DE112014006704T5 - Emission control system for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, wobei die Feinstaubausstoßmenge und die HC-Ausstoßmenge optimiert werden können. Das Abgasreinigungssystem umfasst eine LNT zum Oxidieren von HC, ein Kraftstoffeinspritzventil, das eine Haupteinspritzung und eine Nacheinspritzung ausführen kann, ein Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel, das die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt vom Kraftstoffeinspritzventil steuert, ein Temperaturerfassungsmittel, das die LNT-Trägertemperatur erfasst, und ein Oxidationsfähigkeitsschätzungsmittel, das anhand der erfassten Trägertemperatur die HC-Oxidationsfähigkeit der LNT schätzt. Die Haupteinspritzung erfolgende Nacheinspritzung ist als eine Kraftstoffeinspritzung in einem Bereich definiert, in dem mit zunehmendem Abstand von der Haupteinspritzung die Feinstaubbrennungsmenge im Abgasrohr zunimmt. Das Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel erhöht den Abstand zwischen Haupteinspritzzeitpunkt und Nacheinspritzzeitpunkt umso mehr, je höher ein Oxidationscharakteristik-Parameter Pox ist, der die HC-Oxidationsfähigkeit anzeigt.The object of the present invention is to provide an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, wherein the fine dust discharge amount and the HC discharge amount can be optimized. The exhaust purification system includes an LNT for oxidizing HC, a fuel injection valve that can perform a main injection and a post injection, a fuel injection control means that controls the fuel injection amount and the fuel injection timing from the fuel injection valve, a temperature detection means that detects the LNT carrier temperature, and an oxidation ability estimation means estimates the HC oxidation ability of the LNT based on the detected carrier temperature. The main injection post-injection is defined as a fuel injection in a range in which the fine dust combustion amount in the exhaust pipe increases with increasing distance from the main injection. The higher the oxidation characteristic characteristic parameter Pox indicating the HC oxidation ability, the more the fuel injection control means increases the distance between the main injection timing and the post injection timing.

Description

Abgasreinigungssysteme für Verbrennungsmotoren dienen dazu, im Abgas des Motors enthaltenen HC (Kohlenwasserstoff), CO (Kohlenmonoxid) und NOx (Stickoxid) zu entfernen. Am weitesten verbreitet sind Abgasreinigungssysteme, die eine Reaktion an verschiedenen im Abgaskanal vorgesehenen Arten von Katalysatoren nutzen, um die genannten drei Elementbestandteile aus dem Abgas zu entfernen. Als Katalysatoren zur Abgasreinigung wurden Katalysatoren mit verschiedenen Funktionen vorgeschlagen, darunter ein Oxidationskatalysator (im Folgenden auch als „DOC” (kurz für „Diesel Oxidation Catalyst”) bezeichnet), ein Drei-Wege-Katalysator (im Folgenden auch als „TWC” (kurz für „Three-Way Catalyst”) bezeichnet), eine Mager-NOx-Falle (im Folgendenauch als „LNT” (kurz für „Lean NOx Trap”) bezeichnet) und ein selektiver Reduktionskatalysator (im Folgenden auch als „SCR-Katalysator” (kurz für „Selective Catalytic Reduction Catalyst” bezeichnet).Exhaust gas purification systems for internal combustion engines serve to remove HC (hydrocarbon), CO (carbon monoxide) and NOx (nitrogen oxide) contained in the exhaust gas of the engine. Most widely used are exhaust gas purification systems which utilize a reaction on various types of catalysts provided in the exhaust passage to remove the aforementioned three constituent elements from the exhaust gas. Catalysts having various functions have been proposed as catalysts for exhaust gas purification, including an oxidation catalyst (hereinafter also referred to as "DOC" (short for "Diesel Oxidation Catalyst")), a three-way catalyst (hereinafter also referred to as "TWC" (abbreviated for "three-way catalyst"), a lean NOx trap (hereinafter also referred to as "LNT" (short for "lean NOx trap")) and a selective reduction catalyst (hereinafter also referred to as "SCR catalyst" ( short for "Selective Catalytic Reduction Catalyst").

Der Oxidationskatalysator weist eine Oxidationsfunktion für HC und CO Reinigung auf, indem bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch eine Oxidationsreaktion von HC und CO in dem sauerstoffreichen Abgas (mageren Abgas) stattfindet. Dieser Oxidationskatalysator weist außerdem eine Drei-Wege-Reinigungsfunktion auf, da bei einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Gemisch im Abgas (Abgas mit stöchiometrischem Luft-Kraftstoff-Verhältnis) die Oxidationsreaktion für HC und CO und eine Reduktionsreaktion für NOx gleichzeitig mit hoher Effektivität ablaufen. Der Drei-Wege-Katalysator ist ein Katalysator, bei welchem dem beschriebenen Oxidationskatalysator ein Sauerstoffspeichermaterial (im Folgenden auch als „OSC” (kurz für „Oxygen Storage Capacity”) bezeichnet) hinzugefügt wird, und weist im Vergleich zum Oxidationskatalysator ein größeres Drei-Wege-Reinigungsfenster auf, also eine größere Spanne des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, bei dem die Drei-Wege-Reinigungsfunktion erreicht werden kann. Diese Wirkung ergibt sich daraus, dass die Spanne der Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Katalysator im Verhältnis zur Spanne des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vor dem Katalysator durch die Sauerstoffspeicherwirkung des OSC-Materials verkleinert wird.The oxidation catalyst has an oxidation function for HC and CO purification by causing an oxidation reaction of HC and CO in the oxygen-rich exhaust gas (lean exhaust gas) in a lean air-fuel mixture. This oxidation catalyst also has a three-way purifying function because, in a stoichiometric air-fuel mixture in exhaust gas (stoichiometric air-fuel ratio exhaust gas), the oxidation reaction for HC and CO and a reduction reaction for NOx occur simultaneously with high efficiency. The three-way catalyst is a catalyst in which the described oxidation catalyst is added to an oxygen storage material (hereinafter also referred to as "OSC" ("Oxygen Storage Capacity")), and has a larger three-way compared to the oxidation catalyst Cleaning window on, so a wider range of air-fuel ratio at which the three-way cleaning function can be achieved. This effect results from the fact that the range of change in the air-fuel ratio in the catalyst is reduced in proportion to the margin of the air-fuel ratio before the catalyst by the oxygen storage effect of the OSC material.

Bei dem selektiven Reduktionskatalysator wird NOx unter Anwesenheit eines Reduktionsmittels wie NH3 oder HC oder dergleichen, das von außen zugeführt wird oder im Abgas vorhanden ist, reduziert. Die Mager-NOx-Falle speichert das NOx von Abgas mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und reduziert in Abgas mit stöchiometrischem oder fetterem Luft-Kraftstoff-Verhältnis das gespeicherte NOx mithilfe eines Reduktionsmittels. Bei einem Abgasreinigungssystem eines Benzinmotors mit magerer Verbrennung oder eines Dieselmotors oder anderer Motoren mit grundsätzlich magerer Verbrennung wird zum Sicherstellen der NOx-Reinigungsleistung bei Abgas mit magerem Luft-Kraftstoff-Verhältnis häufig ein DeNOx-Katalysator, wie der selektive Reduktionskatalysator, die Mager-NOx-Falle oder dergleichen auch bezeichnet werden, in Kombination mit dem oben beschriebenen Oxidationskatalysator oder Drei-Wege-Katalysator verwendet.In the selective reduction catalyst, NOx is reduced in the presence of a reducing agent such as NH 3 or HC or the like supplied from the outside or present in the exhaust gas. The lean NOx trap stores the NOx of exhaust gas at a lean air-fuel ratio, and in stoichiometric or richer air-fuel ratio exhaust gas, reduces the stored NOx using a reducing agent. In an exhaust gas purification system of a lean-burn gasoline engine or a diesel engine or other lean-burn engines, to ensure the NOx purification performance of lean air-fuel ratio exhaust gas, a DeNOx catalyst such as the selective reduction catalyst, the lean NOx catalyst, is often used. Trap or the like also be used in combination with the above-described oxidation catalyst or three-way catalyst.

Die japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 2010-116781 und 2009-293585 schlagen ein Abgasreinigungssystem vor, wobei ein Drei-Wege-Katalysator und ein DeNOx-Katalysator miteinander kombiniert sind. Bei dem Abgasreinigungssystem der JP-O Nr. 2010-116781 wird während des Motoraufwärmprozesses, wenn der am Unterboden vorgesehene DeNOx-Katalysator keine ausreichende NOx-Reinigungsleistung erzielen kann, ein stöchiometrischer Fahrbetrieb mit stöchiometrischem Luft-Kraftstoff-Gemisch durchgeführt, und die Drei-Wege-Reinigungsreaktion des Drei-Wege-Katalysators ausgenutzt, um einer Verringerung der NOx-Reinigungsrate während des Motoraufwärmprozesses entgegenzuwirken. Bei dem Abgasreinigungssystem der JP-O Nr. 2009-293585 wird bei einem Fahrbetrieb, bei dem die NOx-Ausstoßmenge einen bestimmten zulässigen Wert überschreitet, ein stöchiometrischer Fahrbetrieb durchgeführt und NOx unter Ausnutzung der Drei-Wege-Reinigungsreaktion wirksam entfernt. In Bezug auf einen solchen stöchiometrischen Fahrbetrieb offenbart die JP-O Nr. 2010-127251 ein Abgasreinigungssystem, wobei bei einer SOx-Abgabesteuerung zum Abscheiden von SOx, das in einem DeNOx-Katalysator gespeichert wurde, durch Durchführen einer Nacheinspritzung im Anschluss an die Haupteinspritzung das Luft-Kraftstoff-Gemisch stöchiometrisch gemacht wird.The Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2010-116781 and 2009-293585 propose an exhaust gas purification system combining a three-way catalyst and a DeNOx catalyst. In the exhaust gas purification system of JP-O No. 2010-116781, stoichiometric stoichiometric air-fuel mixture driving, and the three-way, is performed during the engine warm-up process when the DeNOx catalyst provided on the underbody can not achieve sufficient NOx purification performance Purification reaction of the three-way catalyst exploited to counteract a reduction in the NOx purification rate during the engine warm-up process. In the exhaust gas purification system of JP-O No. 2009-293585, in a driving operation in which the NOx discharge amount exceeds a certain allowable value, a stoichiometric driving operation is performed and NOx is effectively removed by utilizing the three-way cleaning reaction. With respect to such stoichiometric driving, the JP-O No. 2010-127251 an exhaust gas purification system wherein, in SOx discharge control for separating SOx stored in a DeNOx catalyst, by performing post injection after the main injection, the air-fuel mixture is made stoichiometric.

Dokumente des Stands der TechnikDocuments of the prior art

PatentdokumentePatent documents

  • Patentschrift 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-116781 Patent document 1: Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2010-116781
  • Patentschrift 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-293585 Patent document 2: Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2009-293585
  • Patentschrift 3: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-127251 Patent 3: Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2010-127251

Auf diese Weise geschieht es bei einem Abgasreinigungssystem mit DeNOx-Katalysator, dass durch Durchführen eines stöchiometrischen Fahrbetriebs die NOx-Ausstoßmenge des Systems insgesamt weiter reduziert werden kann als für den Fall, dass die NOx-Entfernung im fortgesetzt mageren Fahrbetrieb hauptsächlich mittels DeNOx-Katalysator erfolgt. Allerdings ist bekannt, dass im stöchiometrischen Fahrbetrieb die Menge des von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Feinstaubs im Gegensatz zu NOx sogar zunimmt. Daher wird im stöchiometrischen Fahrbetrieb vorzugsweise eine Nacheinspritzung durchgeführt, deren Technik etwa in JP-O Nr. 2010-127251 beschrieben ist. Durch eine Nacheinspritzung kann der durch die Haupteinspritzung erzeugte Feinstaub im Abgasrohr verbrannt werden, so dass die vom Verbrennungsmotor ausgestoßene Feinstaubmenge reduziert werden kann.In this way, in an exhaust gas purification system with DeNOx catalyst, by performing a stoichiometric driving operation, the overall NOx emission amount of the system further continues can be reduced than in the case that the NOx removal takes place in the continued lean driving mainly by DeNOx catalyst. However, it is known that in stoichiometric driving, the amount of particulate matter emitted from an internal combustion engine actually increases, unlike NOx. Therefore, in the stoichiometric driving operation preferably a post-injection is carried out, whose technique is approximately in JP-O No. 2010-127251 is described. Through post-injection, the fine dust produced by the main injection can be burnt in the exhaust pipe, so that the amount of fine dust ejected from the internal combustion engine can be reduced.

32 zeigt die Nacheinspritzmenge im stöchiometrischen Betrieb (mg/Hub) bzw. den Abstand zwischen Haupteinspritzung und Nacheinspritzung (Grad) sowie das Verhältnis zwischen Feinstaubausstoßmenge (mg/Hub) und HC-Ausstoßmenge (mg/Hub). In 32 stellt die durchgezogene Linie die Feinstaubausstoßmenge dar, während die unterbrochene Linie die HC-Ausstoßmenge darstellt. Bei der Feinstaubausstoßmenge und der HC-Ausstoßmenge aus 32 handelt es sich dabei jeweils um die pro Zeiteinheit vom Verbrennungsmotor ausgestoßene Menge. 32 shows the post-injection quantity in stoichiometric mode (mg / stroke) or the distance between main injection and post-injection (degree) and the ratio between particulate matter output rate (mg / stroke) and HC output quantity (mg / stroke). In 32 The solid line represents the particulate matter discharge amount, while the broken line represents the HC discharge amount. At the fine dust discharge amount and the HC discharge amount off 32 these are in each case the quantity ejected from the internal combustion engine per unit of time.

Wie die durchgezogene Linie in 32 zeigt, nimmt die Feinstaubausstoßmenge umso mehr ab, je größer die Nacheinspritzmenge ist oder je größer der Abstand der Nacheinspritzung ist. Die unterbrochene Linie in 32 zeigt jedoch, dass die HC-Ausstoßmenge umso mehr zunimmt, je größer die Nacheinspritzmenge ist oder je größer der Abstand der Nacheinspritzung ist. Das heißt, im stöchiometrischen Betrieb besteht zwischen Feinstaubausstoßmenge und HC-Ausstoßmenge ein Kompromissverhältnis. Der Stand der Technik berücksichtigt jedoch in Bezug auf die Nacheinspritzmenge oder den Zeitpunkt der Nacheinspritzung dieses Verhältnis zwischen Feinstaubausstoßmenge und HC-Ausstoßmenge nicht und legt diese starr gemäß einem im Voraus festgelegten Kennfeld entsprechend dem Fahrbetriebszustand des Verbrennungsmotors fest, weshalb keineswegs von einer Optimierung von Feinstaubausstoßmenge und HC-Ausstoßmenge die Rede sein kann.Like the solid line in 32 shows, the larger the post-injection amount or the larger the distance of the post-injection, the more decreases the particulate matter emission. The broken line in 32 shows, however, that the larger the post-injection amount or the larger the post-injection interval, the more the HC discharge amount increases. That is, in stoichiometric operation, there is a trade-off between particulate matter output and HC output. However, the prior art does not consider this relationship between PM emission amount and HC discharge amount with respect to the Nacheinspritzmenge or the time of the post injection rigidly according to a predetermined map according to the driving condition of the internal combustion engine, which is by no means of an optimization of particulate matter emission rate and HC output can be the question.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehenden Punkte getätigt, und es ist ihre Aufgabe, ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, wobei die Feinstaubausstoßmenge und die HC-Ausstoßmenge optimiert werden können.The present invention has been made in consideration of the above points, and its object is to provide an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, wherein the particulate matter discharge amount and the HC discharge amount can be optimized.

Kurzdarstellung der ErfindungBrief description of the invention

  • (1) Ein erfindungsgemäßes Abgasreinigungssystem (beispielsweise Abgasreinigungssystem 2) eines Verbrennungsmotors (beispielsweise Motor 1) umfasst einen HC-Oxidationskatalysator (beispielsweise LNT 41), der im Abgaskanal (beispielsweise Abgaskanal 11) des Verbrennungsmotors vorgesehen ist und dazu dient, HC im Abgas zu oxidieren, ein Kraftstoffeinspritzventil (beispielsweise Kraftstoffeinspritzventil 13), das eine Haupteinspritzung und eine nach der Haupteinspritzung erfolgende Nacheinspritzung durchführen kann, wobei es sich um eine Kraftstoffeinspritzung in einem Bereich handelt, in dem mit zunehmendem Abstand von der Haupteinspritzung die Feinstaubbrennungsmenge im Abgasrohr zunimmt, ein Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel (beispielsweise ECU 3), das die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt des Kraftstoffeinspritzventils steuert, ein Temperaturerfassungsmittel (beispielsweise Temperatursensor vor dem Katalysator 53, Temperatursensor nach dem Katalysator 54 und ECU 3), das die Temperatur des HC-Oxidationskatalysators erfasst, und ein Oxidationsfähigkeitsschätzungsmittel (beispielsweise ECU 3 und die an späterer Stelle unter Bezugnahme auf 10 beschriebene Verarbeitung von S52 bis S54 durchführt), das anhand der Temperatur des HC-Oxidationskatalysators die HC-Oxidationsfähigkeit des HC-Oxidationskatalysators schätzt, wobei das Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel den Abstand zwischen Haupteinspritzzeitpunkt und Nacheinspritzzeitpunkt umso mehr erhöht, je höher die HC-Oxidationsfähigkeit ist.(1) An exhaust gas purification system according to the invention (for example, exhaust gas purification system 2 ) of an internal combustion engine (for example engine 1 ) comprises an HC oxidation catalyst (for example LNT 41 ), in the exhaust duct (for example, exhaust duct 11 ) of the internal combustion engine and serves to oxidize HC in the exhaust gas, a fuel injection valve (for example, fuel injection valve 13 ) capable of performing a main injection and a post-injection after the main injection, which is a fuel injection in a region in which the fine dust combustion amount in the exhaust pipe increases with increasing distance from the main injection, a fuel injection control means (e.g. 3 ) controlling the fuel injection amount and the fuel injection timing of the fuel injection valve, a temperature detection means (for example, a temperature sensor in front of the catalyst 53 , Temperature sensor after the catalyst 54 and ECU 3 ), which detects the temperature of the HC oxidation catalyst, and an oxidizing ability estimating means (for example, ECU 3 and the later with reference to 10 performing processing from S52 to S54) which estimates the HC oxidation ability of the HC oxidation catalyst based on the temperature of the HC oxidation catalyst, the higher the HC oxidation ability, the more the fuel injection control means increases the distance between the main injection timing and the post injection timing.

31 ist eine erläuternde Ansicht, die die Differenz zwischen der Nacheinspritzung, die eine Kraftstoffeinspritzung nach der Haupteinspritzung ist, und der Folgeeinspritzung. 31 ist eine Verhältnisdarstellung, die den Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge der nach der Haupteinspritzung erfolgenden Kraftstoffeinspritzung sowie die Feinstaubausstoßmenge (links) und die HC-Ausstoßmenge (rechts) aus dem Abgasrohr zeigt. 31 zeigt dabei den Fall eines konstant gehaltenen Motorfahrbetriebs, wobei der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt nach der Haupteinspritzung in einem Bereich von etwa 45–75 (Grad NOT) verändert wird und die Kraftstoffeinspritzmenge nach der Haupteinspritzung zwischen 2 mg (dünne Linie), 6 mg (Linie mittlerer Dicke) und 8 mg (dicke Line) verändert wird. In dem Beispiel aus 31 wird die Kraftstoffeinspritzmenge insgesamt konstant gehalten, während die Kraftstoffeinspritzmenge nach der Haupteinspritzung verändert wird, oder der Haupteinspritzzeitpunkt wird konstant gehalten, während der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt nach der Haupteinspritzung verändert wird. 31 FIG. 14 is an explanatory view showing the difference between the post injection, which is a fuel injection after the main injection, and the following injection. FIG. 31 FIG. 15 is a ratio chart showing the injection timing and the injection amount of the post-main injection fuel injection, and the particulate matter discharge amount (left) and the HC discharge amount (right) from the exhaust pipe. 31 shows the case of a constant engine running operation wherein the fuel injection timing after the main injection is changed in a range of about 45-75 (degree NOT) and the fuel injection amount after the main injection is between 2 mg (thin line), 6 mg (middle thickness line) and 8 mg (thick line) is changed. In the example off 31 the total amount of fuel injection is kept constant while the fuel injection amount is changed after the main injection, or the main injection timing is kept constant while the fuel injection timing after the main injection is changed.

Wie in 31 rechts gezeigt ist, nimmt die HC-Ausstoßmenge umso mehr zu, je mehr die Kraftstoffeinspritzmenge nach der Haupteinspritzung gesteigert wird. Die HC-Ausstoßmenge nimmt außerdem umso mehr zu, je größer der Abstand zwischen dem Haupteinspritzzeitpunkt und dem darauffolgenden Kraftstoffeinspritzzeitpunkt ist. Wie in 31 links gezeigt ist, nimmt die Feinstaubausstoßmenge umso mehr ab, je mehr die Kraftstoffeinspritzmenge nach der Haupteinspritzung gesteigert wird. Diese Abnahme der Feinstaubausstoßmenge geht darauf zurück, dass durch Reduzieren der Haupteinspritzmenge die Menge an im Abgasrohr erzeugtem Feinstaub abnimmt und durch den nach der Haupteinspritzung zusätzlich zugeführten Kraftstoff eine Feinstaubverbrennung bei niedriger Temperatur im Abgasrohr stattfindet. As in 31 right, the more the fuel injection amount increases after the main injection, the more the HC discharge amount increases. In addition, the larger the distance between the main injection timing and the subsequent fuel injection timing, the more the HC discharge amount increases. As in 31 On the left side, the more the fuel injection amount increases after the main injection, the more the particulate matter discharge amount decreases. This decrease in the particulate matter discharge amount is due to the fact that reducing the main injection quantity, the amount of particulate matter produced in the exhaust pipe decreases and takes place by the post-main injection additional fuel fine dust combustion at low temperature in the exhaust pipe.

Wie in 31 links gezeigt, nimmt bei Verzögerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts nach der Haupteinspritzung bis etwa 65 Grad die Feinstaubausstoßmenge im Zuge der Verzögerung ab (das heißt, die Feinstaubverbrennungsmenge im Abgasrohr nimmt zu), während die Feinstaubausstoßmenge bei einer Verzögerung jenseits von 65 Grad nicht abnimmt. Der Grund dafür ist, dass bei einer Verzögerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts nach der Haupteinspritzung bis zu etwa 65 Grad die Temperatur des Verbrennungsgases zu stark abnimmt, so dass keine Niedrigtemperatur-Feinstaubverbrennung mehr stattfindet. Bei einer Verzögerung der Kraftstoffeinspritzung nach der Haupteinspritzung um mehr als 65 Grad ist somit nicht mit einer entsprechenden Reduzierungswirkung der Feinstaubausstoßmenge zu rechnen, und die HC-Ausstoßmenge nimmt sogar zu.As in 31 On the left hand side, when retarding the fuel injection timing after the main injection to about 65 degrees, the particulate matter discharge amount decreases in the course of deceleration (that is, the particulate matter combustion amount in the exhaust pipe increases), while the particulate matter discharge amount does not decrease in deceleration beyond 65 degrees. The reason for this is that when the fuel injection timing is retarded after the main injection up to about 65 degrees, the temperature of the combustion gas decreases too much, so that no more low-temperature particulate matter combustion takes place. Thus, when the fuel injection is delayed by more than 65 degrees after the main injection, a corresponding reduction effect of the particulate matter discharge amount is not expected, and the HC discharge amount is even increased.

Die nach der Haupteinspritzung durchgeführte Kraftstoffeinspritzung ist in die Nacheinspritzung und eine nach dieser Nacheinspritzung durchgeführte Folgeeinspritzung unterteilt, doch existiert keine Definition, die diese beiden späteren Einspritzungen klar voneinander abgrenzt. In dieser Hinsicht findet bei der vorliegenden Erfindung eine Abgrenzung zwischen Nacheinspritzung und Folgeeinspritzung statt, da in der Wirkung der Verzögerung des Einspritzzeitpunkts eine wesentliche Veränderung zu beobachten ist. Als Nacheinspritzung wird demnach die Kraftstoffeinspritzung nach der Haupteinspritzung definiert, die in dem Bereich stattfindet, in dem mit zunehmender Verzögerung die Feinstaubverbrennungsmenge im Abgasrohr zunimmt (im Beispiel aus 31 45 bis 65 (Grad NOT)). Als Folgeeinspritzung wiederum wird die Kraftstoffeinspritzung nach der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung definiert, die in einem Bereich stattfindet, in dem die Feinstaubverbrennungsmenge im Abgasrohr trotz Verzögerung nicht zunimmt, und allein die HC-Ausstoßmenge ansteigt (im Beispiel aus 31 65 (Grad NOT) oder höher).

  • (2) In diesem Fall wird bevorzugt, dass im Abgaskanal außerdem ein DeNOx-Katalysator vorgesehen ist, der eine DeNOx-Funktion aufweist, indem er unter Anwesenheit eines dem Abgaskanal zugesetzten Reduktionsmittels NOx aus dem Abgas entfernt, während der HC-Oxidationskatalysator eine Drei-Wege-Reinigungsfunktion aufweist, indem er bei einem stöchiometrisch Luft-Kraftstoff-Gemisch HC, CO und NOx aus dem Abgas entfernt, und wobei das Abgasreinigungssystem außerdem ein NOx-Überschussbeurteilungsmittel aufweist, das entsprechend einem oder beiden von dem Motorzustand und dem Zustand im Abgaskanal beurteilt, ob ein NOx-Überschusszustand herrscht, wobei sich der Anteil der in den NOx-Entfernungskatalysator einströmenden NOx-Menge im Verhältnis zu der durch die DeNOx-Funktion entfernbaren NOx-Menge vergrößert, wobei das Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel für den Fall, dass kein NOx-Überschusszustand herrscht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf mager statt stöchiometrisch regelt, und für den Fall, dass ein NOx-Überschusszustand herrscht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch regelt.
  • (3) In diesem Fall wird bevorzugt, dass der HC-Oxidationskatalysator (beispielsweise LNT 41) außerdem eine Drei-Wege-Reinigungsfunktion, wobei bei stöchiometrischem Luft-Kraftstoff-Gemisch HC, CO und NOx aus dem Abgas entfernt werden, und eine DeNOx-Funktion aufweist, wobei unter Anwesenheit eines dem Abgaskanal zugesetzten Reduktionsmittels NOx aus dem Abgas entfernt wird, wobei das Abgasreinigungssystem außerdem ein NOx-Überschussbeurteilungsmittel (beispielsweise ECU 3 und das an späterer Stelle beschriebene Mittel zum Ausführen von S23 bis S25 aus 6) aufweist, das entsprechend einem oder beiden von dem Motorzustand und dem Zustand im Abgaskanal beurteilt, ob ein NOx-Überschusszustand herrscht, wobei ein Anteil der in den NOx-Entfernungskatalysator einströmenden NOx-Menge im Verhältnis zu der durch die DeNOx-Funktion entfernbaren NOx-Menge sich vergrößert, wobei das Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel für den Fall, dass kein NOx-Überschusszustand herrscht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf mager statt stöchiometrisch regelt, und für den Fall, dass ein NOx-Überschusszustand herrscht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch regelt.
  • (4) Ein erfindungsgemäßes Abgasreinigungssystem (beispielsweise Abgasreinigungssystem 2) eines Verbrennungsmotors (beispielsweise, Motor 1) umfasst einen HC-Oxidationskatalysator (beispielsweise LNT 41), der eine HC-Oxidationsfunktion, wobei HC aus dem Abgas oxidiert wird, und eine Drei-Wege-Reinigungsfunktion aufweist, wobei bei stöchiometrischem Luft-Kraftstoff-Gemisch HC, CO und NOx aus dem Abgas entfernt werden, ein Kraftstoffeinspritzventil (beispielsweise Kraftstoffeinspritzventil 13), das eine Haupteinspritzung und eine nach der Haupteinspritzung erfolgende Nacheinspritzung durchführen kann, wobei es sich um eine Kraftstoffeinspritzung in einem Bereich handelt, in dem mit zunehmendem Abstand von der Haupteinspritzung die Feinstaubbrennungsmenge im Abgasrohr zunimmt, ein Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel (beispielsweise ECU 3), das die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt des Kraftstoffeinspritzventils steuert, ein Temperaturerfassungsmittel (beispielsweise Temperatursensor vor dem Katalysator 53, Temperatursensor nach dem Katalysator 54 und ECU 3), das die Temperatur des HC-Oxidationskatalysators erfasst, ein Oxidationsfähigkeitsschätzungsmittel (beispielsweise ECU 3 und ein Mittel, das die an späterer Stelle unter Bezugnahme auf 10 beschriebene Verarbeitung von S52 bis S54 durchführt), das anhand der Temperatur des HC-Oxidationskatalysators die HC-Oxidationsfähigkeit des HC-Oxidationskatalysators schätzt, und ein NOx-Überschussbeurteilungsmittel (beispielsweise ECU 3 und das an späterer Stelle beschriebene Mittel zum Ausführen von S23 bis S25 aus 6), das entsprechend einem oder beiden von dem Motorzustand und dem Zustand im Abgaskanal beurteilt, ob ein NOx-Überschusszustand herrscht, wobei sich ein Anteil der in den NOx-Entfernungskatalysator einströmenden NOx-Menge im Verhältnis zu der durch die DeNOx-Funktion entfernbaren NOx-Menge vergrößert, wobei das Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel für den Fall, dass geurteilt wird, dass ein NOx-Überschusszustand herrscht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch regelt, während die Nacheinspritzmenge so erhöht wird, dass sich die HC-Oxidationsfähigkeit steigert.
  • (5) In diesem Fall wird die HC-Oxidationsfähigkeit vorzugsweise anhand von Zahlen dargestellt, nämlich einem Basisfaktor (Pox_bs) in Abhängigkeit von der Temperatur des HC-Oxidationskatalysators und dem Abgasvolumen, und Verschlechterungsfaktoren (Kmod, Kox, Krd, Dtw) in Abhängigkeit vom Verschlechterungsgrad des HC-Oxidationskatalysators.
  • (6) In diesem Fall schätzt das Oxidationsfähigkeitsschätzungsmittel die HC-Oxidationsfähigkeit vorzugsweise anhand eines Wärmeerzeugungskoeffizienten (c) des HC-Oxidationskatalysators, der den Beitrag des durch die Nacheinspritzung zugeführten Kraftstoffs zum Temperaturanstieg des HC-Oxidationskatalysators anzeigt.
  • (7) In diesem Fall schätzt das Oxidationsfähigkeitsschätzungsmittel die HC-Oxidationsfähigkeit vorzugsweise anhand der Reduktionsmittelmenge, die zum Abscheiden des im HC-Oxidationskatalysator gespeicherten Sauerstoffs benötigt wird, oder anhand der Reduktionsmittelmenge (Crd_hat), die zum Reduzieren des im HC-Oxidationskatalysator gespeicherten NOx benötigt wird.
  • (8) In diesem Fall weist das Abgasreinigungssystem vorzugsweise außerdem einen O2-Sensor (beispielsweise O2-Sensor nach dem Katalysator 52) auf, der die Sauerstoffkonzentration im Abgas stromabwärts vom HC-Oxidationskatalysator erfasst, und das Oxidationsfähigkeitsschätzungsmittel schätzt die HC-Oxidationsfähigkeit anhand eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sollwerts (AFcmd), der derart festgelegt ist, dass der Ausgabewert (Vout) des O2-Sensors auf einem bestimmten Sollwert (Vcmd) gehalten wird.
The fuel injection performed after the main injection is divided into the post injection and a post injection carried out after this post injection, but there is no definition clearly separating these two later injections. In this regard, in the present invention, a demarcation between post-injection and follow-up injection occurs because a significant change is observed in the effect of injection timing retardation. Accordingly, as a post-injection, the fuel injection after the main injection is defined, which takes place in the region in which the fine dust combustion amount in the exhaust pipe increases with increasing delay (in the example of FIG 31 45 to 65 (degree NOT)). In turn, as follow-up injection, the fuel injection after the main injection and the post-injection takes place in a region where the particulate matter combustion amount in the exhaust pipe does not increase despite deceleration, and only the HC discharge amount increases (in the example FIG 31 65 (degree NOT) or higher).
  • (2) In this case, it is preferable that a DeNOx catalyst having a DeNOx function is also provided in the exhaust passage by removing NOx from the exhaust gas in the presence of a reducing agent added to the exhaust passage, while the HC oxidation catalyst carries out a three-way reaction. Having a path cleaning function by removing HC, CO and NOx from the exhaust gas in a stoichiometric air-fuel mixture, and wherein the exhaust gas purifying system further comprises NOx surplus judgment means judging according to one or both of the engine condition and the condition in the exhaust passage whether there is an NOx excess state, wherein the proportion of the NOx amount flowing into the NOx removal catalyst increases in proportion to the amount of NOx removable by the DeNOx function, the fuel injection control means being in the case of no NOx excess state , which regulates air-fuel ratio to lean instead of stoichiometric, and in the event that there is an excess NOx state, stoichiometrically controlling the air-fuel ratio.
  • (3) In this case, it is preferable that the HC oxidation catalyst (for example, LNT 41 ) also has a three-way cleaning function, wherein stoichiometric air-fuel mixture HC, CO and NOx are removed from the exhaust gas, and has a DeNOx function, wherein in the presence of a reducing agent added to the exhaust gas NOx is removed from the exhaust gas, wherein the exhaust gas purifying system further includes NOx excess judging means (for example, ECU 3 and the later-described means for executing S23 to S25 6 ) which, according to one or both of the engine condition and the condition in the exhaust passage, judges whether or not there is an excess NOx condition, a proportion of the amount of NOx flowing into the NOx removal catalyst relative to the NOx removal capability of the DeNOx function. Amount increases, wherein the fuel injection control means in the event that there is no excess NOx state controls the air-fuel ratio to lean rather than stoichiometric, and in the event that there is an excess NOx state, stoichiometrically controls the air-fuel ratio ,
  • (4) An exhaust gas purification system according to the invention (for example, exhaust gas purification system 2 ) of an internal combustion engine (for example, engine 1 ) comprises an HC oxidation catalyst (for example LNT 41 ) having an HC oxidation function, wherein HC is oxidized from the exhaust gas, and a three-way cleaning function, wherein in stoichiometric air-fuel mixture HC, CO and NOx are removed from the exhaust gas, a fuel injection valve (for example, fuel injection valve 13 ) capable of performing a main injection and a post-injection after the main injection, which is a fuel injection in a range in which as the distance increases from the main injection increases the fine dust combustion amount in the exhaust pipe, a fuel injection control means (for example ECU 3 ) controlling the fuel injection amount and the fuel injection timing of the fuel injection valve, a temperature detection means (for example, a temperature sensor in front of the catalyst 53 , Temperature sensor after the catalyst 54 and ECU 3 ), which detects the temperature of the HC oxidation catalyst, an oxidizing ability estimating means (for example, ECU 3 and a remedy, referring to the later reference to 10 performing processing from S52 to S54) that estimates the HC oxidation ability of the HC oxidation catalyst based on the temperature of the HC oxidation catalyst, and a NOx surplus judgment means (for example, ECU 3 and the later-described means for executing S23 to S25 6 ) which judges whether there is a NOx surplus condition in accordance with one or both of the engine condition and the condition in the exhaust passage, whereby a proportion of the NOx amount flowing into the NOx removal catalyst is increased in proportion to the NOx NOx removal capability of the DeNOx function. Increased amount, wherein the fuel injection control means in the event that it is judged that a NOx excess state prevails, stoichiometrically controls the air-fuel ratio, while the post-injection amount is increased so that the HC oxidation ability increases.
  • (5) In this case, the HC oxidation ability is preferably represented by numbers, namely, a base factor (Pox_bs) depending on the temperature of the HC oxidation catalyst and the exhaust gas volume, and deterioration factors (Kmod, Kox, Krd, Dtw) depending on Degree of deterioration of the HC oxidation catalyst.
  • (6) In this case, the oxidizing ability estimating means preferably estimates the HC oxidizing ability from a heat generation coefficient (c) of the HC oxidation catalyst indicating the contribution of the fuel supplied by the post injection to the temperature rise of the HC oxidation catalyst.
  • (7) In this case, the oxidizing ability estimating means preferably estimates the HC oxidizing ability by the amount of reducing agent needed to separate the oxygen stored in the HC oxidizing catalyst or by the reducing agent amount (Crd_hat) needed to reduce the NOx stored in the HC oxidizing catalyst becomes.
  • (8) In this case, the exhaust gas purifying system preferably further includes an O 2 sensor (for example, O 2 sensor after the catalyst 52 ), which detects the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the HC oxidation catalyst, and the oxidizing ability estimating means estimates the HC oxidizing ability based on an air-fuel ratio target value (AFcmd) set such that the output value (Vout) of the O 2 Sensor is kept at a certain setpoint (Vcmd).

