い方が小さい値とされる。   As described above, the third correction coefficient α3, that is, the ratio that changes according to the exhaust gas flow rate, is set to a smaller value when the exhaust gas flow rate is larger.

また、第2補正係数α2および第3補正係数α3は、NOx触媒41の温度が所定の温度以上では、NOx触媒41の温度および排気流量の値によらず一定値(例えば、1.0)とされる。   The second correction coefficient α2 and the third correction coefficient α3 are constant values (for example, 1.0) regardless of the temperature of the NOx catalyst 41 and the exhaust flow rate when the temperature of the NOx catalyst 41 is equal to or higher than a predetermined temperature. Is done.

なお、NOx触媒41の温度が高い方が前記割合が高くなるのは、温度が高い方がNOx触媒41がより活性状態にあり還元剤の酸化反応が促進されるためと考えられる。また、排気流量が多い方が前記割合が小さくなるのは、排気流量が多い方が還元剤以外の物質の量も多くなりNOx触媒41と還元剤との接触機会が小さくなるためと考えられる。   It is considered that the reason why the higher the temperature of the NOx catalyst 41 is, the higher the ratio is because the higher the temperature of the NOx catalyst 41 is, the more the NOx catalyst 41 is in an active state and the oxidation reaction of the reducing agent is accelerated. Also, it is considered that the reason why the larger the exhaust flow rate is, the smaller the ratio is because the larger the exhaust flow rate is, the larger the amount of the substance other than the reducing agent is, and the chance of contact between the NOx catalyst 41 and the reducing agent is reduced.

このように、本実施形態では、式(2)によって吸蔵酸素減少速度が精度よく推定される。   As described above, in the present embodiment, the stored oxygen reduction rate is accurately estimated by the equation (2).

また、本実施形態では、このようにして推定した吸蔵酸素減少速度を用いてNH放出開始時期を推定する。具体的には、前記のように、推定した吸蔵酸素減少速度の積算値が吸蔵酸素最大量以上になった時期を、NH放出開始時期として推定する。 In the present embodiment, the NH 3 release start timing is estimated using the stored oxygen decrease rate estimated in this manner. Specifically, as described above, the time when the integrated value of the estimated stored oxygen decrease rate becomes equal to or more than the maximum amount of stored oxygen is estimated as the NH 3 release start time.

(3−4)DeNOx制御時の空気過剰率の目標値
前記のように、NOx触媒41では、導入される排気ガスの空気過剰率λが1近傍あるいは1より小さいリッチな状態にされることで、NOxが還元される。そのため、NOx触媒41内でNOxを還元するだけであれば、排気ガスの空気過剰率λは1近傍であってもよい。
(3-4) Target value of excess air ratio at the time of DeNOx control As described above, in the NOx catalyst 41, the excess air ratio λ of the introduced exhaust gas is set to be close to 1 or a rich state smaller than 1. , NOx is reduced. Therefore, if only NOx is reduced in the NOx catalyst 41, the excess air ratio λ of the exhaust gas may be near 1.

しかしながら、前記のように、NOx触媒41は、酸素吸蔵能を有しており、排気ガスの空気過剰率λが1以上になると酸素を吸蔵する。そして、NOx触媒41に酸素が吸蔵されると、この吸蔵された酸素がなくなるまでNOx触媒41からのNHの放出が停止される。 However, as described above, the NOx catalyst 41 has an oxygen storage capacity, and stores oxygen when the excess air ratio λ of the exhaust gas becomes 1 or more. When oxygen is stored in the NOx catalyst 41, the release of NH 3 from the NOx catalyst 41 is stopped until the stored oxygen is exhausted.

そこで、本実施形態では、SCR触媒46に効率よくNHを供給するために、排気ガスの空気過剰率λを1未満にする。すなわち、NOx触媒41からNHを放出させて、尿素インジェクタ45から噴射される尿素の量を少なく抑えて尿素タンク45c内の尿素の減少を抑制するべく、排気ガスの空気過剰率λを1未満にする。特に、排気ガスの空気過剰率λが1以上になると、短時間でNOx触媒41に多量の酸素が吸蔵されて比較的長い時間にわたってNHの放出が中断されることが分かっており、一定時間内でNOx触媒41から多量のNHを放出させるためには、排気ガスの空気過剰率λを1未満にする必要がある。 Therefore, in the present embodiment, the excess air ratio λ of the exhaust gas is set to less than 1 in order to efficiently supply NH 3 to the SCR catalyst 46. That is, in order to release NH 3 from the NOx catalyst 41 and suppress the amount of urea injected from the urea injector 45 to reduce the amount of urea in the urea tank 45c, the excess air ratio λ of the exhaust gas is set to less than 1. To In particular, it has been found that when the excess air ratio λ of the exhaust gas becomes 1 or more, a large amount of oxygen is occluded in the NOx catalyst 41 in a short time and the release of NH 3 is interrupted for a relatively long time. In order to release a large amount of NH 3 from the NOx catalyst 41 inside, the excess air ratio λ of the exhaust gas needs to be less than 1.

ただし、排気ガスの空気過剰率λは、気筒2に導入される空気の量と燃料の量とにより変化する。そのため、排気ガスの空気過剰率λの目標値を1に極めて近い値に設定した場合には、前記の空気量や燃料量の変動に伴って実際の排気ガスの空気過剰率λが1以上になる機会が多くなる。また、前記のように、排気ガスの空気過剰率λが1以上になるとNHの放出が停止されるため、排気ガスの空気過剰率λが1を跨ぐように変動すると、SCR触媒46に供給されるNHの変動が大きくなる。このことから、SCR触媒46に効率よく且つ安定してNHを供給するために、本実施形態では、排気ガスの空気過剰率λの目標値を0.98未満にする。 However, the excess air ratio λ of the exhaust gas changes depending on the amount of air introduced into the cylinder 2 and the amount of fuel. Therefore, when the target value of the excess air ratio λ of the exhaust gas is set to a value very close to 1, the actual excess air ratio λ of the exhaust gas becomes 1 or more in accordance with the change in the air amount and the fuel amount. More opportunities. Further, as described above, when the excess air ratio λ of the exhaust gas becomes 1 or more, the release of NH 3 is stopped. Therefore, when the excess air ratio λ of the exhaust gas fluctuates over 1, the supply to the SCR catalyst 46 is performed. The fluctuation of NH 3 performed becomes large. Thus, in order to efficiently and stably supply NH 3 to the SCR catalyst 46, in the present embodiment, the target value of the excess air ratio λ of the exhaust gas is set to less than 0.98.

