CN107109992A - 排气净化系统和催化剂再生方法 - Google Patents

排气净化系统和催化剂再生方法 Download PDF

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Abstract

包括：NOx吸收还原型催化剂(32)，其被设置在内燃机(10)的排气通道(13)中，在排气为稀燃状态时吸收排气中的NOx，并且，在排气为浓燃状态时对已吸收的NOx进行还原净化；排气喷射器(34)，其被设置在排气通道(13)中，位于比NOx吸收还原型催化剂靠上游侧的位置；NOx净化控制部(60)，其实施NOx净化，在该NOx净化中，通过利用排气喷射器(34)的燃料喷射来使排气降低到预定的目标λ，从而对已由NOx吸收还原型催化剂(32)吸收的NOx进行还原净化；以及NOx净化禁止处理部(70)，其在即使以排气喷射器(34)的最大极限喷射量实施燃料喷射也无法使排气降低到目标λ的情况下，禁止NOx净化的实施。

Description

排气净化系统和催化剂再生方法
技术领域
本发明涉及排气净化系统和催化剂再生方法。
背景技术
以往，作为对从内燃机排出的排气中的氮化物(NOx)进行还原净化的催化剂，已知NOx吸收还原型催化剂。NOx吸收还原型催化剂在排气为稀燃环境时吸收排气中含有的NOx，并且，在排气为浓燃环境时对已吸收的NOx用排气中含有的烃通过还原净化进行无害化并放出。因此，在催化剂的NOx吸收量达到了预定量的情况下，为了使NOx吸收能力恢复，需要定期地进行通过排气管喷射或远后喷射来使排气成为浓燃状态的所谓NOx净化(例如，参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开2008-202425号公报
专利文献2:日本国特开2007-16713号公报
发明内容
发明要解决的课题
通常，通过设定使排气降低到净化所需的期望的λ(lambda)的目标燃料喷射量，并且，基于设定的目标燃料喷射量来控制排气喷射器的燃料喷射，从而实施NOx净化。但是，由于排气喷射器存在最大极限喷射量，所以，在目标燃料喷射量被设定为比最大极限喷射量大的情况下，即使实施排气管喷射，也有可能无法使排气降低到期望的λ。在这样的状态下，即使实施NOx净化，也存在排气管喷射变得徒劳，导致燃料经济性的恶化的问题。
本公开的排气净化系统和催化剂再生方法的目的在于，通过根据从排气喷射器的最大极限喷射量推定的能到达λ来禁止NOx净化的实施，从而有效地防止燃料经济性的恶化。
用于解决课题的手段
本公开的排气净化系统包括：NOx吸收还原型催化剂，其被设置在内燃机的排气通道中，在排气为稀燃状态时吸收排气中的NOx，并且，在排气为浓燃状态时对已吸收的NOx进行还原净化；排气喷射器，其被设置在上述排气通道中，位于比上述NOx吸收还原型催化剂靠上游侧的位置，向该排气通道内喷射燃料；催化剂再生部件，其执行催化剂再生处理，在该催化剂再生处理中，通过至少利用上述排气喷射器的燃料喷射来使上述排气降低到预定的目标λ，从而对已由上述NOx吸收还原型催化剂吸收的NOx进行还原净化；以及禁止部件，其在即使以上述排气喷射器的最大极限喷射量实施上述燃料喷射也无法使上述排气降低到上述目标λ的情况下，禁止由上述催化剂再生部件执行上述催化剂再生处理。
此外，本公开的排气净化系统包括：NOx吸收还原型催化剂，其被设置在内燃机的排气通道中，在排气为稀燃状态时吸收排气中的NOx，并且，在上述排气为浓燃状态时对已吸收的NOx进行还原净化；排气喷射器，其被设置在上述排气通道中，位于比上述NOx吸收还原型催化剂靠上游侧的位置，向该排气通道内喷射燃料；以及控制单元，其中，
上述控制单元进行动作，以便执行以下的处理：
催化剂再生处理，通过至少利用上述排气喷射器的燃料喷射来使上述排气降低到预定的目标λ，从而对已由上述NOx吸收还原型催化剂吸收的NOx进行还原净化；以及