Wirkung der ErfindungEffect of the invention

  • (1) Wird der Abstand zwischen Haupteinspritzzeitpunkt und Nacheinspritzzeitpunkt erhöht, so nimmt zwar die Feinstaubausstoßmenge ab, doch nimmt zugleich die HC-Ausstoßmenge zu. Wird hingegen der Abstand zwischen Haupteinspritzzeitpunkt und Nacheinspritzzeitpunkt verringert, so nimmt zwar die Feinstaubausstoßmenge zu, doch nimmt zugleich die HC-Ausstoßmenge ab (siehe 31, wie oben erörtert). Bei der vorliegenden Erfindung wird die HC-Oxidationsfähigkeit des HC-Oxidationskatalysators anhand der Temperatur des HC-Oxidationskatalysators geschätzt, und der Abstand zwischen Haupteinspritzzeitpunkt und Nacheinspritzzeitpunkt wird umso mehr erhöht, je größer die HC-Oxidationsfähigkeit ist. Wenn beispielsweise, wie oben beschrieben, unter Anwendung einer Haupteinspritzung und einer Nacheinspritzung ein stöchiometrischer Fahrbetrieb stattfindet und in dieser Weise entsprechend der HC-Oxidationsfähigkeit des HC-Oxidationskatalysators der Abstand zwischen Haupteinspritzzeitpunkt und Nacheinspritzzeitpunkt geregelt wird, kann unter Beibehaltung der Menge an nicht entferntem HC, das stromabwärts aus dem HC-Oxidationskatalysator austritt, die vom Motor ausgestoßene Feinstaubmenge auf einem Minimum gehalten werden.(1) When the distance between the main injection timing and the post-injection timing is increased, although the particulate matter discharge amount decreases, the HC discharge amount increases at the same time. If, on the other hand, the distance between the main injection time and the post-injection time is reduced, the fine dust ejection quantity increases, but at the same time the HC ejection quantity decreases (see FIG 31 as discussed above). In the present invention, the HC oxidation ability of the HC oxidation catalyst is estimated from the temperature of the HC oxidation catalyst, and the larger the HC oxidation ability, the more the distance between the main injection timing and the post injection timing is increased. For example, as described above, when a stoichiometric driving operation is performed using a main injection and a post injection, and thus the distance between the main injection timing and the post injection timing is controlled according to the HC oxidation ability of the HC oxidation catalyst, maintaining the amount of HC not removed, downstream of the HC oxidation catalyst, the amount of PM discharged from the engine is kept to a minimum.
  • (2) Gemäß der vorliegenden Erfindung wird entsprechend einem oder beiden von einem Motorzustand und einem Zustand im Abgaskanal beurteilt, ob ein NOx-Überschusszustand herrscht, wobei der der NOx-Mengenanteil, der in den NOx-Entfernungskatalysator einströmt, im Verhältnis zu der NOx-Menge, die durch die magere NOx-Reinigungsfunktion entfernt werden kann, zunimmt. Der NOx-Überschusszustand bezeichnet dabei konkreter ausgedrückt etwa einen Beschleunigungsfahrbetrieb, wobei die vom Motor ausgestoßene NOx-Menge zunimmt, oder einen Zeitpunkt unmittelbar nach dem Anlassen des Motors, wenn die Temperatur des NOx-Entfernungskatalysators niedrig ist und die magere NOx-Reinigungsfunktion abgeschwächt ist. Wenn kein NOx-Überschusszustand herrscht, wird bei der vorliegenden Erfindung ein magerer Fahrbetrieb durchgeführt, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht auf stöchiometrisch, sondern auf mager geregelt wird, um mittels der mageren NOx-Reinigungsfunktion NOx zu entfernen, und wenn ein NOx-Überschusszustand herrscht, wird ein stöchiometrischer Fahrbetrieb durchgeführt, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf stöchiometrisch geregelt wird, um unter gemeinsamer Anwendung von Haupteinspritzung und Nacheinspritzung mittels der Drei-Wege-Reinigungsfunktion NOx zu entfernen. Indem auf diese Weise entsprechend dem Zustand von Motor oder Zustand im Inneren des Abgaskanals zwischen magerem Fahrbetrieb und stöchiometrischem Fahrbetrieb gewechselt wird, kann eine hohe NOx-Reinigungsrate für das Abgasreinigungssystem insgesamt beibehalten werden. Indem im stöchiometrischen Fahrbetrieb der Abstand zwischen Haupteinspritzzeitpunkt und Nacheinspritzzeitpunkt gemäß der HC-Oxidationsfähigkeit geregelt wird, kann unter Beibehaltung der Menge an nicht entferntem HC, das stromabwärts aus dem HC-Oxidationskatalysator austritt, die vom Motor ausgestoßene Feinstaubmenge auf einem Minimum gehalten werden. Zusammengefasst können gemäß der vorliegenden Erfindung NOx und HC mit hoher Effizienz entfernt werden, während die Feinstaubausstoßmenge auf einem Minimum gehalten wird.(2) According to the present invention, it is judged according to one or both of an engine condition and a condition in the exhaust passage whether or not there is a NOx surplus condition, wherein the amount of NOx flowing into the NOx removal catalyst relative to the NOx Amount that can be removed by the lean NO x purifying function increases. Specifically, the NOx surplus state means, for example, an accelerating driving operation in which the amount of NOx discharged from the engine increases or a timing immediately after starting the engine when the temperature of the NOx removing catalyst is low and the lean NOx purifying function is weakened. In the present invention, when there is no NOx excess state, a lean running operation is performed wherein the air-fuel ratio is controlled not to be stoichiometric but lean to remove NOx by the lean NOx purifying function, and when a NOx Excessive state prevails, a stoichiometric driving operation is performed, wherein the air-fuel ratio is controlled to stoichiometrically, with the common application of main injection and post-injection by means of the three-way cleaning function to remove NOx. By thus switching between lean running and stoichiometric driving according to the state of the engine or the state inside the exhaust passage, a high NOx purification rate for the exhaust gas purification system as a whole can be maintained. By controlling the distance between the main injection timing and the post-injection timing according to the HC oxidizing ability in the stoichiometric driving operation, while maintaining the amount of unreacted HC exiting the HC oxidation catalyst downstream, the amount of particulate matter discharged from the engine can be kept to a minimum. In summary, according to the present invention, NOx and HC can be removed with high efficiency while keeping the particulate matter discharge amount to a minimum.
  • (3) Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich dadurch von der Erfindung unter (2) oben, dass der HC-Oxidationskatalysator eine NOx-Reinigungsfunktion aufweist. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher dieselbe Wirkung wie mit der Erfindung unter (2) erzielt werden.(3) The present invention differs from the invention in (2) above in that the HC oxidation catalyst has a NOx purifying function. According to the present invention, therefore, the same effect as with the invention can be obtained in (2).
  • (4) Wenn die Nacheinspritzmenge erhöht wird, nimmt zwar die Feinstaubausstoßmenge ab, doch die HC-Ausstoßmenge nimmt zu. Wird die Nacheinspritzmenge verringert, so nimmt zwar die Feinstaubausstoßmenge zu, doch nimmt zugleich die HC-Ausstoßmenge ab (siehe 31, wie oben erörtert). Wenn bei der vorliegenden Erfindung geurteilt wird, dass ein NOx-Überschusszustand herrscht, wird ein stöchiometrisch Fahrbetrieb durchgeführt, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf stöchiometrisch geregelt wird, um mittels Drei-Wege-Reinigungsfunktion NOx aus dem Abgas wirksam zu entfernen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zudem im stöchiometrischen Fahrbetrieb die Nacheinspritzmenge umso mehr erhöht, je größer die HC-Oxidationsfähigkeit ist. So kann unter Beibehaltung der Menge an nach entferntem HC innerhalb des zulässigen Bereiches, das stromabwärts aus dem HC-Oxidationskatalysator austritt, die vom Motor ausgestoßene Feinstaubmenge auf einem Minimum gehalten werden.(4) When the post-injection amount is increased, although the particulate matter discharge amount decreases, the HC discharge amount increases. If the post-injection amount is reduced, although the particulate matter ejection amount increases, at the same time, the HC ejection amount decreases (refer to FIG 31 as discussed above). In the present invention, when it is judged that there is a NOx surplus state, a stoichiometric driving operation is performed with the air-fuel ratio being stoichiometrically controlled to effectively remove NOx from the exhaust gas by the three-way purifying function. According to the present invention, moreover, in the stoichiometric driving operation, the larger the HC oxidizing ability, the more the post injection quantity is increased. Thus, while maintaining the amount of HC removed within the allowable range exiting downstream of the HC oxidation catalyst, the amount of PM discharged from the engine can be kept to a minimum.
  • (5) Bei der vorliegenden Erfindung wird anhand eines Basisfaktors, der sich abhängig vom jeweiligen Motorzustand, wie etwa Temperatur des Oxidationskatalysators oder Abgasvolumen, und vom Zustand im Abgaskanal verändert, und eines Verschlechterungsfaktors, der sich abhängig von der Verschlechterung des HC-Oxidationskatalysators verändert, die HC-Oxidationsfähigkeit des HC-Oxidationskatalysators in Zahlen dargestellt. Da auf diese Weise die HC-Oxidationsfähigkeit stets präzise erfasst werden kann, können der Abstand zwischen Haupteinspritzzeitpunkt und Nacheinspritzzeitpunkt und die Nacheinspritzmenge angemessen geregelt werden.(5) In the present invention, based on a basic factor that varies depending on the engine condition such as temperature of the oxidation catalyst or exhaust gas volume, and the state in the exhaust passage, and a deterioration factor that changes depending on the deterioration of the HC oxidation catalyst, the HC oxidation ability of the HC oxidation catalyst is shown in numbers. In this way, since the HC oxidizing ability can always be accurately detected, the distance between the main injection timing and the post-injection timing and the post injection quantity can be appropriately controlled.
  • (6) Während der Nacheinspritzung wird durch die Haupteinspritzung erzeugter Feinstaub verbrannt, wobei im Zuge der Verringerung der Feinstaubausstoßmenge die HC-Ausstoßmenge zunimmt. Wenn die HC-Ausstoßmenge zunimmt, nimmt auch die durch die HC-Oxidationsfunktion im HC-Oxidationskatalysator erzeugte Wärme entsprechend zu. Das heißt, ein Wärmeerzeugungskoeffizient des HC-Oxidationskatalysators, der den Beitragsgrad des durch die Nacheinspritzung zugeführten Kraftstoffs zum Temperaturanstieg des HC-Oxidationskatalysators anzeigt, kann als ein Index der HC-Oxidationsfunktion dienen. Indem bei der vorliegenden Erfindung der diese Charakteristik aufweisende Wärmeerzeugungskoeffizient verwendet wird, kann die HC-Oxidationsfähigkeit mit hoher Genauigkeit beibehalten werden, wodurch auch der Abstand zwischen Haupteinspritzzeitpunkt und Nacheinspritzzeitpunkt und die Nacheinspritzmenge angemessen geregelt werden können.(6) During the post-injection, particulate matter generated by the main injection is burned, and as the particulate matter discharge amount decreases, the HC discharge amount increases. As the HC discharge amount increases, the heat generated by the HC oxidation function in the HC oxidation catalyst also increases accordingly. That is, a heat generation coefficient of the HC oxidation catalyst indicating the degree of contribution of the fuel supplied by the post injection to the temperature rise of the HC oxidation catalyst may serve as an index of the HC oxidation function. By using the heat generation coefficient having this characteristic in the present invention, the HC oxidation ability can be maintained with high accuracy, whereby the distance between the main injection timing and the post injection timing and the post injection quantity can be appropriately controlled.
  • (7) Es kommt vor, dass als HC-Oxidationskatalysator ein Katalysator mit Speicherfunktion für Sauerstoff oder NOx aus dem Abgas verwendet wird. Es wird angenommen, dass diese Speicherfunktion im Zuge der Verschlechterung des HC-Oxidationskatalysators im gleichen Maße wie die HC-Oxidationsfunktion abnimmt. Die zum Eliminieren des im HC-Oxidationskatalysator gespeicherten Sauerstoffs benötigte Reduktionsmittelmenge, die zum Reduzieren des im HC-Oxidationskatalysator gespeicherten NOx benötigte Reduktionsmittelmenge oder dergleichen können nicht nur als Index für die Speicherleistung des HC-Oxidationskatalysators, sondern auch für die HC-Oxidationsleistung dienen. Indem bei der vorliegenden Erfindung diese Reduktionsmittelmenge verwendet wird, kann die HC-Oxidationsfähigkeit mit hoher Genauigkeit beibehalten werden, wodurch auch der Abstand zwischen Haupteinspritzzeitpunkt und Nacheinspritzzeitpunkt und die Nacheinspritzmenge angemessen geregelt werden können.(7) It happens that a catalyst having a storage function for oxygen or NOx from the exhaust gas is used as the HC oxidation catalyst. It is believed that this storage function decreases as the HC oxidation catalyst degrades to the same extent as the HC oxidation function. The amount of reducing agent required for eliminating the oxygen stored in the HC oxidation catalyst, which is necessary for reducing the amount of NOx stored in the HC oxidation catalyst or the like, can serve not only as an index for the storage performance of the HC oxidation catalyst but also for the HC oxidation performance. By using this amount of reducing agent in the present invention, the HC oxidation ability can be maintained with high accuracy, whereby the distance between the main injection timing and the post injection timing and the post injection quantity can be appropriately controlled.
  • (8) Bei der vorliegenden Erfindung wird die HC-Oxidationsfähigkeit anhand eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sollwerts geschätzt, der derart festgelegt ist, dass ein Ausgabewert eines stromabwärts des HC-Oxidationskatalysators vorgesehenen O2-Sensors auf einem Sollwert gehalten wird. Dabei entspricht der Zustand, in dem der Ausgabewert des O2-Sensors auf seinem Sollwert geschlüpft wird, einem Zustand, in dem eine geringfügige Menge an Reduktionsmittel auf die stromabwärtige Seite des HC-Oxidationskatalysators gelangt. Die Menge an Reduktionsmittel, die zum Beibehalten dieses Reduktionsmittelschlupfzustand benötigt wird, sinkt mit abnehmender Reduktionsfähigkeit des HC-Oxidationskatalysators. Im Zuge der Abnahme der Reduktionsfähigkeit des HC-Oxidationskatalysators verlagert sich der zum Halten des Ausgabewerts des O2-Sensors auf seinem Sollwert erforderliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sollwert hin zu mager. Es wird angenommen, dass diese Reduktionsfähigkeit des HC-Oxidationskatalysators im Zuge der Verschlechterung des HC-Oxidationskatalysators im gleichen Maße wie die HC-Oxidationsfunktion abnimmt. Daher ist der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sollwert nicht nur ein Index für die Reduktionsfähigkeit des HC-Oxidationskatalysators, sondern auch für die HC-Oxidationsleistung. Indem bei der vorliegenden Erfindung dieser Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sollwert verwendet wird, kann die HC-Oxidationsfähigkeit mit hoher Genauigkeit beibehalten werden, wodurch auch der Abstand zwischen Haupteinspritzzeitpunkt und Nacheinspritzzeitpunkt und die Nacheinspritzmenge angemessen geregelt werden können.(8) In the present invention, the HC oxidation ability is estimated from an air-fuel ratio command value set such that an output value of an O 2 sensor provided downstream of the HC oxidation catalyst is maintained at a target value. Incidentally, the state in which the output value of the O 2 sensor is slipped to its target value corresponds to a state where a slight amount of the reducing agent reaches the downstream side of the HC oxidation catalyst. The amount of reducing agent needed to maintain this reducing agent slip state decreases as the reducing ability of the HC oxidation catalyst decreases. As the reduction capability of the HC oxidation catalyst decreases, the air-fuel ratio command value required to maintain the output value of the O 2 sensor at its target value shifts too lean. It is believed that this reducing ability of the HC oxidation catalyst decreases as the HC oxidation catalyst deteriorates to the same extent as the HC oxidation function. thats why the air-fuel ratio target value not only an index for the reduction ability of the HC oxidation catalyst but also for the HC oxidation performance. By using this air-fuel ratio target value in the present invention, the HC oxidizing ability can be maintained with high accuracy, whereby the distance between the main injection timing and the post-injection timing and the post-injection amount can be appropriately controlled.

Kurzbeschreibung der Figuren Brief description of the figures

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines Motors und eines Abgasreinigungssystems desselben gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; 1 a schematic view illustrating the structure of an engine and an exhaust gas purification system thereof according to an embodiment of the present invention;

2 eine Ansicht, die die Nacheinspritzmenge im stöchiometrischen Betrieb bzw. das Verhältnis zwischen Nacheinspritzzeitpunkt und Feinstaubausstoßmenge und HC-Ausstoßmenge darstellt; 2 a view showing the post-injection amount in the stoichiometric operation and the ratio between post-injection timing and particulate matter discharge amount and HC discharge amount;

3 eine Ansicht, die das Verhältnis der Temperatur auf der Einlassseite des Motorunterseitenkatalysators, der Temperatur auf der Auslassseite, der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators, des Abgasvolumens und dergleichen zur HC-Oxidationsleistung darstellt; 3 FIG. 12 is a view showing the relationship of the temperature on the intake side of the engine side catalyst, the temperature on the exhaust side, the carrier temperature of the engine bottom catalyst, the exhaust gas volume, and the like to the HC oxidation performance; FIG.

4 ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Korrekturkoeffizienten für die Nacheinspritzmenge; 4 an example of a map for determining the correction coefficient for the post-injection amount;

5 ein Hauptablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der Kraftstoffeinspritzsteuerung darstellt; 5 a main flow chart illustrating the concrete procedure of the fuel injection control;

6 ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der Verarbeitung zur Beurteilung der stöchiometrischen Betriebsbedingungen darstellt; 6 a flowchart illustrating the concrete flow of the processing for judging the stoichiometric operating conditions;

7 ein Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung des Werts des stöchiometrischen Betriebsmodus-Flags (für den Drei-Wege-Reinigungsbetriebsmodus); 7 an example of a map for determining the value of the stoichiometric operating mode flag (for the three-way cleaning mode);

8 ein Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung des Werts des stöchiometrischen Betriebsmodus-Flags (für den gemeinsamen Betriebsmodus); 8th an example of a map for determining the value of the stoichiometric operating mode flag (for the common mode);

9 ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der Rückkopplungsberechnung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vor dem Katalysator darstellt; 9 a flowchart illustrating the concrete flow of the feedback calculation of the air-fuel ratio before the catalyst;

10 ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf zum Bestimmen der Nacheinspritzmenge und des Nacheinspritzzeitpunkts im stöchiometrischen Fahrbetrieb darstellt; 10 a flowchart illustrating the concrete procedure for determining the post-injection amount and the Nacheinspritzzeitpunkt in stoichiometric driving;

11 ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Standardwerts für den Oxidationscharakteristik-Parameter; 11 an example of a map for determining the standard value for the oxidation characteristic parameter;

12 ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Standardwerts für die Nacheinspritzmenge; 12 an example of a map for determining the default value for the post-injection amount;

13 ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Korrekturkoeffizienten für die Nacheinspritzmenge; 13 an example of a map for determining the correction coefficient for the post-injection amount;

14 ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Standardwerts für den Nacheinspritzzeitpunkt; 14 an example of a map for determining the default value for the post-injection time;

15 ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Korrekturwerts für den Nacheinspritzzeitpunkt; 15 an example of a map for determining the correction value for the post injection timing;

16 ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der Rückkopplungsberechnung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses nach dem Katalysator darstellt; 16 a flowchart illustrating the concrete sequence of the feedback calculation of the air-fuel ratio after the catalyst;

17 ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses im schwach fetten Betriebsmodus; 17 an example of a map for determining the target air-fuel ratio in the low-fat operating mode;

18 ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Ausgabesollwerts des O2-Sensors nach dem Katalysator; 18 an example of a map for determining the output target value of the O 2 sensor after the catalyst;

19 ein Zeitdiagramm, das ein konkretes Beispiel für die Veränderung der Ausgabe des LAF-Sensors vor dem Katalysator und der Ausgabe des O2-Sensors nach dem Katalysator bei der Rückkopplungsberechnung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses nach dem Katalysator darstellt; 19 5 is a timing chart showing a concrete example of the change of the output of the LAF sensor before the catalyst and the output of the O 2 sensor after the catalyst in the feedback calculation of the air-fuel ratio after the catalyst;

20 ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der Verarbeitung für die Motorunterseitenkatalysator-Reduktionscharakteristik-Beurteilung darstellt; 20 Fig. 10 is a flowchart showing the concrete procedure of the engine underside catalyst reduction characteristic judgment processing;

21 ein Zeitdiagramm, das ein konkretes Beispiel für die Veränderung des Reduktionsbehandlung-Ende-Flags und dergleichen bei der Ausführung der Verarbeitung für die Motorunterseitenkatalysator-Reduktionscharakteristik-Beurteilung darstellt; 21 FIG. 10 is a timing chart illustrating a concrete example of the change of the reduction treatment end flag and the like in the execution of the engine bottom catalyst reduction characteristic judgment processing; FIG.

22 ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der adaptiven Berechnung für die Drei-Wege-Katalysatorcharakteristik darstellt; 22 Fig. 10 is a flowchart illustrating the concrete procedure of the adaptive calculation for the three-way catalyst characteristic;

23 eine Ansicht, die ein Beispiel der Form der Gewichtungsfunktion für die Drei-Wege-Katalysatorcharakteristik darstellt; 23 Fig. 11 is a view showing an example of the form of the weighting function for the three-way catalyst characteristic;

24 ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der adaptiven Berechnung für die Katalysatorreduktionscharakteristik darstellt; 24 a flowchart illustrating the concrete procedure of the adaptive calculation for the catalyst reduction characteristic;

25 ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen der Standardreduktionsmittelzuführmenge; 25 an example of a map for determining the standard reducing agent supply amount;

26 eine Ansicht, die ein Beispiel der Form der Reduktionsmittelzuführmengen-Gewichtungsfunktion darstellt; 26 Fig. 10 is a view showing an example of the shape of the reducing agent supply amount weighting function;

27 ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der rekursiven Identifikationsberechnung eines Wärmemodells des Motorunterseitenkatalysators darstellt; 27 FIG. 3 is a flowchart illustrating the concrete procedure of the recursive identification calculation of a heat model of the engine bottom catalyst; FIG.

28 ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der adaptiven Berechnung der Katalysatoroxidationscharakteristik darstellt; 28 FIG. 4 is a flowchart illustrating the concrete procedure of the adaptive calculation of the catalyst oxidation characteristic; FIG.

29 eine Ansicht, die ein Beispiel der Form der Oxidationscharakteristik-Gewichtungsfunktion darstellt; 29 FIG. 12 is a view illustrating an example of the shape of the oxidation characteristic weighting function; FIG.

30 eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines Motors und eines Abgasreinigungssystems desselben gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; 30 a schematic view illustrating the structure of an engine and an exhaust gas purification system thereof according to an embodiment of the present invention;

31 eine erläuternde Ansicht, die den Unterschied zwischen Nacheinspritzung und Folgeeinspritzung veranschaulicht; und 31 an explanatory view illustrating the difference between post-injection and follow-up injection; and

32 eine Ansicht, die das Verhältnis der Nacheinspritzmenge im stöchiometrischen Betrieb bzw. des Abstands zwischen Haupteinspritzung und Nacheinspritzung und Feinstaubausstoßmenge und HC-Ausstoßmenge darstellt. 32 a view showing the ratio of the post-injection amount in the stoichiometric operation and the distance between the main injection and post-injection and particulate matter discharge amount and HC discharge amount.

Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention

Im Folgenden soll unter Bezugnahme auf die Figuren eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 1 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer Brennkraftmaschine 1 (im Folgenden als „Motor” bezeichnet) und eines Abgasreinigungssystems 2 derselben gemäß einer Ausführungsform zeigt. Bei dem Motor 1 handelt es sich um einen Motor mit grundsätzlich magerer Verbrennung, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht auf stöchiometrisch, sondern auf mager geregelt ist, oder konkreter um einen Dieselmotor, einen mager verbrennenden Benzinmotor und dergleichen.An embodiment of the present invention will be described below with reference to the figures. 1 is a view showing the structure of an internal combustion engine 1 (hereinafter referred to as "engine") and an exhaust gas purification system 2 the same according to an embodiment shows. At the engine 1 it is an engine with basically lean combustion, the air-fuel ratio is not regulated to stoichiometric, but lean, or more specifically to a diesel engine, a lean-burn gasoline engine and the like.

Das Abgasreinigungssystem 2 ist derart ausgestaltet, dass es eine Mager-NOx-Falle (im Folgenden „LNT”) 41 und einen Abgasreinigungsfilter (im Folgenden „DPF”) 43, die im Abgaskanal 11 des Motors 1 vorgesehen sind, eine Abgaskraftstoffeinspritzvorrichtung 45, die Kraftstoff als Reduktionsmittel in den Abgaskanal 11 einspritzt, und eine elektronische Steuereinheit (im Folgenden „ECU”) 3 umfasst, die den Motor 1 und die Abgaskraftstoffeinspritzvorrichtung 45 steuert.The emission control system 2 is designed to be a lean NOx trap (hereinafter "LNT") 41 and an exhaust gas purification filter (hereinafter "DPF") 43 in the exhaust duct 11 of the motor 1 are provided, an exhaust fuel injection device 45 that use fuel as a reducing agent in the exhaust duct 11 injects, and an electronic control unit (hereinafter "ECU") 3 includes the engine 1 and the exhaust fuel injection device 45 controls.