一方、図5の矢印に示すように、排気ガスの空気過剰率λが小さくなると、排気ガス中の還元剤の量が多くなるのに伴って排気ガス中の還元剤の量のばらつき幅が大きくなる。従って、排気ガスの空気過剰率λを小さくしすぎても、NOx触媒41から放出されるNHのひいてはSCR触媒46内のNHが不安定になる。特に、排気ガスの空気過剰率λが0.9以下になると、排気ガス中の還元剤の量のばらつき幅が所定値以上になる。そこで、本実施形態では、排気ガスの空気過剰率λの目標値を0.9よりも大きくする。つまり、本実施形態では、DeNOx制御時の排気ガスの空気過剰率λの目標値を、0.9よりも大きく且つ0.98未満となる値に設定する。 On the other hand, as shown by the arrow in FIG. 5, when the excess air ratio λ of the exhaust gas decreases, the variation width of the amount of the reducing agent in the exhaust gas increases as the amount of the reducing agent in the exhaust gas increases. Become. Therefore, even if the excess air ratio λ of the exhaust gas is set too small, the NH 3 released from the NOx catalyst 41 and, consequently, the NH 3 in the SCR catalyst 46 become unstable. In particular, when the excess air ratio λ of the exhaust gas is 0.9 or less , the variation width of the amount of the reducing agent in the exhaust gas becomes a predetermined value or more. Therefore, in the present embodiment, the target value of the excess air ratio λ of the exhaust gas is set to be larger than 0.9. That is, in the present embodiment, the target value of the excess air ratio λ of the exhaust gas at the time of the DeNOx control is set to a value larger than 0.9 and smaller than 0.98.

例えば、第1領域R1のうちエンジン負荷が低い低負荷側第1領域R1_Lでは、混合気ひいては排気ガスの空気過剰率λの目標値は0.98に設定される。また、第1領域R1のうち低負荷側第1領域R1_L以外の領域および第2領域R2では、混合気ひいては排気の空気過剰率λの目標値は0.96に設定される。   For example, in the low-load first region R1_L in which the engine load is low in the first region R1, the target value of the excess air ratio λ of the air-fuel mixture and thus the exhaust gas is set to 0.98. In the first region R1, in regions other than the low-load-side first region R1_L, and in the second region R2, the target value of the excess air ratio λ of the air-fuel mixture and thus the exhaust gas is set to 0.96.

(3−5)NOx触媒から放出されるNH量の推定手順
次に、DeNOx制御時に、NOx触媒41から放出されるNH量の推定手順について説明する。図9は、この手順を説明するための図である。
(3-5) Procedure for Estimating the Amount of NH 3 Released from NOx Catalyst Next, the procedure for estimating the amount of NH 3 released from the NOx catalyst 41 during DeNOx control will be described. FIG. 9 is a diagram for explaining this procedure.

本実施形態では、DCU300に、機能的に、第1推定部301と、第2推定部302とが設けられている。   In the present embodiment, the DCU 300 is functionally provided with a first estimating unit 301 and a second estimating unit 302.

第1推定部301は、DeNOx制御時において、NOx触媒41に吸蔵されていたNOxと、還元剤であるH等が結合することで生成されたNH(以下、適宜、第1NHという)の量を推定する。 First estimation unit 301, at the time DeNOx control, the NOx stored in the NOx catalyst 41, the reducing agent NH 3 to H and the like are generated by combining (hereinafter referred to as a 1N H 3) of Estimate the amount.

第2推定部302は、DeNOx制御時に、エンジン本体1で生成されてNOx触媒41に流入したNOx(以下、適宜、RawNOx)と還元剤であるH等がNOx触媒41にて結合することで生成されたNH(以下、適宜、第2NHという)の量を推定する。 During the DeNOx control, the second estimating unit 302 generates NOx (hereinafter, appropriately referred to as RawNOx) generated by the engine body 1 and flowing into the NOx catalyst 41 and H or the like as a reducing agent by the NOx catalyst 41. The amount of NH 3 (hereinafter, appropriately referred to as second NH 3 ) is estimated.

第1推定部301は、まず、NOx触媒41の現在のNOx吸蔵量を推定する。次に、第1推定部301は、このNOx吸蔵量の推定値に、第1温度係数β1、第1流量係数β2、第1A/F係数β3、および、第1熱劣化係数β4をそれぞれ掛けることで、第1NHの量を算出する。 The first estimating unit 301 first estimates the current NOx storage amount of the NOx catalyst 41. Next, the first estimating unit 301 multiplies the estimated value of the NOx storage amount by the first temperature coefficient β1, the first flow coefficient β2, the first A / F coefficient β3, and the first thermal deterioration coefficient β4, respectively. Then, the amount of the first NH 3 is calculated.

第1温度係数β1は、図10に示すマップに基づいて設定される係数であり、NOx触媒41の温度に応じて設定される。具体的には、温度係数β1は、NOx触媒41の温度が高いほど小さい値とされる。つまり、NOx触媒41の温度が高い方がNOx触媒41に吸蔵されているNOxがNH に変換される反応が促進されることがわかっており、NOx触媒41の温度が高い方が第1NH量が大きく算出されるように、第1温度係数β1が設定されている。 The first temperature coefficient β1 is a coefficient set based on the map shown in FIG. 10 and is set according to the temperature of the NOx catalyst 41. Specifically, the temperature coefficient β1 decreases as the temperature of the NOx catalyst 41 increases. That is, it is known that the higher the temperature of the NOx catalyst 41 is, the more the reaction of converting NOx stored in the NOx catalyst 41 to NH 3 is promoted, and the higher the temperature of the NOx catalyst 41 is, the higher the temperature of the first NH 3 is. The first temperature coefficient β1 is set so that the amount is calculated to be large.

第1流量係数β2は、図11に示すマップに基づいて設定される係数であり、排気流量に応じて設定される。具体的には、第1流量係数β2は、排気流量が多いほど大きい値とされる。つまり、排気流量が多いほどNOx触媒41に流入する還元材の量が多くなりNOx触媒41から放出されるNH 量は増大するので、これに対応して、排気流量が多い方が第1NH量が大きく算出されるように第1流量係数β2が設定されている。 The first flow coefficient β2 is a coefficient set based on the map shown in FIG. 11, and is set according to the exhaust flow rate. Specifically, the first flow coefficient β2 is set to a larger value as the exhaust flow rate increases. That is, as the exhaust flow rate increases, the amount of the reducing agent flowing into the NOx catalyst 41 increases, and the amount of NH 3 released from the NOx catalyst 41 increases. Accordingly, the higher the exhaust flow rate, the higher the first NH 3. The first flow coefficient β2 is set so that the amount is calculated to be large.