禁止处理，在即使以上述排气喷射器的最大极限喷射量实施上述燃料喷射也无法使上述排气降低到上述目标λ的情况下，禁止由上述催化剂再生部件执行上述催化剂再生处理。
此外，本公开的催化剂再生方法是排气净化系统中的催化剂再生方法，上述排气净化系统包括：内燃机；NOx吸收还原型催化剂，其被设置在上述内燃机的排气通道中，在排气为稀燃状态时吸收排气中的NOx，并且，在上述排气为浓燃状态时对已吸收的NOx进行还原净化；以及排气喷射器，其被设置在上述排气通道中，位于比上述NOx吸收还原型催化剂靠上游侧的位置，向该排气通道内喷射燃料，其中，上述催化剂再生方法包含如下处理：催化剂再生处理，通过至少利用上述排气喷射器的燃料喷射来使上述排气降低到预定的目标λ，从而对已由上述NOx吸收还原型催化剂吸收的NOx进行还原净化；以及禁止处理，在即使以上述排气喷射器的最大极限喷射量实施上述燃料喷射也无法使上述排气降低到上述目标λ的情况下，禁止由上述催化剂再生部件执行上述催化剂再生处理。
发明效果
根据本公开的排气净化系统和催化剂再生方法，通过根据从排气喷射器的最大极限喷射量推定的能到达λ来禁止NOx净化的实施，从而能够有效地防止燃料经济性的恶化。
附图说明
图1是表示本实施方式的排气净化系统的整体构成图。
图2是说明本实施方式的NOx净化控制的时序图。
图3是表示本实施方式的NOx净化稀燃控制中所使用的MAF目标值的设定处理的框图。
图4是表示本实施方式的NOx净化浓燃控制中所使用的目标喷射量的设定处理的框图。
图5是表示本实施方式的NOx净化控制的禁止处理的框图。
图6是表示本实施方式的禁止判定映射的一个例子的图。
图7是表示本实施方式的缸内喷射器的喷射量学习校正的处理的框图。
图8是说明本实施方式的学习校正系数的运算处理的流程图。
图9是表示本实施方式的MAF校正系数的设定处理的框图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的一实施方式的排气净化系统。
如图1所示，在柴油引擎(以下，简称为引擎)10的各气缸中，分别设置有将由未图示的共轨(Common Rail)蓄压的高压燃料向各气缸内直接喷射的缸内喷射器11。这些各缸内喷射器11的燃料喷射量、燃料喷射定时根据从电子控制单元(以下，称为ECU)50输入的指示信号而被控制。
在引擎10的进气歧管10A上连接有导入新气的进气通道12，在排气歧管10B上连接有将排气向外部导出的排气通道13。在进气通道12中，从进气上游侧起依次设置有空气过滤器14、吸入空气量传感器(以下，称为MAF(Mass Air Flow)传感器)40、可变容量型增压器20的压缩机20A、中冷器15、进气节气门16等。在排气通道13中，从排气上游侧起依次设置有可变容量型增压器20的涡轮20B、排气后处理装置30等。另外，在引擎10中安装有引擎转速传感器41、油门开度传感器42、增压压力传感器46。
另外，在本实施方式的说明中，作为对引擎的吸入空气量(进气流量(Suction AirFlow))进行测定、检测的传感器，使用的是对质量流量(Mass Air Flow)进行测定/检测的MAF传感器40，但是，如果能够测定/检测引擎的进气流量，则也可以使用与MAF传感器40不同类型的流量(Air Flow)传感器、或者代替流量传感器的部件。
EGR装置21包括：EGR通道22，其连接排气歧管10B和进气歧管10A；EGR冷却器23，其冷却EGR气体；以及EGR阀24，其调整EGR量。
排气后处理装置30是通过在外壳30A内从排气上游侧起依次配置氧化催化剂31、NOx吸收还原型催化剂32、颗粒过滤器(以下，简称为过滤器)33而构成的。此外，在排气通道13中设置有排气喷射器34，该排气喷射器34位于比氧化催化剂31靠上游侧的位置，根据从ECU50输入的指示信号向排气通道13内喷射未燃燃料(主要是烃(HC))。
氧化催化剂31例如是通过在蜂窝结构体等陶瓷制载体表面承载氧化催化剂成分而形成的。若通过排气喷射器34的排气管喷射或缸内喷射器11的远后喷射向氧化催化剂31供给未燃燃料，则氧化催化剂31将该未燃燃料氧化而使排气温度上升。
