CN101463770A - 发动机的排气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机的排气净化装置，当SCR催化剂(40)的温度降低时，ECU(51)根据反映了催化剂温度Tcat的推定排气净化率η和由发动机(1)的运转状态求出的目标排气净化率ηtgt，计算净化率偏差比R。此外，ECU(51)通过对根据进气O2浓度求出的NOx减小系数K乘以净化率偏差比R，计算可以补偿因温度降低引起的对于NOx的排气净化率降低的目标NOx减小系数Ktgt，根据与该目标NOx减小系数Ktgt相对应的进气O2浓度，执行EGR控制。

Description

发动机的排气净化装置
技术领域
本发明涉及发动机的排气净化装置，具体地说，涉及在发动机的排气通路中，设置以氨为还原剂而选择还原排气中含有的NOx的选择还原型NOx催化剂的排气净化装置。
背景技术
设置在发动机的排气通路中而选择还原排气中含有的NOx的NOx催化剂，已作为用于净化发动机的排气的设备而被周知。在使用这种选择还原型NOx催化剂的情况下，从配置于排气通路的NOx催化剂上游侧的喷射嘴喷射尿素水。喷射出的尿素水，利用排气的热量及排气中的水蒸汽而加水分解，生成氨(NH3)。通过利用这样生成的氨(NH3)作为还原剂，在NOx催化剂中选择还原排气中的NOx。
为了使选择还原型NOx催化剂良好地发挥通过对NOx进行选择还原而带来的排气净化性能，则必须将选择还原型NOx催化剂的温度维持为大于或等于活性温度(例如大于或等于200℃)。但是，根据例如在市区等的交通堵塞等的车辆行驶条件、或外部气温较低的寒冷地区等的环境条件，有时NOx催化剂的温度会低于活性温度。在这种低温区域中，存在NOx催化剂对于NOx的排气净化率急剧降低，向大气中的NOx排出量增加的问题。
着眼于上述问题，根据例如日本国特开2004—239109号公报(以下称为专利文献1)，提出一种在NOx催化剂的温度降低时也良好地保持通过对NOx进行选择还原而带来的排气净化性能的对策。
根据专利文献1记载的技术，在柴油发动机的各气缸的排气口内设置预氧化催化剂。在与各排气口连接的排气通路中，从上游侧开始依次配置尿素水的喷射嘴、预选择还原型NOx催化剂、主选择还原型NOx催化剂、主氧化催化剂。预氧化催化剂起到将排气中的NO的一部分氧化为NO2的功能，该NO的氧化反应，即使排气温度较低也可以发生。这样生成的NO2，与由尿素水生成的氨一起，向预选择还原型NOx催化剂及主选择还原型NOx催化剂供给，通过在两种NOx催化剂中使用该NO2，获得选择还原NOx这一排气净化作用。
在专利文献1记载的技术中，通过利用由预氧化催化剂生成的NO2，与现有情况相比，可以获得从更低的温度区域开始选择还原NOx的排气净化的作用。但是，在这种情况下，预选择还原型NOx催化剂及主选择还原型NOx催化剂为低温的情况并未改变。因此，如专利文献1记载的情况所示，只能将获得选择还原NOx这一排气净化作用的温度区域的下限扩大至180℃左右，在低温区域中，并不能大幅度地提高这种排气净化功能。
另外，在专利文献1记载的技术中，为了生成NO2，必须在发动机的各气缸的排气口内分别配置预氧化催化剂。因此，专利文献1记载的技术存在使得排气净化装置的结构大大复杂化，必然产生使制造成本增加的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题点而提出的，其目的在于提供一种发动机的排气净化装置，其可以事先防止因装置复杂化导致的制造成本的增加，并且，在低温区域中，也可以良好地实现对于NOx的排气净化性能。