Am Motor 1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 13 vorgesehen, das Kraftstoff in die einzelnen Zylinder einspritzen. Dieses Kraftstoffeinspritzventil 13 ist über eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung mit der ECU 3 verbunden. Die ECU 3 bestimmt anhand einer im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 bis 29 beschriebenen Kraftstoffeinspritzsteuerung Kraftstoffeinspritzmenge, Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und dergleichen des Kraftstoffeinspritzventils 13, und die Antriebsvorrichtung betätigt das Kraftstoffeinspritzventil 13 derart, dass der Kraftstoffeinspritzzustand realisiert wird.At the engine 1 is a fuel injection valve 13 provided inject the fuel into the individual cylinders. This fuel injector 13 is via an unillustrated drive device with the ECU 3 connected. The ECU 3 determined by one of the following with reference to 2 to 29 described fuel injection control fuel injection amount, fuel injection timing and the like of the fuel injection valve 13 , and the drive device actuates the fuel injection valve 13 such that the fuel injection state is realized.

Die LNT 41 weist mindestens drei Funktionen auf, nämlich eine Oxidationsfunktion, eine DeNOx-Funktion und eine Drei-Wege-Reinigungsfunktion. Bei der Oxidationsfunktion handelt es sich um eine Funktion, wobei im mageren Fahrbetrieb, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht auf stöchiometrisch, sondern auf mager geregelt ist, im Abgas enthaltenes HC und CO oxidiert werden. Bei der DeNOx-Funktion handelt es sich um eine Funktion, wobei im mageren Fahrbetrieb im Abgas enthaltenes NOx absorbiert wird und, wenn dem Abgas durch Abgaskraftstoffeinspritzung von der Abgaskraftstoffeinspritzvorrichtung 45 oder durch Folgeeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 13 oder dergleichen Kraftstoff zugeführt wird, dieser als Reduktionsmittel dient, um NOx zu reduzieren. Bei der Drei-Wege-Reinigungsfunktion handelt es sich um eine Funktion, wobei im stöchiometrischen Betrieb, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf stöchiometrisch geregelt ist, im Abgas enthaltenes HC, CO und NOx gemeinsam entfernt werden.The LNT 41 has at least three functions, namely an oxidation function, a DeNOx function and a three-way cleaning function. The oxidation function is a function whereby in the lean driving operation in which the air-fuel ratio is not regulated to stoichiometric but lean, HC and CO contained in the exhaust gas are oxidized. The DeNOx function is a function of absorbing NOx contained in the exhaust gas under lean driving and absorbing exhaust gas by exhaust fuel injection from the exhaust gas injection device 45 or by subsequent injection from the fuel injection valve 13 or the like fuel is supplied, this serves as a reducing agent to reduce NOx. The three-way cleaning function is a function wherein in stoichiometric operation with the air-fuel ratio stoichiometrically controlled, HC, CO and NOx contained in the exhaust gas are removed together.

Auf diese Weise wird das NOx im Abgas im mageren Fahrbetrieb mithilfe der DeNOx-Funktion der LNT 41 entfernt und im stöchiometrischen Betrieb mithilfe der Drei-Wege-Reinigungsfunktion der LNT 41 entfernt. Ein Vergleich der NOx-Reinigung mithilfe der DeNOx-Funktion und mithilfe der Drei-Wege-Reinigungsfunktion ergibt, dass die NOx-Reinigung mit der Drei-Wege-Reinigungsfunktion wirkungsvoller ist. Wenn also beispielsweise im Fahrbetrieb bei hoher Last, wenn die vom Motor 1 ausgestoßene NOx-Menge groß ist, oder wenn die LNT 41 ihre Aktivierung nicht erreicht und keine ausreichende DeNOx-Funktion erzielt werden kann (also in einem an späterer Stelle erörterten NOx-Überschusszustand), wird aus dem mageren Fahrbetrieb in den stöchiometrischen Fahrbetrieb gewechselt, um die Reinigung mithilfe der Drei-Wege-Reinigungsfunktion durchzuführen. Der konkrete Ablauf des Wechselns zwischen magerem Fahrbetrieb und stöchiometrischem Fahrbetrieb wird an späterer Stelle unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.In this way, the NOx in the exhaust gas in the lean driving using the DeNOx function of the LNT 41 removed and in stoichiometric operation using the three-way cleaning function of the LNT 41 away. A comparison of NOx purification using the DeNOx function and the three-way cleaning function shows that NOx purification is more effective with the three-way cleaning function. So if, for example, when driving at high load, when the engine 1 discharged NOx amount is large, or if the LNT 41 their activation is not achieved and a sufficient DeNOx function can not be achieved (that is, in an NOx excess state discussed later), it is changed from the lean driving to the stoichiometric driving to perform the cleaning using the three-way cleaning function. The concrete procedure of switching between lean driving and stoichiometric driving will be described later with reference to FIG 6 described.

Wenn das Abgas durch die feinen Öffnungen in der Filterwand des DPF 43 tritt, wird Feinstaub im Abgas, dessen Hauptbestandteil Kohlenstoff ist, aufgefangen, indem er sich an der Oberfläche der Filterwand und in den Öffnungen in der Filterwand ansammelt. Als Material zum Bilden der Filterwand wird ein poröses Material wie beispielsweise Aluminiumtitanat oder Cordierit verwendet.When the exhaust gas passes through the fine openings in the filter wall of the DPF 43 occurs, particulate matter in the exhaust gas, the main component of which is carbon, is collected by accumulating on the surface of the filter wall and in the openings in the filter wall. As a material for forming the filter wall, a porous material such as aluminum titanate or cordierite is used.

Der Abgaskanal 11 ist in einen Bereich innerhalb des Motorraums (nicht dargestellt) (Motorunterseitenbereich) und einen Bereich unter dem Boden des Fahrzeugs (nicht dargestellt) (Bodenunterseitenbereich) unterteilt. Der Motorunterseitenbereich liegt näher am Motor 1 als der Bodenunterseitenbereich. Daher ist die Durchschnittstemperatur des Motorunterseitenbereichs höher als die des Bodenunterseitenbereichs, und auch seine Temperatur nach dem Anlassen des Motors 1 steigt schneller an. Um die Oxidationsfunktion, Drei-Wege-Reinigungsfunktion und DeNOx-Funktion möglichst wirksam zu erzielen, ist die LNT 41 daher im Motorunterseitenbereich des Abgaskanals 11 vorgesehen. Da die LNT 41 im Motorunterseitenbereich vorgesehen ist, wird die LNT 41 auch als Motorunterseitenkatalysator bezeichnet.The exhaust duct 11 is divided into an area inside the engine room (not shown) (engine under-side area) and an area under the floor of the vehicle (not shown) (floor bottom area). The engine base area is closer to the engine 1 as the bottom base area. Therefore, the average temperature of the engine underside region is higher than that of the bottom surface region, and also its temperature after starting the engine 1 rises faster. To achieve the oxidation function, three-way cleaning function and DeNOx function as effectively as possible, the LNT 41 therefore in the engine base area of the exhaust duct 11 intended. Because the LNT 41 is provided in the engine base area, the LNT 41 also referred to as engine bottom catalyst.

Wenn der DPF 43 Feinstaub bis zum Erreichen seiner Aufnahmefähigkeitsgrenze aufgefangen hat, wird der Druckverlust hoch. Es wird daher in geeigneter Weise eine Zwangsregeneration durchgeführt, um die Filterfunktion des DPF 43 wiederherzustellen, indem der aufgefangene Feinstaub verbrannt wird. Bei dieser Zwangsregeneration wird beispielsweise eine Folgeeinspritzung oder eine Kraftstoffeinspritzung von der Abgaskraftstoffeinspritzvorrichtung 45 durchgeführt, und durch den Anstieg der Temperatur des in den DPF 43 einströmenden Abgases wird der angesammelte Feinstaub innerhalb kurzer Zeit verbrannt.If the DPF 43 Particulate matter has collected until it reaches its absorption limit, the pressure loss is high. Therefore, compulsory regeneration is suitably performed to control the filtering function of the DPF 43 restore by burning the collected particulate matter. In this forced regeneration, for example, a follow-up injection or a fuel injection from the exhaust fuel injection device 45 performed, and by the increase in the temperature of the DPF 43 inflowing exhaust gas, the accumulated fine dust is burned within a short time.

Abgaskraftstoffeinspritzvorrichtung 45 weist einen Kraftstofftank 451, eine im Abgaskanal 11 stromaufwärts der LNT 11 vorgesehene Abgaskraftstoffeinspritzdüse 452 und eine Druckpumpe 453 auf, die den Kraftstoff im Kraftstofftank 451 unter Druck an die Einspritzdüse 452 befördert. Die Abgaskraftstoffeinspritzdüse 452 ist über eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung elektromagnetisch mit der ECU 3 verbunden. Wenn das Abgas mithilfe der DeNOx-Funktion der LNT 41 gereinigt wird, bestimmt die ECU 3 mittels einer Abgaskraftstoffeinspritzsteuerung (nicht dargestellt) die Abgaskraftstoffeinspritzmenge und den Abgaskraftstoffeinspritzzeitpunkt der Abgaskraftstoffeinspritzdüse 452, und die Antriebsvorrichtung betätigt die Abgaskraftstoffeinspritzdüse 452, um den Abgaskraftstoffeinspritzzustand zu erreichen.Exhaust fuel injector 45 has a fuel tank 451 , one in the exhaust duct 11 upstream of the LNT 11 provided exhaust fuel injection nozzle 452 and a pressure pump 453 on that the fuel in the fuel tank 451 under pressure to the injector 452 promoted. The exhaust fuel injection nozzle 452 is electromagnetically connected to the ECU via an unillustrated drive device 3 connected. When the exhaust gas using the DeNOx function of the LNT 41 is cleaned, the ECU determines 3 by means of an exhaust fuel injection control (not shown), the exhaust fuel injection amount and the Exhaust fuel injection timing of the exhaust fuel injection nozzle 452 and the drive device actuates the exhaust fuel injection nozzle 452 to achieve the exhaust fuel injection state.

In jüngerer Zeit ist allerdings festgestellt worden, dass an der LNT 41 von Kohlenwasserstoff stammende Zwischenprodukte erzeugt werden, durch die eine NOx-Reinigung von hoher Effizienz erreicht werden kann, wenn bei Einspritzung von Kraftstoff aus der Abgaskraftstoffeinspritzdüse 452 und Verwendung der DeNOx-Funktion der LNT 41 zum Reduzieren von NOx die Abgaskraftstoffeinspritzmenge von der Abgaskraftstoffeinspritzdüse 452 mit einer Frequenz von 5 Hz oder mehr innerhalb eines bestimmten Bereichs erhöht oder reduziert wird. Erfolgt jedoch bei einer Trägertemperatur der LNT 41 von etwa 350°C oder weniger eine Einspritzung im oben beschriebenen Zustand, kommt es vor, dass unnötige Bestandteile erzeugt werden, die nicht zur NOx-Entfernung beitragen (beispielsweise N2O), und stromabwärts der LNT 41 ausgestoßen werden. Daher wird bei der Abgaskraftstoffeinspritzsteuerung der Kraftstoff in der oben beschriebenen Weise nur dann intermittierend eingespritzt, wenn die Trägertemperatur der LNT 41 etwa 350°C oder mehr mit einer Obergrenze von etwa 630 bis 700°C beträgt.More recently, however, it has been found that at the LNT 41 hydrocarbon-derived intermediates can be produced by which high efficiency NOx purification can be achieved when injecting fuel from the exhaust fuel injector 452 and using the DeNOx function of the LNT 41 for reducing NOx, the exhaust fuel injection amount from the exhaust fuel injection nozzle 452 is increased or decreased at a frequency of 5 Hz or more within a certain range. However, this occurs at a carrier temperature of the LNT 41 of about 350 ° C or less an injection in the state described above, it happens that unnecessary components are generated, which do not contribute to the removal of NOx (for example, N 2 O), and downstream of the LNT 41 be ejected. Therefore, in the exhaust fuel injection control, the fuel is injected intermittently in the above-described manner only when the carrier temperature of the LNT 41 is about 350 ° C or more with an upper limit of about 630 to 700 ° C.

Mit der ECU 3 sind als Sensoren zum Erfassen des Zustands im Abgaskanal 11 und des Zustands des Motors 1 ein LAF-Sensor vor dem Katalysator 51, ein O2-Sensor nach dem Katalysator nach dem Katalysator 52, ein Temperatursensor vor dem Katalysator 53, ein Temperatursensor nach dem Katalysator 54, ein Kurbelwellenpositionssensor 55, Gaspedalöffnungssensor 56, ein Luftströmungssensor 57 und Lufttemperatursensor 58 und dergleichen verbunden.With the ECU 3 are as sensors for detecting the condition in the exhaust passage 11 and the condition of the engine 1 a LAF sensor in front of the catalytic converter 51 , an O 2 sensor after the catalyst after the catalyst 52 , a temperature sensor in front of the catalyst 53 , a temperature sensor after the catalyst 54 , a crankshaft position sensor 55 , Accelerator opening sensor 56 , an air flow sensor 57 and air temperature sensor 58 and the like connected.

Der O2-Sensor nach dem Katalysator 52 ist im Abgaskanal 11 zwischen LNT 41 und DPF 43 vorgesehen. Der O2-Sensor nach dem Katalysator 52 erfasst die Sauerstoffkonzentration (das Luft-Kraftstoff-Verhältnis) im Abgas stromabwärts der LNT 41 und sendet entsprechend dem erfassten Wert ein Signal an die ECU 3. Die Stärke des vom O2-Sensor nach dem Katalysator 52 gesendeten Signals weist eine im Wesentlichen zweiwertige Charakteristik auf (siehe beispielsweise 19 an späterer Stelle) und ist für den Fall, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht stöchiometrisch, sondern fett ist, hoch („high”) (beispielsweise 1), und für den Fall, dass es nicht stöchiometrisch, sondern mager ist, niedrig („low”) (beispielsweise 0). Im Folgenden wird das Wechseln der Ausgabe des O2-Sensors nach dem Katalysator 52 zwischen low und high als Ausgabeumkehr bezeichnet.The O 2 sensor after the catalyst 52 is in the exhaust duct 11 between LNT 41 and DPF 43 intended. The O 2 sensor after the catalyst 52 detects the oxygen concentration (the air-fuel ratio) in the exhaust gas downstream of the LNT 41 and sends a signal to the ECU according to the detected value 3 , The strength of the O 2 sensor after the catalyst 52 transmitted signal has a substantially bivalent characteristic (see, for example 19 later) and is low in the case where the air-fuel ratio is not stoichiometric but rich, high (for example, 1), and low in the case where it is not stoichiometric but lean ("Low") (for example 0). Hereinafter, changing the output of the O 2 sensor after the catalyst 52 between low and high called output reversal.

Der LAF-Sensor vor dem Katalysator 51 ist im Abgaskanal 11 stromaufwärts von LNT 41 und Abgaskraftstoffeinspritzdüse 452 vorgesehen. Der LAF-Sensor 51 erfasst das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases stromaufwärts der LNT 41, dem die Abgaskraftstoffeinspritzdüse 452 noch keinen Kraftstoff eingespritzt hat, und sendet ein zum Erfassungswert im Wesentlichen proportionales Signal an die ECU 3. Das vom LAF-Sensor 51 ausgegebene Signal weist anders als bei dem O2-Sensor nach dem Katalysator 52 eine lineare Charakteristik für einen breiteren Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vom fetten bis zum mageren Bereich auf.The LAF sensor in front of the catalytic converter 51 is in the exhaust duct 11 upstream of LNT 41 and exhaust fuel injection nozzle 452 intended. The LAF sensor 51 detects the air-fuel ratio of the exhaust gas upstream of the LNT 41 to which the exhaust fuel injection nozzle 452 has not yet injected fuel, and sends a signal substantially proportional to the detection value to the ECU 3 , That from the LAF sensor 51 output signal has, unlike the O 2 sensor after the catalyst 52 a linear characteristic for a wider range of the air-fuel ratio from the rich to the lean region.

Der Temperatursensor vor dem Katalysator 53 ist im Abgaskanal 11 stromaufwärts der LNT 41 vorgesehen, und der Temperatursensor nach dem Katalysator 54 ist im Abgaskanal 11 stromabwärts der LNT 41 vorgesehen. Diese Temperatursensoren 53, 54 erfassen jeweils die Temperatur des in die LNT 41 einströmenden Abgases und des aus der LNT 41 ausströmenden Abgases und senden ein zum Erfassungswert im Wesentlichen proportionales Signal an die ECU 3. Die Trägertemperatur der LNT 41 wird von der ECU 5 als gewichteter Mittelwert der Ausgänge der Temperatursensoren 53, 54 geschätzt.The temperature sensor in front of the catalytic converter 53 is in the exhaust duct 11 upstream of the LNT 41 provided, and the temperature sensor after the catalyst 54 is in the exhaust duct 11 downstream of the LNT 41 intended. These temperature sensors 53 . 54 each capture the temperature of the LNT 41 inflowing exhaust gas and that from the LNT 41 outgoing exhaust gas and send a signal substantially proportional to the detection value to the ECU 3 , The carrier temperature of the LNT 41 is from the ECU 5 as a weighted average of the outputs of the temperature sensors 53 . 54 estimated.

Der Kurbelwellenposition-Sensor 55 erfasst den Rotationswinkel der Kurbelwelle des Motors 1, erzeugt Impulse für die jeweiligen Kurbelwellenwinkel und sendet das Impulssignal an die ECU 3. Die ECU 3 berechnet anhand dieses Impulssignals die Drehzahl des Motors 1. Der Gaspedalöffnungssensor 56 erfasst eine Durchtrittsgrad eines Gaspedals des Fahrzeugs (nicht dargestellt) (im Folgenden „Gaspedalöffnungsgrad”) und sendet ein zum Erfassungswert im Wesentlichen proportionales Signal an die ECU 3. Die ECU 3 berechnet anhand des Gaspedalöffnungsgrads und der Motordrehzahl und dergleichen das vom Fahrer geforderte Drehmoment. Die Luftströmungsmesseinrichtung 57 ist im Ansaugkanal 12 vorgesehen. Die Luftströmungsmesseinrichtung 57 erfasst die Ansaugluftmenge, die durch den Ansaugkanal 12 strömt, und sendet ein zum Erfassungswert im Wesentlichen proportionales Signal an die ECU 3. Die ECU 3 errechnet anhand der Ansaugluftmenge das Abgasvolumen.The crankshaft position sensor 55 detects the angle of rotation of the crankshaft of the engine 1 , generates pulses for the respective crankshaft angles and sends the pulse signal to the ECU 3 , The ECU 3 calculates the speed of the motor based on this pulse signal 1 , The accelerator opening sensor 56 detects a passage degree of an accelerator pedal of the vehicle (not shown) (hereinafter "accelerator opening degree") and sends a signal substantially proportional to the detection value to the ECU 3 , The ECU 3 calculates the driver demanded torque based on the accelerator opening degree and the engine speed and the like. The air flow measuring device 57 is in the intake channel 12 intended. The air flow measuring device 57 captures the amount of intake air passing through the intake passage 12 flows, and sends a signal substantially proportional to the detection value to the ECU 3 , The ECU 3 Calculates the volume of exhaust gas based on the amount of intake air.

Als nächstes soll unter Bezugnahme auf 2 bis 29 der Inhalt der Kraftstoffeinspritzsteuerung ausführlich beschrieben werden. 2 ist eine Ansicht, die die Nacheinspritzmenge im stöchiometrischen Betrieb (mg/Hub) bzw. das Verhältnis zwischen Nacheinspritzzeitpunkt (Grad NOT) und Feinstaubausstoßmenge (mg/Hub) und HC-Ausstoßmenge (mg/Hub) darstellt. In 2 stellt die durchgezogene Linie die Feinstaubausstoßmenge dar, während die unterbrochene Linie die HC-Ausstoßmenge darstellt. In 2 bezeichnet ferner die Feinstaubausstoßmenge die Menge an vom Motor pro Zeiteinheit ausgestoßenem Feinstaub, und die HC-Ausstoßmenge die Menge an HC, die ohne entfernt zu werden auf der Stromabwärtsseite des Motorunterseitenkatalysators pro Zeiteinheit ausgestoßen wird.Next, referring to 2 to 29 the contents of the fuel injection control will be described in detail. 2 is a view showing the post injection amount in stoichiometric operation (mg / stroke) and the relationship between post injection timing (degree NOT) and particulate matter ejection amount (mg / stroke) and HC ejection amount (mg / stroke). In 2 represents the solid line the Particulate emission rate, while the broken line represents the HC discharge amount. In 2 Further, the particulate matter discharge amount is the amount of particulate matter discharged from the engine per unit time, and the HC discharge amount is the amount of HC discharged without being removed on the downstream side of the engine side catalyst per unit time.

Wie unter Bezugnahme auf 31 beschrieben, nimmt bei Erhöhung der Nacheinspritzmenge bzw. Verzögerung des Nacheinspritzzeitpunkts die vom Motor ausgestoßene Feinstaubmenge ab, während die vom Motor ausgestoßene HC-Menge zunimmt. Bei dem Abgasreinigungssystem aus 1 wird das im stöchiometrischen Fahrbetrieb vom Motor ausgestoßene HC mithilfe der Drei-Wege-Reinigungsfunktion des Motorunterseitenkatalysators oxidiert. Somit verändert sich die HC-Ausstoßmenge stromabwärts des Motorunterseitenkatalysators, wie durch die drei unterbrochene Linie in 2 gezeigt, abhängig von der HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators zu diesem Zeitpunkt. Das heißt, je höher die HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators ist, desto geringer ist die HC-Ausstoßmenge stromabwärts des Motorunterseitenkatalysators.As with reference to 31 described increases as the Nacheinspritzmenge or delay of Nacheinspritzzeitpunkts the particulate matter emitted by the engine, while the amount of HC ejected from the engine increases. In the exhaust gas purification system off 1 For example, HC exhausted from the engine in stoichiometric driving is oxidized by the three-way purifying function of the engine bottom catalyst. Thus, the HC discharge amount changes downstream of the engine bottom catalyst as indicated by the three broken line in FIG 2 shown, depending on the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst at this time. That is, the higher the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst, the lower the HC discharge amount downstream of the engine bottom catalyst.

Im stöchiometrischen Betrieb ist für die HC-Ausstoßmenge stromabwärts des Motorunterseitenkatalysators eine in 2 durch die strichpunktierte Linie gezeigte HC-Ausstoßmengenobergrenze festgelegt. Um im stöchiometrischen Betrieb die Belastung des DPF möglichst zu verringern, ist die Feinstaubausstoßmenge vorzugsweise stets gering. Da für die HC-Ausstoßmenge und die Feinstaubausstoßmenge im stöchiometrischen Betrieb die oben genannten Bedingungen vorgegeben werden, ist für die Nacheinspritzmenge und den Nacheinspritzzeitpunkt eine Obergrenze in Abhängigkeit von der HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators zum jeweiligen Zeitpunkt festgelegt. Anders ausgedrückt können abhängig von der HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators die Nacheinspritzmenge und der Nacheinspritzzeitpunkt angepasst werden um die HC-Ausstoßmenge unter einen bestimmten oberen Grenzwert zu bringen und die Feinstaubausstoßmenge möglichst gering zu halten. Als nächstes erfolgt eine einfache Beschreibung des Ablaufs zum Bestimmen der Nacheinspritzmenge und des Nacheinspritzzeitpunkts unter Berücksichtigung dieses Punkts (Schritt 1 bis 3).In stoichiometric operation, the HC discharge amount downstream of the engine bottom catalyst is an in 2 determined by the dot-dash line HC discharge amount upper limit. In order to reduce the load of the DPF as much as possible in stoichiometric operation, the amount of fine dust is preferably always low. Since the above-mentioned conditions are set for the HC discharge amount and the particulate matter discharge amount in the stoichiometric operation, an upper limit depending on the HC oxidation performance of the engine side catalyst at the respective time point is set for the post injection quantity and the post injection time. In other words, depending on the HC oxidation performance of the engine-side catalyst, the post-injection amount and the post-injection timing may be adjusted to bring the HC discharge amount below a certain upper limit value and minimize the particulate matter discharge amount. Next, a simple description will be made of the procedure for determining the post-injection amount and the post-injection timing taking this point into consideration (steps 1 to 3).

In Schritt 1 wird ein Parameter berechnet, der die HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators angibt (entspricht im Folgenden dem Oxidationscharakteristik-Parameter Pox). Die Faktoren zum Bestimmen der HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators sind grob in die Umgebung, in der der betreffende Motorunterseitenkatalysator verwendet wird, sowie den Verschlechterungsgrad und individuelle Abweichungen des Motorunterseitenkatalysators unterteilt. In Schritt 1 wird der Oxidationscharakteristik-Parameter mittels zwei Faktoren, nämlich einem von der Einsatzumgebung des Motorunterseitenkatalysators bestimmten Basisfaktor (entspricht im Folgenden Pox_bs) und einem vom Verschlechterungsgrad und individuellen Abweichungen des Motorunterseitenkatalysators bestimmten Verschlechterungsfaktor (entspricht im Folgenden Kmod) zahlenmäßig dargestellt.In step 1, a parameter indicative of the HC oxidation performance of the engine side catalyst is calculated (hereinafter, the oxidation characteristic parameter Pox). The factors for determining the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst are roughly divided into the environment in which the engine bottom side catalyst is used and the deterioration degree and individual deviation of the engine bottom catalyst. In step 1, the oxidation characteristic parameter is numerically represented by two factors, namely, a base factor (hereinafter Pox_bs) determined by the environment of use of the engine bottom catalyst and a deterioration factor determined by the deterioration degree and individual variations of the engine bottom catalyst (hereinafter Kmod).

3 zeigt eine Ansicht, die das Verhältnis der Temperatur auf der Einlassseite des Motorunterseitenkatalysators, der Temperatur auf der Auslassseite, der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators, des Abgasvolumens und dergleichen zur HC-Oxidationsleistung darstellt. Wie in 3 gezeigt, tendiert die HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators mit zunehmender Temperatur am Einlass des Motorunterseitenkatalysators, mit zunehmender Temperatur am Auslass desselben oder mit zunehmender Trägertemperatur dazu, anzusteigen. Mit ansteigendem Abgasvolumen tendiert die HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators dagegen dazu, zu sinken. Das heißt, die Temperatur am Einlass des Motorunterseitenkatalysators, die Temperatur am Auslass desselben, die Trägertemperatur und das Abgasvolumen und dergleichen können als Parameter zum Bestimmen des Basisfaktors verwendet werden. In Schritt 1 werden diese Parameter als Eingaben verwendet, und der Basisfaktor wird mittels Durchsuchen des Kennfelds und bestimmter Berechnungsgleichungen bestimmt. 3 FIG. 12 is a view showing the relationship of the temperature on the intake side of the engine lower side catalyst, the temperature on the exhaust side, the carrier temperature of the engine lower side catalyst, the exhaust gas volume, and the like to the HC oxidation performance. As in 3 As shown, as the temperature at the outlet of the engine bottom catalyst increases, the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst tends to increase with increasing temperature at the outlet thereof or with increasing carrier temperature. On the other hand, as the exhaust gas volume increases, the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst tends to decrease. That is, the temperature at the inlet of the engine bottom catalyst, the temperature at the outlet thereof, the carrier temperature and the exhaust gas volume, and the like can be used as parameters for determining the basic factor. In step 1, these parameters are used as inputs and the base factor is determined by searching the map and certain calculation equations.

Verschlechterungsgrad und individuellen Abweichungen des Motorunterseitenkatalysators wiederum lassen sich nicht unmittelbar in Zahlen darstellen. Daher wird das Augenmerk hinsichtlich des Verschlechterungsfaktors darauf gelenkt, dass der Verschlechterungsgrad usw. in Wechselbeziehung mit verschiedenen Charakteristiken des Motorunterseitenkatalysators steht, und es erfolgt eine Bestimmung beispielsweise nach einem der untenstehenden Verfahren Typ 1 bis 3.Deterioration degree and individual variations of the engine bottom catalyst, in turn, can not be directly represented in numbers. Therefore, attention is paid to the deterioration factor that the deterioration degree, etc., is correlated with various characteristics of the engine bottom catalyst, and determination is made by, for example, one of the methods 1 to 3 below.

Bei Typ 1 wird der Verschlechterungsfaktor anhand der Oxidationscharakteristik des Motorunterseitenkatalysators bestimmt. Bei Ausführung einer Nacheinspritzung strömt eine HC-Menge in den Motorunterseitenkatalysator, die ungefähr proportional zur Nacheinspritzmenge ist. Im Motorunterseitenkatalysator wird das einströmende HC oxidiert, und es wird Wärme erzeugt. Daher kann der Wärmeerzeugungskoeffizient, der den Beitragsgrad des durch die Nacheinspritzung zugeführten Kraftstoffs zum Temperaturanstieg des Motorunterseitenkatalysators darstellt, als Verschlechterungsfaktor genutzt werden.For Type 1, the deterioration factor is determined based on the oxidation characteristics of the engine bottom catalyst. When a post-injection is executed, an amount of HC flows into the engine down-side catalyst, which is approximately proportional to the post-injection amount. In the engine bottom catalyst, the incoming HC is oxidized and heat is generated. Therefore, the heat generation coefficient, the represents the degree of contribution of the fuel supplied by the post-injection to the temperature rise of the engine bottom catalyst, can be used as a deterioration factor.

Bei Typ 2 wird der Verschlechterungsfaktor anhand der Speichercharakteristik des Motorunterseitenkatalysators bestimmt. Der Motorunterseitenkatalysator weist eine Speicherfunktion zum Speichern von Sauerstoff oder NOx im Abgas auf. Die im Motorunterseitenkatalysator gespeicherte Sauerstoff- oder NOx-Menge bzw. die zum Eliminieren des Sauerstoffs oder NOx erforderliche Menge an Reduktionsmittel kann daher als Verschlechterungsfaktor genutzt werden.For Type 2, the deterioration factor is determined based on the storage characteristics of the engine bottom catalyst. The engine bottom catalyst has a storage function for storing oxygen or NOx in the exhaust gas. The amount of oxygen or NOx stored in the engine bottom catalyst, or the amount of reductant required to eliminate the oxygen or NOx, can therefore be used as a deterioration factor.

Bei Typ 3 wird der Verschlechterungsfaktor bestimmt, indem während der an späterer Stelle beschriebenen Rückkopplungssteuerung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach dem Katalysator der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sollwert, der derart festgelegt ist, dass der Ausgabewert des stromabwärts des Motorunterseitenkatalysators vorgesehenen O2-Sensors auf einem Sollwert gehalten wird, oder das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis verwendet wird.In Type 3, the deterioration factor is determined by setting the air-fuel ratio target value set during the later-described air-fuel ratio post-catalyst feedback control set such that the output value of the O 2 provided downstream of the engine underside catalyst Sensor is kept at a setpoint, or the actual air-fuel ratio is used.