NOx吸收还原型催化剂32例如是通过在蜂窝结构体等陶瓷制承载体表面承载碱金属等而形成的。该NOx吸收还原型催化剂32在排气空燃比为稀燃状态时吸收排气中的NOx，并且，在排气空燃比为浓燃状态时用排气中含有的还原剂(HC等)来对已吸收的NOx进行还原净化。
过滤器33例如是通过将由多孔质性的分隔壁划分的多个单元沿着排气的流动方向配置并将这些单元的上游侧和下游侧交替地孔封闭而形成的。过滤器33在分隔壁的细孔、表面捕集排气中的颗粒状物质(PM)，并且，若PM堆积推定量达到预定量，则被执行将该颗粒状物质燃烧除去的所谓过滤器强制再生。通过利用排气管喷射或远后喷射向上游侧的氧化催化剂31供给未燃燃料，并将流入到过滤器33的排气温度升温到PM燃烧温度，从而进行过滤器强制再生。
第1排气温度传感器43被设置在比氧化催化剂31靠上游侧的位置，对流入到氧化催化剂31的排气温度进行检测。第2排气温度传感器44被设置在NOx吸收还原型催化剂32与过滤器33之间，对流入到过滤器33的排气温度进行检测。NOx/λ传感器45被设置在比过滤器33靠下游侧的位置，对通过了NOx吸收还原型催化剂32的排气的NOx值及λ(lambda)值(以下，也称为空气过剩率)进行检测。
ECU50进行引擎10等的各种控制，被构成为包括公知的CPU、ROM、RAM、输入接口、输出接口等。为了进行这些各种控制，传感器类40～46的传感器值被输入到ECU50。此外，ECU50作为一部分的功能要素而具有NOx净化控制部60、NOx净化禁止处理部70、MAF追踪控制部80、喷射量学习校正部90、以及MAF校正系数运算部95。这些各功能要素作为被包含在作为一体硬件的ECU50中的要素来说明，但是，还能够将这些之中的任何一部分设置在相互独立的硬件中。
[NOx净化控制]
NOx净化控制部60是本发明的催化剂再生部件，执行如下催化剂再生处理：通过控制进气流量和燃料喷射量中的至少一者从而使排气成为浓燃状态，利用还原净化对已被NOx吸收还原型催化剂32吸收的NOx进行无害化并放出，从而使NOx吸收还原型催化剂32的NOx吸收能力恢复(以下，将执行该处理称为进行NOx净化控制)。
NOx净化控制的“开始要求”例如在如下情况下成立：从引擎10的运转状态来推定每单位时间的NOx排出量，且将该每单位时间的NOx排出量累计计算后的推定累计值ΣNOx超过预定的阈值的情况下，或者，根据从引擎10的运转状态推定的催化剂上游侧的NOx排出量、和由NOx/λ传感器45检测的催化剂下游侧的NOx量来运算NOx吸收还原型催化剂32的NOx净化率，且该NOx净化率比预定的判定阈值低的情况。若在详细后述的禁止标志FPro＿NP关闭的状态下“开始要求”成立，则实施NOx净化控制的NOx净化标志FNP被激活(FNP＝1)(参照图2的时刻t1)。
在本实施方式中，NOx净化控制下的排气的浓燃化是通过并用NOx净化稀燃控制和NOx净化浓燃控制从而实现的，在该NOx净化稀燃控制中，通过空气系统控制使空气过剩率从正常运转时(例如约1.5)降低到比理论空燃比相当值(约1.0)靠稀燃侧的第1目标空气过剩率(例如约1.3)，在该NOx净化浓燃控制中，通过喷射系统控制使空气过剩率从第1目标空气过剩率降低到浓燃侧的第2目标空气过剩率(例如约0.9)。以下，说明这些NOx净化稀燃控制、及NOx净化浓燃控制的细节。
[NOx净化稀燃控制]
图3是表示由NOx净化稀燃控制部60A进行的MAF目标值MAFNPL＿Trgt的设定处理的框图。第1目标空气过剩率设定映射61是基于引擎转速Ne及油门开度Q而被参照的映射，预先基于实验等设定有与这些引擎转速Ne及油门开度Q对应的NOx净化稀燃控制时的空气过剩率目标值λNPL＿Trgt(第1目标空气过剩率)。