为了实现上述目的，本发明的发动机的排气净化装置，其具有：选择还原型NOx催化剂，其配置在发动机的排气通路中，以氨作为还原剂，选择还原在上述发动机的排气中含有的NOx；以及EGR单元，其使上述发动机的排气回流至上述发动机的进气侧，其特征在于，还具有：排气净化率推定单元，其推定上述NOx催化剂对于NOx的排气净化率；目标排气净化率计算单元，其根据上述发动机的运转状态，计算对于NOx的目标排气净化率；以及控制单元，其控制上述EGR单元，以补偿上述推定排气净化率相对于上述目标排气净化率的减小量。
因此，如果由于NOx催化剂的温度降低而使对于NOx的排气净化率降低，则反映该情况而由排气净化率推定单元推定的对于NOx的净化率也降低。因此，对于NOx的推定排气净化率，成为低于与发动机的运转状态相对应而设定为最优值的目标排气净化率。控制单元对EGR单元进行控制，以补偿相对于该目标排气净化率的推定排气净化率降低的值。因此，可以通过回流至发动机的进气侧的EGR气体量的增加，抑制发动机气缸内的燃烧温度。其结果，可以减少来自气缸的NOx排出量，在低温区域也可以实现对于NOx的充分的净化性能。另外，因为利用已有的EGR单元，补偿NOx催化剂对于NOx的排气净化率的降低，所以可以事先防止装置的复杂化。
在上述发动机的排气净化装置中，也可以优选上述控制单元，将利用上述EGR单元回流的上述发动机的排气的量，限制为小于或等于规定的上限量，以成为可以抑制从上述发动机排出的烟雾的空气过剩率。
当与NOx催化剂对于NOx的排气净化率的降低相对应，使EGR气体量增加时，气缸内的空气过剩率过量地降低，可能成为从发动机排出的烟雾增加的主要原因。但是，在这样构成发动机的排气净化装置的情况下，为了可以抑制烟雾，控制单元将EGR气体量限制为规定的上限量以下。其结果，可以事先防止伴随气缸内的空气过剩率的过度降低而烟雾增加。
具体地说，上述发动机的排气净化装置还具有氧气浓度检测单元，其检测向所述发动机的气缸内供给的进气的氧气浓度，上述控制单元具有：NOx减少系数计算单元，其根据相对于上述进气的氧气浓度的上述发动机的气缸内的NOx生成特性，计算减少系数，作为表示在利用上述氧气浓度检测单元检测到的氧气浓度下上述发动机的气缸内的NOx生成率的减少状态的指数；目标氧气浓度计算单元，其根据由上述排气净化率推定单元推定出的排气净化率与上述目标排气净化率的比，校正上述NOx减少系数，根据上述NOx生成特性，计算与校正后的上述NOx减少系数相对应的氧气浓度，作为目标氧气浓度；以及EGR控制单元，其根据由上述目标氧气浓度计算单元计算出的目标氧气浓度，控制上述EGR单元。
如上所述，如果因NOx催化剂温度的降低而使对于NOx的排气净化率降低，则反映这一情况而由排气净化率推定单元推定的排气净化率也降低。因此，推定排气净化率成为低于与发动机的运转状态相对应而被设定为最优值的目标排气净化率的值。因此，推定排气净化率与目标排气净化率的比，可以视为表示应将NOx催化剂对于NOx的排气净化率提高多少的指标。另一方面，与向发动机的气缸内的进气氧气浓度相对应，发动机气缸内的NOx生成率按照规定的NOx生成特性而变化。根据这种NOx生成特性，NOx减少系数计算单元计算减少系数，作为表示在进气的氧气浓度下发动机的气缸内的NOx生成率的减少状态的指数。目标氧气浓度计算单元根据推定排气净化率与目标排气净化率的比，校正按照上述方式计算出的NOx减少系数。此外，目标氧气浓度算出单元根据上述NOx生成特性，计算与校正后的NOx减少系数相对应的氧气浓度作为目标氧气浓度，EGR控制单元根据该目标氧气浓度控制EGR单元。因此，可以通过回流至发动机的进气侧的EGR气体量的增加，抑制气缸内的燃烧温度。其结果，可以减少来自气缸的NOx排出量，在低温区域也可以实现对于NOx的充分的净化性能。