In Schritt 2 werden anhand des in Schritt 1 berechneten Oxidationscharakteristik-Parameters durch Durchsuchen eines Kennfelds, wie es beispielsweise in 4 gezeigt ist, ein Korrekturkoeffizient der Nacheinspritzmenge und ein Korrekturwert des Nacheinspritzzeitpunkts berechnet. In 4 zeigt die horizontale Achse den in Schritt 1 berechneten Oxidationscharakteristik-Parameter. Der Korrekturkoeffizient der Nacheinspritzmenge an der vertikalen Achse ist als positive reelle Zahl definiert, die mit der Basiseinspritzmenge multipliziert wird. Der Korrekturwert des Nacheinspritzzeitpunkts an der vertikalen Achse ist als reelle Zahl definiert, die von einem bestimmten Basiszeitpunkt subtrahiert wird. Wie in 4 gezeigt, wird die Nacheinspritzmenge erhöhend korrigiert, je mehr die HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators ansteigt. Der Nacheinspritzzeitpunkt wiederum wird verspätend korrigiert, je mehr die HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators ansteigt. Das heißt, der Abstand zwischen Haupteinspritzung und Nacheinspritzung vergrößert sich mit ansteigender HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators.In step 2, based on the oxidation characteristic parameter calculated in step 1, by searching a map as shown in FIG 4 2, a correction coefficient of the post injection quantity and a correction value of the post injection timing are calculated. In 4 the horizontal axis shows the oxidation characteristic parameter calculated in step 1. The correction coefficient of the post-injection amount on the vertical axis is defined as a positive real number multiplied by the basic injection amount. The correction value of the post-injection timing on the vertical axis is defined as a real number subtracted from a given base time. As in 4 As shown in FIG. 2, the amount of post-injection increases as the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst increases. In turn, the post-injection timing is corrected late as the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst increases. That is, the distance between main injection and post injection increases with increasing HC oxidation performance of the engine bottom catalyst.

In Schritt 3 werden anhand des in Schritt 2 berechneten Korrekturkoeffizienten und Korrekturwerts Nacheinspritzmenge und Nacheinspritzzeitpunkt bestimmt. Konkreter ausgedrückt wird die endgültige Nacheinspritzmenge berechnet, indem eine bestimmte Basiseinspritzmenge mit dem Korrekturkoeffizienten multipliziert wird. Der endgültige Nacheinspritzzeitpunkt wiederum wird berechnet, indem der Korrekturwert von einer bestimmten Basiszeit subtrahiert wird. Auf diese Weise können entsprechend der HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators Nacheinspritzmenge und Nacheinspritzzeitpunkt im stöchiometrischen Betrieb so angepasst werden, dass die HC-Ausstoßmenge unter einem bestimmten oberen Grenzwert gehalten und die Feinstaubausstoßmenge möglichst gering gehalten wird.In step 3, the post injection amount and the post injection timing are determined based on the correction coefficient and correction value calculated in step 2. More specifically, the final post-injection amount is calculated by multiplying a predetermined basic injection amount by the correction coefficient. The final post-injection time, in turn, is calculated by subtracting the correction value from a particular base time. In this way, according to the HC oxidation performance of the engine side catalyst, post-injection amount and post-injection timing in stoichiometric operation can be adjusted so that the HC discharge amount is kept below a certain upper limit value and the fine dust discharge amount is kept as small as possible.

Als nächstes soll unter Bezugnahme auf 5 bis 29 ein konkreter Ablauf der Kraftstoffeinspritzsteuerung beschrieben werden. 5 ist ein Hauptablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der Kraftstoffeinspritzsteuerung darstellt, die den Kraftstoffeinspritzzustand der Kraftstoffeinspritzventile der einzelnen Zylinder bestimmt. Die in 5 gezeigte Verarbeitung wird von der ECU synchron mit einer OT-Taktung der einzelnen Zylinder pro Verbrennungszyklus ausgeführt. Im Folgenden sind dabei Werte, die in der ECU OT-synchron aktualisiert oder abgetastet werden, mit einem „k” in Klammern versehen.Next, referring to 5 to 29 a concrete procedure of the fuel injection control will be described. 5 FIG. 14 is a main flowchart illustrating the concrete procedure of the fuel injection control that determines the fuel injection state of the fuel injection valves of the individual cylinders. In the 5 The processing shown is executed by the ECU in synchronism with an OT timing of the individual cylinders per combustion cycle. In the following, values which are updated or scanned in the ECU in OT synchronism are marked with a "k" in brackets.

In S1 wird durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds (nicht dargestellt) entsprechend dem Betriebszustand des Motors eine Kraftstoffbasiseinspritzmenge Gfuel_bs(k) bestimmt, woraufhin ein Übergang zu S2 erfolgt. Diese Kraftstoffbasiseinspritzmenge entspricht der Kraftstoffeinspritzmenge im mageren Fahrbetrieb (siehe Schritt S13 unten). Wie im Folgenden ausführlich beschrieben, wird im stöchiometrischen Fahrbetrieb die Kraftstoffbasiseinspritzmenge mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF(k) multipliziert, der mittels einer Rückkopplungssteuerung auf Grundlage der Ausgänge des LAF-Sensors vor dem Katalysator und des O2-Sensors nach dem Katalysator bestimmt wird (siehe S8, an späterer Stelle beschrieben). Als Eingangsparameter, die den Betriebszustand des Motors darstellen und zum Bestimmen der Kraftstoffbasiseinspritzmenge verwendet werden, lassen sich beispielsweise das vom Fahrer geforderte Drehmoment, die Motordrehzahl und dergleichen nennen.In S1, by searching a predetermined map (not shown) in accordance with the operating state of the engine, a basic fuel injection amount Gfuel_bs (k) is determined, whereupon a transition to S2 occurs. This basic fuel injection amount corresponds to the lean fuel injection amount (see step S13 below). As will be described in detail below, in stoichiometric driving, the fuel base injection amount is multiplied by an air-fuel ratio correction coefficient KAF (k) determined by feedback control based on the outputs of the pre-catalyst LAF sensor and the O 2 sensor Catalyst is determined (see S8, described later). As input parameters representing the operating state of the engine and used for determining the basic fuel injection amount, for example, the torque requested by the driver, the engine speed, and the like can be cited.

In S2 wird geurteilt, ob die Vorrichtungen im Zusammenhang mit der Kraftstoffeinspritzsteuerung normal sind oder nicht. Die Vorrichtungen im Zusammenhang mit der Beurteilung aus S2 sind beispielsweise Ansaugdrossel und AGR-Ventil (nicht dargestellt), der für den stöchiometrischen Fahrbetrieb benötigte LAF-Sensor vor dem Katalysator, O2-Sensor nach dem Katalysator, der Temperatursensor und dergleichen. Wenn die Beurteilung aus S2 „Ja” lautet (die Vorrichtungen normal sind), erfolgt ein Übergang zu S3, und wenn sie „Nein” lautet (die Vorrichtungen nicht normal sind), erfolgt ein Übergang zu S13, und es wird ein magerer Fahrbetrieb durchgeführt.In S2, it is judged whether or not the devices are normal in the context of the fuel injection control. The devices associated with the judgment of S2 are, for example, intake throttle and EGR valve (not shown), the pre-catalyst LAF sensor required for stoichiometric driving, the post-catalyst O 2 sensor, the temperature sensor, and the like. If the judgment of S2 is "Yes" (the devices are normal), a transition is made to S3, and if if it is "No" (the devices are abnormal), a transition is made to S13 and lean driving is performed.

In S3 wird beurteilt, ob der Motorunterseitenkatalysator im Aktivierungszustand ist oder nicht. Konkreter ausgedrückt wird in S3 ein Schätzwert der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators berechnet, und wenn dieser Schätzwert gleich oder größer als eine bestimmte Aktivierungstemperatur (beispielsweise 200°C) ist, wird geurteilt, dass der Aktivierungszustand vorliegt, während anderenfalls geurteilt wird, dass der Aktivierungszustand nicht vorliegt. Der konkrete Ablauf zum Berechnen des Schätzwerts der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators wird in S51 aus 10 beschrieben. Wenn die Beurteilung aus S3 „Ja” lautet, erfolgt ein Übergang zu S5, und wenn sie „Nein” lautet, erfolgt ein Übergang zu S13, und es wird ein magerer Fahrbetrieb durchgeführt. Wenn sich der Motorunterseitenkatalysator nicht im Aktivierungszustand befindet, kommt es vor, dass auch im stöchiometrischen Fahrbetrieb keine ausreichende Abgasreinigungswirkung erzielt werden kann.In S3, it is judged whether or not the engine underside catalyst is in the activation state. More specifically, in S3, an estimated value of the carrier temperature of the engine bottom catalyst is calculated, and when this estimated value is equal to or greater than a certain activation temperature (for example, 200 ° C), it is judged that the activation state exists while otherwise judging that the activation state is not present , The concrete procedure for calculating the estimated value of the carrier temperature of the engine bottom catalyst becomes S51 10 described. If the judgment of S3 is "Yes", a transition to S5 occurs, and if it is "No", a transition to S13 and a lean running operation is made. If the engine underside catalyst is not in the activated state, it may happen that even in the stoichiometric driving operation can not be achieved sufficient exhaust gas cleaning effect.

In S5 wird eine Verarbeitung zur Beurteilung der stöchiometrischen Betriebsbedingungen durchgeführt, um zu beurteilen, ob der stöchiometrische Fahrbetrieb durchgeführt wird oder nicht, und es erfolgt ein Übergang zu S6. Wie später unter Bezugnahme auf 6 beschrieben wird, wird bei dieser Verarbeitung zur Beurteilung der stöchiometrischen Betriebsbedingungen anhand des Betriebszustands des Motors, des Zustands im Abgaskanal, des Zustands des Motorunterseitenkatalysators oder dergleichen beurteilt, ob der stöchiometrische Fahrbetrieb durchgeführt wird oder nicht Wenn als Ergebnis geurteilt wird, dass ein für die Durchführung des stöchiometrischen Fahrbetriebs geeigneter Zustand vorliegt, wird ein dies anzeigendes stöchiometrisches Betriebsmodus-Flag F_Stoic_mode(k) auf „1” gesetzt, während das Flag F_Stoic_mode(k) anderenfalls auf „0” gesetzt wird.In S5, processing for judging the stoichiometric operating conditions is performed to judge whether or not the stoichiometric driving is performed, and a transition is made to S6. As later referring to 6 is described in this processing for judging the stoichiometric operating conditions on the basis of the operating condition of the engine, the condition in the exhaust passage, the condition of the engine underside catalyst or the like, whether the stoichiometric driving operation is performed or not. As a result, it is judged that one for carrying out If the state of stoichiometric driving is appropriate, a stoichiometric operation mode flag F_Stoic_mode (k) indicating this is set to "1", otherwise the flag F_Stoic_mode (k) is set to "0".

In S6 wird beurteilt, ob das stöchiometrische Betriebsmodus-Flag F_Stoic_mode(k) auf „1” gesetzt ist oder nicht. Wenn die Beurteilung aus S6 „Ja” lautet, erfolgt ein Übergang zu S7, und der stöchiometrische Fahrbetrieb wird durchgeführt, und wenn sie „Nein” lautet, erfolgt ein Übergang zu S13, und es wird ein magerer Fahrbetrieb durchgeführt. Im Ablaufdiagramm aus 5 entspricht die Verarbeitung von S7 bis S12 der Kraftstoffeinspritzsteuerung im stöchiometrischen Fahrbetriebsmodus, und die Verarbeitung von S13 bis S14 entspricht der Kraftstoffeinspritzsteuerung im mageren Fahrbetriebsmodus.In S6, it is judged whether or not the stoichiometric operation mode flag F_Stoic_mode (k) is set to "1". When the judgment of S6 is "Yes", a transition to S7 is made, and the stoichiometric driving operation is performed, and if it is "No", a transition to S13 is made, and a lean running operation is performed. In the flow chart 5 corresponds to the processing of S7 to S12 of the fuel injection control in the stoichiometric driving mode, and the processing of S13 to S14 corresponds to the fuel injection control in the lean driving mode.

In S7 wird die an späterer Stelle beschriebene Rückkopplungsberechnung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis vor dem Katalysator ausgeführt, und es erfolgt ein Übergang zu S8. Wie an späterer Stelle unter Bezugnahme auf 9 ausführlich beschrieben, wird bei der Rückkopplungsberechnung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis vor dem Katalysator anhand der Ausgabe des LAF-Sensors vor dem Katalysator ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient KAF(k) berechnet, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im oder nahe dem stöchiometrischen Bereich (stöchiometrisch oder schwach fett) zu regeln.In S7, the air-fuel ratio feedback calculation described later is performed before the catalyst, and a transition is made to S8. As later with reference to 9 in detail, in the pre-catalyst air-fuel ratio feedback calculation, an air-fuel ratio correction coefficient KAF (k) is calculated based on the output of the LAF sensor upstream of the catalyst to determine the air-fuel ratio in or near the stoichiometric range (stoichiometric or low fat).

Indem in S8 die in S1 erlangte Kraftstoffbasiseinspritzmenge Gfuel_bs(k) mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF(k) multipliziert wird, wird die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge K Gfuel(k) für den stöchiometrischen Fahrbetrieb bestimmt (siehe Gleichung 1 unten), und es erfolgt ein Übergang zu S9. Dabei bezeichnet die „Gesamtkraftstoffeinspritzmenge” die Gesamtmenge an Kraftstoff, die während eines Verbrennungszyklus der Verbrennung im Zylinder zugeführt wird, und entspricht der Summe des in Piloteinspritzung, Haupteinspritzung und Nacheinspritzung eingespritzten Kraftstoffs.By multiplying the fuel base injection amount Gfuel_bs (k) obtained in S1 by the air-fuel ratio correction coefficient KAF (k) in S8, the total fuel injection amount K Gfuel (k) for the stoichiometric driving operation is determined (see Equation 1 below) a transition is made to S9. Here, the "total fuel injection amount" refers to the total amount of fuel supplied to the in-cylinder combustion during one combustion cycle and corresponds to the sum of the fuel injected in pilot injection, main injection, and post injection.

[Gleichung 1][Equation 1]

  • Gfuel(k) = KAF(k)·Gfuel_bs(k) (1)Gfuel (k) = KAF (k) Gfuel_bs (k) (1)

In S9 werden die Nacheinspritzmenge Gfuel_aft(k) und der Nacheinspritzzeitpunkt Θ_aft(k) berechnet, und es erfolgt ein Übergang zu S10. Der konkrete Ablauf des Berechnens der Nacheinspritzmenge und des Nacheinspritzzeitpunkts wird an späterer Stelle unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.In S9, the post-injection amount Gfuel_aft (k) and the post-injection time Θ_aft (k) are calculated, and a transition to S10 is made. The concrete procedure of calculating the post-injection amount and the post-injection timing will be described later with reference to FIG 10 described.

In S10 werden die in der Piloteinspritzung zugeführte Kraftstoffmenge Gfuel_pi(k) (im Folgenden „Piloteinspritzmenge”), der Zeitpunkt zum Ausführen der Piloteinspritzung Θ_pi(k) (im Folgenden „Piloteinspritzzeitpunkt”) und der Zeitpunkt zum Ausführen der Haupteinspritzung Θ_main(k) (im Folgenden „Haupteinspritzzeitpunkt”) berechnet, und es erfolgt ein Übergang zu S11. Die Piloteinspritzmenge Gfuel_pi(k), der Piloteinspritzzeitpunkt Θ_pi(k) und der Haupteinspritzzeitpunkt Θ_main(k) weisen als Eingaben die Motordrehzahl und Lastparameter (verwendet werden können beispielsweise der effektive Mitteldruck; außerdem gefordertes Drehmoment, Kraftstoffeinspritzmenge, Motordrehmomentschätzwert und Abgasvolumen und andere Parameter, die proportional zur Motorlast ansteigen) auf und werden anhand bekannter Verfahren wie etwa Kennfelddurchsuchung berechnet.In S10, the fuel amount Gfuel_pi (k) (hereinafter, "pilot injection amount") supplied in the pilot injection, the timing for executing the pilot injection Θ_pi (k) (hereinafter, "pilot injection timing"), and the timing for executing the main injection Θ_main (k) ( hereinafter "main injection timing"), and a transition to S11 occurs. The pilot injection amount Gfuel_pi (k), the pilot injection timing Θ_pi (k), and the main injection timing Θ_main (k) include the engine speed and load parameters (eg, the effective mean pressure, required torque, fuel injection amount, engine torque estimated value and exhaust gas volume, and others) Parameters that increase in proportion to engine load) and are calculated using known methods such as map search.

In S12 wird durch Subtrahieren von Piloteinspritzmenge Gfuel_pi(k) und Nacheinspritzmenge Gfuel_aft(k) von der Kraftstoffeinspritzmenge Gfuel(k) die durch die Haupteinspritzung zugeführte Kraftstoffmenge Gfuel_main (im Folgenden „Haupteinspritzmenge”) berechnet, womit diese Verarbeitung endet.In S12, by subtracting pilot injection quantity Gfuel_pi (k) and post-injection quantity Gfuel_aft (k) from the fuel injection quantity Gfuel (k), the fuel amount Gfuel_main (hereinafter, "main injection amount") supplied by the main injection is calculated, thus ending this processing.

In S13 wird die in S1 erlangte Kraftstoffbasiseinspritzmenge Gfuel_bs(k) als Gesamtkraftstoffeinspritzmenge Gfuel(k) im mageren Fahrbetrieb festgelegt, und es erfolgt ein Übergang zu S14. In S14 wird anhand eines Algorithmus, der für den mageren Fahrbetrieb bestimmt ist, der Kraftstoffeinspritzzustand bestimmt, womit diese Verarbeitung endet.In S13, the fuel base injection amount Gfuel_bs (k) obtained in S1 is set as the total fuel injection amount Gfuel (k) under the lean running, and a transition is made to S14. In S14, based on an algorithm for lean running, the fuel injection state is determined, thus ending this processing.

6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der Verarbeitung zur Beurteilung der stöchiometrischen Betriebsbedingungen zum Aktualisieren des stöchiometrischen Betriebsmodus-Flags F_Stoic_mode darstellt. Anders ausgedrückt ist 6 ein Ablaufdiagramm der Bestimmung, ob stöchiometrischer Fahrbetrieb oder magerer Fahrbetrieb durchgeführt werden soll. Die in 6 gezeigte Verarbeitung wird als Unterroutine der Hauptverarbeitung aus 5 mit derselben Synchronisierung (OT-Synchronisierung) ausgeführt. 6 FIG. 12 is a flowchart showing the concrete flow of stoichiometric operating condition judgment processing for updating the stoichiometric operation mode flag F_Stoic_mode. In other words 6 a flowchart of the determination of whether stoichiometric driving or lean driving is to be performed. In the 6 Processing shown becomes a subroutine of the main processing 5 with the same synchronization (OT synchronization).

In S21 wird beurteilt, ob bestimmte Motorunterseitenkatalysator-Schutzbedingungen erfüllt werden, die zum Schützen des Motorunterseitenkatalysators vor Wärme festgelegt werden. Im stöchiometrischen Fahrbetrieb steigt die Abgastemperatur an, und auch die Trägertemperatur des Katalysators im Abgaskanal steigt an. Da der Motorunterseitenkatalysator nah am Motor liegt, ist auch sein Temperaturanstieg im stöchiometrischen Fahrbetrieb groß. Motorunterseitenkatalysator-Schutzbedingungen sind Bedingungen, die festgelegt werden, um eine Verschlechterung des Motorunterseitenkatalysators zu verhindern. Konkreter ausgedrückt wird in S21 ein Schätzwert der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators berechnet, und wenn dieser Schätzwert unter einer bestimmten Katalysatorschutztemperatur liegt, die beispielsweise auf etwa 630 bis 700°C festgelegt ist, wird geurteilt, dass die Schutzbedingungen erfüllt werden, während anderenfalls geurteilt, dass die Schutzbedingungen nicht erfüllt werden Wenn die Beurteilung in S21 „Nein” lautet, erfolgt ein Übergang zu S22, und ein Flag F_Stoic_mode, das zeigt, dass der stöchiometrischen Fahrbetrieb untersagt ist, wird auf „0” gesetzt, woraufhin eine Rückkehr zu S6 in 5 erfolgt. Wenn die Beurteilung in Schritt S21 „Ja” lautet, erfolgt ein Übergang zu Schritt S23.In S21, it is judged whether certain engine underside catalyst protection conditions set for protecting the engine bottom catalyst from heat are met. In stoichiometric driving, the exhaust gas temperature rises, and also the carrier temperature of the catalyst in the exhaust passage increases. Since the engine underside catalyst is close to the engine, its temperature increase in stoichiometric driving is large. Engine bottom catalyst protection conditions are conditions that are set to prevent deterioration of the engine bottom catalyst. More specifically, in S21, an estimated value of the carrier temperature of the engine bottom catalyst is calculated, and if this estimated value is below a certain catalyst protection temperature set to, for example, about 630 to 700 ° C, it is judged that the protection conditions are met, otherwise judged that the Protection conditions are not satisfied If the judgment in S21 is "No", a transition is made to S22, and a flag F_Stoic_mode showing that the stoichiometric driving operation is prohibited is set to "0", followed by a return to S6 in FIG 5 he follows. When the judgment in step S21 is "Yes", a flow goes to step S23.

In S23 wird beurteilt, ob die LNT in einem Zustand ist, in dem die DeNOx-Funktion in ausreichendem Maße erzielt werden kann. Ein „Zustand, in dem die DeNOx-Funktion in ausreichendem Maße erzielt werden kann” ist dabei ein Zustand, in dem im Kontext des Abgasreinigungssystems aus 1, das als Motorunterseitenkatalysator eine LNT verwendet, in Anwesenheit von durch die Abgaskraftstoffeinspritzdüse eingespritztem Reduktionsmittel keine von der LNT nicht benötigten Bestandteile (beispielsweise das oben angegebene N2O usw.) abgegeben werden und die NOx-Entfernung mit angemessener Wirksamkeit durchführbar ist. Konkreter ausgedrückt wird in S23 geurteilt, dass die LNT ihre DeNOx-Funktion in ausreichendem Maße erzielen kann, wenn der Schätzwert der LNT-Trägertemperatur gleich oder größer als eine bestimmte Reinigungstemperatur ist, die beispielsweise auf 350 bis 400°C festgelegt ist. Die Beurteilung in S23 lautet beispielsweise dann „Nein”, wenn sich der Motor unmittelbar nach dem Start im Aufwärmprozess befindet, oder wenn die LNT-Temperatur im außerstädtischen Fahrbetrieb abnimmt.In S23, it is judged whether the LNT is in a state where the DeNOx function can be sufficiently achieved. A "state in which the DeNOx function can be sufficiently achieved" is a state in which, in the context of the exhaust gas purification system 1 using an LNT as the engine bottom catalyst, in the presence of reducing agent injected by the exhaust fuel injection nozzle, no components not required by the LNT (for example, the above-mentioned N 2 O, etc.) are discharged, and the NOx removal can be performed with appropriate efficiency. More specifically, in S23, it is judged that the LNT can sufficiently achieve its DeNOx function when the estimated value of the LNT carrier temperature is equal to or higher than a certain cleaning temperature set at 350 to 400 ° C, for example. For example, the judgment in S23 is "No" when the engine is in the warm-up process immediately after the start, or when the LNT temperature decreases in the extra-urban driving operation.

Wenn die Beurteilung in S23 „Nein” lautet, also wenn die Menge an NOx, die unter Ausnutzung der DeNOx-Funktion des Motorunterseitenkatalysators entfernt werden kann, gering ist, erfolgt ein Übergang zu S24, und anhand eines Kennfelds für den Drei-Wege-Reinigungsbetriebsmodus, in dem der Schwerpunkt der Abgasreinigung nicht auf der DeNOx-Funktion, sondern auf der Drei-Wege-Reinigungsfunktion liegt, wird das stöchiometrische Betriebsmodus-Flag F_Stoic_mode(k) aktualisiert. Konkreter ausgedrückt werden die Motordrehzahl und Motorlastparameter (beispielsweise der effektive Mitteldruck) erfasst, und anhand dieser Eingabeparameter wird, wie in 7 gezeigt, durch Durchsuchen des Kennfelds für den Drei-Wege-Reinigungsbetriebsmodus der Wert des Flags F_Stoic_mode(k) bestimmt. Wie in 7 durch die unterbrochene Linie gezeigt, lässt sich der Betriebszustand des Motors grob in vier Bereiche unterteilen, wobei in einem Bereich mit niedriger Drehzahl und hoher Last, einem Bereich mit hoher Drehzahl und niedriger Last und einem Bereich mit hoher Drehzahl und hoher Last, in denen die Menge des vom Motor ausgestoßenen und in den Motorunterseitenkatalysator strömenden NOx hoch ist, der stöchiometrische Fahrbetrieb ausgewählt wird (F_Stoic_mode←1), während in einem Bereich mit niedriger Drehzahl und niedriger Last, in dem die in den Motorunterseitenkatalysator strömende NOx-Menge gering ist, der magere Fahrbetrieb ausgewählt wird (F_Stoic_mode←0).When the judgment in S23 is "NO", that is, when the amount of NOx that can be removed using the DeNOx function of the engine bottom catalyst is small, a transition is made to S24, based on a map for the three-way purge operation mode in which the focus of the exhaust gas purification is not on the DeNOx function but on the three-way cleaning function, the stoichiometric operating mode flag F_Stoic_mode (k) is updated. More specifically, the engine speed and engine load parameters (eg, the effective mean pressure) are detected, and from these input parameters, as in FIG 7 3, the value of the flag F_Stoic_mode (k) is determined by searching the map for the three-way cleaning operation mode. As in 7 Shown by the broken line, the operating state of the engine can be roughly divided into four areas, wherein in a low-speed and high-load area, a high-speed and low-load area and a high-speed and high-load area in which the The amount of NOx discharged from the engine and flowing into the engine side catalyst is high, the stoichiometric driving operation is selected (F_Stoic_mode ← 1), while in a low-speed, low-load region in which the amount of NOx flowing into the engine bottom catalyst is small lean driving mode is selected (F_Stoic_mode ← 0).

Wenn die Beurteilung in S23 „Ja” lautet, also wenn die Menge an NOx, die unter Ausnutzung der DeNOx-Funktion des Motorunterseitenkatalysators entfernt werden kann, groß ist, erfolgt ein Übergang zu S25, und anhand eines Kennfelds für den Betriebsmodus mit gemeinsamer Nutzung von DeNOx-Funktion und Drei-Wege-Reinigungsfunktion wird das stöchiometrische Betriebsmodus-Flag F_Stoic_mode(k) aktualisiert. Konkreter ausgedrückt werden die Motordrehzahl und Motorlastparameter (beispielsweise der effektive Mitteldruck) erfasst, und anhand dieser Eingabeparameter wird, wie in 8 gezeigt, durch Durchsuchen des Kennfelds für den Betriebsmodus mit gemeinsamer Nutzung der Wert des Flags F_Stoic_mode(k) bestimmt. Ein Vergleich des Kennfelds für den Drei-Wege-Reinigungsbetriebsmodus aus 7 und des Kennfelds für den Betriebsmodus mit gemeinsamer Nutzung aus 8 zeigt, dass der Bereich, in dem der stöchiometrische Fahrbetrieb ausgewählt wird (F_Stoic_mode←1), im Kennfeld für den Betriebsmodus mit gemeinsamer Nutzung aus 8 kleiner ist. Der Grund dafür ist, dass für den Fall, dass die Beurteilung in S23 „Ja” lautet, die NOx-Menge, die mittels der DeNOx-Funktion des Motorunterseitenkatalysators entfernt werden kann, im Vergleich zu „Nein” größer ist. When the judgment in S23 is "Yes", that is, when the amount of NOx that can be removed using the DeNOx function of the engine bottom catalyst is large, a transition is made to S25 and a map for the sharing operation mode of DeNOx function and three-way cleaning function, the stoichiometric operating mode flag F_Stoic_mode (k) is updated. More specifically, the engine speed and engine load parameters (eg, the effective mean pressure) are detected, and from these input parameters, as in FIG 8th The value of the flag F_Stoic_mode (k) is determined by searching the shared operation mode map. A comparison of the map for the three-way cleaning mode of operation 7 and the sharing mode map 8th shows that the area in which the stoichiometric driving operation is selected (F_Stoic_mode ← 1) in the shared operation mode map 8th is smaller. The reason for this is that if the judgment in S23 is "Yes", the NOx amount that can be removed by means of the DeNOx function of the engine bottom catalyst is larger than "No".

Ein Zustand, in dem in Bezug auf die NOx-Menge, die pro Zeiteinheit mittels der DeNOx-Funktion des Motorunterseitenkatalysators entfernt werden kann, der Mengenanteil des pro Zeiteinheit in den Motorunterseitenkatalysator strömenden NOx höher als ein bestimmter Wert ist, ist als NOx-Überschusszustand definiert. Im Ablaufdiagramm aus 6 wird anhand der Verarbeitungen aus S23 bis S25 und der Schemata aus 7 und 8 beurteilt, ob ein NOx-Überschusszustand herrscht oder nicht, und wenn NOx-Überschusszustand herrscht, wird der stöchiometrische Fahrbetrieb gewählt, in dem NOx mittels der Drei-Wege-Reinigungsfunktion entfernt wird (F_Stoic_mode←1), während der magere Fahrbetrieb gewählt und NOx mittels der DeNOx-Funktion entfernt wird (F_Stoic_mode←0), wenn kein NOx-Überschusszustand herrscht.A state in which, with respect to the amount of NOx that can be removed per unit time by the DeNOx function of the engine bottom catalyst, the amount of NOx flowing into the engine bottom catalyst per unit time is higher than a certain value is defined as an NOx surplus state , In the flow chart 6 is determined by the processings of S23 to S25 and the schemes 7 and 8th judges whether or not there is a NOx surplus state, and when there is an excess NOx state, the stoichiometric driving operation is selected in which NOx is removed by the three-way purifying function (F_Stoic_mode ← 1), while the lean running mode is selected and NOx is used the DeNOx function is removed (F_Stoic_mode ← 0) when there is no NOx excess state.

9 ist ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der Rückkopplungsberechnung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis vor dem Katalysator zeigt, wobei der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient KAF für den stöchiometrischen Fahrbetrieb bestimmt wird. Die in 9 gezeigte Verarbeitung wird als Unterroutine der Hauptverarbeitung aus 5 mit derselben Synchronisierung (OT-Synchronisierung) ausgeführt. 9 FIG. 10 is a flowchart showing the concrete flow of the pre-catalyst air-fuel ratio feedback calculation, wherein the stoichiometric air-fuel ratio correction coefficient KAF is determined. FIG. In the 9 Processing shown becomes a subroutine of the main processing 5 with the same synchronization (OT synchronization).