首先，将引擎转速Ne及油门开度Q作为输入信号，从第1目标空气过剩率设定映射61读取NOx净化稀燃控制时的空气过剩率目标值λNPL＿Trgt，并输入到MAF目标值运算部62。进一步，在MAF目标值运算部62中，基于以下的数学公式(1)运算NOx净化稀燃控制时的MAF目标值MAFNPL＿Trgt。
MAFNPL＿Trgt＝λNPL＿Trgt×Qfnl＿corrd×RoFuel×AFRsto/Maf＿corr…(1)
在数学公式(1)中，Qfnl＿corrd表示后述的被学习校正后的缸内喷射器11的燃料喷射量(除了远后喷射之外)，RoFuel表示燃料比重，AFRsto表示理论空燃比，Maf＿corr表示后述的MAF校正系数。
若NOx净化标志FNP变成激活(参照图2的时刻t1)，则将由MAF目标值运算部62运算的MAF目标值MAFNPL＿Trgt输入到坡度(Ramp)处理部63。坡度处理部63将引擎转速Ne及油门开度Q作为输入信号，从+坡度系数映射63A及－坡度系数映射63B读取坡度系数，并且，将附加了该坡度系数的MAF目标坡度值MAFNPL＿Trgt＿Ramp输入到阀控制部64。
阀控制部64执行如下反馈控制：为了使得从MAF传感器40输入的实际MAF值MAFAct达到MAF目标坡度值MAFNPL＿Trgt＿Ramp，将进气节气门16向闭侧节流，并且，将EGR阀24向开侧打开。
这样，在本实施方式中，基于从第1目标空气过剩率设定映射61读取的空气过剩率目标值λNPL＿Trgt、和各缸内喷射器11的燃料喷射量来设定MAF目标值MAFNPL＿Trgt，并基于该MAF目标值MAFNPL＿Trgt来对空气系统动作进行反馈控制。由此，不必在NOx吸收还原型催化剂32的上游侧设置λ传感器，或者，在NOx吸收还原型催化剂32的上游侧设置有λ传感器的情况下，也不必使用该λ传感器的传感器值，就能够有效地使排气降低到NOx净化稀燃控制所需的期望的空气过剩率。
此外，通过将学习校正后的燃料喷射量Qfnl＿corrd用作各缸内喷射器11的燃料喷射量，从而能够用前馈控制来设定MAF目标值MAFNPL＿Trgt，能够有效地排除各缸内喷射器11的经年劣化、特性变化等的影响。
此外，通过对MAF目标值MAFNPL＿Trgt附加根据引擎10的运转状态设定的坡度系数，从而能够有效地防止因吸入空气量的急剧变化而导致的引擎10的不点火、因力矩变动而导致的驾驶性的恶化等。
[NOx净化浓燃控制的燃料喷射量设定]
图4是表示由NOx净化浓燃控制部60B进行的排气管喷射或远后喷射的目标喷射量QNPR＿Trgt(每单位时间的喷射量)的设定处理的框图。第2目标空气过剩率设定映射65是基于引擎转速Ne及油门开度Q而被参照的映射，预先基于实验等设定有与这些引擎转速Ne及油门开度Q对应的NOx净化浓燃控制时的空气过剩率目标值λNPR＿Trgt(第2目标空气过剩率)。
首先，将引擎转速Ne及油门开度Q作为输入信号，从第2目标空气过剩率设定映射65读取NOx净化浓燃控制时的空气过剩率目标值λNPR＿Trgt，并输入到喷射量目标值运算部66。进一步，在喷射量目标值运算部66中，基于以下的数学公式(2)运算NOx净化浓燃控制时的目标喷射量QNPR＿Trgt。
QNPR＿Trgt＝MAFNPL＿Trgt×Maf＿corr/(λNPR＿Trgt×RoFuel×AFRsto)－Qfnl＿corrd…(2)
在数学公式(2)中，MAFNPL＿Trgt是NOx净化稀燃MAF目标值，被从上述的MAF目标值运算部62输入。此外，Qfnl＿corrd表示后述的被学习校正后的MAF追踪控制应用前的缸内喷射器11的燃料喷射量(除了远后喷射之外)，RoFuel表示燃料比重，AFRsto表示理论空燃比，Maf＿corr表示后述的MAF校正系数。
若NOx净化标志FNP变成激活，则将由喷射量目标值运算部66运算的目标喷射量QNPR＿Trgt作为喷射指示信号发送到排气喷射器34或各缸内喷射器11(图2的时刻t1)。持续该喷射指示信号的发送，直到通过后述的NOx净化控制的结束判定而关闭NOx净化标志FNP(图2的时刻t2)为止。