上述发动机的排气净化装置，优选还具有恶化判定单元，其判定上述NOx催化剂的恶化状态，上述目标氧气浓度计算单元，根据由上述恶化判定单元判定出的上述NOx催化剂的恶化状态，校正由上述排气净化率推定单元推定出的排气净化率，将校正后的推定排气净化率用于上述NOx减少系数的校正。
在按照这种方式构成发动机的排气净化装置的情况下，根据反映NOx催化剂的恶化状态的推定排气净化率校正NOx减少系数。EGR控制单元根据与按照这种方式校正的NOx减少系数相对应的目标氧气浓度，控制EGR单元。其结果，在NOx催化剂恶化的状态下，也可以执行适当的EGR控制，良好地补偿NOx催化剂对于NOx的排气净化率的降低。
在上述发动机排气净化装置上，优选上述EGR控制单元，将利用上述EGR单元回流的上述发动机的排气的量限制为小于或等于规定的上限量，以成为可以抑制从上述发动机排出的烟雾的空气过剩率。
如前所述，当与NOx催化剂对于NOx的排气净化率的降低相对应，使EGR气体量增加时，气缸内的空气过剩率过度降低，可能成为从发动机排出的烟雾增加的主要原因。但是，在按照这种方式构成发动机的排气净化装置的情况下，EGR控制单元为了可以抑制烟雾，将EGR气体量控制为规定的上限量以下。其结果，可以事先防止随气缸内的空气过剩率的降低而烟雾增加。
附图说明
图1是表示本发明涉及的发动机的排气净化装置的整体结构图。
图2是表示用于净化率补偿控制的ECU的处理顺序的框图。
图3是表示进气O2浓度与NOx减少系数的关系的特性图。
具体实施方式
下面，根据附图，对于本发明的一个实施方式涉及的发动机的排气净化装置详细地进行说明。
图1是表示本实施方式的发动机排气净化装置的整体结构图。发动机1构成为搭载在车辆上的直列6缸柴油发动机。在发动机1的各气缸上设置燃料喷射阀2，各燃料喷射阀2从公共油轨3供给加压燃料，在与发动机1的运转状态相对应的定时开阀，向各气缸的缸内喷射燃料。
在发动机1的进气侧安装进气歧管4。在与进气歧管4连接的进气通路5中，从上游侧开始，设置空气滤清器6、涡轮增压器7的压缩机7a、中间冷却器8、利用致动器9被开闭驱动的进气节流阀9。另外，在发动机1的排气侧安装排气歧管10。排气歧管10经由与上述压缩机7a机械连结的涡轮增压器7的涡轮7b而与排气通路11连接。在排气通路11中，设置利用致动器12a被开闭驱动的排气节流阀12。
在发动机1的运转过程中，经由空气滤清器6而被导入进气通路5中的进气，利用涡轮增压器7的压缩机7a加压。加压后的进气经由中间冷却器8、进气节流阀9、进气歧管4而分配至各气缸，并在各气缸的进气行程中，被导入气缸内。燃料在规定的定时从燃料喷射阀2向气缸内喷射，并在压缩上死点附近点火、燃烧。燃烧后的排气，在经由排气歧管10旋转驱动涡轮机7b之后，经由排气通路11而向外部排出。
进气歧管4与排气歧管10利用EGR通路(EGR单元)17连接。在EGR通路17中，设置利用致动器18a被开闭驱动的EGR阀(EGR单元)及EGR冷却器19。在发动机1的运转过程中，与EGR阀18的开度相对应，排气中的一部分从排气歧管10侧作为EGR气体回流至进气歧管4侧。