In S31 wird beurteilt, ob der LAF-Sensor vor dem Katalysator die Aktivierung erreicht hat oder nicht. Wenn die Beurteilung in S31 „Nein” lautet, wird der Korrekturkoeffizient KAF(k) ohne die unten beschriebene Rückkopplungsberechnung auf 1 gesetzt (S32), und es erfolgt eine Rückkehr zu S8 aus 5.In S31, it is judged whether the LAF sensor before the catalyst has reached the activation or not. When the judgment in S31 is "No", the correction coefficient KAF (k) is set to 1 without the feedback calculation described below (S32), and a return to S8 is made 5 ,

Wenn die Beurteilung in S31 „Ja” lautet, wird der Korrekturkoeffizient KAF(k) unter Verwendung eines bekannten Rückkopplungsalgorithmus derart bestimmt, dass eine Abweichung E_af(k) zwischen dem Ausgabewert des LAF-Sensors vor dem Katalysator AFact(k) und einem Sollwert AFcmd(k) (siehe Gleichung (2-1) unten) 0 wird (S33), woraufhin eine Rückkehr zu S8 aus 5 erfolgt. Der Sollwert AFcmd(k) für die Ausgabe des LAF-Sensors vor dem Katalysator wird dabei in der an späterer Stelle beschriebenen Rückkopplungsberechnung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach dem Katalysator (siehe 16 unten) durch erneutes Abtasten eines Werts erlangt, der in einem Steuerzyklus von etwa 10 bis 50 ms aktualisiert wird. Als ein Beispiel für die Berechnung in S33 wird eine Rechenformel gezeigt, wobei in den untenstehenden Gleichungen (2-1) bis (2-3) der Korrekturkoeffizient KAF(k) unter Verwendung eines Sliding-Mode-Algorithmus bestimmt wird. In Gleichung (2-2) ist „Pole_af” der Schaltfunktionsparameter und ist auf einen Wert festgelegt, der größer als –1 und kleiner als 0 ist (beispielsweise –0,65). In Gleichung (2-3) sind die zwei Rückkopplungsverstärkungen „Krch_af” und „Kadp_af” auf einen negativen Wert festgelegt. Die Kompensationsgeschwindigkeit für die Abweichung der Rückkopplung vor dem Katalysator ist vorzugsweise schneller als die an späterer Stelle beschriebene Rückkopplung nach dem Katalysator von S77 aus 16 eingestellt. [Gleichung 2]

Figure DE112014006704T5_0002
When the judgment in S31 is "Yes", the correction coefficient KAF (k) is determined using a known feedback algorithm such that a deviation E_af (k) between the output value of the LAF sensor before the catalyst AFact (k) and a target value AFcmd (k) (see Equation (2-1) below) becomes 0 (S33), then return to S8 5 he follows. The set point AFcmd (k) for the output of the LAF sensor upstream of the catalytic converter is shown in the post-catalyst air-fuel ratio feedback calculation (see below) 16 below) by re-sampling a value which is updated in a control cycle of about 10 to 50 ms. As an example of the calculation in S33, a calculation formula is shown, wherein in the equations (2-1) to (2-3) below, the correction coefficient KAF (k) is determined using a sliding mode algorithm. In equation (2-2), "Pole_af" is the switching function parameter and is set to a value greater than -1 and less than 0 (for example, -0.65). In Equation (2-3), the two feedback gains "Krch_af" and "Kadp_af" are set to a negative value. Preferably, the pre-catalyst feedback offset error compensation rate is faster than the post-catalyst feedback feedback from S77 described later 16 set. [Equation 2]
Figure DE112014006704T5_0002

10 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf zum Bestimmen der Nacheinspritzmenge und des Nacheinspritzzeitpunkts im stöchiometrischen Fahrbetrieb darstellt. Die in 10 gezeigte Verarbeitung wird als Unterroutine der Hauptverarbeitung aus 5 mit OT-Synchronisierung ausgeführt. 10 FIG. 12 is a flowchart showing the concrete procedure for determining the post-injection amount and the post-injection timing in stoichiometric driving. FIG. In the 10 Processing shown becomes a subroutine of the main processing 5 executed with OT synchronization.

In S51 werden ein Schätzwert der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators Tcc_hat(k) und ein Schätzwert des Abgasvolumens Gex_hat(k) erlangt, und es erfolgt ein Übergang zu S52. Der Schätzwert Tcc_hat(k) der Motorunterseitenkatalysatortemperatur wird, wie beispielsweise in Gleichung (3) gezeigt, berechnet, indem die Ausgabe Tup(k) des Sensors der Temperatur stromaufwärts des Motorunterseitenkatalysators und die Ausgabe Tds(k) des Sensors der Temperatur stromabwärts des Motorunterseitenkatalysators anhand eines bestimmten Gewichtungskoeffizienten Wt (0 ≤ Wt ≤ 1, beispielsweise 0,3) einer Gewichtung unterzogen werden. In S51, an estimated value of the carrier temperature of the engine side catalyst Tcc_hat (k) and an estimated value of the exhaust gas volume Gex_hat (k) are acquired, and a transition to S52 occurs. The estimated value Tcc_hat (k) of the engine sub-catalyst temperature is calculated as shown in Equation (3), for example, by the output Tup (k) of the sensor of the temperature upstream of the engine bottom catalyst and the output Tds (k) of the sensor of the temperature downstream of the engine bottom catalyst of a certain weighting coefficient Wt (0 ≦ Wt ≦ 1, for example 0.3) are weighted.

[Gleichung 3][Equation 3]

  • Tcc_hat(k) = (1 – Wt)Tup(k) + Wt·Tds(k) (3)Tcc_hat (k) = (1 - Wt) Tup (k) + Wt · Tds (k) (3)

In S52 wird ein Standardwert Pox_bs(k) des Oxidationscharakteristik-Parameters Pox(k) des Motorunterseitenkatalysators berechnet, der die HC-Oxidationsfähigkeit des Motorunterseitenkatalysators in Zahlen darstellt, und es erfolgt ein Übergang zu S53. Der Oxidationscharakteristik-Parameter Pox(k) ist als Produkt eines an späterer Stelle beschriebenen Standardwerts Pox_bs(k), der wie in Gleichung (4) unten gezeigt, einem Basisfaktor entspricht, welcher von der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators und dem Abgasvolumen abhängig ist, und eines Oxidationscharakteristik-Korrekturkoeffizienten Kmod(k) definiert, der einem Verschlechterungsfaktor entspricht, der von der Verschlechterung und individuellen Abweichungen des Motorunterseitenkatalysators abhängig ist. In S52 wird anhand der in S51 erlangten Schätzwerte Tcc_hat(k), Gex_hat(k) durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds ein Standardwert Pox_bs(k) (0 ≤ Pox_bs(k) ≤ 1) berechnet.In S52, a standard value Pox_bs (k) of the oxidation characteristic parameter Pox (k) of the engine bottom catalyst is calculated, which represents the HC oxidation ability of the engine bottom catalyst in numbers, and a transition is made to S53. The oxidation characteristic parameter Pox (k) is a product of a later-described standard value Pox_bs (k) which, as shown in Equation (4) below, corresponds to a base factor which depends on the carrier temperature of the engine bottom catalyst and the exhaust gas volume, and Oxidation characteristic correction coefficient Kmod (k) defined, which corresponds to a deterioration factor, which depends on the deterioration and individual deviations of the engine underside catalyst. In S52, from the estimated values Tcc_hat (k), Gex_hat (k) obtained in S51, by searching a predetermined map, a standard value Pox_bs (k) (0 ≦ Pox_bs (k) ≦ 1) is calculated.

11 zeigt ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Standardwerts für den Oxidationscharakteristik-Parameter Pox_bs(k). Wie in 11 gezeigt, tritt die HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators ein, wenn seine Trägertemperatur die Aktivierungstemperatur (etwa 150 bis 200°C) überschreitet, und steigt mit zunehmender Temperatur an. Je höher das Abgasvolumen wird, also je mehr Abgas pro Zeiteinheit durch den Motorunterseitenkatalysator strömt, desto mehr nimmt die HC-Oxidationsleistung ab. Der Standardwert Pox_bs(k) ist für den Fall, dass der Motorunterseitenkatalysator keine HC-Oxidationsfähigkeit aufweist, 0, und ist derart normalisiert, dass er, wenn die HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators am höchsten ist, einen bestimmten Wert (beispielsweise 1) annimmt. 11 FIG. 12 shows an example of a map for determining the default value for the oxidation characteristic parameter Pox_bs (k). As in 11 As shown, the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst occurs when its carrier temperature exceeds the activation temperature (about 150 to 200 ° C) and increases with increasing temperature. The higher the exhaust gas volume, that is the more exhaust gas per unit of time flows through the engine bottom side catalytic converter, the more the HC oxidation power decreases. The default value Pox_bs (k) is 0 for the case where the engine bottom catalyst does not have HC oxidation ability, and is normalized to take a certain value (for example, 1) when the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst is the highest.

Zurückkehrend zu 10 wird in S53 der Oxidationscharakteristik-Korrekturkoeffizient Kmod(k) berechnet, und es erfolgt ein Übergang zu S54. Wie in 10 gezeigt, existieren drei Verfahren Typ 1 bis 3 zum Berechnen des Oxidationscharakteristik-Korrekturkoeffizienten Kmod(k). Bei jedem Verfahren jedoch wird der Korrekturkoeffizient Kmod(k) erlangt, indem ein Parameter, der in einer Verarbeitung aktualisiert wird, die in einem anderen Zyklus als der OT-synchron ausgeführten vorliegenden Verarbeitung ausgeführt wird, OT-synchron neu abgetastet wird.Returning to 10 At S53, the oxidation characteristic correction coefficient Kmod (k) is calculated, and a transition is made to S54. As in 10 3, there are three methods of types 1 to 3 for calculating the oxidation characteristic correction coefficient Kmod (k). However, in each method, the correction coefficient Kmod (k) is obtained by resampling a parameter that is updated in a processing executed in a cycle other than the OT synchronously executed present processing in the OT synchronous manner.

Beim dem Verfahren des Typs 1 wird ein adaptiver Katalysatoroxidationscharakteristik-Koeffizient Kox, der in einem Zyklus tn aktualisiert wird, in einer Verarbeitung, die an späterer Stelle unter Bezugnahme auf 28 beschriebenen wird, neu abgetastet, und dieser Wert als Korrekturkoeffizient Kmod herangezogen und in der nachfolgen Verarbeitung verwendet. Beim dem Verfahren des Typs 2 wird ein adaptiver Katalysatorreduktionscharakteristik-Koeffizient Krd, der in einem Zyklus tm aktualisiert wird, in einer Verarbeitung, die an späterer Stelle unter Bezugnahme auf 24 beschriebenen wird, neu abgetastet, und dieser Wert als Korrekturkoeffizient Kmod herangezogen und in der nachfolgen Verarbeitung verwendet. Beim dem Verfahren des Typs 3 wird ein adaptiver Katalysator-Drei-Wege-Charakteristik-Korrekturwert Dtw, der in einem Zyklus tm aktualisiert wird, in einer Verarbeitung, die an späterer Stelle unter Bezugnahme auf 22 beschrieben wird, neu abgetastet, und der so erlangte Wert wird mit –1 multipliziert, woraufhin 1 hinzuaddiert wird, und dieser Wert wird als Korrekturkoeffizient Kmod (= 1 – Dtw) herangezogen und in der nachfolgen Verarbeitung verwendet.In the method of the type 1, an adaptive catalyst oxidation characteristic coefficient Kox which is updated in a cycle tn in a processing which will be described later with reference to 28 is re-sampled, and this value is used as the correction coefficient Kmod and used in the subsequent processing. In the method of type 2, an adaptive catalyst reduction characteristic coefficient Krd updated in a cycle tm is processed as described later with reference to FIG 24 is re-sampled, and this value is used as the correction coefficient Kmod and used in the subsequent processing. In the method of the type 3, an adaptive catalyst three-way characteristic correction value Dtw which is updated in a cycle tm in a processing which will be described later with reference to 22 is re-sampled, and the value thus obtained is multiplied by -1, whereupon 1 is added, and this value is taken as the correction coefficient Kmod (= 1-Dtw) and used in the subsequent processing.

Zwar sind die Koeffizienten Kox, Krd und Dtw Werte, die auf Grundlage unterschiedlicher Charakteristiken des Motorunterseitenkatalysators in unterschiedlichen Verfahren berechnet werden, doch da sie sich allesamt zusammen mit der Verschlechterung und individuellen Abweichungen des Motorunterseitenkatalysators verändern, können sie als Verschlechterungsfaktor des Oxidationscharakteristik-Parameters Pox verwendet werden.Although the coefficients Kox, Krd, and Dtw are values calculated based on different characteristics of the engine side catalyst in different methods, but all of them change along with the deterioration and individual deviation of the engine bottom catalyst, they can be used as a deterioration factor of the oxidation characteristic parameter Pox become.

Indem in S54 der Basiswert Pox_bs(k) und der Oxidationscharakteristik-Korrekturkoeffizient Kmod(k) multipliziert werden, wird der Oxidationscharakteristik-Parameter Pox(k) berechnet (siehe Gleichung (4) unten), und es erfolgt ein Übergang zu S55. Nacheinspritzmenge und Nacheinspritzzeitpunkt werden anhand des so erlangten Oxidationscharakteristik-Parameters Pox(k) fein abgestimmt.By multiplying in S54 the base value Pox_bs (k) and the oxidation characteristic correction coefficient Kmod (k), the oxidation characteristic parameter Pox (k) is calculated (see Equation (4) below), and there is a transition to S55. The post-injection amount and the post-injection timing are finely adjusted based on the thus obtained oxidation characteristic parameter Pox (k).

[Gleichung 4][Equation 4]

  • Pox(k) = Pox_bs(k)·Kmod(k) (4)Pox (k) = Pox_bs (k) * Kmod (k) (4)

In S55 wird ein Standardwert Gfuel_aft_bs(k) der Nacheinspritzmenge Gfuel_aft(k) berechnet, und es erfolgt ein Übergang zu S56. Konkreter ausgedrückt wird der Standardwert Gfuel_aft_bs(k) in S55 anhand der Motordrehzahl und eines Lastparameters durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds berechnet.In S55, a default value Gfuel_aft_bs (k) of the post injection quantity Gfuel_aft (k) is calculated, and a transition is made to S56. More specifically, the standard value Gfuel_aft_bs (k) is calculated in S55 based on the engine speed and a load parameter by searching a predetermined map.

12 zeigt ein Beispiel eines Kennfelds zum Berechnen des Standardwerts Gfuel_aft_bs(k) der Nacheinspritzmenge. Wie in 12 gezeigt, wird die Nacheinspritzmenge mit steigender Motordrehzahl erhöht. Außerdem wird die Nacheinspritzmenge mit zunehmender Motorlast erhöht. Der Grund dafür ist, dass mit zunehmender Last die Haupteinspritzmenge ansteigt, wodurch auch die durch die Nacheinspritzung zu verbrennende Feinstaubmenge zunimmt. 12 FIG. 15 shows an example of a map for calculating the default value Gfuel_aft_bs (k) of the post injection quantity. As in 12 shown, the Nacheinspritzmenge is increased with increasing engine speed. In addition, the post-injection amount is increased with increasing engine load. The reason for this is that as the load increases, the main injection amount increases, which also increases the amount of particulate matter to be combusted by the post-injection.

In S56 wird auf Grundlage des Oxidationscharakteristik-Parameters Pox(k) ein Korrekturkoeffizient Kg_aft(k) der Nacheinspritzmenge Gfuel_aft(k) berechnet, und es erfolgt ein Übergang zu S57. Konkreter ausgedrückt wird der Korrekturkoeffizient Kg_aft(k) in S56 anhand des Oxidationscharakteristik-Parameters Pox(k) durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds berechnet.In S56, based on the oxidation characteristic parameter Pox (k), a correction coefficient Kg_aft (k) of the post injection quantity Gfuel_aft (k) is calculated, and a transition is made to S57. More specifically, the correction coefficient Kg_aft (k) is calculated in S56 from the oxidation characteristic parameter Pox (k) by searching a predetermined map.

13 zeigt ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Korrekturkoeffizienten Kg_aft(k) für die Nacheinspritzmenge. Der in S56 berechnete Korrekturkoeffizient Kg_aft wird als multiplikativer Korrekturkoeffizient für den Standardwert Gfuel_aft_bs der Nacheinspritzmenge verwendet (siehe Gleichung (5) unten). Wie in 13 gezeigt, wird die Nacheinspritzmenge erhöhend korrigiert, je mehr der Nacheinspritzmenge, Oxidationscharakteristik-Parameter Pox, also die HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators, ansteigt. Da auf diese Weise die Feinstaubausstoßmenge entsprechend der HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators zum jeweiligen Zeitpunkt weitestmöglich reduziert werden kann, kann das Regenerationsintervall des DPF verlängert und damit der Kraftstoffverbrauch verbessert werden. Wie unter Bezugnahme auf 31 beschrieben, nimmt mit ansteigender Nacheinspritzmenge die durch den Motorunterseitenkatalysator strömende HC-Menge zu. Indem jedoch die Nacheinspritzmenge gemäß dem Oxidationscharakteristik-Parameter Pox erhöht wird, kann die stromabwärts des Motorunterseitenkatalysators ausgestoßene HC-Menge unter einem bestimmten oberen Grenzwert gehalten werden. 13 FIG. 14 shows an example of a map for determining the correction coefficient Kg_aft (k) for the post-injection amount. The correction coefficient Kg_aft calculated in S56 is used as the multiplicative correction coefficient for the standard value Gfuel_aft_bs of the post injection quantity (see Equation (5) below). As in 13 As shown in FIG. 2, the more the post injection quantity, the oxidation characteristic parameter Pox, that is, the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst, increases, the post injection quantity is increased to be corrected. In this way, since the particulate matter discharge amount corresponding to the HC oxidation performance of the engine side catalyst can be reduced as much as possible at each time point, the regeneration interval of the DPF can be prolonged and thus the fuel consumption can be improved. As with reference to 31 described increases with increasing Nacheinspritzmenge the flowing through the engine underside catalyst HC amount. However, by increasing the post-injection amount according to the oxidation characteristic parameter Pox, the amount of HC discharged downstream of the engine bottom catalyst can be kept below a certain upper limit.

In S57 wird auf Grundlage des Oxidationscharakteristik-Parameters Pox(k) der Standardwert Θ_aft_bs(k) des Nacheinspritzzeitpunkts Θ_aft(k) berechnet, und es erfolgt ein Übergang zu S58. Konkreter ausgedrückt wird der Standardwert Θ_aft_bs(k) in S57 anhand der Motordrehzahl und eines Lastparameters durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds berechnet.In S57, the standard value Θ_aft_bs (k) of the post injection timing Θ_aft (k) is calculated based on the oxidation characteristic parameter Pox (k), and a transition to S58 occurs. More concretely, the standard value Θ_aft_bs (k) is calculated in S57 based on the engine speed and a load parameter by searching a predetermined map.

14 zeigt ein Beispiel eines Kennfelds zum Berechnen des Standardwerts Θ_aft_bs(k) (Grad AOT) des Nacheinspritzzeitpunkts. Wie in 14 gezeigt, verzögert sich der Standardwert des Nacheinspritzzeitpunkts mit steigender Motordrehzahl. Außerdem verzögert sich der Nacheinspritzzeitpunkt mit zunehmender Motorlast. Der Grund dafür ist, dass mit zunehmender Last die Haupteinspritzmenge ansteigt, wodurch auch die durch die Nacheinspritzung zu verbrennende Feinstaubmenge zunimmt. 14 FIG. 14 shows an example of a map for calculating the standard value Θ_aft_bs (k) (degree AOT) of the post injection timing. As in 14 shown, the default value of Nacheinspritzzeitpunkts delayed with increasing engine speed. In addition, the post injection timing is delayed with increasing engine load. The reason for this is that as the load increases, the main injection amount increases, which also increases the amount of particulate matter to be combusted by the post-injection.

In S58 wird auf Grundlage des Oxidationscharakteristik-Parameters Pox der Korrekturwert D_aft(k) des Nacheinspritzzeitpunkts Θ_aft(k) berechnet, und es erfolgt ein Übergang zu S59. Konkreter ausgedrückt wird der Korrekturwert D_aft(k) in S58 anhand des Oxidationscharakteristik-Parameters Pox(k) durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds berechnet.In S58, the correction value D_aft (k) of the post injection timing Θ_aft (k) is calculated based on the oxidation characteristic parameter Pox, and a transition to S59 occurs. More specifically, the correction value D_aft (k) is calculated in S58 from the oxidation characteristic parameter Pox (k) by searching a predetermined map.

15 zeigt ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Korrekturwerts D_aft(k) des Nacheinspritzzeitpunkts. Der letzte Nacheinspritzzeitpunkt Θ_aft wird durch Subtrahieren des in S58 berechneten Korrekturwerts D_aft(k) vom Standardwert Θ_aft_bs berechnet (siehe Gleichung (6) unten). Wie in 15 gezeigt, wird für den Nacheinspritzzeitpunkt der letzte Nacheinspritzzeitpunkt Θ_aft verzögernd korrigiert, je größer der Oxidationscharakteristik-Parameter Pox wird, also je mehr sich die HC-Oxidationsleistung erhöht. Der Haupteinspritzzeitpunkt wird anders als der Nacheinspritzzeitpunkt nicht durch den Oxidationscharakteristik-Parameter Pox korrigiert. Das verzögernde Korrigieren der Nacheinspritzmenge, je größer der Oxidationscharakteristik-Parameter Pox wird, durch den Korrekturwert D_aft, wie in 15 gezeigt, ist also äquivalent zum Vergrößern des Abstands zwischen Haupteinspritzzeitpunkt und Nacheinspritzzeitpunkt, je größer der Oxidationscharakteristik-Parameter Pox wird. Da auf diese Weise die Feinstaubausstoßmenge entsprechend der HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators weitestmöglich reduziert werden kann, kann das Regenerationsintervall des DPF verlängert und damit der Kraftstoffverbrauch verbessert werden. Wie unter Bezugnahme auf 31 beschrieben, nimmt mit größerem Abstand der Nacheinspritzung die durch den Motorunterseitenkatalysator strömende HC-Menge zu. Indem jedoch der Abstand der Nacheinspritzung gemäß dem Oxidationscharakteristik-Parameter Pox erhöht wird, kann die stromabwärts des Motorunterseitenkatalysators ausgestoßene HC-Menge unter einem bestimmten oberen Grenzwert gehalten werden. 15 FIG. 14 shows an example of a map for determining the correction value D_aft (k) of the post-injection timing. The last post-injection timing Θ_aft is calculated by subtracting the correction value D_aft (k) calculated in S58 from the standard value Θ_aft_bs (see Equation (6) below). As in 15 For the post-injection time point, the last post-injection time Θ_aft is delayed-corrected, the greater the oxidation-parameter parameter Pox becomes, that is, the more the HC-oxidation power increases. The main injection timing, unlike the post-injection timing, is not corrected by the oxidation characteristic parameter Pox. Delaying correction of the post injection quantity, the larger the oxidation characteristic parameter Pox becomes, by the correction value D_aft, as in FIG 15 is thus equivalent to increasing the distance between main injection time and post-injection time, the larger the Oxidizing characteristic parameter Pox becomes. In this way, since the particulate matter discharge amount corresponding to the HC oxidation performance of the engine side catalyst can be reduced as much as possible, the regeneration interval of the DPF can be lengthened to improve the fuel consumption. As with reference to 31 described, increases with a greater distance of the post-injection, the amount of HC flowing through the engine underside catalyst. However, by increasing the distance of the post injection according to the oxidation characteristic parameter Pox, the amount of HC discharged downstream of the engine bottom catalyst can be kept below a certain upper limit.

Zurückkehrend zu 10 wird in S59 durch Multiplizieren des Standardwerts Gfuel_aft(k) und des Korrekturkoeffizienten Kg_aft(k) die Nacheinspritzmenge Gfuel_aft(k) berechnet (siehe Gleichung (5) unten), und es erfolgt ein Übergang zu S60.Returning to 10 at S59, by multiplying the standard value Gfuel_aft (k) and the correction coefficient Kg_aft (k), the post-injection amount Gfuel_aft (k) is calculated (see Equation (5) below), and a transition is made to S60.

[Gleichung 5][Equation 5]

  • Gfuel_aft(k) = Kg_aft(k)·Gfuel_aft(k) (5)Gfuel_aft (k) = Kg_aft (k) · Gfuel_aft (k) (5)

In S60 wird der Korrekturwert D_aft(k) vom Standardwert Θ_aft_bs(k) subtrahiert, wodurch der Nacheinspritzzeitpunkt Θ_aft(k) berechnet wird (siehe Gleichung (6) unten), woraufhin eine Rückkehr zu S10 aus 5 erfolgt.In S60, the correction value D_aft (k) is subtracted from the standard value Θ_aft_bs (k), whereby the post injection timing Θ_aft (k) is calculated (see Equation (6) below), whereupon a return to S10 is made 5 he follows.

[Gleichung 6][Equation 6]

  • θ_aft(k) = θ_aft_bs(k) – D_aft(k) (6)θ_aft (k) = θ_aft_bs (k) - D_aft (k) (6)

16 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der Rückkopplungsberechnung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach dem Katalysator darstellt, um den Sollwert AFcmd der Ausgabe AFact des LAF-Sensors vor dem Katalysator zu bestimmen. Die in 16 gezeigte Verarbeitung wird von der ECU in einem bestimmten Regelungszyklus tm (10 bis 50 ms) ausgeführt. Im Folgenden sind dabei Werte, die in der im Zyklus tm aktualisiert oder abgetastet werden, mit einem „m” in Klammern versehen. 16 FIG. 12 is a flowchart illustrating the concrete procedure of the post-catalyst air-fuel ratio feedback calculation to determine the target AFcmd of the LAF sensor output AFact before the catalyst. In the 16 The processing shown is executed by the ECU in a certain control cycle tm (10 to 50 ms). In the following, values which are updated or sampled in the cycle tm are provided with an "m" in brackets.

In S71 wird beurteilt, ob der O2-Sensor nach dem Katalysator die Aktivierung erreicht hat oder nicht. Wenn die Beurteilung in S71 „Nein” lautet, wird die untenstehende Rückkopplungsberechnung nicht durchgeführt, und als Sollwert AFcmd(m) wird ein bestimmter Standardwert AFcmd_bs (ein Festwert von beispielsweise 14,5) herangezogen (S72), womit diese Verarbeitung endet. Wenn die Beurteilung in Schritt S71 „Ja” lautet, erfolgt ein Übergang zu Schritt S73.In S71, it is judged whether the O 2 sensor after the catalyst has reached the activation or not. If the judgment in S71 is "No", the feedback calculation below is not performed, and the target value AFcmd (m) is taken as a certain standard value AFcmd_bs (a fixed value of, for example, 14.5) (S72), thus ending this processing. When the judgment in step S71 is "Yes", a flow goes to step S73.

In S73 wird beurteilt, ob das stöchiometrische Betriebsmodus-Flag F_Stoic_mode(m) auf „1” gesetzt ist oder nicht. Wenn die Beurteilung in S73 „Ja” lautet, erfolgt ein Übergang zu S74, und wenn sie „Nein” lautet, erfolgt ein Übergang zu S72, und es gilt, wie oben beschrieben, Fcmd(m) = AFcmd_bs.In S73, it is judged whether or not the stoichiometric operation mode flag F_Stoic_mode (m) is set to "1". If the judgment in S73 is "Yes", it goes to S74, and if it is "No", it goes to S72, and as described above, Fcmd (m) = AFcmd_bs.

In S74 wird beurteilt, ob ein späterer Stelle beschriebenes Reduktionsbehandlungsende-Flag F_CRD_Done(m) „1” ist oder nicht. Wie oben beschrieben, wird in Folge dessen, dass während des mageren Fahrbetriebs das stöchiometrische Betriebsmodus-Flag F_Stoic_mode(m) von „0” auf „1” wechselt, der stöchiometrische Fahrbetrieb eingeleitet. Da jedoch bis dahin der magere Fahrbetrieb stattgefunden hat, hat der Motorunterseitenkatalysator viel Sauerstoff gespeichert, weshalb die Drei-Wege-Reinigungsfunktion des Motorunterseitenkatalysators trotz Beginn des stöchiometrischen Fahrbetriebs nicht sofort sinnvoll genutzt werden kann. Unmittelbar nach dem Wechseln des Flags F_Stoic_mode(m) von „0” auf „1” wird daher das Luft-Kraftstoff-Verhältnis statt stöchiometrisch geringfügig in Richtung fett („schwach fett”) geregelt, und es wird eine Reduktionsbehandlung durchgeführt, um den im Motorunterseitenkatalysator gespeicherten Sauerstoff innerhalb kurzer Zeit freizusetzen. Ein Reduktionsbehandlungsende-Flag F_CRD_Done(m) zeigt an, dass die Reduktionsbehandlung unmittelbar nach dem Beginn des stöchiometrischen Fahrbetriebs abgeschlossen ist, und wird durch die an späterer Stelle unter Bezugnahme auf 20 beschriebene Verarbeitung für die Motorunterseitenkatalysator-Reduktionscharakteristik-Beurteilung aktualisiert. Im Folgenden wird der Fahrbetriebsmodus unmittelbar nach dem Beginn des stöchiometrischen Fahrbetriebs, der die Reduktion des Motorunterseitenkatalysators fördert, als „schwach fetter Betriebsmodus” bezeichnet. Außerdem wird der Fahrbetriebsmodus, in dem im stöchiometrischen Betrieb auf Grundlage der Ausgabe des O2-Sensors nach dem Katalysator das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd(m) bestimmt wird, als „Luft-Kraftstoff-Rückkopplungsmodus nach dem Katalysator” bezeichnet.In S74, it is judged whether or not a later-described reduction-treatment-end flag F_CRD_Done (m) is "1". As described above, as a result of the stoichiometric operating mode flag F_Stoic_mode (m) changing from "0" to "1" during lean running, the stoichiometric driving operation is initiated. However, since the meager driving has taken place until then, the engine bottom catalyst has stored a lot of oxygen, and therefore, the three-way cleaning function of the engine bottom catalyst can not be put to good use despite start of the stoichiometric driving operation. Immediately after changing the flag F_Stoic_mode (m) from "0" to "1", therefore, instead of stoichiometrically, the air-fuel ratio is slightly regulated in the direction of rich ("weakly rich"), and a reduction treatment is performed to obtain the Engine bottom catalyst to release stored oxygen within a short time. A reduction treatment end flag F_CRD_Done (m) indicates that the reduction treatment is completed immediately after the start of the stoichiometric driving operation, and will be explained later by referring to FIG 20 updated processing for the engine underside catalyst reduction characteristic judgment. Hereinafter, the driving mode immediately after the start of the stoichiometric driving operation that promotes the reduction of the engine bottom catalyst will be referred to as a "weak rich operation mode". In addition, the driving operation mode in which the target air-fuel ratio AFcmd (m) is determined in the stoichiometric operation based on the output of the O 2 sensor after the catalyst is called the "post-catalyst air-fuel feedback mode".

Wenn die Beurteilung in S74 „Nein” lautet, erfolgt ein Übergang zu S75, und das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd(m) im schwach fetten Betriebsmodus wird bestimmt. Konkreter ausgedrückt werden in S75 der Schätzwert Tcc_hat(m) der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators und der Schätzwert Gex_hat(m) des Abgasvolumens erlangt, und auf Grundlage dieser zwei Schätzwerte Tcc_hat(m) und Gex_hat(m) wird durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd(m) bestimmt, womit diese Verarbeitung endet. When the judgment in S74 is "No", a transition is made to S75, and the target air-fuel ratio AFcmd (m) in the low-rich operating mode is determined. More specifically, in S75, the estimated value Tcc_hat (m) of the carrier temperature of the engine side catalyst and the estimated value Gex_hat (m) of the exhaust gas volume are obtained, and on the basis of these two estimated values Tcc_hat (m) and Gex_hat (m), by searching a predetermined map, the air mass is obtained. Target fuel ratio AFcmd (m) determines what this processing ends.