这样，在本实施方式中，基于从第2目标空气过剩率设定映射65读取的空气过剩率目标值λNPR＿Trgt、和各缸内喷射器11的燃料喷射量来设定目标喷射量QNPR＿Trgt。由此，不必在NOx吸收还原型催化剂32的上游侧设置λ传感器，或者，在NOx吸收还原型催化剂32的上游侧设置有λ传感器的情况下，也不必使用该λ传感器的传感器值，就能够有效地使排气降低到NOx净化浓燃控制所需的期望的空气过剩率。
此外，通过将学习校正后的燃料喷射量Qfnl＿corrd用作各缸内喷射器11的燃料喷射量，从而能够用前馈控制来设定目标喷射量QNPR＿Trgt，能够有效地排除各缸内喷射器11的经年劣化、特性变化等的影响。
[NOx净化控制的禁止处理]
图5是表示由NOx净化禁止处理部70进行的禁止处理的框图。NOx净化禁止处理部70是本发明的禁止部件，若以下的禁止条件(1)～(8)的任何一个成立，则激活NOx净化禁止标志FPro＿NP(FPro＿NP＝1)，禁止NOx净化控制的实施。
(1)引擎转速Ne高于预定的上限转速阈值Ne＿max的情况。
(2)引擎转速Ne低于预定的下限转速阈值Ne＿min的情况。
(3)缸内喷射器11的燃料喷射量Qfnl＿corrd(除了远后喷射之外)多于预定的上限喷射量阈值Q＿max的情况。
(4)缸内喷射器11的燃料喷射量Qfnl＿corrd(除了远后喷射之外)少于预定的下限喷射量阈值Q＿min的情况。
(5)引擎10成为预定的高负荷运转状态，实施增压压力反馈控制(空气系统开环控制)的情况。
(6)有可能在刚开始NOx净化控制后引擎10成为使燃料喷射停止的用电机带动(motoring)状态的情况。
(7)根据排气喷射器34的最大极限喷射量Qexh＿max推定的能到达的排气空气过剩率推定值λest＿max高于由上述的NOx净化浓燃控制部60B设定的空气过剩率目标值λNPR＿Trgt(第2目标空气过剩率)的情况。
(8)NOx吸收还原型催化剂32的催化剂温度低于预定的催化剂活性温度的情况。
以下，说明这些禁止条件(1)～(8)的细节。
关于禁止条件(1)～(4)，基于预先存储在ECU50的存储器中的图6所示的禁止判定映射来判定。该禁止判定映射是基于引擎转速Ne及燃料喷射量Q(油门开度)而被参照的二维映射，预先通过实验等取得的上限转速阈值线Ne＿max＿L、下限转速阈值线Ne＿min＿L、上限喷射量阈值线Q＿max＿L、及下限喷射量阈值线Q＿min＿L被设定为固定值(一定值)。即，由这4条上下限线包围的大致矩形状的区域被设定为NOx净化许可区域α。在引擎转速Ne及燃料喷射量Q从NOx净化可能区域α偏离的情况下，禁止实施NOx净化控制。
在本实施方式中，这样，通过在引擎转速Ne高于上限转速阈值Ne＿max的情况、或缸内喷射器11的燃料喷射量多于上限喷射量阈值Q＿max的情况下禁止实施NOx净化控制，从而能够有效地防止引擎温度的急上升。此外，通过在引擎转速Ne低于下限转速阈值Ne＿min的情况下禁止实施NOx净化控制，从而能够有效地防止HC泄漏(slip)的增加。此外，通过在缸内喷射器11的燃料喷射量少于下限喷射量阈值Q＿min的情况下禁止NOx净化控制，从而能可靠地抑制在排气λ难以降低的状态下实施徒劳的NOx净化控制，能够有效地防止燃料经济性的恶化。
关于禁止条件(5)，也与禁止条件(1)～(4)同样，基于图6所示的禁止判定映射来判定。在禁止判定映射中，除了上述的4条上下限线之外，还设定有增压压力反馈控制线FB＿max＿L。在燃料喷射量Q多于增压压力反馈控制线FB＿max＿L的区域中，实施基于增压压力传感器46的传感器值来对可变容量型增压器20的开度进行反馈控制的增压压力反馈控制(空气系统是开环控制)。
增压压力反馈控制线FB＿max＿L在引擎高旋转侧被设定为伴随引擎转速Ne的上升而使燃料喷射量Q逐渐地减少，至少其一部分被包含在NOx净化许可区域α内的高负荷区域中。即，在燃料喷射量Q为上限喷射量阈值Q＿max以下的NOx净化许可区域α内，设定有实施增压压力反馈控制的区域β。若在该区域β中实施NOx净化控制，则有可能空气系统控制会相互干扰，无法使实际MAF与目标MAF值一致，排气浓燃喷射量变得不适当。