在上述排气通路11中设置本发明的排气净化装置，排气净化装置被收容在上游侧壳体31及下游侧壳体32内。基本上，两个壳体31、32及未图示的消音器，经由管道33a～33c而相互连接，由这些部件构成排气通路11。如果从排气通路11的上游侧开始依次说明，则设置在涡轮增压器7的涡轮机7b的下游侧的排气节流阀12，经由第1管道33a与上游侧壳体31连接。上游侧壳体31经由第2管道33b与下游侧壳体32连接。下游侧壳体32经由第3管道33c与消音器连接，消音器的后端向大气开放。
上游侧壳体31及下游侧壳体32，均形成大致圆筒形状，在车辆的前后方向上延伸。在上游侧壳体31内，在内部的上游侧收容前段氧化催化剂34，同时，在下游侧收容壁流式的DPF(柴油机微粒过滤器)35。DPF35具有捕获排气中的微粒的功能。上游侧壳体31从DPF35的收容位置开始，维持相同的截面形状而延伸至后方。其结果，在上游侧壳体31内的DPF35的下游侧形成空间，以下将该空间称为喷雾扩散室36。
在喷雾扩散室36内设置用于使排气产生涡流的叶片装置37。本实施方式的叶片装置37由在上游侧壳体31的内周壁上直立设置的多个叶片37a构成。叶片装置37的各个叶片37a，相对于排气的流动方向改变规定角度方向而配置，由此，产生以上游侧壳体31的中心轴线为中心的涡流。
在上游侧壳体31的外周壁上，以位于叶片装置37的下游侧的方式，设置喷射嘴38。喷射嘴38构成为，可以将从未图示的储存罐加压输送的尿素水喷射到喷雾扩散室36内。喷射嘴38的喷射方向设定为，相对于排气的流动方向正交，同时，设定为指向上游侧壳体31的中心部。另外，在叶片装置37与喷射嘴38之间设置温度传感器39，温度传感器39检测喷雾扩散室36内的排气温度Tnzl。
在下游侧壳体32内，在内部的上游侧收容SCR催化剂(选择还原型NOx催化剂)40，同时，在下游侧收容后段氧化催化剂41。如后所述，SCR催化剂40具有选择还原排气中的NOx而净化排气的功能。
在车室内设置ECU(电子控制单元)51，其具有未图示的输入输出装置、用于存储控制程序或控制对应图等的存储装置(ROM、RAM)、中央处理装置(CPU)、计时器等。在ECU 51的输入侧连接温度传感器39、旋转速度传感器52、进气O2传感器(氧气浓度检测单元)53、催化剂温度传感器54、加速器传感器55、NOx传感器56等各种传感器。
旋转速度传感器52检测发动机1的旋转速度Ne。进气O2传感器53配置在进气歧管4中，检测向各气缸内供给的进气的O2浓度。催化剂温度传感器54检测SCR催化剂40的温度即SCR温度Tcat。加速器传感器55检测加速器踏板的操作量Acc。NOx传感器56检测来自SCR催化剂40的NOx的排出量。
另外，在ECU51的输出侧，连接上述进气节流阀9、排气节流阀12、EGR阀18的各个致动器9a、12a、18a、燃料喷射阀2、喷射嘴38等各种设备。
例如，ECU 51根据发动机旋转速度Ne或加速器操作量Acc，按照规定的对应图设定燃料喷射量Q，同时，根据该燃料喷射量Q及发动机旋转速度Ne，按照规定的对应图设定燃料喷射定时IT。ECU51根据这些燃料喷射量Q及燃料喷射定时IT，控制燃料喷射阀2的驱动，使燃料向各气缸内喷射，使发动机1运转。
另外，ECU 51根据燃料喷射量Q及发动机旋转速度Ne，按照规定的对应图，判别EGR执行区域与非执行区域。在EGR执行区域，根据按照对应图设定的目标EGR量，ECU 51控制EGR阀18及进气节流阀9的致动器18a、9a。通过该EGR控制，在EGR执行区域，通过打开EGR阀18的控制，使排气歧管10内的排气经由EGR通路17，作为EGR气体向进气歧管4内回流，同时，通过关闭进气节流阀9的控制而提高进气歧管4内的负压，促进EGR气体的回流。其结果，通过与上述目标EGR量相对应的EGR气体的回流，抑制气缸内的燃烧温度，减少发动机1的NOx排出量。