第1A/F係数β3は、図12に示すマップに基づいて設定される係数であり、排気ガスの空燃比(A/F)に応じて設定される。具体的には、A/F係数β3は、排気ガスの空燃比が小さい(リッチ)ほど大きい値とされる。つまり、排気ガスの空燃比がリッチであるほどNOx触媒41に流入する還元材の量が多くなりNOx触媒41から放出されるNH量は増大するので、これに対応して、排気流量が多い方が第1NH量が大きく算出されるように第1A/F係数β3が設定されている。 The first A / F coefficient β3 is a coefficient set based on the map shown in FIG. 12, and is set according to the air-fuel ratio (A / F) of the exhaust gas. Specifically, the A / F coefficient β3 is set to a larger value as the air-fuel ratio of the exhaust gas is smaller (richer). In other words, the richer the air-fuel ratio of the exhaust gas, the larger the amount of the reducing agent flowing into the NOx catalyst 41 and the larger the amount of NH 3 released from the NOx catalyst 41, and accordingly, the larger the exhaust flow rate. The first A / F coefficient β3 is set so that the first NH 3 amount is calculated to be larger.

第1熱劣化係数β4は、NOx触媒41の劣化度合いに応じて設定される係数である。PCM200は、車両の走行時間やDeNOx制御の実施回数等に基づいてNOx触媒41の劣化度合いを推定しており、熱劣化係数β4は、この推定された劣化度合いが高いほど(劣化が進んでいるほど)、大きい値とされる。つまり、NOx触媒41の劣化度合いが高い方がNOx触媒41に吸蔵されているNOxがNHに変換される反応が促進されることがわかっており、これに対応して劣化度合いが高い方が第1NH量が大きく算出されるように、熱劣化係数β4が設定されている。 The first thermal deterioration coefficient β4 is a coefficient set according to the degree of deterioration of the NOx catalyst 41. The PCM 200 estimates the degree of deterioration of the NOx catalyst 41 based on the running time of the vehicle, the number of executions of the DeNOx control, and the like, and the thermal deterioration coefficient β4 increases (the deterioration progresses as the estimated degree of deterioration increases). ), A large value. That is, it is known that the higher the degree of deterioration of the NOx catalyst 41 is, the more the reaction of converting NOx stored in the NOx catalyst 41 into NH 3 is promoted, and the higher the degree of deterioration is, The thermal deterioration coefficient β4 is set so that the first NH 3 amount is calculated to be large.

第2推定部302は、まず、エンジン本体1から排出されるRawNOxの量(流量)を推定する。本実施形態では、RawNOxの流量は、排気流量と混合気の空気過剰率λ等から推定される。次に、第2推定部302は、この推定値に、第2流量係数β22および第2A/F係数β23をそれぞれ掛けることで、第2NHの量を算出する。 First, the second estimating unit 302 estimates the amount (flow rate) of RawNOx discharged from the engine body 1. In the present embodiment, the flow rate of RawNOx is estimated from the exhaust flow rate, the excess air ratio λ of the air-fuel mixture, and the like. Next, a second estimation unit 302, the estimated value of this, by multiplying the second flow coefficient β22 and the 2A / F factor β23 respectively, to calculate the amount of the 2NH 3.

第2流量係数β22は、図13に示すマップに基づいて設定される係数であり、排気流量に応じて設定される。具体的には、第2流量係数β22は、第1流量係数β2と同様に、排気流量が多いほど大きい値とされる。ただし、NOx触媒41に吸蔵されていたNOxと異なり、RawNOxに対して排気流量が与える影響は排気流量が所定以上になると同等となり、第2流量係数β22は排気流量が所定以上では一定値とされる。 The second flow coefficient β22 is a coefficient set based on the map shown in FIG. 13, and is set according to the exhaust flow rate. Specifically, similarly to the first flow coefficient β2, the second flow coefficient β22 is set to a larger value as the exhaust flow rate increases. However, unlike the NOx stored in the NOx catalyst 41, the influence of the exhaust flow rate on the RawNOx becomes equal when the exhaust flow rate becomes a predetermined value or more, and the second flow coefficient β22 becomes a constant value when the exhaust flow rate is a predetermined value or more. It is said.

第2A/F係数β23は、図14に示すマップに基づいて設定される係数であり、排気ガスの空燃比(A/F)に応じて設定される。具体的には、第2A/F係数β23は、第2A/F係数β3と同様に、排気ガスの空燃比が小さい(リッチ)ほど大きい値とされる。ただし、NOx触媒41に吸蔵されていたNOxと異なり、RawNOxに対して排気ガスの空燃比が与える影響は排気の空燃比が所定値以下になると同等となり、第2A/F係数β23は排気ガスの空燃比が所定値以下では一定値とされる。 The second A / F coefficient β23 is a coefficient set based on the map shown in FIG. 14, and is set according to the air-fuel ratio (A / F) of the exhaust gas. Specifically, like the second A / F coefficient β3, the second A / F coefficient β23 has a larger value as the air-fuel ratio of the exhaust gas is smaller (richer). However, unlike the NOx stored in the NOx catalyst 41, the influence of the air-fuel ratio of the exhaust gas on RawNOx becomes equivalent when the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes equal to or less than a predetermined value, and the second A / F coefficient β23 is When the air-fuel ratio is equal to or lower than a predetermined value, the air-fuel ratio is set to a constant value.

このようにして、本実施形態では、第1NHの量と第2NHの量とが推定される。そして、DCU300は、これら第1NHの量と第2NHの量とを合わせた量を、DeNOx制御時(詳細には、NH放出開始時期からDeNOx制御の終了時までの間)に、NOx触媒41から放出されるNHとして算出する。 In this manner, in the present embodiment, the amount and the amount of the 2NH 3 of the 1N H 3 is estimated. Then, DCU300 is the amount and the combined amount of the amount of the 2NH 3 of the 1N H 3, during the DeNOx control (specifically, between the NH 3 release start timing until the DeNOx control end) to, NOx It is calculated as NH 3 released from the catalyst 41.