在本实施方式中，通过将这样的实际MAF与目标MAF值不一致的区域β设定为NOx净化控制的禁止区域，从而可靠地防止因排气浓燃喷射量不适当而引起的燃料经济性的恶化、排气过升温。
关于禁止条件(6)，基于上述的NOx净化控制的“开始要求”成立时的缸内喷射器11的燃料喷射量变化来判定。更详细而言，在NOx净化控制的“开始要求”成立时，在满足缸内喷射器11的燃料喷射量Qfnl＿corrd、和在喷射量微分值ΔQ上乘以预定的时间常数K后的值之总和为小于零(负值)的下面的条件式(3)的情况下，判定为引擎10在短时间内会成为用电机带动状态，禁止NOx净化控制的实施。
Qfnl＿corrd－ΔQ×K＜0…(3)
这样，在有可能在刚开始NOx净化控制后引擎10成为用电机带动状态的情况下，通过禁止实施NOx净化控制，从而能够有效地防止徒劳的燃料消耗。
关于禁止条件(7)，基于预先存储在ECU50的存储器中的排气喷射器34的最大极限喷射量Qexh＿max来判定。更详细而言，在NOx净化控制的“开始要求”成立时，基于排气喷射器34的最大极限喷射量Qexh＿max来运算实施了NOx净化控制的情况下的能到达的排气空气过剩率推定值λest＿max，并且，在该排气空气过剩率推定值λest＿max高于NOx净化浓燃控制的空气过剩率目标值λNPR＿Trgt(第2目标空气过剩率)的情况下(λest＿max＞λNPR＿Trgt)，禁止NOx净化控制的实施。
这样，在即使实施NOx净化控制也由于排气喷射器34的最大极限喷射量Qexh＿max的限制而无法使排气降低到期望的空气过剩率的情况下，通过禁止NOx净化控制的实施，从而能够有效地防止徒劳的燃料消耗。
关于禁止条件(8)，基于NOx吸收还原型催化剂32的推定催化剂温度来判定。推定催化剂温度例如基于由第1排气温度传感器43检测的氧化催化剂31的入口温度、在氧化催化剂31及NOx吸收还原型催化剂32的内部的放热反应等而被推定，在推定催化剂温度小于预定的催化剂活性温度的情况下，禁止NOx净化控制。
这样，通过在NOx吸收还原型催化剂32的催化剂温度小于催化剂活性温度时禁止NOx净化，从而能够有效地防止白烟的发生等。
[NOx净化控制的结束判定]
若(1)从NOx净化标志FNP的激活起累计排气管喷射或远后喷射的喷射量，且该累计喷射量达到了预定的上限阈值量的情况、(2)从NOx净化控制的开始起计时的经过时间达到了预定的上限阈值时间的情况、(3)基于含有引擎10的运转状态、NOx/λ传感器45的传感器值等作为输入信号的预定的模型公式运算的NOx吸收还原型催化剂32的NOx吸收量降低到表示NOx除去成功的预定的阈值的情况中任何一个条件成立，则NOx净化控制关闭NOx净化标志FNP而被结束(参照图2的时刻t2)。
这样，在本实施方式中，通过在NOx净化控制的结束条件中设置了累计喷射量、及经过时间的上限，从而在因排气温度的降低等而NOx净化未成功的情况下，能够可靠地防止燃料消耗量变得过剩。
[MAF追踪控制]
在从(1)通常运转的稀燃状态向NOx净化控制下的浓燃状态的切换期间、及(2)从NOx净化控制下的浓燃状态向通常运转的稀燃状态的切换期间，MAF追踪控制部80执行根据MAF变化来校正各缸内喷射器11的燃料喷射定时及燃料喷射量的MAF追踪控制。
[喷射量学习校正]
如图7所示，喷射量学习校正部90具有学习校正系数运算部91、喷射量校正部92。