另外，ECU 51根据由温度传感器39检测到的排气温度Tnzl等，控制来自喷射嘴38的尿素水的喷射量。喷射的尿素水利用排气热量及排气中的水蒸气而加水分解，生成氨(NH3)。在SCR催化剂40中，通过使用这种氨作为还原剂，可以将排气中的NOx还原为无害的N2，进行排气净化。此时，剩余的氨利用后段氧化催化剂41从排气中去除。
如在背景技术涉及的说明中已述，由于市区等的交通堵塞等的车辆行驶条件、或外部气温较低的寒冷地区等的环境条件，出现SCR催化剂40的温度低于活性温度，对于NOx的排气净化率急剧降低的问题。因此，在本实施方式中，提出下述对策：当因为温度降低而SCR催化剂40对于NOx的排气净化率降低时，通过与该降低量相对应而控制EGR量，补偿SCR催化剂40对于NOx的排气净化率的降低。下面，根据图2对为了该对策而由ECU 51执行的净化率补偿控制进行说明。图2是表示用于净化率补偿控制的ECU 51的处理顺序的框图。
作为用于执行净化率补偿控制的结构，ECU 51具有目标值计算部61和EGR/进气节流控制部(EGR控制单元)62。目标值计算部61起到以下作用：计算与为补偿SCR催化剂40的排气净化率降低而所需的EGR量相关的进气O2浓度的目标值。另外，EGR/进气节流控制部62起到以下作用：控制进气节流阀9及EGR阀18的各致动器9a、18a的驱动，将实际的进气O2浓度调整为目标进气O2浓度。另外，EGR/进气控制部62，也进行基于上述EGR的执行区域和非执行区域的EGR控制。
首先，对于目标值计算部61进行说明。NOx排出量计算部71根据发动机旋转速度Ne及燃料喷射量Q，按照规定的对应图，计算从发动机1的气缸排出的NOx的量、即所谓的发动机输出的NOx排出量。该对应图以不执行EGR时的发动机1的NOx排出特性为前提设定，在这里，求出不因EGR气体回流而使燃烧速度受到抑制时的NOx排出量。
另外，NOx减少系数计算部(NOx减少系数计算单元)72，根据向各气缸内供给的进气O2浓度(进气O2浓度)，按照规定的对应图计算NOx减少系数K。所谓NOx减少系数K，是表示因EGR气体回流而使发动机输出的NOx排出量减少的状态的指标。在图3中表示对应图的特性。如图3所示，横轴所示的进气O2浓度，对应于从排气侧回流至进气侧的EGR气体的量(EGR量)而变化。也就是说，在EGR未执行时(EGR量＝0)，进气O2的浓度为与普通的大气组成相当的21％，NOx减少系数为最大值1.0。从该状态开始，随着EGR量的增加而进气O2的浓度减少，与之相对应地，由于抑制了燃烧速度而气缸内的NOx的生成率降低。其结果，NOx减少系数成为较小的值。
此外，进气O2浓度除了利用传感器检测之外，也可以根据发动机1的运转状态计算。对于该方法，因为已公知，所以不详细说明，但例如可以按照下述方法求出。即，首先由根据未图示的气流传感器的输出求出的新气量等计算向各气缸供给的EGR气体的量。然后，根据燃料喷射量推定该EGR气体中残留的O2的浓度。根据这样求出的残余O2浓度和新气体中的O2浓度，可以推定向气缸内供给的进气的O2浓度。
由NOx排出量计算部71求得的NOx排出量、及由NOx减少系数计算部72求得的NOx减少系数K，被输入至乘法部73而相乘。将由NOx排出量计算部71求得的NOx排出量乘以NOx减少系数K而得到的NOx排出量，表示反映了EGR执行状态的发动机输出的NOx排出量。