(3−6)尿素噴射量の制御フロー
図15は、尿素噴射量の制御手順をまとめたフローチャートである。このフローチャートを用いて、尿素噴射量の制御の全体の流れを説明する。なお、図15は、SCR触媒46とNOx触媒41の両方でNOx浄化が行われているときの制御フローである。
(3-6) Control Flow of Urea Injection Amount FIG. 15 is a flowchart summarizing the control procedure of the urea injection amount. The overall flow of the control of the urea injection amount will be described with reference to this flowchart. FIG. 15 is a control flow when NOx purification is performed by both the SCR catalyst 46 and the NOx catalyst 41.

まず、ステップS21にて、DCU300は、エンジン回転数、エンジン負荷、混合気および排気ガスの空気過剰率λ、NOx触媒41の温度、排気流量を含む各種車両の各種情報を取得する。   First, in step S21, the DCU 300 acquires various information of various vehicles including the engine speed, the engine load, the excess air ratio λ of the air-fuel mixture and the exhaust gas, the temperature of the NOx catalyst 41, and the exhaust flow rate.

次に、ステップS22にて、DCU300は、後述するように、DeNOx制御の非実施時および切替期間を除く通常の運転時における尿素噴射量の値である基本尿素噴射量を算出する。本実施形態では、SCR触媒46に吸着されているNHの量が所定量に維持されるように、エンジンの運転条件等に基づいて基本尿素噴射量が決定される。 Next, in step S22, the DCU 300 calculates a basic urea injection amount, which is a value of the urea injection amount during normal operation excluding the DeNOx control and during the switching period, as described later. In the present embodiment, the basic urea injection amount is determined based on engine operating conditions and the like so that the amount of NH 3 adsorbed on the SCR catalyst 46 is maintained at a predetermined amount.

次に、ステップS23にて、DCU300は、DeNOx制御中であるか否かを判定する。本実施形態では、アクティブDeNOx制御またはパッシブDeNOx制御の実施中は「1」となり、その他の場合には「0」となるフラグが設定されており、ステップS23では、このフラグが1であるか否かを判定する。   Next, in step S23, DCU 300 determines whether or not DeNOx control is being performed. In the present embodiment, a flag is set to “1” during execution of the active DeNOx control or the passive DeNOx control, and is set to “0” in other cases. In step S23, whether or not this flag is 1 is set. Is determined.

ステップS23の判定がYESの場合は、ステップS24に進む。ステップS24では、補正係数Kの値を決定する。具体的には、K=α1×α2×α3により、補正係数Kの値を算出する。   If the determination in step S23 is YES, the process proceeds to step S24. In step S24, the value of the correction coefficient K is determined. Specifically, the value of the correction coefficient K is calculated according to K = α1 × α2 × α3.

ここで、第1補正係数α1は、排気ガスの空気過剰率λに応じて図7に示したマップから求められる。具体的には、DCU300には図7に示すマップが記憶されており、DCU300は、現在の排気ガスの空気過剰率λに対応する値をこのマップから抽出する。   Here, the first correction coefficient α1 is obtained from the map shown in FIG. 7 according to the excess air ratio λ of the exhaust gas. Specifically, the map shown in FIG. 7 is stored in DCU 300, and DCU 300 extracts a value corresponding to the current excess air ratio λ of the exhaust gas from this map.

また、DCU300には、図8に対応するマップが記憶されており、DCU300は、現在の排気流量とNOx触媒41の温度とに対応する値をこのマップから抽出して、α2×α3の値とする。   A map corresponding to FIG. 8 is stored in the DCU 300, and the DCU 300 extracts a value corresponding to the current exhaust gas flow rate and the temperature of the NOx catalyst 41 from this map, and calculates a value of α2 × α3. I do.

ステップS24の後はステップS25に進む。ステップS25では、DCU300は、吸蔵酸素減少速度MreO2を算出する。具体的には、DCU300は、ステップS24で決定した補正係数K、ステップS21で読み込んだ、排気流量、排気ガスの空気過剰率λを用いて、式(2)により吸蔵酸素減少速度MreO2を算出する。   After step S24, the process proceeds to step S25. In step S25, the DCU 300 calculates the stored oxygen reduction rate MreO2. Specifically, the DCU 300 uses the correction coefficient K determined in step S24 and the exhaust flow rate and the excess air ratio λ of the exhaust gas read in step S21 to calculate the stored oxygen reduction rate MreO2 according to equation (2). .

ステップS25の後はステップS26に進む。ステップS26では、ステップS25で算出した吸蔵酸素減少速度MreO2を積算する。つまり、ΣMreO2を算出して、DeNOx制御の開始に伴って現在までに減少したNOx触媒41の吸蔵酸素量を算出する。   After step S25, the process proceeds to step S26. In step S26, the stored oxygen reduction rate MreO2 calculated in step S25 is integrated. In other words, ΣMreO2 is calculated, and the stored oxygen amount of the NOx catalyst 41 that has been reduced to the present with the start of the DeNOx control is calculated.

ステップS26の後はステップS27に進む。ステップS27では、ステップS26で算出したΣMreO2が吸蔵酸素最大量以上であるか、つまり、NH放出開始時期に到達したか否かを判定する。なお、前記のように、吸蔵酸素最大量は予め設定されてDCU300に記憶されている。 After step S26, the process proceeds to step S27. In step S27, it is determined whether ΔMreO2 calculated in step S26 is equal to or greater than the maximum amount of stored oxygen, that is, whether or not the NH 3 release start timing has been reached. As described above, the maximum amount of stored oxygen is set in advance and stored in the DCU 300.

ステップS27の判定がNOの場合、つまり、ΣMreO2が吸蔵酸素最大量未満であり、まだ、NH放出開始時期に到達していないと推定される場合は、ステップS28に進み、NH放出量つまりNOx触媒41からのNHの放出量を0にする。また、ステップS28の後はステップS29に進み、最終的な(実際に噴射される)尿素噴射量を、ステップS22で算出した尿素噴射量の基本値に設定する。ステップS29の後は処理を終了する(ステップS21に戻る)。 If the determination in step S27 is NO, that is, if it is estimated that ΣMreO2 is less than the maximum amount of stored oxygen and it has not yet reached the NH 3 release start timing, the process proceeds to step S28, where the NH 3 release amount The release amount of NH 3 from the NOx catalyst 41 is set to zero. After step S28, the process proceeds to step S29, where the final (actually injected) urea injection amount is set to the basic value of the urea injection amount calculated in step S22. After step S29, the process ends (return to step S21).