学习校正系数运算部91在引擎10的稀燃运转时基于由NOx/λ传感器45检测的实际λ值λAct与推定λ值λEst的误差Δλ来运算燃料喷射量的学习校正系数FCorr。在排气为稀燃状态时，由于排气中的HC浓度非常低，所以，在氧化催化剂31中因HC的氧化反应而导致的排气λ值的变化小到能够无视的程度。因此，认为通过了氧化催化剂31并由下游侧的NOx/λ传感器45检测的排气中的实际λ值λAct、与从引擎10排出的排气中的推定λ值λEst一致。即，在这些实际λ值λAct与推定λ值λEst产生了误差Δλ的情况下，能够假定为是因对各缸内喷射器11的指示喷射量与实际喷射量之差而导致的误差。以下，基于图8的流程来说明由学习校正系数运算部91进行的使用了该误差Δλ的学习校正系数的运算处理。
在在步骤S300中，基于引擎转速Ne及油门开度Q，判定引擎10是否处于稀燃运转状态。如果处于稀燃运转状态，则为了开始学习校正系数的运算，进入步骤S310。
在步骤S310中，通过在从推定λ值λEst减去由NOx/λ传感器45检测的实际λ值λAct后的误差Δλ上，乘以学习值增益K1及校正灵敏度系数K2，从而运算学习值FCorrAdpt(FCorrAdpt＝(λEst－λAct)×K1×K2)。推定λ值λEst是根据与引擎转速Ne、油门开度Q相应的引擎10的运转状态而推定运算的。此外，校正灵敏度系数K2是从图7所示的校正灵敏度系数映射91A将由NOx/λ传感器45检测的实际λ值λAct最为输入信号而被读取的。
在步骤S320中，判定学习值FCorrAdpt的绝对值|FCorrAdpt|是否处于预定的校正极限值A的范围内。在绝对值|FCorrAdpt|超过校正极限值A的情况下，本控制被返回而中止本次的学习。
在步骤S330中，判定学习禁止标志FPro是否关闭。作为学习禁止标志FPro，例如有引擎10的过渡运转时、NOx净化控制时(FNP＝1)等。原因在于，在这些条件成立的状态下，误差Δλ由于实际λ值λAct的变化而变大，不能进行精确的学习。引擎10是否处于过渡运转状态例如基于由NOx/λ传感器45检测的实际λ值λAct的时间变化量来判定，在该时间变化量大于预定的阈值的情况下判定为过渡运转状态即可。
在步骤S340中，将基于引擎转速Ne及油门开度Q而被参照的学习值映射91B(参照图7)更新为在步骤S310中运算的学习值FCorrAdpt。更详细而言，在该学习值映射91B上设定有根据引擎转速Ne及油门开度Q划分的多个学习区域。这些学习区域优选越是使用频度多的区域则其范围被设定得越窄，越是使用频度少的区域则其范围被设定得越宽。由此，能够在使用频度较多的区域中提高学习精度，能够在使用频度较少的区域中有效地防止未学习。
在步骤S350中，通过在将引擎转速Ne及油门开度Q作为输入信号而从学习值映射91B读取的学习值上加上“1”，从而运算学习校正系数FCorr(FCorr＝1+FCorrAdpt)。将该学习校正系数FCorr输入到图7所示的喷射量校正部92。
喷射量校正部92通过对引燃喷射QPilot、预喷射QPre、主喷射QMain、后喷射QAfter、远后喷射QPost的各基本喷射量乘以学习校正系数FCorr，从而执行这些燃料喷射量的校正。
这样，通过用与推定λ值λEst与实际λ值λAct的误差Δλ相应的学习值来对各缸内喷射器11校正燃料喷射量，从而能够有效地排除各缸内喷射器11的经年劣化、特性变化、个体差等偏差。
[MAF校正系数]
MAF校正系数运算部95运算在NOx净化控制时的MAF目标值MAFNPL＿Trgt、目标喷射量QNPR＿Trgt的设定中使用的MAF校正系数Maf＿corr。
在本实施方式中，各缸内喷射器11的燃料喷射量被基于由NOx/λ传感器45检测的实际λ值λAct与推定λ值λEst的误差Δλ而校正。但是，由于λ是空气与燃料之比，所以，误差Δλ的主要原因不一定仅限于对各缸内喷射器11的指示喷射量与实际喷射量之差的影响。即，对于λ的误差Δλ，不仅各缸内喷射器11而且MAF传感器40的误差也可能有影响。
图9是表示由MAF校正系数运算部95进行的MAF校正系数Maf＿corr的设定处理的框图。校正系数设定映射96是基于引擎转速Ne及油门开度Q而被参照的映射，预先基于实验等设定有表示与这些引擎转速Ne及油门开度Q对应的MAF传感器40的传感器特性的MAF校正系数Maf＿corr。