推定净化率计算部(排气净化率推定单元)74，根据SCR温度Tcat及SV比，按照规定的对应图，求出SCR催化剂40对于NOx的推定排气净化率η。SCR温度Tcat及SV比，均为对SCR催化剂40对于NOx的排气净化率产生影响的重要条件。也就是说，SCR温度Tcat越低，SCR催化剂40对于NOx的排气净化率越低。另外，所谓SV比，是发动机1的排气流量与SCR催化剂40的容量的比。因为排气容量相对于催化剂容量越多，则在SCR催化剂40中每单位容量处理的排气量越增加，所以，SCR催化剂40对于NOx的排气净化率越降低。催化剂容量虽然预先已知，但排气流量对应于发动机1的运转状态变化。因此，将利用例如气流传感器等求出的新气体量与燃料喷射量相加而计算排气流量，根据该排气流量和催化剂容量求出SV比。
上述发动机输出的NOx排出量及推定排气净化率η，被输入乘法部75而彼此相乘。发动机输出的NOx排出量乘以推定排气净化率η之后的NOx排出量，表示流过SCR催化剂40而从排气尾管排放到大气中的NOx排出量，以下简称推定NOx排出量。
推定NOx排出量与利用NOx传感器5检测出的实际NOx排出量一起，被输入恶化系数计算部(恶化判定单元)76。恶化系数计算部76根据这些NOx排出量，计算SCR催化剂40的恶化系数Kcat。在上述一系列的计算处理中，以无恶化的SCR催化剂40为前提，计算推定NOx排出量。另一方面，NOx传感器56反映当前的SCR催化剂40的恶化状态，检测具有大于或等于推定NOx排出量的值的实际NOx排出量。由此，恶化系数计算部76，通过在某个期间内比较这两个值的变化，而导出恶化系数Kcat，作为反映当前的SCR催化剂40的恶化状态的指标。恶化系数Kcat在SCR催化剂40未恶化时为1.0，随着恶化状态的发展而减少。
利用恶化系数计算部76计算出的恶化系数Kcat被输入乘法部77，与来自推定净化率计算部74的推定排气净化率η相乘。相乘后的值，可以视为反映当前的SCR催化剂的恶化状态的、SCR催化剂40对于NOx的排气净化率的推定值。
目标净化率计算部(目标排气净化率计算单元)78，根据发动机旋转速度Ne及燃料喷射量Q，按照规定的对应图，计算SCR催化剂40对于NOx的目标排气净化率ηtgt。该目标排气净化率ηtgt是发动机1的每个运转区域的最佳的SCR催化剂40的排气净化率，例如，在考虑烟雾排出量等的各种要件的基础上，求得作为在各运转区域中对于NOx的最佳的排气净化率的目标值，其中，烟雾排出量的排出特性与NOx的相反，并且在考虑时，使它们处于折衷的关系。
目标排气净化率ηtgt、和在乘法部77中乘以恶化系数Kcat后的推定排气净化率η，被输入偏差比计算部79。偏差比计算部79作为两个值的比而计算净化率偏差比R(＝η/ηtgt)。从乘法部77输出的推定NOx净化率η，如上所述，是反映了当前的SCR催化剂40的温度降低或恶化等的对于NOx的实际排气净化率。因此，必然具有低于最优值即目标排气净化率ηtgt的值。其结果，目标排气净化率ηtgt与推定排气净化率η的比即净化率偏差比R，可以视为表示应该使SCR催化剂40对于NOx的排气净化率提高多大程度的指标。
计算出的净化率偏差比R被输入乘法部80，在由NOx减少系数计算部72计算出的NOx减少系数K上乘以净化率偏差比R，计算目标NOx减少系数Ktgt。也就是说，目标NOx减少系数Ktgt，以当前的NOx减少系数K为基础，与对于NOx的必要的排气净化率的提高量相对应，作为校正后的值而计算出。根据该目标NOx减少系数Ktgt，目标进气O2浓度计算部(目标氧气浓度计算单元)81，按照图3所示的对应图，以与上述NOx减少系数计算部72相反的顺序，根据目标NOx减少系数Ktgt求出目标进气O2浓度。