17 zeigt ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses im schwach fetten Betriebsmodus. Wie in 17 gezeigt, liegt das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd im schwach fetten Betriebsmodus innerhalb des schwach fetten Bereichs (etwa 14,5 bis 13,5) und ist auf einen Wert entsprechend dem Schätzwert Tcc_hat der Motorunterseitenkatalysatortemperatur und dem Schätzwert Gex_hat des Abgasvolumens festgelegt. Konkreter ausgedrückt wird das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd umso weiter in den fetten Bereich geregelt, je mehr die Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators ansteigt bzw. je mehr das Abgasvolumen abnimmt. 17 FIG. 14 shows an example of a map for determining the target air-fuel ratio in the low-rich operating mode. As in 17 2, the target air-fuel ratio AFcmd is in the low-rich operating mode within the low-rich region (about 14.5 to 13.5) and is set to a value corresponding to the estimated value Tcc_hat of the engine bottom catalyst temperature and the exhaust gas volume estimated value Gex_hat. More specifically, the more the carrier temperature of the engine lower side catalyst increases and the more the exhaust gas volume decreases, the more the target air-fuel ratio AFcmd is further regulated.

Wenn zurückkehrend zu 16 die Beurteilung in S74 „Ja” lautet, erfolgt ein Übergang zu S76, und das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AF_cmd(m) wird im Luft-Kraftstoff-Rückkopplungsmodus nach dem Katalysator bestimmt. In S76 werden der Schätzwert Tcc_hat(m) der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators und der Schätzwert Gex_hat(m) des Abgasvolumens erlangt, und auf Grundlage dieser zwei Schätzwerte Tcc_hat(m) und Gex_hat(m) wird durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds ein Sollwert Vcmd(m) für die Ausgabe Vout(m) des O2-Sensors nach dem Katalysator bestimmt, und es erfolgt ein Übergang zu S77.If returning to 16 when the judgment in S74 is "Yes", a transition is made to S76, and the target air-fuel ratio AF_cmd (m) is determined in the air-fuel feedback mode after the catalyst. In S76, the estimated value Tcc_hat (m) of the carrier temperature of the engine side catalyst and the estimated value Gex_hat (m) of the exhaust gas volume are obtained, and based on these two estimated values Tcc_hat (m) and Gex_hat (m), a target value Vcmd (m ) is determined for the output Vout (m) of the O 2 sensor after the catalyst, and a transition is made to S77.

18 zeigt ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen des Ausgabesollwerts Vcmd(m) des O2-Sensors nach dem Katalysator. Wie in 18 gezeigt, liegt der Sollwert Vcmd des O2-Sensors in einem Bereich weiter in Richtung fett als ein Umkehrbeurteilungsschwellenwert VIn, der die Umkehr der Ausgabe des O2-Sensors beurteilt (beispielsweise, 0,1), und wird umso weiter in Richtung fett korrigiert, je mehr die Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators ansteigt. Je mehr das Abgasvolumen zunimmt (oder anders ausgedrückt, je höher die Last ist), desto mehr steigt die vom Motor ausgestoßene NOx-Menge an, und desto mehr steigt auch die Abgasströmungsgeschwindigkeit durch die LNT an, wodurch im Ergebnis die NOx-Entfernungsrate des Motorunterseitenkatalysators abnimmt. Der Sollwert Vcmd(m) des O2-Sensors, der diese Verringerung der NOx-Entfernungsrate kompensieren soll, wird, wie in 18 gezeigt, umso weiter in Richtung fett korrigiert, je mehr das Abgasvolumen zunimmt, so dass am Motorunterseitenkatalysator die Erzeugung von Reduktionsmittel wie CO, H2, NH3 und dergleichen ansteigt. 18 FIG. 14 shows an example of a map for determining the output target value Vcmd (m) of the O 2 sensor after the catalyst. As in 18 2 , the set value Vcmd of the O 2 sensor is in a range farther toward rich than a reverse judgment threshold VIn which judges the reversal of the output of the O 2 sensor (for example, 0.1), and is further corrected for rich the more the carrier temperature of the engine bottom catalyst increases. The more the exhaust gas volume increases (or, in other words, the higher the load), the more the amount of NOx discharged from the engine increases, and the more the exhaust gas flow rate through the LNT increases, as a result, the NOx removal rate of the engine underside catalyst decreases. The set point Vcmd (m) of the O 2 sensor that is to compensate for this reduction in the NOx removal rate becomes, as in 18 The larger the exhaust gas volume increases, the more the exhaust gas volume increases, so that the generation of reducing agents such as CO, H 2 , NH 3 and the like increases at the engine underside catalyst.

Zurückkehrend zu 16, wird in S77 das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd(m) unter Verwendung eines bekannten Rückkopplungsalgorithmus derart bestimmt, dass eine Abweichung E_v(m) zwischen der Ausgabe Vout(m) des O2-Sensors nach dem Katalysator und ihrem Sollwert Vcmd(m) (siehe Gleichung (7-1) unten) „0” wird, und es erfolgt ein Übergang zu S78. Als ein Beispiel für die Berechnung in S77 wird eine Rechenformel gezeigt, wobei in den untenstehenden Gleichungen (7-1) bis (7-3) das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd(m) unter Verwendung eines Sliding-Mode-Algorithmus bestimmt wird. In Gleichung (7-2) ist „Pole_af” der Schaltfunktionsparameter und ist auf einen Wert festgelegt, der größer als –1 und kleiner als 0 ist (beispielsweise –0,85). In Gleichung (7-3) sind die zwei Rückkopplungsverstärkungen „Krch_v” und „Kadp_v” auf einen negativen Wert festgelegt. [Gleichung 7]

Figure DE112014006704T5_0003
Returning to 16 , in S77, the target air-fuel ratio AFcmd (m) is determined using a known feedback algorithm such that a deviation E_v (m) between the output Vout (m) of the O 2 sensor after the catalyst and its set value Vcmd (m ) (see equation (7-1) below) becomes "0", and a transition is made to S78. As an example of the calculation in S77, a calculation formula is shown, and in the equations (7-1) to (7-3) below, the target air-fuel ratio AFcmd (m) is determined using a sliding mode algorithm. In equation (7-2), "Pole_af" is the switching function parameter and is set to a value greater than -1 and less than 0 (for example, -0.85). In Equation (7-3), the two feedback gains "Krch_v" and "Kadp_v" are set to a negative value. [Equation 7]
Figure DE112014006704T5_0003

In S78 wird eine an späterer Stelle unter Bezugnahme auf 22 beschriebene adaptive Berechnung für die Drei-Wege-Katalysatorcharakteristik ausgeführt, womit diese Verarbeitung endet. Wie oben beschrieben, wird im Luft-Kraftstoff-Rückkopplungsmodus nach dem Katalysator anhand der Ausgabe des O2-Sensors nach dem Katalysator das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd in Bezug auf die Ausgabe des LAF-Sensors vor dem Katalysator bestimmt. Daher spiegelt das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd den Zustand des Motorunterseitenkatalysators wider. In der adaptiven Berechnung für die Drei-Wege-Katalysatorcharakteristik wird unter Verwendung dieser Charakteristik durch Ausführen einer statistischen Verarbeitung an dem im Luft-Kraftstoff-Rückkopplungsmodus nach dem Katalysator festgelegten Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd ein adaptiver Katalysator-Drei-Wege-Charakteristik-Korrekturwert Dtw berechnet, der dem Verschlechterungsfaktor der HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators entspricht. Die adaptive Berechnung für die Drei-Wege-Katalysatorcharakteristik aus S78 entfällt, wenn in S53 aus 10 der Oxidationscharakteristik-Korrekturkoeffizient Kmod in einem anderen Verfahren als Typ 3 bestimmt wird.In S78, a later reference is made to 22 described adaptive calculation for the three-way catalyst characteristic executed, with which this processing ends. As described above, in the air-fuel feedback mode after the catalyst, based on the output of the O 2 sensor after the catalyst, the target air-fuel ratio AFcmd is determined with respect to the output of the LAF sensor before the catalyst. Therefore, the target air-fuel ratio AFcmd reflects the state of the engine bottom catalyst. In the adaptive calculation for the three-way catalyst characteristic, by using this characteristic, by performing statistical processing on the target air-fuel ratio AFcmd set in the air-fuel feedback mode after the catalyst calculates adaptive catalyst three-way characteristic correction value Dtw, which corresponds to the deterioration factor of the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst. The adaptive calculation for the three-way catalyst characteristic of S78 is omitted when in S53 10 the oxidation characteristic correction coefficient Kmod is determined in a method other than Type 3.

19 ist ein Zeitdiagramm, das ein konkretes Beispiel für die Veränderung der Ausgabe Afact des LAF-Sensors vor dem Katalysator und der Ausgabe Vout des O2-Sensors nach dem Katalysator bei Bestimmung des Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses AFcmd durch die Rückkopplungsberechnung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach dem Katalysator darstellt. 19 zeigt einen Fall, wobei das stöchiometrische Betriebsmodus-Flag F_Stoic_mode an einem Zeitpunkt t1 von „0” auf „1” wechselt. 19 11 is a time chart showing a concrete example of the change of the output Afact of the LAF sensor before the catalyst and the output Vout of the O 2 sensor after the catalyst in determining the target air-fuel ratio AFcmd by the feedback calculation for the air-fuel Ratio according to the catalyst. 19 FIG. 12 shows a case where the stoichiometric operation mode flag F_Stoic_mode changes from "0" to "1" at a time t1.

Wie unter Bezugnahme auf 16 beschrieben, wird das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd unmittelbar nach dem Beginn des stöchiometrischen Fahrbetriebs (in 19 Zeitpunkt t1) auf schwach fett eingestellt (siehe S75 aus 16), wodurch der im Motorunterseitenkatalysator gespeicherte Sauerstoff freigesetzt und für die Oxidation des Reduktionsmittels verwendet wird, das aufgrund der Regelung auf schwach fett zugeführt wird. An einem Zeitpunkt t2, wenn geurteilt wird, dass die Umkehr der Ausgabe Vout des O2-Sensors stattgefunden hat, wird das Reduktionsbehandlungsende-Flag F_CRD_Done von „0” auf „1” umgeschaltet (siehe 20 unten), und der schwach fette Betriebsmodus (Neigung in Richtung fett) wird aufgehoben. Nach dem Zeitpunkt t2 wird das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd derart bestimmt, dass die Ausgabe Vout des O2-Sensors nach dem Katalsyator entsprechend dem Fahrbetriebszustand den vorgegebenen Sollwert Vcmd erreicht.As with reference to 16 is described, the target air-fuel ratio AFcmd immediately after the start of stoichiometric driving (in 19 Time t1) is set to low-fat (see p75) 16 ), whereby the oxygen stored in the engine bottom catalyst is released and used for the oxidation of the reducing agent, which is supplied to low-fat due to the control. At a time point t2, when it is judged that the reversal of the output Vout of the O 2 sensor has taken place, the reduction treatment end flag F_CRD_Done is switched from "0" to "1" (see FIG 20 below), and the low-fat operating mode (tilting toward rich) is canceled. After the time t2, the target air-fuel ratio AFcmd is determined such that the output Vout of the O 2 sensor after the catalyst reaches the predetermined target value Vcmd in accordance with the running mode.

20 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der Verarbeitung für die Motorunterseitenkatalysator-Reduktionscharakteristik-Beurteilung zum Aktualisieren des Reduktionsbehandlung-Ende-Flags F_CRD_Done darstellt. Die in 20 gezeigte Verarbeitung wird von der ECU im gleichen Regelungszyklus tm (10 bis 50 ms) wie die Rückkopplungsberechnung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach dem Katalysator aus 16 ausgeführt. Bei der Verarbeitung für die Motorunterseitenkatalysator-Reduktionscharakteristik-Beurteilung aus 20 wird unter Schätzung der Menge an Reduktionsmittel, das dem Motorunterseitenkatalysator zugeführt wird, das Reduktionsbehandlungsende-Flag F_CRD_Done aktualisiert. Im Folgenden wird der konkrete Ablauf der Verarbeitung für die Motorunterseitenkatalysator-Reduktionscharakteristik-Beurteilung unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm aus 21 beschrieben. 20 FIG. 12 is a flowchart showing the concrete procedure of processing for the engine bottom catalyst reduction characteristic judgment for updating the reduction treatment end flag F_CRD_Done. In the 20 The processing shown is executed by the ECU in the same control cycle tm (10 to 50 ms) as the post-catalyst air-fuel ratio feedback calculation 16 executed. In the engine bottom catalyst reduction characteristic judgment processing 20 is estimated by the amount of reducing agent, which is supplied to the engine underside catalyst, the reduction treatment end flag F_CRD_Done updated. Hereinafter, the concrete procedure of processing for the engine underside catalyst reduction characteristic judgment will be made with reference to the timing chart 21 described.

In S81 wird beurteilt, ob das stöchiometrische Betriebsmodus-Flag F_Stoic_mode(m) auf „1” gesetzt ist oder nicht. Wenn die Beurteilung in S81 „Nein” lautet, also wenn der magere Fahrbetriebsmodus vorliegt, erfolgt ein Übergang zu S82, und wenn die Beurteilung in S81 „Ja” lautet, also wenn der stöchiometrische Fahrbetrieb vorliegt, erfolgt ein Übergang zu S86.In S81, it is judged whether or not the stoichiometric operation mode flag F_Stoic_mode (m) is set to "1". When the judgment in S81 is "No", that is, when the lean driving mode is present, a transition is made to S82, and when the judgment in S81 is "Yes", that is, when stoichiometric driving is performed, a transition is made to S86.

In S82 werden ein Schätzwert Rd_hat(m) der während des Regelungszyklus tm dem Motorunterseitenkatalysator zugeführten Reduktionsmittelmenge (im Folgenden „momentaner Reduktionsmittelmengenschätzwert”), ein vorläufiger Wert Rd_hat_tmp(m) des momentanen Reduktionsmittelmengenschätzwerts und das Produkt Crd_hat(m) des momentanen Reduktionsmittelmengenschätzwerts (im Folgenden „Reduktionsmittelzuführmengenschätzwert”) jeweils auf 0 zurückgesetzt, und es erfolgt ein Übergang zu S83. Im mageren Fahrbetrieb wird dem Motorunterseitenkatalysator praktisch kein Reduktionsmittel zugeführt. In S83 wird ein Katalysatorreduktionscharakteristik-Aktualisierungsabschluss-Flag F_CrdAdp_done(m) auf 0 gesetzt, und es erfolgt ein Übergang zu S84. Dieses Flag F_crdAdp_done(m) dient dazu, anzuzeigen, dass eine Aktualisierung eines Parameters der Reduktionscharakteristik des Motorunterseitenkatalysators durch eine an späterer Stelle beschriebene adaptive Berechnung der Katalysatorreduktionscharakteristik in S92 abgeschlossen wurde. In S84 wird das Reduktionsbehandlungsende-Flag F_CRD_Done(m) auf 0 zurückgesetzt, womit diese Verarbeitung endet.In S82, an estimated value Rd_hat (m) of the amount of reducing agent supplied to the engine bottom side catalyst during the control cycle tm (hereinafter, "current reductant amount estimated value"), a provisional value Rd_hat_tmp (m) of the current reductant amount estimated value, and the product Crd_hat (m) of the current reductant amount estimated value (hereinafter "Reducing agent supply amount estimated value") are reset to 0, respectively, and a transition is made to S83. In lean driving operation, the engine bottom catalyst is fed virtually no reducing agent. In S83, a catalyst reduction characteristic update completion flag F_CrdAdp_done (m) is set to 0, and a transition is made to S84. This flag F_crdAdp_done (m) serves to indicate that an updating of a parameter of the reduction characteristic of the engine side catalyst has been completed by an adaptive calculation of the catalyst reduction characteristic described later in S92. In S84, the reduction-treatment-end flag F_CRD_Done (m) is reset to 0, thus ending this processing.

In S86 wird anhand der Ausgabe AFact(m) des LAF-Sensors vor dem Katalysator der momentane Reduktionsmittelmengenschätzwert Rd_hat(m) berechnet, und es erfolgt ein Übergang zu S87. Konkreter ausgedrückt wird, wenn der Ausgabewert AFact(m) des LAF-Sensors vor dem Katalysator den Standardwert AFcmd_bs unterschreitet, ein Wert, der sich durch Multiplizieren dieses Überschusses mit dem Schätzwert Gex_hat(m) des Abgasvolumens ergibt, als der momentane Reduktionsmittelmengenschätzwert Rd_hat(m) herangezogen. Konkret wird der vorläufige Wert Rd_hat_tmp(m) eingebracht, wie in den Gleichungen (8-1) und (8-2) unten dargestellt. [Gleichung 8]

Figure DE112014006704T5_0004
In S86, based on the output AFact (m) of the LAF sensor in front of the catalyst, the current reducing agent amount estimated value Rd_hat (m) is calculated, and a transition is made to S87. More specifically, when the output value AFact (m) of the LAF sensor before the catalyst falls below the standard value AFcmd_bs, a value obtained by multiplying this excess by the exhaust gas volume estimated value Gex_hat (m) is obtained as the current reducing agent amount estimated value Rd_h (m ). Concretely, the provisional value Rd_hat_tmp (m) is introduced as shown in Equations (8-1) and (8-2) below. [Equation 8]
Figure DE112014006704T5_0004

In S87 wird beurteilt, ob der Ausgabewert Vout(m) des O2-Sensors nach dem Katalysator kleiner als der Umkehrungsbeurteilungsschwellenwert V1n ist oder nicht. Wie unter Bezugnahme auf 16 bis 19 beschrieben, wird unmittelbar nach dem Beginn des stöchiometrischen Fahrbetriebs das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf schwach fett eingestellt, und der im Motorunterseitenkatalysator gespeicherte Sauerstoff wird stromabwärts freigesetzt. Ob die Reduktionsbehandlung abgeschlossen ist oder nicht, kann somit anhand dessen beurteilt werden, ob der Ausgabewert Vout(m) des O2-Sensors nach dem Katalysator den Umkehrungsbeurteilungsschwellenwert V1n überschritten hat oder nicht. Wenn die Beurteilung in S87 „Ja” lautet, erfolgt ein Übergang zu S88, und durch Addieren des momentanen Reduktionsmittelmengenschätzwerts Rd_hat(m) wird der Reduktionsmittelzuführmengenschätzwert Crd_hat(m) berechnet (siehe Gleichung (9) und 21 unten), womit diese Verarbeitung endet.In S87, it is judged whether or not the output value Vout (m) of the O 2 sensor after the catalyst is smaller than the inverse judgment threshold value V1n. As with reference to 16 to 19 is described, immediately after the start of the stoichiometric driving operation, the air-fuel ratio is set to low-rich, and the stored oxygen in the engine lower side catalyst is released downstream. Whether the reduction treatment is completed or not can thus be judged from whether or not the output value Vout (m) of the O 2 sensor after the catalyst has exceeded the inversion judgment threshold value V1n. When the judgment in S87 is "Yes", a transition is made to S88, and by adding the current reducing agent amount estimation value Rd_hat (m), the reducing agent supply amount estimation value Crd_hat (m) is calculated (see Equations (9) and 21 below), with which this processing ends.

[Gleichung 9][Equation 9]

  • Crd_hat(m) = Crd_hat(m – 1) + Rd_hat(m) (9)Crd_hat (m) = Crd_hat (m - 1) + Rd_hat (m) (9)

Wenn die Beurteilung in S87 „Nein” lautet, wird das Reduktionsbehandlungsende-Flag F_CRD_Done(m), das anzeigt, dass die Reduktionsbehandlung unmittelbar nach Beginn des stöchiometrischen Fahrbetriebs abgeschlossen wurde, auf 1 gesetzt (S90), und es erfolgt ein Übergang zu S91. Auf diese Weise wird bei der Rückkopplungsberechnung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach dem Katalysator aus dem schwach fetten Betriebsmodus in den Katalysator-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsbetriebsmodus gewechselt (siehe S74 in 16).When the judgment in S87 is "No", the reduction treatment end flag F_CRD_Done (m) indicating that the reduction treatment has been completed immediately after the start of the stoichiometric driving operation is set to 1 (S90), and a transition is made to S91. In this way, in the feedback calculation for the air-fuel ratio after the catalyst, it is changed from the weak rich operation mode to the catalyst air-fuel ratio feedback operation mode (see S74 in FIG 16 ).

In S91 wird beurteilt, ob das Katalysatorreduktionscharakteristik-Aktualisierungsabschluss-Flag F_CrdAdp_done(m) „1” ist oder nicht. Wenn die Beurteilung in S91 „Nein” lautet, wird die an späterer Stelle unter Bezugnahme auf 24 beschriebene adaptive Berechnung der Katalysatorreduktionscharakteristik ausgeführt (S92), womit diese Verarbeitung endet. Wenn die Beurteilung in S91 „Ja” lautet und die adaptive Berechnung der Katalysatorreduktionscharakteristik abgeschlossen wurde, endet diese Verarbeitung sofort. Auf diese Weise wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis unmittelbar nach dem Beginn des stöchiometrischen Fahrbetriebs auf schwach fett geregelt, bis sich die Ausgabe des O2-Sensors nach dem Katalysator umkehrt. Währenddessen spiegelt sich daher der Zustand des Motorunterseitenkatalysators in dem Schätzwert Crd_hat der dem Motorunterseitenkatalysator zugeführten Reduktionsmittelmenge wider. Bei der adaptiven Berechnung der Katalysatorreduktionscharakteristik wird unter Verwendung dieser Charakteristik durch Ausführen einer statistischen Verarbeitung an dem im schwach fetten Betriebsmodus berechneten Reduktionsmittelzuführmengenschätzwert Crd_hat ein adaptiver Katalysatorreduktionscharakteristik-Koeffizient Krd berechnet, der dem Verschlechterungsfaktor der HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators entspricht. Die adaptive Berechnung für die Katalysatorreduktionscharakteristik aus S92 entfällt, wenn in S53 aus 10 der Oxidationscharakteristik-Korrekturkoeffizient Kmod in einem anderen Verfahren als Typ 2 bestimmt wird.In S91, it is judged whether or not the catalyst reduction characteristic update completion flag F_CrdAdp_done (m) is "1". If the judgment in S91 is "No", the later will be referred to 24 described adaptive calculation of the catalyst reduction characteristic is performed (S92), with which this processing ends. If the judgment in S91 is "Yes" and the adaptive calculation of the catalyst reduction characteristic has been completed, this processing ends immediately. In this way, the air-fuel ratio is controlled to low-rich immediately after the start of stoichiometric driving until the output of the O 2 sensor reverses after the catalyst. Meanwhile, therefore, the condition of the engine underside catalyst is reflected in the estimated value Crd_hat of the amount of reducing agent supplied to the engine underside catalyst. In the adaptive calculation of the catalyst reduction characteristic, using this characteristic, by performing statistical processing on the reduced-agent supply amount estimated value Crd_hat calculated in the low-rich operation mode, an adaptive catalyst reduction characteristic coefficient Krd corresponding to the deterioration factor of the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst is calculated. The adaptive calculation for the catalyst reduction characteristic from S92 is omitted when in S53 10 the oxidation characteristic correction coefficient Kmod is determined in a method other than Type 2.

22 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der zum Berechnen des adaptiven Katalysator-Drei-Wege-Charakteristik-Korrekturwerts Dtw darstellt. Die Verarbeitung aus 22 wird von der ECU als eine Unterroutine der in 16 gezeigten Rückkopplungsberechnung nach dem Katalysator im Luft-Kraftstoff-Rückkopplungsmodus nach dem Katalysator im Zyklus tm ausgeführt. 22 FIG. 12 is a flowchart showing the concrete procedure of calculating the adaptive catalyst three-way characteristic correction value Dtw. The processing off 22 is used by the ECU as a subroutine of the 16 shown feedback calculation after the catalyst in the air-fuel feedback mode after the catalyst in the cycle tm.

Bei der adaptiven Berechnung für die Drei-Wege-Katalysatorcharakteristik wird durch Ausführen einer statistischen Verarbeitung an dem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd, das im stöchiometrischen Rückkopplungsbetriebsmodus mittels der Rückkopplungsberechnung nach dem Katalysator (siehe 16) berechnet wurde, der adaptive Katalysator-Drei-Wege-Charakteristik-Korrekturwert Dtw berechnet, der dem Verschlechterungsfaktor entspricht. Dieser Korrekturwert Dtw entspricht der Abweichung vom Standardwert AFcmd_bs des Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses AFcmd, um den Ausgabewert Vout des O2-Sensors nach dem Katalysator im stöchiometrischen Rückkopplungsbetriebsmodus auf dem Sollwert Vcmd zu halten. Ein Zustand, in dem der Ausgabewert Vout des O2-Sensors nach dem Katalysator auf dem Sollwert Vcmd gehalten wird, der größer als der Umkehrbeurteilungsschwellenwert V1n ist, entspricht einem Zustand, in dem stromabwärts des Motorunterseitenkatalysators eine geringfügiger Schlupf an Reduktionsmittel entsprechend dem Sollwert Vcmd vorliegt. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Oxidationsfähigkeit oder Reduktionsfähigkeit des Motorunterseitenkatalysators abnimmt, nimmt auch die Menge an Reduktionsmittel ab, die dem Motorunterseitenkatalysator zugeführt werden muss, um die Ausgabe Vout auf dem Sollwert Vcmd zu halten, womit das durch die Rückkopplungsberechnung berechnete Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd in Richtung mager verlagert wird.In the adaptive calculation for the three-way catalyst characteristic, by performing statistical processing on the target air-fuel ratio AFcmd, which is in the stoichiometric feedback operation mode by means of the post-catalyst feedback calculation (see FIG 16 ) which calculates adaptive catalyst three-way characteristic correction value Dtw corresponding to the deterioration factor. This correction value Dtw corresponds to the deviation from the standard value AFcmd_bs of the target air-fuel ratio AFcmd to maintain the output value Vout of the O 2 sensor after the catalyst in the stoichiometric feedback operation mode at the target value Vcmd. A state in which the output value Vout of the O 2 sensor after the catalyst is maintained at the target value Vcmd that is greater than the inverse judgment threshold value V1n corresponds to a state in which downstream of the engine underside catalyst a slight slip of reducing agent corresponding to the target value Vcmd is present. At this time, if the oxidizing ability or reducibility of the engine bottom catalyst decreases, the amount of reducing agent to be supplied to the engine bottom catalyst also decreases to maintain the output Vout at the target value Vcmd, thus calculating the target air-fuel ratio AFcmd calculated by the feedback calculation is shifted towards lean.

Die Verlagerungsmenge des Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses (AFcmd – AFcmd_bs) kann jedoch beispielsweise abhängig von der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators unterschiedlich sein. Anders ausgedrückt kommt es vor, dass die Verlagerungsmenge auch bei gleichbleibendem Verschlechterungsgrad des Motorunterseitenkatalysators für den Fall, dass die Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators hoch ist, höher ist als für den Fall, dass sie niedrig ist. Außerdem ist es keineswegs so, dass die Verlagerungsmenge entsprechend dem Verschlechterungsgrad des Motorunterseitenkatalysators im gesamten Temperaturbereich gleichmäßig abnimmt. Anstatt also die Verlagerungsmenge als einen Verschlechterungsfaktor heranzuziehen, der direkt zum Verschlechterungsgrad proportional ist, wird die Temperaturabhängigkeit vorzugsweise durch Durchführen der unten beschriebenen statistischen Verarbeitung beseitigt. Bei dieser Berechnung werden zum Beseitigen der Temperaturabhängigkeit der Verlagerungsmenge mehrere Gewichtungsfunktionen Wtw_i, die auf einer eindimensionalen Geraden mit der Trägertemperatur als Basis definiert sind, und ein den einzelnen Gewichtungsfunktionen folgender lokaler Adaptionskoeffizient Dtw_i eingebracht, mit deren Hilfe eine statistische Verarbeitung mit Gewichtung durchgeführt wird, um den adaptiven Katalysator-Drei-Wege-Charakteristik-Korrekturwert Dtw zu berechnen.However, the displacement amount of the target air-fuel ratio (AFcmd-AFcmd_bs) may be different depending on, for example, the carrier temperature of the engine bottom catalyst. In other words, even if the degree of deterioration of the engine underside catalyst remains the same in the case that the carrier temperature of the engine bottom catalyst is high, the displacement amount is higher than that in the case where it is low. In addition, it is by no means the case that the displacement amount uniformly decreases over the entire temperature range in accordance with the degree of deterioration of the engine bottom catalyst. Thus, instead of using the displacement amount as a deterioration factor that is directly proportional to the degree of deterioration, the temperature dependency is preferably eliminated by performing the statistical processing described below. In this calculation, for eliminating the temperature dependency of the displacement amount, a plurality of weighting functions Wtw_i defined on a one-dimensional line with the carrier temperature as a basis and a local adaptation coefficient Dtw_i following the individual weighting functions are applied, with the aid of which weighted statistical processing is performed calculate the adaptive catalyst three-way characteristic correction value Dtw.

In S151 wird der Schätzwert Tcc_hat(m) der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators erlangt, und anhand dieses Schätzwerts Tcc_hat(m) werden durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds die einzelnen Gewichtungsfunktionen für den Drei-Wege-Katalysatorcharakteristikwert Wtw_i(m) (wobei i eine positive Ganzzahl ist) berechnet, und es erfolgt ein Übergang zu S152.In S151, the estimated value Tcc_hat (m) of the carrier temperature of the engine side catalyst is obtained, and from this estimated value Tcc_hat (m), by searching a predetermined map, the individual weighting functions for the three-way catalyst characteristic value Wtw_i (m) (where i is a positive integer ) and a transition is made to S152.

23 zeigt eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kennfelds zum Berechnen des Drei-Wege-Katalysatorcharakteristikwerts, d. h. der Form einer Gewichtungsfunktion für die Drei-Wege-Katalysatorcharakteristik Wtw_i darstellt. Im Folgenden erfolgt die Beschreibung für den Fall i = 1, 2, 3, das heißt für drei Gewichtungsfunktionen, doch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Auch eine Anzahl von vier Gewichtungsfunktionen oder mehr kann ohne Weiteres verallgemeinert werden. 23 FIG. 12 is a view showing an example of a map for calculating the three-way catalyst characteristic value, that is, the shape of a weighting function for the three-way catalyst characteristic Wtw_i. Hereinafter, the description will be made for the case i = 1, 2, 3, that is, for three weighting functions, but the present invention is not limited thereto. Also, a number of four weighting functions or more can be easily generalized.

Wie in 23 gezeigt, ist die erste bis dritte Gewichtungsfunktion in Bezug auf den Schätzwert Tcc_hat der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators definiert. Der Definitionsbereich der einzelnen Gewichtungsfunktionen (also der Bereich, in dem die Gewichtungsfunktionswerte nicht 0 sind), ist jeweils als erster bis dritter Bereich definiert. Im Beispiel aus 23 liegt der erste Bereich bei etwa 300°C oder mehr, der zweite Bereich bei etwa 150 bis 450°C oder mehr und der dritte Bereich bei etwa 300°C oder mehr. Die einzelnen Bereiche sind so festgelegt, dass sie einander überlagern. Im Beispiel aus 23 überlagern sich der erste Bereich und der zweite Bereich bei 150 bis 300°C und der zweite Bereich und der dritte Bereich bei etwa 300 bis 450°C.As in 23 1, the first to third weighting functions are defined with respect to the estimated value Tcc_hat of the carrier temperature of the engine bottom catalyst. The domain of the individual weighting functions (that is, the range in which the weighting function values are not 0) is defined as the first to third ranges, respectively. In the example off 23 For example, the first region is about 300 ° C or more, the second region is about 150 to 450 ° C or more, and the third region is about 300 ° C or more. The individual areas are set so that they overlap each other. In the example off 23 Overlay the first area and the second area at 150 to 300 ° C and the second area and the third area at about 300 to 450 ° C.