MAF校正系数运算部95将引擎转速Ne及油门开度Q作为输入信号从校正系数设定映射96读取MAF校正系数Maf＿corr，并且，将该MAF校正系数Maf＿corr发送到MAF目标值运算部62及喷射量目标值运算部66。由此，能够在NOx净化控制时的MAF目标值MAFNPL＿Trgt、目标喷射量QNPR＿Trgt的设定中有效地反映MAF传感器40的传感器特性。
[其他]
另外，本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当变形而实施。
本申请基于2015年01月19日申请的日本国专利申请(日本特愿2015-007988)，将其内容作为参照援引于此。
工业实用性
本发明的排气净化系统和催化剂再生方法通过根据从排气喷射器的最大极限喷射量推定的能到达λ来禁止实施NOx净化，从而能够有效地防止燃料经济性的恶化，在这一点是有用的。
附图标记说明
10 引擎
11 缸内喷射器
12 进气通道
13 排气通道
16 进气节气门
24 EGR阀
31 氧化催化剂
32 NOx吸收还原型催化剂
33 过滤器
34 排气喷射器
40 MAF传感器
45 NOx/λ传感器
50 ECU

Claims (4)

1.一种排气净化系统，其包括：
NOx吸收还原型催化剂，其被设置在内燃机的排气通道中，在排气为稀燃状态时吸收排气中的NOx，并且，在上述排气为浓燃状态时对已吸收的NOx进行还原净化；
排气喷射器，其被设置在上述排气通道中，位于比上述NOx吸收还原型催化剂靠上游侧的位置，向该排气通道内喷射燃料；
催化剂再生部件，其执行催化剂再生处理，在该催化剂再生处理中，通过至少利用上述排气喷射器的燃料喷射来使上述排气降低到预定的目标λ，从而对已由上述NOx吸收还原型催化剂吸收的NOx进行还原净化；以及
禁止部件，其在即使以上述排气喷射器的最大极限喷射量实施上述燃料喷射也无法使上述排气降低到上述目标λ的情况下，禁止由上述催化剂再生部件执行上述催化剂再生处理。
2.如权利要求1所述的排气净化系统，其中，
上述禁止部件基于上述排气喷射器的上述最大极限喷射量来推定能到达的排气λ，并且，在该推定的排气λ高于上述目标λ的情况下，禁止由上述催化剂再生部件执行上述催化剂再生处理。
3.一种排气净化系统，其包括：
NOx吸收还原型催化剂，其被设置在内燃机的排气通道中，在排气为稀燃状态时吸收排气中的NOx，并且，在上述排气为浓燃状态时对已吸收的NOx进行还原净化；
排气喷射器，其被设置在上述排气通道中，位于比上述NOx吸收还原型催化剂靠上游侧的位置，向该排气通道内喷射燃料；以及
控制单元，其中，
上述控制单元进行动作，以便执行以下的处理：
催化剂再生处理，通过至少利用上述排气喷射器的燃料喷射来使上述排气降低到预定的目标λ，从而对已由上述NOx吸收还原型催化剂吸收的NOx进行还原净化；以及
禁止处理，在即使以上述排气喷射器的最大极限喷射量实施上述燃料喷射也无法使上述排气降低到上述目标λ的情况下，禁止由上述催化剂再生部件执行上述催化剂再生处理。
4.一种排气净化系统中的催化剂再生方法，该排气净化系统包括：内燃机；NOx吸收还原型催化剂，其被设置在上述内燃机的排气通道中，在排气为稀燃状态时吸收排气中的NOx，并且，在上述排气为浓燃状态时对已吸收的NOx进行还原净化；以及排气喷射器，其被设置在上述排气通道中，位于比上述NOx吸收还原型催化剂靠上游侧的位置，向该排气通道内喷射燃料，其中，
上述催化剂再生方法包含如下处理：
催化剂再生处理，通过至少利用上述排气喷射器的燃料喷射来使上述排气降低到预定的目标λ，从而对已由上述NOx吸收还原型催化剂吸收的NOx进行还原净化；以及
禁止处理，在即使以上述排气喷射器的最大极限喷射量实施上述燃料喷射也无法使上述排气降低到上述目标λ的情况下，禁止由上述催化剂再生部件执行上述催化剂再生处理。
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