以上是由ECU 51的目标值计算单部61执行的处理。计算出的目标进气O2浓度，与由进气O2传感器53检测到的实际进气O2浓度一起，被输入EGR/进气节流控制部62。EGR/进气节流控制部62通过控制进气节流阀9及EGR阀18的各致动器9a、18a的驱动，执行基于目标进气O2浓度的进气O2浓度的反馈控制。
如上所述，ECU 51的目标值计算部61及EGR/进气节流控制部62执行净化率补偿控制。由此，当由于例如市区的交通堵塞、或因外部气温降低等产生的SCR催化剂40的温度降低，或由于长期工作引起的SCR催化剂40的恶化等，而使SCR催化剂40对于NOx的排气净化率降低时，通过经由以下过程而进行的EGR量的控制，补偿对于NOx的排气净化率的降低。
当SCR催化剂40的温度降低时，由推定净化率计算部74对应于SCR温度Tcat的降低而将推定NOx净化率η设定在减少侧。另一方面，当SCR催化剂40恶化时，随着由恶化系数计算部76计算出的恶化系数Kcat的降低，通过由乘法部77乘以恶化系数Kcat而将排气净化率η设定在减少侧。其结果，在任一情况下，均利用偏差比计算79将净化率偏差比R设定在减少侧。
在乘法部80中，通过如上述设定在减少侧的净化率偏差比R，乘以与当前的进气O2浓度相对应的NOx减少系数K，计算更小值的目标NOx减少系数Ktgt。然后，目标进气O2浓度计算部81求出与目标NOx减少系数Ktgt相对应的目标进气O2浓度。EGR/进气节流控制部62，通过根据该目标进气O2浓度执行EGR量的控制，将实际的进气O2浓度控制为目标O2浓度。
例如，如图3所示，在当前的进气O2浓度被控制为A时，如果对应于SCR催化剂40对于NOx的排气净化率的降低而执行净化率补偿控制，则此时的NOx减少系数K根据净化率偏差比R而被校正为目标NOx减少系数Ktgt。与该目标NOx减少系数Ktgt相对应，目标进气O2浓度被设定为B，用于EGR量的控制。其结果，对应于SCR催化剂40对于NOx的排气净化率的降低量，回流至发动机1的进气侧的EGR气体量增加。因此，通过气缸内的燃烧温度的抑制，可以减少从气缸的NOx排出量。从而，即使在SCR催化剂40的温度处于低温区域的情况下，或在SCR40的恶化发展的状况下，也可以实现对于NOx的充分的排气净化性能。
另外，因为利用已有的EGR通路17及EGR阀18，补偿SCR催化剂40对于NOx的排气净化率的降低，所以作为排气净化装置的结构，其与现有的结构并无不同。因此，不必使得排气净化装置的结构复杂化即可获得以上的作用效果。
在将因SCR催化剂40的温度降低等引起的对于NOx的排气净化率降低的量全部转化为EGR量的情况下，也有因为运转区域而由EGR量的过度增加引起烟雾增多的可能性。因此，例如也可以对于发动机1的每个运转区域设定进气O2浓度的下限值，并根据该下限值限制EGR气体量的上限。在将这种进气O2浓度的下限值应用于上述实施方式的情况下，EGR/进气节流控制部62根据进气O2浓度的下限值，限制EGR气体量以使其不超过规定的上限量，执行EGR量的控制。另外，进气O2浓度的限制，因为进一步与发动机1的空气过剩率的限制相关，所以在根据与运转状态相对应而设定的目标空气过剩率执行EGR控制的形式的发动机中，也可以对目标空气过剩率设定下限值。在上述实施方式中，在应用这种进气O2浓度的下限值的情况下，或应用目标空气过剩率的下限值的情况下，EGR/进气节流控制部62根据进气O2浓度的下限值或目标空气过剩率的下限值，执行EGR量的控制，以使EGR气体的回流量不超过规定的上限量。根据这些控制，在上述实施方式的效果的基础上，通过将EGR气体量限制为小于或等于规定的上限量，可以获得事先防止因缸内的空气过剩率的过度降低而引起的烟雾增加的效果。