Die Höhe der Gewichtungsfunktionen Wtw_i ist derart normalisiert, dass die Summe aller Gewichtungsfunktionswerte bei jeder Temperatur stets 1 ist. Dies wird erreicht, indem ein Bereich, der keinen anderen Bereich überlagert, als 1 gilt, während für Bereiche, die einen anderen Bereich überlagern, eine monoton steigende Funktion oder eine monoton fallende Funktion festgelegt wird. Im Beispiel aus 23 ist die erste Gewichtungsfunktion Wtw_1 bei etwa 150°C oder weniger 1, und ist zwischen etwa 150°C bis etwa 300°C als eine monoton von 1 nach 0 hin fallende Funktion definiert. Die zweite Gewichtungsfunktion Wtw_2 ist zwischen etwa 150°C bis etwa 300°C als eine monoton von 0 nach 1 hin ansteigende Funktion und zwischen etwa 300°C und etwa 450°C als eine monoton von 1 nach 0 hin fallende Funktion definiert. Die dritte Gewichtungsfunktion Wtw_3 wiederum ist zwischen etwa 300°C und etwa 450°C als eine monoton von 0 nach 1 hin ansteigende Funktion und ab etwa 300°C und darüber als 1 definiert.The magnitude of the weighting functions Wtw_i is normalized such that the sum of all weighting function values at each temperature is always 1. This is achieved by setting an area that does not overlap any other area as 1, while defining areas that overlap another area with a monotone increasing function or a monotone decreasing function. In the example off 23 is the first weighting function Wtw_1 at about 150 ° C or less 1, and is defined between about 150 ° C to about 300 ° C as a monotonically decreasing function from 1 to 0. The second weighting function Wtw_2 is defined between about 150 ° C to about 300 ° C as a monotonically increasing function from 0 to 1 and between about 300 ° C and about 450 ° C as a monotonically decreasing function from 1 to 0. The third weighting function Wtw_3, in turn, is defined between about 300 ° C and about 450 ° C as a monotonically increasing function from 0 to 1 and above about 300 ° C and above as 1.

Zurückkehrend zu 22 wird in S152, wie in Gleichung (10) unten gezeigt, die Summe der Produkte der in S151 berechneten Gewichtungsfunktionswerte Wtw_i(m) und der lokalen Adaptionskoeffizienten Dtw_i(m) berechnet und als adaptiver Katalysator-Drei-Wege-Charakteristik-Korrekturwert Dtw(m) herangezogen. Der lokale Adaptionskoeffizient Dtw_i weist als Ausgangswert 0 auf und wird beispielsweise mittels Integralrechnung berechnet, derart, dass ein an späterer Stelle beschriebenes adaptives Fehlersignal E_adp'(m) 0 wird. [Gleichung 10]

Figure DE112014006704T5_0005
Returning to 22 at S152, as shown in Equation (10) below, the sum of the products of the weighting function values Wtw_i (m) and the local adaptation coefficients Dtw_i (m) calculated in S151 is calculated and calculated as the three-way adaptive characteristic correction value Dtw (m ). The local adaptation coefficient Dtw_i has as output value 0 and is calculated, for example, by means of integral calculus, such that an adaptive error signal E_adp '(m) described later becomes 0. [Equation 10]
Figure DE112014006704T5_0005

Durch Zusammenrechnen des Standardwerts AFcmd_bs und des adaptiven Katalysator-Drei-Wege-Charakteristik-Korrekturwerts Dtw(m) wird in S153 das adaptive Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd_adp(m) berechnet (siehe Gleichung (11) unten).By calculating the standard value AFcmd_bs and the adaptive catalyst three-way characteristic correction value Dtw (m), the adaptive air-fuel target ratio AFcmd_adp (m) is calculated in S153 (see Equation (11) below).

[Gleichung 11][Equation 11]

  • AFcmd_adp(m) = AFcmd_bs + Dtw(m) (11)AFcmd_adp (m) = AFcmd_bs + Dtw (m) (11)

Indem in S154 vom Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AF_cmd(m) das adaptive Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis AFcmd_adp(m) subtrahiert wird, wird das adaptive Fehlersignal Eadp'(m) berechnet (siehe Gleichung (12-1) unten), und indem das adaptive Fehlersignal Eadp'(m) auf die einzelnen Bereiche verteilt wird, wird außerdem ein lokales adaptives Fehlersignal E_adp'_i(m) berechnet. Konkreter ausgedrückt wird ein Wert, der sich aus dem Multiplizieren des adaptiven Fehlersignals Eadp'(m) mit den einzelnen Gewichtungsfunktionswerten Wtw_i(m) ergibt, als lokales adaptives Fehlersignal E_adp'_i(m) herangezogen (siehe Gleichung (12-2) unten).By subtracting the target adaptive air-fuel ratio AFcmd_adp (m) from the target air-fuel ratio AF_cmd (m) in S154, the adaptive error signal Eadp '(m) is calculated (see Equation (12-1) below) and the adaptive error signal Eadp '(m) is distributed to the individual areas, a local adaptive error signal E_adp'_i (m) is also calculated. More specifically, a value resulting from multiplying the adaptive error signal Eadp '(m) by the individual weighting function values Wtw_i (m) is taken as the local adaptive error signal E_adp'_i (m) (see Equation (12-2) below). ,

[Gleichung 12][Equation 12]

  • E_adp'(m) = AF_cmd(m) – AFcmd_adp(m) (12-1)E_adp '(m) = AF_cmd (m) - AFcmd_adp (m) (12-1) E_adp'_i(m) = Wtw_i(m)·E_adp'(m) (12-2)E_adp'_i (m) = Wtw_i (m) * E_adp '(m) (12-2)

In S155 wird der adaptive lokale Katalysator-Drei-Wege-Charakteristik-Korrekturwert Dtw_i(m) berechnet, indem, wie beispielsweise in Gleichung (13) unten gezeigt, ein Wert, der sich ergibt, indem das lokale adaptive Fehlersignal E_adp'_i(m) mit einer negativen adaptiven Verstärkung Kadp_t multipliziert wird, integriert wird, derart, dass das für die einzelnen Bereiche berechnete lokale adaptive Fehlersignal E_adp'_i(m) 0 wird.In S155, the adaptive local catalyst three-way characteristic correction value Dtw_i (m) is calculated by, as shown in, for example, equation (13) below, a value obtained by substituting the local adaptive error signal E_adp'_i (m ) is multiplied by a negative adaptive gain Kadp_t, such that the local adaptive error signal E_adp'_i (m) calculated for the individual regions becomes 0.

[Gleichung 13][Equation 13]

  • Dtw_i(m) = Dtw_i(m – 1) + Kadp_t·E_adp'_i(m) (13)Dtw_i (m) = Dtw_i (m - 1) + Kadp_t · E_adp'_i (m) (13)

Bei der adaptiven Berechnung für die Drei-Wege-Katalysatorcharakteristik sind ein erster bis dritter Bereich definiert, die sich auf einer eindimensionalen Geraden mit der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators als Basis überlagern, und für die einzelnen Bereiche sind die Gewichtungsfunktionen Wtw_i definiert, doch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können mehrere Bereiche definiert sein, die sich in einer zweidimensionalen Ebene mit der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators als Basis überlagern, und für die Bereiche in der zweidimensionalen Ebene können Gewichtungsfunktionen Wtw_ij definiert sein.In the adaptive calculation for the three-way catalyst characteristic, first to third regions are defined superimposed on the one-dimensional straight line with the carrier temperature of the engine bottom catalyst, and for the individual regions, the weighting functions Wtw_i are defined, but the present invention not limited to this. For example, a plurality of regions superimposed in a two-dimensional plane with the base temperature of the engine bottom catalyst may be defined, and weighting functions Wtw_ij may be defined for the regions in the two-dimensional plane.

24 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der adaptiven Berechnung der Katalysatorreduktionscharakteristik zum Berechnen eines adaptiven Katalysatorreduktionscharakteristik-Koeffizienten Krd darstellt. Die Verarbeitung aus 24 wird von der ECU als eine Unterroutine der Verarbeitung für die Motorunterseitenkatalysator-Reduktionscharakteristik-Beurteilung aus 20 im Regelungszyklus tm ausgeführt, und zwar immer dann, wenn aus dem schwach fetten Betriebsmodus in den Luft-Kraftstoff-Rückkopplungsmodus nach dem Katalysator gewechselt wird. 24 FIG. 13 is a flowchart showing the concrete procedure of the catalyst reduction characteristic adaptive calculation for calculating an adaptive catalyst reduction characteristic coefficient Krd. The processing off 24 is output from the ECU as a subroutine of the engine bottom catalyst reduction characteristic judgment processing 20 executed in the control cycle tm, whenever it is changed from the weak rich operating mode in the air-fuel feedback mode after the catalyst.

Bei der Berechnung des adaptiven Katalysatorreduktionscharakteristik-Koeffizienten wird anhand des Schätzwerts Crd_hat(m) der Reduktionsmittelmenge, die dem Motorunterseitenkatalysator ab dem Beginn des stöchiometrischen Fahrbetriebs bis zur Umkehr der Ausgabe des O2-Sensors nach dem Katalysator zugeführt wird, ein adaptiver Katalysatorreduktionscharakteristik-Korrekturkoeffizient Krd(m) berechnet, der dem Verschlechterungsfaktor entspricht. Beispielsweise ist denkbar, dass bei abnehmender Oxidationsfähigkeit oder Reduktionsfähigkeit des Motorunterseitenkatalysators zugleich auch die Speicherfunktion des Motorunterseitenkatalysators abnimmt. Daher ist anzunehmen, dass bis zur Umkehr der Ausgabe des O2-Sensors nach dem Katalysator die dem Motorunterseitenkatalysator zugeführte benötigte Reduktionsmittelmenge zusammen mit der Oxidationsfähigkeit oder Reduktionsfähigkeit abnimmt.In the calculation of the adaptive catalyst reduction characteristic coefficient, an adaptive catalyst reduction characteristic correction coefficient Krd is calculated from the estimated value Crd_hat (m) of the reducing agent amount supplied to the engine underside catalytic converter from the start of the stoichiometric driving operation until the reversal of the output of the O 2 sensor (m), which corresponds to the deterioration factor. For example, it is conceivable that at the same time decreases the storage function of the engine underside catalyst with decreasing oxidizing ability or reducing ability of the engine underside catalyst. Therefore, it is considered that, until the output of the O 2 sensor after the catalyst is reversed, the amount of reducing agent supplied to the engine bottom catalyst decreases along with the oxidizing ability or reducing ability.

Allerdings ist diese Reduktionsmittelzuführmenge, wie unter Bezugnahme auf 25 beschrieben, beispielsweise je nach Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators unterschiedlich. Außerdem ist es keineswegs so, dass die Reduktionsmittelzuführmenge entsprechend dem Verschlechterungsgrad des Motorunterseitenkatalysators im gesamten Temperaturbereich gleichmäßig abnimmt. Anstatt also den Reduktionsmittelzuführmengenschätzwert Crd_hat als einen Verschlechterungsfaktor heranzuziehen, der direkt zum Verschlechterungsgrad proportional ist, wird die Temperaturabhängigkeit wie vorzugsweise durch Durchführen der unten beschriebenen statistischen Verarbeitung beseitigt. Bei dieser Berechnung werden ebenso wie bei der unter Bezugnahme auf 22 beschriebenen adaptiven Berechnung für die Drei-Wege-Katalysatorcharakteristik zum Beseitigen der Temperaturabhängigkeit des Schätzwerts Crd_hat mehrere Gewichtungsfunktionen Wrd_i, die auf einer eindimensionalen Geraden mit der Trägertemperatur als Basis definiert sind, und ein den einzelnen Gewichtungsfunktionen folgender lokaler Adaptionskoeffizient Krd_i eingebracht, mit deren Hilfe eine statistische Verarbeitung mit Gewichtung durchgeführt wird, um den adaptiven Katalysatorreduktionscharakteristik-Korrekturwert Krd zu berechnen. However, this reducing agent supply amount is as described with reference to FIG 25 described, for example, depending on the carrier temperature of the engine bottom catalyst differently. In addition, it is by no means the case that the reducing agent supply amount decreases uniformly over the entire temperature range in accordance with the degree of deterioration of the engine bottom catalyst. Thus, instead of taking the reducing agent supply amount estimation value Crd_hat as a deterioration factor that is directly proportional to the deterioration degree, the temperature dependency is preferably eliminated by performing the statistical processing described below. In this calculation, as well as in referring to 22 described adaptive calculation for the three-way catalyst characteristic for eliminating the temperature dependence of the estimated value Crd_hat has a plurality of weighting functions Wrd_i, which are defined on a one-dimensional line with the carrier temperature as a basis, and a following the individual weighting functions local adaptation coefficient Krd_i introduced by their statistical Processing with weighting is performed to calculate the adaptive catalyst reduction characteristic correction value Krd.

In S101 wird der Schätzwert Tcc_hat(m) der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators berechnet, und auf Grundlage des Schätzwerts Tcc_hat(m) wird durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds eine Standardreduktionsmittelzuführmenge Crd_bs(m) berechnet, die ein Vergleichsobjekt des Reduktionsmittelzuführmengenschätzwerts Crd_hat (m) ist.In S101, the estimated value Tcc_hat (m) of the carrier temperature of the engine side catalyst is calculated, and based on the estimated value Tcc_hat (m), a standard reducing agent supply amount Crd_bs (m) which is a comparison object of the reducing agent supply amount estimated value Crd_hat (m) is calculated by searching a predetermined map.

25 zeigt ein Beispiel eines Kennfelds zum Bestimmen der Standardreduktionsmittelzuführmenge Crd_bs(m). Wie in 25 gezeigt, ist die Standardreduktionsmittelzuführmenge Crd_bs(m) so festgelegt, dass sie zunimmt, je mehr die Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators ansteigt. Der Grund dafür ist, dass mit ansteigender Trägertemperatur die Oxidationsfähigkeit oder Reduktionsfähigkeit des Motorunterseitenkatalysators zunimmt, wodurch die bis zur Umkehr der Ausgabe des O2-Sensors nach dem Katalysator benötigte Reduktionsmittelmenge zunimmt. 25 FIG. 16 shows an example of a map for determining the standard reducing agent supply amount Crd_bs (m). As in 25 As shown in FIG. 4, the standard reducing agent supply amount Crd_bs (m) is set to increase as the carrier temperature of the engine bottom catalyst increases. The reason for this is that as the support temperature increases, the oxidizing ability or reducing capability of the engine bottom catalyst increases, thereby increasing the amount of reductant required until the output of the O 2 sensor after the catalyst is reversed.

Zurückkehrend zu 24 werden in S102 auf Grundlage des Schätzwerts Tcc_hat(m) der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds die einzelnen Reduktionsmittelzuführmengen-Gewichtungsfunktionswerte Wrd_i(m) berechnet, und es erfolgt ein Übergang zu S103.Returning to 24 At S102, by calculating a predetermined map, the individual reducing agent supply amount weighting function values Wrd_i (m) are calculated based on the estimated value Tcc_hat (m) of the carrier temperature of the engine side catalyst, and a flow goes to S103.

26 zeigt eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kennfelds zum Berechnen des Reduktionsmittelzuführmengen-Gewichtungsfunktionswerts, d. h. der Form der Reduktionsmittelzuführmengen-Gewichtungsfunktion Wrd_i. Die Form der Reduktionsmittelzuführmengen-Gewichtungsfunktion Wrd_i ist die gleiche wie die der unter Bezugnahme auf 23 beschriebenen Gewichtungsfunktion Wtw_i, weshalb eine ausführliche Beschreibung entfällt. 26 11 is a view showing an example of a map for calculating the reducing agent supply amount weighting function value, that is, the shape of the reducing agent supply amount weighting function Wrd_i. The shape of the reducing agent supply amount weighting function Wrd_i is the same as that of referring to FIG 23 described weighting function Wtw_i, which is why a detailed description is omitted.

Zurückkehrend zu 24 wird in S103, wie in Gleichung (14) unten gezeigt, die Summe der Produkte der in S102 berechneten Gewichtungsfunktionswerte Wrd_i(m) und der lokalen Adaptionskoeffizienten Krd_i(m) berechnet und als adaptiver Katalysatorreduktionscharakteristik-Koeffizient Krd(m) herangezogen. Der Ausgangswert des lokalen Adaptionskoeffizienten Krd_i ist 1 [Gleichung 14]

Figure DE112014006704T5_0006
Returning to 24 At S103, as shown in Equation (14) below, the sum of the products of the weighting function values Wrd_i (m) and the local adaptation coefficients Krd_i (m) calculated in S102 is calculated and used as the adaptive catalyst reduction characteristic coefficient Krd (m). The output value of the local adaptation coefficient Krd_i is 1 [Equation 14]
Figure DE112014006704T5_0006

In S104 wird durch Multiplizieren der in S101 berechneten Standardreduktionsmittelzuführmenge Crd_bs(m) und des adaptiven Katalysatorreduktionscharakteristik-Koeffizienten Krd(m) ein adaptiver Reduktionsmittelzuführmengenwert Crd_adp(m) berechnet (siehe Gleichung (15) unten).In S104, by multiplying the standard reducing agent supply amount Crd_bs (m) and the adaptive catalyst reduction characteristic coefficient Krd (m) calculated in S101, an adaptive reducing agent supply amount Crd_adp (m) is calculated (see Equation (15) below).

[Gleichung 15][Equation 15]

  • Crd_adp(m) = Krd(m)·Crd_bs(m) (15)Crd_adp (m) = Krd (m) · Crd_bs (m) (15)

Indem in S105 von dem in S88 aus 20 berechneten Schätzwert Crd_hat(m) der adaptive Wert Crd_adp(m) subtrahiert wird, wird das adaptive Fehlersignal Eadp(m) berechnet (siehe Gleichung (16-1) unten), und indem das adaptive Fehlersignal Eadp(m) auf die einzelnen Bereiche verteilt wird, wird außerdem ein lokales adaptives Fehlersignal E_adp_i(m) berechnet (siehe Gleichung (16-2) unten).In S105, from that in S88 20 calculated adaptive value Crd_adp (m), the adaptive error signal Eadp (m) is calculated (see equation (16-1) below), and the adaptive error signal Eadp (m) is distributed among the individual regions In addition, a local adaptive error signal E_adp_i (m) is calculated (see equation (16-2) below).

[Gleichung 16] [Equation 16]

  • E_adp(m) = Crd_hat(m) – Crd_adp(m) (16-1)E_adp (m) = Crd_hat (m) - Crd_adp (m) (16-1) E_adp_i(m) = Wrd_i(m)·E_adp(m) (16-2)E_adp_i (m) = Wrd_i (m) * E_adp (m) (16-2)

In S106 wird der lokale Adaptionskoeffizient Krd_i(m) berechnet, indem, wie beispielsweise in der Gleichung (17) unten gezeigt, ein Wert, der sich ergibt, indem das lokale adaptive Fehlersignal E_adp_i(m) mit einer negativen adaptiven Verstärkung Kadp_c multipliziert wird, integriert wird, derart, dass das für die einzelnen Bereiche berechnete lokale adaptive Fehlersignal E_adp_i(m) 0 wird.In S106, the local adaptation coefficient Krd_i (m) is calculated by multiplying, as shown in the equation (17) below, for example, a value obtained by multiplying the local adaptive error signal E_adp_i (m) by a negative adaptive gain Kadp_c. is integrated, such that the local adaptive error signal E_adp_i (m) calculated for the individual regions becomes 0.

[Gleichung 17][Equation 17]

  • Krd_i(m) = Krd_i(m – 1) + Kadp_c·E_adp_i(m) (17)Krd_i (m) = Krd_i (m-1) + Kadp_c · E_adp_i (m) (17)

In S107 wird beurteilt, ob die Aktualisierung der Reduktionscharakteristik abgeschlossen wurde. Konkreter ausgedrückt wird für den Fall, dass das lokale adaptive Fehlersignal E_adp_i kleiner als ein bestimmter Schwellenwert geworden ist, oder wenn seit Beginn der Verarbeitung aus 24 eine bestimmte Zeit vergangen ist, geurteilt, dass die Aktualisierungsverarbeitung des lokalen Adaptionskoeffizienten Krd_i, der die Reduktionscharakteristik des Motorunterseitenkatalysators anzeigt, abgeschlossen ist. Wenn die Beurteilung in S107 „Ja” lautet, wird das Flag F_CrdAdp_done(m) auf „1” gesetzt (S108), womit diese Verarbeitung endet. Wenn die Beurteilung in S107 „Nein” lautet, endet damit diese Verarbeitung, während das Flag F_CrdAdp_done(m) auf „0” bleibt, so dass die Verarbeitung aus 24 weiterhin ausgeführt wird.In S107, it is judged whether the update of the reduction characteristic has been completed. More specifically, in the case where the local adaptive error signal E_adp_i has become smaller than a certain threshold, or if since the start of the processing 24 has passed a certain time, judged that the update processing of the local adaptation coefficient Krd_i indicative of the reduction characteristic of the engine bottom catalyst is completed. When the judgment in S107 is "Yes", the flag F_CrdAdp_done (m) is set to "1" (S108), thus ending this processing. If the judgment in S107 is "No", this processing ends, while the flag F_CrdAdp_done (m) remains at "0", so that the processing is off 24 continues to run.

Bei der adaptiven Berechnung für die Katalysatorreduktionscharakteristik sind ein erster bis dritter Bereich definiert, die sich auf einer eindimensionalen Geraden mit der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators als Basis überlagern, und für die einzelnen Bereiche sind die Gewichtungsfunktionen Wrd_i definiert, doch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können mehrere Bereiche definiert sein, die sich in einer zweidimensionalen Ebene mit der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators als Basis überlagern, und für die Bereiche in der zweidimensionalen Ebene können Gewichtungsfunktionen Wrd_ij definiert sein.In the adaptive calculation for the catalyst reduction characteristic, first to third regions superimposed on the one-dimensional straight line with the carrier temperature of the engine bottom catalyst are defined, and for the individual regions, the weighting functions Wrd_i are defined, but the present invention is not limited thereto. For example, a plurality of regions superimposed in a two-dimensional plane with the base temperature of the engine bottom catalyst may be defined, and weighting functions Wrd_ij may be defined for the regions in the two-dimensional plane.

27 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der sequenziellen Identifikationsberechnung eines Wärmemodells des Motorunterseitenkatalysators darstellt. In dieser sequenziellen Identifikationsberechnung werden mehrere Modellparameter, die im Wärmemodell des Motorunterseitenkatalysators (siehe Gleichung (18) unten) enthalten sind, identifiziert. Die in 27 gezeigte Verarbeitung wird von der ECU in einem bestimmten Regelungszyklus tn (200 bis 500 ms) ausgeführt. Im Folgenden sind dabei Werte, die in der im Zyklus tm aktualisiert oder abgetastet werden, mit einem „n” in Klammern versehen. Die Verarbeitung aus 27 entfällt, wenn in S53 aus 10 der Oxidationscharakteristik-Korrekturkoeffizient Kmod in einem anderen Verfahren als Typ 1 bestimmt wird. 27 FIG. 12 is a flowchart showing the concrete procedure of the sequential identification calculation of a heat model of the engine bottom catalyst. In this sequential identification calculation, several model parameters included in the heat model of the engine bottom catalyst (see equation (18) below) are identified. In the 27 The processing shown is executed by the ECU in a certain control cycle tn (200 to 500 ms). In the following, values which are updated or sampled in the cycle tm are provided with an "n" in brackets. The processing off 27 not applicable if in S53 off 10 the oxidation characteristic correction coefficient Kmod is determined in a method other than Type 1.

Gleichung (18) ist ein Wärmemodell des Motorunterseitenkatalysators. Anders ausgedrückt ist die Gleichung (18) eine Gleichung zum Berechnen eines Schätzwerts Tds_hat(n) der Abgastemperatur stromabwärts des Motorunterseitenkatalysators auf Grundlage eines bekannten Werts. Die Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators im Inneren des Abgasrohrs (und die Temperatur des Abgases stromabwärts davon) ändert sich neben dem Wärmeaustausch mit dem im Abgasrohr strömenden Abgas auch durch Wärmeaustausch mit der Außenluft außerhalb des Abgasrohrs. Wenn in dem in den Motorunterseitenkatalysator einströmenden Abgas HC enthalten ist, wird am Motorunterseitenkatalysator durch Oxidataion des HC Wärme erzeugt.Equation (18) is a heat model of the engine bottom catalyst. In other words, the equation (18) is an equation for calculating an estimated value Tds_hat (n) of the exhaust gas temperature downstream of the engine underside catalyst based on a known value. The carrier temperature of the engine side catalyst in the inside of the exhaust pipe (and the temperature of the exhaust gas downstream thereof) changes, besides the heat exchange with the exhaust gas flowing in the exhaust pipe, also by heat exchange with the outside air outside the exhaust pipe. When HC is contained in the exhaust gas flowing into the engine bottom side catalyst, heat is generated at the engine bottom side catalyst by oxidizing the HC.

[Gleichung 18][Equation 18]

  • Tds_hat(n) = Tds_hat(n – 1) + a·(Tds_hat(n – 1) – Ta(n)) + b(n – 1)·Gex_hat(n)·Tup(n) + c(n – 1)·Gfuel_aft_tm(n) (18)Tds_hat (n) = Tds_hat (n-1) + a * (Tds_hat (n-1) - Ta (n)) + b (n - 1) · Gex_hat (n) · Tup (n) + c (n - 1) · Gfuel_aft_tm (n) (18)

In Gleichung (18) unten ist der erste Term auf der rechten Seite der Temperaturschätzwert Tds_hat(n – 1) vor dem Regelungszyklus tn, während der zweite bis vierte Term einem jeweiligen Anstieg der Temperatur von dem Zeitpunkt vor dem Regelungszyklus tn bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt entsprechen. Konkreter ausgedrückt handelt es sich beim zweiten Term auf der rechten Seite um einen Wärmefreisetzungsterm, also um einen Term, der den Beitrag zu der Bewegung von Wärme zwischen dem Motorunterseitenkatalysator und der Außenluft anzeigt und der proportional zur Differenz zwischen dem Schätzwert Tds_hat(n – 1) der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators und der Außentemperatur Ta(n) ist. Der Proportionalitätskoeffizient a des zweiten Terms ist dabei ein fester Wert, der mittels einer im Voraus ausgeführten Systemidentifikation bestimmt wird, und kann auch ein Wert sein, der entsprechend der Ausgabe des stromabwärtigen Temperatursensors angesetzt und bestimmt wird.In Equation (18) below, the first term on the right side is the temperature estimate Tds_hat (n-1) before the control cycle tn, while the second through fourth terms correspond to a respective increase in the temperature from the time before the control cycle tn to the present time , More specifically, the second term on the right side is a heat release term, that is, a term indicating the contribution to the movement of heat between the engine bottom catalyst and the outside air, which is proportional to the difference between the estimated value Tds_hat (n-1). of the Carrier temperature of the engine bottom catalyst and the outside temperature Ta (n) is. The proportionality coefficient a of the second term is a fixed value determined by a system identification executed in advance, and may also be a value which is set and determined according to the output of the downstream temperature sensor.

Der dritte Term auf der rechten Seite ist ein Wärmeübertragungsterm, also ein Term, der den Beitrag zu der Bewegung von Wärme zwischen dem Motorunterseitenkatalysator und der Außenluft anzeigt und der proportional zum Produkt des Schätzwerts Gex_hat(n) des Abgasvolumens und der Ausgabe Tup(n) des stromaufwärtigen Temperatursensors ist. Der Wert des Proportionalitätskoeffizienten b(n – 1) dieses Wärmeübertragungsterms wird durch die Verarbeitung von S123 in 27 für jeden Zyklus tn aktualisiert.The third term on the right is a heat transfer term, that is a term that indicates the contribution to the movement of heat between the engine underside catalyst and the outside air and that is proportional to the product of the exhaust gas volume estimate Gex_hat (n) and the output Tup (n) of the upstream temperature sensor. The value of the proportionality coefficient b (n-1) of this heat transfer term is determined by the processing of S123 in FIG 27 updated for every cycle tn.

Der vierte Term auf der rechten Seite ist ein Wärmeerzeugungsterm, also ein Term, der den Beitrag der Verbrennung von HC im Abgas, das in den Motorunterseitenkatalysator einströmt, im Motorunterseitenkatalysator anzeigt. Indem, wie oben beschrieben, die Nacheinspritzmenge erhöht wird, nimmt auch die HC-Menge im Abgas zu. Daher ist der Wärmeerzeugungsterm proportional zu der Kraftstoffmenge Gfuel_aft_tn(n), die während des Zyklus tn mittels Nacheinspritzung zugeführt wird. Der Wert des Proportionalitätskoeffizienten c(n – 1) dieses Wärmeerzeugungsterms wird durch die Verarbeitung von S124 in 27 für jeden Zyklus tn aktualisiert. Außerdem nimmt der Wärmeerzeugungsterm mit ansteigender Nacheinspritzmenge zu und nimmt außerdem mit ansteigender HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators zu. Daher ist der Koeffizient c ein Parameter, der den Beitrag des mittels Nacheinspritzung zugeführten Kraftstoffs zum Temperaturanstieg des Motorunterseitenkatalysators zeigt, und ist ein Parameter, der die HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators anzeigt. Im Folgenden wird dieser Koeffizient als Wärmeerzeugungskoeffizient bezeichnet. Im Folgenden wird ein konkreter Ablauf für die Aktualisierung des Koeffizienten b und des Wärmeerzeugungskoeffizienten c beschrieben.The fourth term on the right side is a heat generation term, that is, a term indicating the contribution of the combustion of HC in the exhaust gas flowing into the engine bottom side catalyst in the engine bottom side catalyst. By increasing the post-injection amount as described above, the amount of HC in the exhaust gas also increases. Therefore, the heat generation term is proportional to the fuel amount Gfuel_aft_tn (n) supplied by post injection during the cycle tn. The value of the proportionality coefficient c (n-1) of this heat generation term is determined by the processing of S124 in FIG 27 updated for every cycle tn. In addition, the heat generation term increases with increasing post-injection amount, and also increases with increasing HC oxidation performance of the engine bottom catalyst. Therefore, the coefficient c is a parameter showing the contribution of the post-injection fuel to the temperature increase of the engine bottom catalyst, and is a parameter indicating the HC oxidation performance of the engine bottom catalyst. Hereinafter, this coefficient is called a heat generation coefficient. Hereinafter, a concrete procedure for updating the coefficient b and the heat generation coefficient c will be described.

Zunächst wird in S121 beurteilt, ob der zum Identifizieren der Koeffizienten b und c notwendige stromaufwärtige Temperatursensor und stromabwärtige Temperatursensor normal sind. Wenn die Beurteilung in S121 „Ja” lautete, erfolgt ein Übergang zu S122, und wenn sie „Nein” lautet, endet die Verarbeitung aus 27 sofort.First, in S121, it is judged whether the upstream temperature sensor and the downstream temperature sensor necessary for identifying the coefficients b and c are normal. If the judgment in S121 was "Yes", it goes to S122, and if it is "No", the processing ends 27 immediately.