一方、ステップS27の判定がYESであって、ΣMreO2が吸蔵酸素最大量以上であり、NH放出開始時期に到達したあるいはこれを超えたと推定される場合は、ステップS30に進む。ステップS30では、NH放出量つまりNOx触媒41からのNHの放出量を前記(3−5)で説明した手順で算出する。 On the other hand, a YES determination at step S27, ShigumaMreO2 is not less occluded oxygen maximum amount or more, if it is estimated to have exceeded the or it reaches the NH 3 release start timing, the process proceeds to step S30. At step S30, it is calculated by the procedure described amount of released NH 3 from NH 3 emissions clogging NOx catalyst 41 in (3-5).

ステップS30の後はステップS31に進む。ステップS31では、DCU300は、ステップS30で算出したNH放出量を尿素換算した値を削減量として算出する。 After step S30, the process proceeds to step S31. In step S31, the DCU 300 calculates, as a reduction amount, a value obtained by converting the NH 3 release amount calculated in step S30 into urea.

ステップS31の後はステップS32に進む。ステップS32では、DCU300は、ステップS31で求めた尿素換算値を、ステップS22で求めた基本尿素噴射量から減算し、その値を最終的な尿素噴射量とする。   After step S31, the process proceeds to step S32. In step S32, the DCU 300 subtracts the urea conversion value obtained in step S31 from the basic urea injection amount obtained in step S22, and sets the value as the final urea injection amount.

ステップS32の後はステップS33に進む。ステップS33では、DCU300は、ステップS31で算出したNHの放出量を積算して、NH放出開始時期以後にNOx触媒41から放出されたNHの総量を算出する。ステップS32の後は処理を終了する(ステップS21に戻る)。 After step S32, the process proceeds to step S33. In step S33, DCU300 is by integrating the emission amount of NH 3 calculated in step S 31, to calculate the total amount of NH 3 released from the N Ox catalyst 41 to NH 3 release start timing after. After step S32, the process ends (return to step S21).

このように、本実施形態では、DeNOx制御の実施中であっても、ステップS27の判定がYESとなってNH放出開始時期に到達した後にのみ、尿素噴射量の基本尿素噴射量からの減量が行われる。従って、吸蔵酸素減少速度が大きく、DeNOx制御が開始されてからNH放出開始時期に到達するまでの時間が短いほど、減量がなされる時間は長くなり、DeNOx制御の実施中に排気通路40に供給されるトータルの尿素噴射量は少なくなる。 As described above, in the present embodiment, even when the DeNOx control is being performed, the urea injection amount is reduced from the basic urea injection amount only after the determination in step S27 is YES and the NH 3 release start timing is reached. Is performed. Therefore, the shorter the time from the start of the DeNOx control to the arrival of the NH 3 release, the longer the decrease rate of the stored oxygen becomes, and the longer the decrease in the stored oxygen becomes, the longer the decrease time becomes. The total supplied urea injection amount is reduced.

なお、前記のように、基本尿素噴射量は、SCR触媒46に吸着されているNHの量が所定量に維持されるように適宜調整されるが、基本尿素噴射量を上回る削減量が必要になった場合には、DeNOx制御終了後の基本尿素噴射量に対して、その上回った分の削減量を差し引けば良い。 As described above, the basic urea injection amount is appropriately adjusted so that the amount of NH 3 adsorbed on the SCR catalyst 46 is maintained at a predetermined amount, but a reduction amount exceeding the basic urea injection amount is required. In this case, the excess reduction amount may be subtracted from the basic urea injection amount after the end of the DeNOx control.

一方、ステップS23の判定がNOの場合は、ステップS40に進む。   On the other hand, if the determination in step S23 is NO, the process proceeds to step S40.

ステップS40では、DCU300は、吸蔵酸素減少速度の積算値(ΣMreO2)を0にリセットするとともに、NOx触媒41からのNH放出量を0にリセットする。なお、NH放出量の総量は記憶しておく。 In step S40, the DCU 300 resets the integrated value of the stored oxygen reduction rate (ΣMreO2) to 0 and resets the amount of released NH 3 from the NOx catalyst 41 to 0. The total amount of NH 3 release is stored.

ステップS40の後はステップS41に進む。ステップS41では、DCU300は、DeNOx制御が終了してから切り替え期間(前記のように、予め設定されている)が未経過か否かを判定する。   After step S40, the process proceeds to step S41. In step S41, the DCU 300 determines whether or not a switching period (preset as described above) has not elapsed since the end of the DeNOx control.

ステップS41の判定がYESの場合はステップS42に進む。ステップS42では、直前のDeNOx制御の実施時においてステップS3で算出された値であって、DeNOx制御の実施に伴ってNOx触媒41から放出されたNHの総量に基づいて、尿素噴射量の削減量を決定する。前記のように、本実施形態では、NHの総量が大きい方が削減量が大きくなるようにこれが決定される。また、前記のように、このステップS42において算出される削減量(切り替え期間中の削減量)は、ステップS31において算出される削減量(DeNOx制御中の削減量)よりも小さい値に設定される。 If the determination in step S41 is YES, the process proceeds to step S42. In step S42, a value calculated in step S3 3 during the practice of DeNOx control just before, in accordance with the embodiment of the DeNOx control based on the total amount of NH 3 released from the NOx catalyst 41, the urea injection amount Determine the amount of reduction. As described above, in the present embodiment, this is determined such that the larger the total amount of NH 3 , the larger the reduction amount. Also, as described above, reduction amount calculated in step S42 (reduction in switching period) is set to a value smaller than the reduction amount calculated in step S 31 (reduction in DeNOx control) You.

ステップS42の後はステップS43に進む。ステップS43では、DCU300は、ステップS22で算出した基本尿素噴射量からステップS42で算出した削減量を引いた値を、最終的な尿素噴射量として決定する。ステップS4の後は処理を終了する(ステップS21に戻る)。 After step S42, the process proceeds to step S43. In step S43, the DCU 300 determines, as the final urea injection amount, a value obtained by subtracting the reduction amount calculated in step S42 from the basic urea injection amount calculated in step S22. After step S4 3 ends the processing (return to step S21).

一方、ステップS41の判定がNOの場合、すなわちDeNOx制御で発生したNH放出量の総量に相当する量の尿素噴射量の削減が終了した場合にはステップS51に進む。ステップS51では、最終的な尿素噴射量をステップS22で算出した尿素噴射量の基本値に設定する。ステップS51の後は処理を終了する(ステップS21に戻る)。 On the other hand, if the determination in step S41 is NO, that is, if the reduction of the urea injection amount by the amount corresponding to the total amount of NH 3 release generated by the DeNOx control is completed, the process proceeds to step S51. In step S51, the final urea injection amount is set to the basic value of the urea injection amount calculated in step S22. After step S51, the process ends (return to step S21).