以上完成实施方式的说明，但本发明的方式不限于该实施方式。例如，在上述实施方式中，将本发明应用于以柴油发动机1为对象的排气净化装置。但是，本发明的应用不限于此，例如，也可以将本发明应用于汽油发动机。另外，在EGR/进气节流控制部62中，通过进气节流阀9及EGR阀18的开度控制而控制EGR量。也可以在此基础上增加排气节流阀12的开度控制，在EGR控制时，通过EGR/进气节流控制部62控制排气节流阀12，使排压增大。

Claims (5)

1.一种发动机的排气净化装置，其具有：选择还原型NOx催化剂(40)，其配置在发动机(1)的排气通路(11)中，以氨作为还原剂，选择还原在上述发动机(1)的排气中含有的NOx；以及EGR单元(17、18)，其使上述发动机(1)的排气回流至上述发动机(1)的进气侧，
其特征在于，还具有：
排气净化率推定单元(74)，其推定上述NOx催化剂(40)对于NOx的排气净化率；
目标排气净化率计算单元(78)，其根据上述发动机(1)的运转状态，计算对于NOx的目标排气净化率；以及
控制单元(51)，其控制上述EGR单元(17、18)，以补偿上述推定排气净化率相对于上述目标排气净化率的减小量。
2.如权利要求1所述的发动机的排气净化装置，其特征在于，
上述控制单元(51)，将利用上述EGR单元(17、18)回流的上述发动机(1)的排气的量，限制为小于或等于规定的上限量，以成为可以抑制从上述发动机(1)排出的烟雾的空气过剩率。
3.如权利要求1所述的发动机的排气净化装置，其特征在于，
还具有氧气浓度检测单元(53)，其检测向所述发动机的气缸内供给的进气的氧气浓度，
上述控制单元(51)具有：
NOx减少系数计算单元(72)，其根据相对于上述进气的氧气浓度的上述发动机(1)的气缸内的NOx生成特性，计算减少系数，作为表示在利用上述氧气浓度检测单元(53)检测到的氧气浓度下上述发动机(1)的气缸内的NOx生成率的减少状态的指数；
目标氧气浓度计算单元(81)，其根据由上述排气净化率推定单元(74)推定出的排气净化率与上述目标排气净化率的比，校正上述NOx减少系数，根据上述NOx生成特性，计算与校正后的上述NOx减少系数相对应的氧气浓度，作为目标氧气浓度；以及
EGR控制单元(62)，其根据由上述目标氧气浓度计算单元(81)计算出的目标氧气浓度，控制上述EGR单元(17、18)。
4.如权利要求3所述的发动机的排气净化装置，其特征在于，
还具有恶化判定单元(76)，其判定上述NOx催化剂(40)的恶化状态，
上述目标氧气浓度计算单元(81)，根据由上述恶化判定单元(76)判定出的上述NOx催化剂的恶化状态，校正由上述排气净化率推定单元(74)推定出的排气净化率，将校正后的推定排气净化率用于上述NOx减少系数的校正。
5.如权利要求3所述的发动机的排气净化装置，其特征在于，
上述EGR控制单元(62)，将利用上述EGR单元(17、18)回流的上述发动机(1)的排气的量限制为小于或等于规定的上限量，以成为可以抑制从上述发动机(1)排出的烟雾的空气过剩率。
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