(4)作用等
以上のように、本実施形態では、DeNOx制御時は、尿素噴射量がDeNOx制御の非実施時よりも低減される。従って、DeNOx制御時において、SCR触媒46に供給されるNHが過大になりこれがSCR触媒46の下流側にすり抜けるのを抑制できる。
(4) Operation As described above, in the present embodiment, the urea injection amount is reduced during the DeNOx control as compared to when the DeNOx control is not performed. Therefore, during the DeNOx control, it is possible to prevent the amount of NH 3 supplied to the SCR catalyst 46 from becoming excessive and passing through the SCR catalyst 46 downstream.

そして、DeNOx制御時において、尿素噴射量が吸蔵酸素減少速度に応じて変更される。具体的には、吸蔵酸素減少速度が大きくDeNOx制御を開始してからNOx触媒41からのNHの放出が開始されるまでの間の時間(遅れ時間)が短いほど、尿素噴射量が小さくされる。 Then, during the DeNOx control, the urea injection amount is changed according to the stored oxygen decreasing speed. Specifically, the time period from the start of the stored oxygen reduction rate increased DeNOx controlled to release NH 3 from NOx catalyst 41 is started (delay time) shorter, the urea injection amount is small You.

従って、SCR触媒46に供給されるNHの量を確実に適切な量にしてNHがSCR触媒46の下流側にすり抜けるのを抑制できるとともにSCR触媒46にて適切にNOxを浄化させることができる。 Accordingly, the amount of NH 3 supplied to the SCR catalyst 46 can be reliably set to an appropriate amount to prevent NH 3 from passing through the downstream side of the SCR catalyst 46 and to appropriately purify NOx by the SCR catalyst 46. it can.

詳細には、前記遅れ時間が短いことに伴ってNOx触媒41から多くのNHが放出されてSCR触媒46に多くのNHが蓄積(吸着)されている状態で、尿素インジェクタ45からSCR触媒46に多量のNHが供給されるのを防止することができ、NHがSCR触媒46で吸着されずにSCR触媒46の下流側にすり抜けるのを抑制できる。また、前記遅れ時間が長いことに伴ってNOx触媒41からSCR触媒46に導入されるNHが少なく、SCR触媒46内のNHが少なくなる状態で、尿素インジェクタ45からSCR触媒46に少量のNHしか供給されなくなるのを防止することができ、SCR触媒46内のNH量を確保して適切にNOxを浄化させることができる。 More specifically, when the delay time is short, a large amount of NH 3 is released from the NOx catalyst 41 and a large amount of NH 3 is accumulated (adsorbed) in the SCR catalyst 46. A large amount of NH 3 can be prevented from being supplied to 46, and it is possible to prevent NH 3 from passing downstream of the SCR catalyst 46 without being adsorbed by the SCR catalyst 46. In addition, a small amount of NH 3 introduced from the NOx catalyst 41 to the SCR catalyst 46 due to the long delay time and a small amount of NH 3 in the SCR catalyst 46 decrease, and a small amount of NH 3 is supplied from the urea injector 45 to the SCR catalyst 46. The supply of only NH 3 can be prevented, and the amount of NH 3 in the SCR catalyst 46 can be secured to appropriately purify NOx.

ここで、前記のように、吸蔵酸素減少速度は式(2)によって算出される。そして、式(2)における補正係数Kを構成する第2補正係数α2は、NOx触媒41の温度が低い方が小さくなるように(NOx触媒41の温度が高い方が大きくなるように)設定されている。従って、NOx触媒41の温度が高い方が吸蔵酸素減少速度は大きい値に算出され、DeNOx制御時において、NOx触媒41の温度が高い方が尿素噴射量は小さくされる。   Here, as described above, the stored oxygen reduction rate is calculated by equation (2). Then, the second correction coefficient α2 constituting the correction coefficient K in the equation (2) is set so that the lower the temperature of the NOx catalyst 41 becomes, the smaller the temperature becomes (the higher the temperature of the NOx catalyst 41 becomes, the higher). ing. Therefore, the higher the temperature of the NOx catalyst 41, the higher the value of the stored oxygen reduction rate is calculated. During the DeNOx control, the higher the temperature of the NOx catalyst 41, the smaller the urea injection amount.

すなわち、本実施形態では、DeNOx制御時において、NOx触媒41の温度が高い方が尿素噴射量は小さくなるように尿素インジェクタ45が制御されることで、吸蔵酸素減少速度が小さい方が尿素噴射量が小さくなるように制御されており、これにより、吸蔵酸素減少速度に応じて尿素噴射量を適切に変更して、前記のNHのすり抜けを防止しつつ効率よくNOxを浄化するという効果を得ることができる。 That is, in the present embodiment, during the DeNOx control, the urea injector 45 is controlled such that the higher the temperature of the NOx catalyst 41, the smaller the urea injection amount. Is controlled so as to be small, whereby the urea injection amount is appropriately changed in accordance with the occluded oxygen reduction rate, and an effect of efficiently purifying NOx while preventing the NH 3 from slipping through is obtained. be able to.

また、本実施形態では、図8に示したように、NOx触媒41の温度が低い方が、NOx触媒41の温度に対する第2補正係数α2の変化率が大きくなるように、第2補正係数α2が設定されている。従って、本実施形態では、NOx触媒41の温度が低い方が、NOx触媒41の温度に対する尿素噴射量の変化率が大きくなるように尿素噴射量が制御されることになる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the second correction coefficient α2 is set such that the lower the temperature of the NOx catalyst 41, the larger the rate of change of the second correction coefficient α2 with respect to the temperature of the NOx catalyst 41. Is set. Therefore, in the present embodiment, the urea injection amount is controlled such that the lower the temperature of the NOx catalyst 41, the larger the rate of change of the urea injection amount with respect to the temperature of the NOx catalyst 41.

すなわち、本実施形態では、DeNOx制御時において、NOx触媒41の温度が低い方がこの温度に対する尿素噴射量の変化率が大きくなるように尿素噴射量が制御されることで、尿素噴射量が吸蔵酸素減少速度に応じたより適切な値とされており、これによって、より確実に前記効果を得ることができる。   That is, in the present embodiment, during the DeNOx control, the urea injection amount is controlled such that the lower the temperature of the NOx catalyst 41, the greater the rate of change of the urea injection amount with respect to this temperature. The value is set to a more appropriate value according to the oxygen reduction rate, whereby the effect can be obtained more reliably.

また、本実施形態では、DeNOx制御が終了した後、切り替え期間が経過するまでは、最終的な(実際に噴射される)尿素噴射量が基本尿素噴射量よりも小さくなるように構成されて、DeNOx制御の非実施時の他の期間よりも尿素噴射量が小さくなるように構成されている。   Further, in the present embodiment, the final (actually injected) urea injection amount is configured to be smaller than the basic urea injection amount until the switching period elapses after the DeNOx control ends. The urea injection amount is configured to be smaller than other periods when the DeNOx control is not performed.

従って、DeNOx制御の実施に伴ってSCR触媒46に多量のNHが吸着されている状態で、尿素インジェクタ45から過剰な量のNHが供給されるのを防止でき、NHのSCR触媒46の下流側へのすり抜けを防止しつつ、効率よくNOxを浄化することができる。 Therefore, it is possible to prevent an excessive amount of NH 3 from being supplied from the urea injector 45 in a state where a large amount of NH 3 is adsorbed on the SCR catalyst 46 in accordance with the execution of the DeNOx control, and the NH 3 SCR catalyst 46 NOx can be efficiently purified while preventing slippage of the NOx to the downstream side.

また、本実施形態では、吸蔵酸素減少速度を、式(2)を用いて算出していることで、これを精度よく推定することができる。そして、吸蔵酸素減少速度が精度よく推定されることで、この吸蔵酸素減少速度に応じて調整される尿素噴射量をより適切な値、つまり、NHのSCR触媒46の下流側へのすり抜けを防止しつつ効率よくNOxを浄化することができる値に制御することができる。 Further, in the present embodiment, since the stored oxygen decreasing rate is calculated using the equation (2), it can be estimated with high accuracy. Then, by accurately estimating the stored oxygen reduction rate, the urea injection amount adjusted according to the stored oxygen reduction rate is set to a more appropriate value, that is, NH 3 passes through the SCR catalyst 46 on the downstream side. It can be controlled to a value that can efficiently purify NOx while preventing NOx.

また、本実施形態では、DeNOx制御時の排気ガスの空気過剰率λの目標値が0.9よりも大きい値に設定されて、この値が実現されように制御されている。そのため、排気ガス中の還元剤の量のばらつき幅を小さく抑えて、NOx触媒41に安定して還元剤を供給することができ、NOx触媒41から放出されるNHのひいてはSCR触媒46内のNHをより確実に適切な量に維持することができる。 In the present embodiment, the target value of the excess air ratio λ of the exhaust gas at the time of the DeNOx control is set to a value larger than 0.9, and control is performed so that this value is realized. Therefore, the variation width of the amount of the reducing agent in the exhaust gas can be suppressed to be small, and the reducing agent can be stably supplied to the NOx catalyst 41, so that the NH 3 released from the NOx catalyst 41 and the SCR catalyst 46 NH 3 can be more reliably maintained at an appropriate amount.

そして、本実施形態では、この空気過剰率λが実現されるようにポスト噴射の噴射量が調整されるようになっている。従って、スロットルバルブ23の開度変更等によって気筒2および排気通路40に導入される空気量の量を調整することで空気過剰率λを変更する場合に比べて、空気過剰率λを精度よく制御することができる。   In the present embodiment, the injection amount of the post injection is adjusted so that the excess air ratio λ is realized. Therefore, the excess air ratio λ is controlled more accurately than when the excess air ratio λ is changed by adjusting the amount of air introduced into the cylinder 2 and the exhaust passage 40 by changing the opening of the throttle valve 23 or the like. can do.

(5)変形例
前記実施形態では、DeNOx制御時に排気ガスの空気過剰率λを0.96あるいは0.98に制御する場合について説明したが、DeNOx制御時の排気ガスの空気過剰率λの具体的な値はこれに限らない。
(5) Modification In the above embodiment, the case where the excess air ratio λ of the exhaust gas is controlled to 0.96 or 0.98 at the time of DeNOx control has been described. Typical values are not limited to this.

ただし、前記のように、DeNOx制御時に排気ガスの空気過剰率λを0.9よりも大きく且つ1.0未満となる値に制御すれば、効率よく且つ安定してSCR触媒46にNHを供給することができる。 However, as described above, if the excess air ratio λ of the exhaust gas is controlled to a value larger than 0.9 and smaller than 1.0 at the time of DeNOx control, NH 3 can be efficiently and stably supplied to the SCR catalyst 46. Can be supplied.

また、前記実施形態では、DeNOx制御時において、ポスト噴射を実施することで排気ガスの空気過剰率λを調整する場合について説明したが、気筒2に導入される空気量を変更することで、排気ガスの空気過剰率λを調整するようにしてもよい。ただし、前記のように、空気量を低減すると加速性が悪化するとともに、空気過剰率λの制御精度が悪化するおそれがある。従って、前記のように、DeNOx制御時には、ポスト噴射の噴射量を変更することで排気ガスの空気過剰率λを目標の値に制御するのが好ましい。   In the above-described embodiment, the case where the excess air ratio λ of the exhaust gas is adjusted by performing the post injection during the DeNOx control has been described. The excess air ratio λ of the gas may be adjusted. However, as described above, when the amount of air is reduced, the acceleration performance is deteriorated, and the control accuracy of the excess air ratio λ may be deteriorated. Therefore, as described above, at the time of DeNOx control, it is preferable to control the excess air ratio λ of the exhaust gas to the target value by changing the injection amount of the post injection.

また、図15では、SCR触媒46とNOx触媒41との両方でNOxの浄化が行われている状態で尿素噴射量を減量する場合について説明したが、NOx触媒41のみでNOxが浄化されており且つDeNOx制御が実施された後にSCR触媒46でのNOxの浄化が開始された場合は、SCR触媒46でのNOx浄化開始後の尿素噴射量を、基本尿素噴射量から、ステップS33で算出したNH 放出量の総量分を減量すればよい。 FIG. 15 illustrates the case where the urea injection amount is reduced in a state where NOx is being purified by both the SCR catalyst 46 and the NOx catalyst 41. However, NOx is purified only by the NOx catalyst 41. In addition, when the purification of NOx by the SCR catalyst 46 is started after the execution of the DeNOx control, the urea injection amount after the start of the NOx purification by the SCR catalyst 46 is calculated from the basic urea injection amount by the NH calculated in step S33. What is necessary is just to reduce the total amount of 3 release amounts.

10 燃料噴射弁(空気過剰率変更手段)
40 排気通路
41 NOx触媒
45 尿素インジェクタ(SCR用還元剤供給手段)
46 SCR触媒
200 PCM(制御手段)
300 DCU(制御手段)
10 fuel injection valve (excess air ratio changing means)
40 exhaust passage 41 NOx catalyst 45 urea injector (reducing agent supply means for SCR)
46 SCR catalyst 200 PCM (control means)
300 DCU (control means)

Claims (4)

気筒が形成されたエンジン本体と、当該エンジン本体から排出された排気ガスが流通する排気通路と、前記排気通路に設けられたNOx触媒と、当該NOx触媒の下流側に設けられたSCR触媒と、を有するエンジンの排気浄化制御装置であって、
排気ガスの空気過剰率を変更する空気過剰率変更手段と、
前記排気通路のうち前記NOx触媒と前記SCR触媒との間に、NHの原料あるいはNHからなるSCR用還元剤を供給するSCR用還元剤供給手段と、
前記空気過剰率変更手段と前記SCR用還元剤供給手段とを制御するとともに、前記空気過剰率変更手段によって排気ガスの空気過剰率を1以下にして前記NOx触媒を再生する再生制御を実施する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記再生制御時の前記NOx触媒の温度が高い場合は、低い場合よりも前記SCR用還元剤供給手段から前記排気通路に供給されるSCR用還元剤の量が少なくなるように、且つ、前記再生制御時の前記NOx触媒の温度が低い方が、当該NOx触媒の温度に対する前記SCR用還元剤の供給量の変化率が大きくなるように、前記SCR用還元剤供給手段を制御する、ことを特徴とするエンジンの排気浄化制御装置。
An engine body in which a cylinder is formed, an exhaust passage through which exhaust gas discharged from the engine body flows, a NOx catalyst provided in the exhaust passage, an SCR catalyst provided downstream of the NOx catalyst, An exhaust gas purification control device for an engine having:
Means for changing the excess air ratio of the exhaust gas,
SCR reducing agent supply means for supplying a source of NH 3 or a reducing agent for SCR consisting of NH 3 between the NOx catalyst and the SCR catalyst in the exhaust passage;
Control for controlling the excess air ratio changing means and the SCR reducing agent supply means, and performing regeneration control for reducing the excess air ratio of exhaust gas to 1 or less by the excess air ratio changing means to regenerate the NOx catalyst. Means,
The control means is configured such that, when the temperature of the NOx catalyst during the regeneration control is high, the amount of the SCR reducing agent supplied from the SCR reducing agent supply unit to the exhaust passage is smaller than when the temperature is low. The SCR reducing agent supply means is controlled such that the lower the temperature of the NOx catalyst at the time of the regeneration control, the larger the rate of change of the supply amount of the SCR reducing agent with respect to the temperature of the NOx catalyst. An exhaust gas purification control device for an engine.
請求項1に記載のエンジンの排気浄化制御装置において、
前記制御手段は、前記再生制御時に、排気ガスの空気過剰率が0.9よりも大きくなるように前記空気過剰率変更手段を制御する、ことを特徴とするエンジンの排気浄化制御装置。
The exhaust gas purification control device for an engine according to claim 1 ,
The exhaust gas purification control device for an engine, wherein the control means controls the excess air ratio changing means such that the excess air ratio of the exhaust gas becomes larger than 0.9 during the regeneration control.
請求項1または2に記載のエンジンの排気浄化制御装置において、
前記空気過剰率変更手段は、前記再生制御時に、前記気筒内に導入されるエンジントルクを得るための燃料を前記気筒内に噴射するメイン噴射に加えて、当該メイン噴射よりも遅角側の時期に前記気筒内に燃料を噴射するポスト噴射を実施し、当該ポスト噴射の噴射量を変更することで前記排気の空気過剰率を変更する、ことを特徴とするエンジンの排気浄化制御装置。
The exhaust gas purification control device for an engine according to claim 1 or 2 ,
The excess air ratio changing means, during the regeneration control, in addition to the main injection for injecting fuel for obtaining engine torque introduced into the cylinder into the cylinder, a timing on the more retarded side than the main injection. A post-injection for injecting fuel into the cylinder, and changing an injection amount of the post-injection to change an excess air ratio of the exhaust gas.
請求項1〜のいずれかに記載のエンジンの排気浄化制御装置において、
前記制御手段は、前記再生制御が終了してから所定の期間が経過するまでは、前記再生制御が終了してから前記所定の期間が経過した後よりも、前記SCR用還元剤供給手段から前記排気通路に供給される前記SCR用還元剤の量が少なくなるように、前記SCR用還元剤供給手段を制御するとともに、
前記再生制御の開始に伴って前記NOx触媒からNHが放出される時期であるNH放出開始時期を推定するとともに、このNH放出開始時期から前記再生制御の終了時期までの間に前記NOx触媒から放出されたNHの総量を推定して、推定した当該NHの放出量の総量が大きい方が、前記再生制御が終了してから前記所定の期間が経過するまでの間に前記SCR用還元剤供給手段から前記排気通路に供給される前記SCR用還元剤の量が少なくなるように、前記SCR用還元剤供給手段を制御する、ことを特徴とするエンジンの排気浄化制御装置。
The exhaust gas purification control device for an engine according to any one of claims 1 to 3 ,
The control means may control the SCR reducing agent supply means from the SCR reducing agent supply means until the predetermined period elapses after the regeneration control ends and after the predetermined period elapses after the regeneration control ends. Controlling the SCR reducing agent supply means so that the amount of the SCR reducing agent supplied to the exhaust passage is reduced;
The NOx during the period from the NOx catalyst with the start of the regeneration control with the NH 3 estimates the NH 3 release start timing is a timing that is released, until the end timing of the playback control from the NH 3 release start timing The total amount of NH 3 released from the catalyst is estimated, and the larger the estimated total amount of released NH 3 , the larger the estimated total amount of NH 3 is between the end of the regeneration control and the elapse of the predetermined period. An exhaust gas purification control device for an engine, wherein the SCR reducing agent supply means is controlled so that the amount of the SCR reducing agent supplied from the reducing agent supply means to the exhaust passage is reduced.
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