In S122 wird beurteilt, ob während des Zyklus tn eine Nacheinspritzung ausgeführt wurde oder nicht, also ob die Nacheinspritzmenge Gfuel_aft_tn(n) 0 ist oder nicht. Wenn die Beurteilung in S122 „Ja” lautet, erfolgt ein Übergang zu S123 und der Wert des Koeffizienten b(n) wird gemäß den Gleichungen (19) und (20) unten aktualisiert, womit diese Verarbeitung endet. Wenn die Beurteilung in S122 „Nein” lautet, wird gemäß den Gleichungen (21) und (22) unten der Wert des Wärmeerzeugungskoeffizienten c(n) aktualisiert (siehe S124), die adaptive Berechnung der katalytischen Oxidationscharakteristik zum Berechnen des adaptiven Korrekturwerts für die katalytische Oxidationscharakteristik Kox(n) wird ausgeführt (siehe S125 und die an späterer Stelle beschriebene 28), womit diese Verarbeitung endet. Das heißt, wenn die Nacheinspritzung nicht ausgeführt wird, wird der Wert des Koeffizienten b(n) aktualisiert, und nur dann, wenn die Nacheinspritzung ausgeführt wird, wird der Wert des Wärmeerzeugungskoeffizienten c(n) aktualisiert.In S122, it is judged whether or not post-injection has been performed during the cycle tn, that is, whether the post-injection amount Gfuel_aft_tn (n) is 0 or not. When the judgment in S122 is "Yes", a transition is made to S123, and the value of the coefficient b (n) is updated in accordance with equations (19) and (20) below, thus ending this processing. When the judgment in S122 is "No", according to equations (21) and (22) below, the value of the heat generation coefficient c (n) is updated (see S124), the catalytic oxidation characteristic adaptive calculation for calculating the catalytic adaptive correction value Oxidizing characteristic Kox (n) is carried out (see S125 and the later described 28 ), with which this processing ends. That is, if the post injection is not performed, the value of the coefficient b (n) is updated, and only when the post injection is executed, the value of the heat generation coefficient c (n) is updated.

In S123 wird unter Anwendung eines bestimmten Parameteridentifikationsalgorithmus auf Gleichung (18) der Wert des Koeffizienten b(n) aktualisiert, während der Wert des Wärmeerzeugungskoeffizienten c(n) auf dem vorherigen Wert gehalten wird. Der konkrete Ablauf eines Beispiels hierfür wird im Folgenden beschrieben. Zunächst werden auf Grundlage der Ausgabe Tds(n) des stromabwärtigen Temperatursensor, der Ausgabe Ta(n) des Außenlufttemperatursensors, des Koeffizienten b(n – 1), des Schätzwerts Gex_hat(n) des Abgasvolumens und der Ausgabe Tup(n) des stromaufwärtigen Temperatursensors eine in den Gleichungen (19-1) bis (19-3) unten definierte virtuelle Ausgabe W(n) und deren Schätzwert W_hat(n) berechnet.In S123, using a specific parameter identification algorithm on equation (18), the value of the coefficient b (n) is updated while keeping the value of the heat generation coefficient c (n) at the previous value. The concrete procedure of an example of this will be described below. First, based on the output Tds (n) of the downstream temperature sensor, the outside air temperature sensor output Ta (n), the coefficient b (n-1), the exhaust gas volume estimated value Gex_hat (n), and the upstream temperature sensor output Tup (n) a virtual output W (n) and its estimated value W_hat (n) defined in equations (19-1) to (19-3) below.

[Gleichung 19][Equation 19]

  • W(n) = Tds(n) – Tds(n – 1) – a(Tds(n – 1) + Ta(n)) (19-1)W (n) = Tds (n) - Tds (n-1) -a (Tds (n-1) + Ta (n)) (19-1) W_hat(n) = b(n – 1)Gex_hat(n)·Tup(n) = b(n – 1)·ς(n) (19-2)W_hat (n) = b (n-1) Gex_hat (n) · Tup (n) = b (n-1) · ς (n) (19-2) ς(n) = Gex_hat(n)·Tup(n) (19-3)ς (n) = Gex_hat (n) · Tup (n) (19-3)

Wenn in diesem Fall die Beurteilung in S122 „Ja” lautet, ist die Nacheinspritzmenge Gfuel_aft_tn(n) = 0, weshalb bei der Ausführung von S123 der vierte Term auf der rechten Seite von Gleichung (18) 0 ist. Der in Gleichung (19-2) definierte Schätzwert W_hat(n) entspricht daher wie in Gleichung (20) unten einem Schätzwert der virtuellen Ausgabe W(n). Das Aktualisieren des Werts des Koeffizienten b derart, dass die Differenz zwischen der in Gleichung (19-1) definierten virtuellen Ausgabe W(n) und des in Gleichung (19-2) definierten Schätzwerts W_hat(n) möglichst klein ist, entspricht also dem Aktualisieren des Werts des Koeffizienten b derart, dass die Differenz zwischen der Ausgabe Tds(n) des stromabwärtigen Temperatursensors und ihres Schätzwerts Tds_hat(n) möglichst klein ist.In this case, when the judgment in S122 is "Yes", the post-injection amount Gfuel_aft_tn (n) = 0, therefore, in the execution of S123, the fourth term on the right side of Equation (18) is 0. The estimated value W_hat (n) defined in equation (19-2) therefore corresponds to one below, as in equation (20) Estimated Virtual Output W (n). Updating the value of the coefficient b such that the difference between the virtual output W (n) defined in equation (19-1) and the estimated value W_hat (n) defined in equation (19-2) is as small as possible corresponds to that Updating the value of the coefficient b so that the difference between the output Tds (n) of the downstream temperature sensor and its estimated value Tds_hat (n) is as small as possible.

[Gleichung 20][Equation 20]

  • W_hat(n) = Tds_hat(n) – Tds_hat(n – 1) – a(Tds_hat(n – 1) + Ta(n)) (20)W_hat (n) = Tds_hat (n) - Tds_hat (n - 1) - a (Tds_hat (n - 1) + Ta (n)) (20)

Der Koeffizient b(n), der dies ermöglicht, wird berechnet, indem, wie beispielsweise in Gleichung (21-1) unten gezeigt, ein Wert, der sich ergibt, indem die variable Verstärkung KP1(n), die gemäß Gleichung (21-2) rekursiv aktualisiert wird, mit der Differenz von W(n) und W_hat(n – 1) multipliziert wird, integriert wird. In Gleichung (21-2) ist der Koeffizient P1 eine bestimmte Identifikationsverstärkung. Bei den Gleichungen (21-1) und (21-2) handelt es sich um Algorithmen unter den Parameterindentifizierungsalgorithmen, die als so genannte RLS-Algorithmen verallgemeinert werden, um Algorithmen, die als feste Verstärkungsalgorithmen bezeichnet werden. [Gleichung 21]

Figure DE112014006704T5_0007
The coefficient b (n) enabling this is calculated by, for example, as shown in equation (21-1) below, a value that results by taking the variable gain KP1 (n) calculated according to equation (21-2). 2) is recursively updated, multiplied by the difference of W (n) and W_hat (n-1). In Equation (21-2), the coefficient P1 is a certain identification gain. Equations (21-1) and (21-2) are algorithms among the parameter identification algorithms, which are generalized as so-called RLS algorithms, to algorithms called fixed gain algorithms. [Equation 21]
Figure DE112014006704T5_0007

In S123 wird unter Anwendung eines bestimmten Parameteridentifikationsalgorithmus auf Gleichung (18) der Wert des Koeffizienten c aktualisiert, während der Wert des Koeffizienten b auf dem vorherigen Wert gehalten wird. Der konkrete Ablauf eines Beispiels hierfür wird im Folgenden beschrieben. Zunächst werden auf Grundlage der Ausgabe Tds des stromabwärtigen Temperatursensor, der Ausgabe Ta des Außenlufttemperatursensors, der Koeffizienten b, c, des Schätzwerts Gex_hat des Abgasvolumens und der Ausgabe Tup des stromaufwärtigen Temperatursensors eine in den Gleichungen (22-1) bis (22-2) unten definierte virtuelle Ausgabe W(n) und deren Schätzwert W_hat(n) berechnet.In S123, using a certain parameter identification algorithm on equation (18), the value of the coefficient c is updated while keeping the value of the coefficient b at the previous value. The concrete procedure of an example of this will be described below. First, based on the output Tds of the downstream temperature sensor, the output Ta of the outside air temperature sensor, the coefficients b, c, the estimated value Gex_hat of the exhaust gas volume, and the output Tup of the upstream temperature sensor, one of equations (22-1) to (22-2) calculated below virtual output W (n) and its estimated value W_hat (n).

[Gleichung 22][Equation 22]

  • R(n) = Tds(n) – Tds(n – 1) – a(Tds(n – 1) + Ta(n)) – b(n – 1)Gex_hat(n)Tup(n) (22-1)R (n) = Tds (n) - Tds (n-1) -a (Tds (n-1) + Ta (n)) -b (n-1) Gex_hat (n) Tup (n) (22-1 ) R_hat(n) = c(n – 1)Gfuel_aft_tm(n) (22-2)R_hat (n) = c (n-1) Gfuel_aft_tm (n) (22-2)

Gleichung (23) wird hergeleitet, indem Gleichung (22-2) anhand von Gleichung (18) abgewandelt wird, weshalb der in Gleichung (22-2) definierte Schätzwert R_hat(n) dem Schätzwert der virtuellen Ausgabe R(n) entspricht. Das Aktualisieren des Werts des Koeffizienten c derart, dass die Differenz zwischen der in Gleichung (22-1) definierten virtuellen Ausgabe R(n) und des in Gleichung (22-2) definierten Schätzwerts R_hat(n) möglichst klein ist, entspricht also dem Aktualisieren des Werts des Koeffizienten c derart, dass die Differenz zwischen der Ausgabe Tds(n) des stromabwärtigen Temperatursensors und ihres Schätzwerts Tds_hat(n) möglichst klein ist.Equation (23) is derived by modifying equation (22-2) from equation (18), and therefore the estimate R_hat (n) defined in equation (22-2) corresponds to the estimate of the virtual output R (n). Updating the value of the coefficient c such that the difference between the virtual output R (n) defined in equation (22-1) and the estimated value R_hat (n) defined in equation (22-2) is as small as possible corresponds to that Updating the value of the coefficient c such that the difference between the output Tds (n) of the downstream temperature sensor and its estimated value Tds_hat (n) is as small as possible.

[Gleichung 23][Equation 23]

  • R_hat(n) = Tds_hat(n) – Tds_hat(n – 1) – a(Tds_hat(n – 1) + Ta(n)) – b(n – 1)Gex_hat(n)Tup(n) (23)R_hat (n) = Tds_hat (n) - Tds_hat (n - 1) - a (Tds_hat (n - 1) + Ta (n)) - b (n - 1) Gex_hat (s) Tup (n) (23)

Der Koeffizient c(n), der dies ermöglicht, wird berechnet, indem, wie beispielsweise in Gleichung (24-1) unten gezeigt, ein Wert, der sich ergibt, indem die variable Verstärkung KP2(n), die gemäß Gleichung (24-2) rekursiv aktualisiert wird, mit der Differenz von R(n) und R_hat(n – 1) multipliziert wird, integriert wird. In Gleichung (24-2) ist der Koeffizient P2 eine bestimmte Identifikationsverstärkung. [Gleichung 24]

Figure DE112014006704T5_0008
The coefficient c (n) permitting this is calculated by, for example, as shown in equation (24-1) below, a value that results by taking the variable gain KP2 (n) calculated according to equation (24). 2) is recursively updated, multiplied by the difference of R (n) and R_hat (n-1). In Equation (24-2), the coefficient P2 is a certain identification gain. [Equation 24]
Figure DE112014006704T5_0008

28 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den konkreten Ablauf der adaptiven Berechnung der Katalysatoroxidationscharakteristik zum Berechnen eines adaptiven Katalysatoroxidationscharakteristik-Koeffizienten Kox darstellt. Die Verarbeitung aus 28 wird von der ECU als Unterroutine der rekursiven Identifikationsberechnung des Wärmemodells aus 27 ausschließlich bei Ausführung einer Nacheinspritzung im Regelungszyklus tn ausgeführt. 28 FIG. 10 is a flowchart showing the concrete procedure of the catalyst oxidation characteristic adaptive calculation for calculating an adaptive catalyst oxidation characteristic coefficient Kox. The processing off 28 is issued by the ECU as a subroutine of the recursive identification calculation of the heat model 27 executed exclusively in execution of a post-injection in the control cycle tn.

Wie oben beschrieben, ist der gemäß den Gleichungen (18) bis (24-2) aktualisierte Wärmeerzeugungskoeffizient c(n) eine Charakteristik, die mit ansteigender HC-Oxidationsleistung des Motorunterseitenkatalysators zunimmt. Eine Abweichung von einem bestimmten Standardwert C_bs des Wärmeerzeugungskoeffizienten c(n) kann also als Verschlechterungsfaktor des Motorunterseitenkatalysators verwendet werden. Allerdings ist der Wärmeerzeugungskoeffizient c(n) abhängig von der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators unterschiedlich. Außerdem ist es keineswegs so, dass der Wärmeerzeugungskoeffizient c(n) entsprechend dem Verschlechterungsgrad des Motorunterseitenkatalysators im gesamten Temperaturbereich gleichmäßig abnimmt. Daher werden bei dieser adaptiven Berechnung der Katalysatoroxidationscharakteristik ebenso wie bei der unter Bezugnahme auf 22 beschriebenen adaptiven Berechnung für die Drei-Wege-Katalysatorcharakteristik zum Beseitigen der Temperaturabhängigkeit des Wärmeerzeugungskoeffizienten c mehrere Gewichtungsfunktionen Wox_i, die auf einer eindimensionalen Geraden mit der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators als Basis definiert sind, und ein den einzelnen Gewichtungsfunktionen folgender lokaler Adaptionskoeffizient Kox_i eingebracht, mit deren Hilfe eine statistische Verarbeitung mit Gewichtung durchgeführt wird, um die Anwendungskorrekturwert für die Katalysatoroxidationscharakteristik Kox zu berechnen, die dem Verschlechterungsfaktor des Motorunterseitenkatalysators entspricht.As described above, the heat generation coefficient c (n) updated according to the equations (18) to (24-2) is a characteristic that increases with increasing HC oxidation performance of the engine bottom catalyst. A deviation from a certain standard value C_bs of the heat generation coefficient c (n) can thus be used as a deterioration factor of the engine bottom catalyst. However, the heat generation coefficient c (n) is different depending on the support temperature of the engine bottom catalyst. In addition, it is by no means such that the heat generation coefficient c (n) decreases uniformly over the entire temperature range in accordance with the degree of deterioration of the engine bottom catalyst. Therefore, in this adaptive calculation of the catalyst oxidation characteristic as well as in reference to FIG 22 described adaptive calculation for the three-way catalyst characteristic for eliminating the temperature dependence of the heat generation coefficient c a plurality of weighting functions Wox_i, which are defined on a one-dimensional straight line with the support temperature of the engine bottom catalyst as a basis, and a the individual weighting functions following local adaptation coefficient Kox_i introduced with their help weighted statistical processing is performed to calculate the catalyst oxidation characteristic application correction value Kox corresponding to the deterioration factor of the engine bottom catalyst.

In S141 wird der Schätzwert Tcc_hat(m) der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators berechnet, und anhand dieses Schätzwerts Tcc_hat(m) werden durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds die einzelnen Gewichtungsfunktionen für den Oxidationscharakteristikwert Wox_i(n) (wobei i eine positive Ganzzahl ist) berechnet, und es erfolgt ein Übergang zu S142.In S141, the estimated value Tcc_hat (m) of the carrier temperature of the engine bottom catalyst is calculated, and from this estimated value Tcc_hat (m), by searching a predetermined map, the individual weighting functions for the oxidation characteristic value Wox_i (n) (where i is a positive integer) are computed, and There is a transition to S142.

29 zeigt eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kennfelds zum Berechnen des Oxidationscharakteristikwerts, d. h. der Form einer Gewichtungsfunktion für die Oxidationscharakteristik Wox_i darstellt. Die Form der Gewichtungsfunktion Wox_i ist die gleiche wie die der unter Bezugnahme auf 23 beschriebenen Gewichtungsfunktion Wtw_i, weshalb eine ausführliche Beschreibung entfällt. 29 FIG. 12 is a view showing an example of a map for calculating the oxidation characteristic value, that is, the shape of a weighting function for the oxidation characteristic Wox_i. The form of the weighting function Wox_i is the same as that of referring to FIG 23 described weighting function Wtw_i, which is why a detailed description is omitted.

Zurückkehrend zu 28 wird in S142, wie in Gleichung (25) unten gezeigt, die Summe der Produkte der in S141 berechneten Gewichtungsfunktionswerte Wox_i(n) und der lokalen Adaptionskoeffizienten Kox_i berechnet und als adaptiver Katalysatoroxidationscharakteristik-Korrekturwert Kox(n) herangezogen. Der Ausgangswert des lokalen Adaptionskoeffizienten Kox_i ist 1. [Gleichung 25]

Figure DE112014006704T5_0009
Returning to 28 At S142, as shown in Equation (25) below, the sum of the products of the weighting function values Wox_i (n) and the local adaptation coefficients Kox_i calculated in S141 is calculated and used as the adaptive catalyst oxidation characteristic correction value Kox (n). The output value of the local adaptation coefficient Kox_i is 1. [Equation 25]
Figure DE112014006704T5_0009

In S143 wird ein bestimmter Standardwärmeerzeugungskoeffizient c_bs mit dem adaptiven Korrekturwert für die Katalysatoroxidationscharakteristik Kox(n) multipliziert, wodurch ein adaptiver Wärmeerzeugungskoeffizientenwert C_adp(n) berechnet wird (siehe Gleichung (26) unten). Der Standardwärmeerzeugungskoeffizient C_bs entspricht dem Wärmeerzeugungskoeffizienten eines Standardmotorunterseitenkatalysators ohne Verschlechterung und wird mittels einer Systemidentifikation im Voraus bestimmt. Im Folgenden wird der Standardwärmeerzeugungskoeffizient C_bs als Festwert ohne Abhängigkeit von der Temperatur beschrieben, doch ist dies nicht zwingend der Fall. Der Standardwärmeerzeugungskoeffizient C_bs kann auch anhand der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators durch Durchsuchen eines vorgegebenen Kennfelds bestimmt werden.In S143, a predetermined standard heat generation coefficient c_bs is multiplied by the catalyst oxidation characteristic adaptive correction value Kox (n), whereby an adaptive heat generation coefficient value C_adp (n) is calculated (see Equation (26) below). The standard heat generation coefficient C_bs corresponds to the heat generation coefficient of a standard engine bottom catalyst without deterioration, and is determined in advance by system identification. Hereinafter, the standard heat generation coefficient C_bs will be described as a fixed value without depending on the temperature, but this is not necessarily the case. The standard heat generation coefficient C_bs may also be determined from the carrier temperature of the engine bottom catalyst by searching a predetermined map.

[Gleichung 26] [Equation 26]

  • C_adp(m) = Kox(m)·C_bs (26)C_adp (m) = Kox (m) · C_bs (26)

Indem in S144 von dem Wärmeerzeugungskoeffizienten c(n) der adaptive Wert C_adp(n) subtrahiert wird, wird das adaptive Fehlersignal E_adp''(n) berechnet (siehe Gleichung (27-1) unten), und indem das adaptive Fehlersignal E_adp'(m) auf die einzelnen Bereiche verteilt wird, wird außerdem ein lokales adaptives Fehlersignal E_adp''_i(n) berechnet (siehe Gleichung (27-2) unten). In S145 wird ferner der adaptive lokale Charakteristik-Korrekturwert Kox_i(n) berechnet, indem, wie beispielsweise in Gleichung (27-3) unten gezeigt, ein Wert, der sich ergibt, indem das lokale adaptive Fehlersignal E_adp''_i(n) mit einer negativen adaptiven Verstärkung Kadp_o multipliziert wird, integriert wird, derart, dass das für die einzelnen Bereiche berechnete lokale adaptive Fehlersignal E_adp''_i(n) 0 wird.By subtracting the adaptive value C_adp (n) from the heat generation coefficient c (n) in S144, the adaptive error signal E_adp '' (n) is calculated (see equation (27-1) below) and by the adaptive error signal E_adp '( m) is distributed to the individual areas, a local adaptive error signal E_adp '' _ i (n) is also calculated (see equation (27-2) below). Further, in S145, the adaptive local characteristic correction value Kox_i (n) is calculated by, as shown in Equation (27-3) below, a value obtained by adding the local adaptive error signal E_adp "_ i (n) A negative adaptive gain Kadp_o is multiplied, such that the local adaptive error signal E_adp '' _ i (n) calculated for the individual regions becomes 0.

[Gleichung 27][Equation 27]

  • E_adp''(n) = c(n) – C_adp(n) (27-1)E_adp '' (n) = c (n) - C_adp (n) (27-1) E_adp_i''(n) = Wox_i(n)·E_adp''(m) (27-2)E_adp_i '' (n) = Wox_i (n) * E_adp '' (m) (27-2) Kox_i(n) = Kox_i(n – 1) + Kadp_o·Eadp''_i(n) (27-3)Kox_i (n) = Kox_i (n-1) + Kadp_o * Eadp '' _i (n) (27-3)

Bei der adaptiven Berechnung für die Katalysatoroxidationscharakteristik sind ein erster bis dritter Bereich definiert, die sich auf einer eindimensionalen Geraden mit der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators als Basis überlagern, und für die einzelnen Bereiche sind die Gewichtungsfunktionen Wox_i definiert, doch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können mehrere Bereiche definiert sein, die sich in einer zweidimensionalen Ebene mit der Trägertemperatur des Motorunterseitenkatalysators als Basis überlagern, und für die Bereiche in der zweidimensionalen Ebene können Gewichtungsfunktionen Wox_ij definiert sein.In the catalyst oxidation characteristic adaptive calculation, first to third regions superimposed on the one-dimensional straight line with the base temperature of the engine base catalyst are defined, and for the individual regions, the weighting functions Wox_i are defined, but the present invention is not limited thereto. For example, a plurality of regions superimposed in a two-dimensional plane with the support temperature of the engine bottom catalyst may be defined, and for the regions in the two-dimensional plane, weighting functions Wox_ij may be defined.

Außerdem wurde in der vorstehenden Ausführungsform das Beispiel eines Abgasreinigungssystems (1) beschrieben, das die DeNOx-Funktion einer LNT nutzt, doch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise auch auf ein Abgasreinigungssystem 2A angewandt werden, wie es in 30 gezeigt ist, das die DeNOx-Funktion eines selektiven NH3-Reduktionskatalysators nutzt. In 30 sind nur solche Elemente mit anderen Bezugszeichen versehen, die sich vom Abgasreinigungssystem 2 unterscheiden.In addition, in the above embodiment, the example of an exhaust gas purification system ( 1 ) using the DeNOx function of an LNT, but the present invention is not limited thereto. For example, the present invention may also be applied to an exhaust gas purification system 2A be applied as it is in 30 which utilizes the DeNOx function of a selective NH3 reduction catalyst. In 30 Only those elements are provided with other reference numerals, which differ from the exhaust gas purification system 2 differ.

Im Abgaskanal 11 des Abgasreinigungssystems 2A sind von der Stromaufwärtsseite des Abgases ausgehend ein Oxidationskatalysator (im Folgenden „DOC”) 61, ein DPF 62, eine Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 63 und ein selektiver Reduktionskatalysator (im Folgenden „SCR-Katalysator”) 64 in dieser Reihenfolge vorgesehen.In the exhaust duct 11 the emission control system 2A starting from the upstream side of the exhaust gas, an oxidation catalyst (hereinafter "DOC") 61 , a DPF 62 , a reducing agent injection device 63 and a selective reduction catalyst (hereinafter, "SCR catalyst") 64 provided in this order.

Der Oxidationskatalysator 61 weist wenigstens zwei Funktionen auf, nämlich eine Oxidationsfunktion und eine Drei-Wege-Reinigungsfunktion. Der Oxidationskatalysator 61 kann auch durch eine LNT ersetzt werden, die drei Funktionen aufweist, nämlich eine Oxidationsfunktion, eine DeNOx-Funktion und eine Drei-Wege-Reinigungsfunktion.The oxidation catalyst 61 has at least two functions, namely an oxidation function and a three-way cleaning function. The oxidation catalyst 61 can also be replaced by an LNT, which has three functions, namely an oxidation function, a DeNOx function and a three-way cleaning function.

Der SCR-Katalysator 64 weist eine DeNOx-Funktion auf, wobei in einer Atmosphäre in Anwesenheit eines Reduktionsmittels wie etwa NH3 im Abgas enthaltenes NOx selektiv reduziert wird. Genauer wird beim Einspritzen von Karbamidwasser durch die Reduktionsmitteleinspritzvorrichtung 63 das Karbamidwasser durch die Abgaswärme thermisch aufgespalten oder aufgeschlossen, wodurch NH3 erzeugt wird. Das erzeugte NH3 wird dem SCR-Katalysator 64 zugeführt, und durch das NH3 wird das NOx im Abgas selektiv reduziert. Wie in 30 gezeigt, sind der Oxidationskatalysator 61 und der DPF 62 im Motorunterseitenbereich vorgesehen, während der SCR 64 im Bodenunterseitenbereich vorgesehen ist.The SCR catalyst 64 has a DeNO x function, whereby NOx contained in exhaust gas in an atmosphere in the presence of a reducing agent such as NH 3 is selectively reduced. More specifically, when injecting carbamide water through the reducing agent injection device 63 the carbamide water is thermally decomposed or digested by the exhaust heat, producing NH 3 . The generated NH 3 becomes the SCR catalyst 64 supplied, and by the NH 3 , the NOx in the exhaust gas is selectively reduced. As in 30 shown are the oxidation catalyst 61 and the DPF 62 provided in the engine base area during the SCR 64 is provided in the bottom surface area.

Die Karbamidwassereinspritzvorrichtung 63 weist einen Karbamidwassertank 631 und eine Karbamidwassereinspritzdüse 633 auf. Der Karbamidwassertank 631 speichert Karbamidwasser und ist über eine Karbamidwasserpumpe 635 mit der Karbamidwassereinspritzdüse 633 verbunden. Die Karbamidwassereinspritzdüse 633 ist über eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung mit der ECU 3A verbunden. Die ECU 3A bestimmt mittels einer Karbamidwassersteuerung (nicht dargestellt) die Karbamidwassereinspritzmenge und den Karbamidwassereinspritzzeitpunkt der Karbamidwassereinspritzdüse 633, und die Antriebsvorrichtung betätigt die Karbamidwassereinspritzdüse 633, um den Karbamidwassereinspritzzustand zu erreichen.The carbamide water injection device 63 has a carbamide water tank 631 and a carbamide water injection nozzle 633 on. The carbamide water tank 631 stores carbamide water and is via a carbamide water pump 635 with the carbamide water injection nozzle 633 connected. The carbamide water injection nozzle 633 is via an unillustrated drive device with the ECU 3A connected. The ECU 3A determines, by means of a carbamide water control (not shown), the carbamide water injection amount and the carbamide water injection timing of the carbamide water injection nozzle 633 , and the drive device actuates the carbamide water injection nozzle 633 to achieve the carbamide water injection condition.

Auf diese Weise wird beim oben beschriebenen Abgasreinigungssystem 2A das NOx im Abgas im mageren Fahrbetrieb mithilfe der DeNOx-Funktion des SCR-Katalysators 64 entfernt und im stöchiometrischen Betrieb mithilfe der Drei-Wege-Reinigungsfunktion des DOC 61 entfernt. Das heißt, bei dem System aus 1 übernimmt im mageren Fahrbetrieb die LNT 41 die DeNOx-Funktion, und bei dem System aus 30 übernimmt im mageren Fahrbetrieb der SCR-Katalysator 64 die DeNOx-Funktion, während die Systeme aus 1 und 30 ansonsten identisch sind. Die unter Bezugnahme auf 2 bis 29 beschriebenen Verarbeitungen können daher auch durch das Abgasreinigungssystem 2A aus 30 ausgeführt werden. Da jedoch in diesem Fall eine andere Vorrichtung die DeNOx-Funktion übernimmt, ist S23 der Verarbeitung zur Beurteilung der stöchiometrischen Betriebsbedingungen aus 6 wie folgt abgeändert. In S23 aus 6 wird beurteilt, ob ein Zustand herrscht, in dem die DeNOx-Funktion in ausreichendem Maße erzielt werden kann. Konkreter ausgedrücktonkreter ausgedrückt wird bei dem System aus 30 in S23 aus 6 geurteilt, dass der SCR-Katalysator 64 die DeNOx-Funktion in ausreichendem Maße erzielen kann, wenn der Schätzwert der SCR-Katalysator-Trägertemperatur gleich oder größer als eine bestimmte Reinigungstemperatur ist, die beispielsweise auf 180 bis 200°C festgelegt ist. Wenn der SCR-Katalysator 64 unter dieser Reinigungstemperatur liegt, kann der Aufschluss mithilfe von aus der Karbamidwassereinspritzdüse 633 eingespritztem Karbamidwasser nicht gut ablaufen.In this way, in the exhaust gas purification system described above 2A the lean NOx in the exhaust gas using the DeNOx function of the SCR catalyst 64 in stoichiometric operation using the three-way DOC cleaning function 61 away. That is, in the system off 1 takes over the LNT in lean driving 41 the DeNOx function, and off at the system 30 takes over the SCR catalytic converter during lean engine operation 64 the deNOx function while the systems off 1 and 30 otherwise identical. The referring to 2 to 29 Therefore, processing can also be described by the emission control system 2A out 30 be executed. However, in this case, since another device takes over the DeNOx function, S23 is out of processing for judging the stoichiometric operation conditions 6 amended as follows. Off in S23 6 It is judged whether there is a condition in which the DeNOx function can be sufficiently achieved. More specific expression tone is expressed in the system 30 in S23 off 6 judged that the SCR catalyst 64 the DeNOx function can sufficiently achieve, when the estimated value of the SCR catalyst carrier temperature is equal to or greater than a certain cleaning temperature, for example, set at 180 to 200 ° C. When the SCR catalyst 64 Below this cleaning temperature, the digestion can be carried out using the carbamide water injection nozzle 633 not well drained carbamide water drain.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Motor (Brennkraftmaschine)Engine (internal combustion engine)
1111
Abgaskanalexhaust duct
1313
KraftstoffeinspritzventilFuel injection valve
2, 2A2, 2A
Abgasreinigungssystememission Control system
4141
LNT (HC-Oxidationskatalysator)LNT (HC oxidation catalyst)
3, 3A3, 3A
ECU (Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel, Temperaturerfassungsmittel, Oxidationsfähigkeitsschätzungsmittel, NOx-Überschussbeurteilungsmittel)ECU (fuel injection control means, temperature detecting means, oxidizing ability estimating means, NOx surplus judging means)
5353
Temperatursensor vor dem Katalysator (Temperaturerfassungsmittel)Temperature sensor in front of the catalytic converter (temperature measuring device)
5454
Temperatursensor nach dem Katalysator (Temperaturerfassungsmittel)Temperature sensor downstream of the catalytic converter (temperature sensing device)
6161
DOC (HC-Oxidationskatalysator)DOC (HC oxidation catalyst)
6464
SCR-Katalysator (DeNOx-Katalysator)SCR catalyst (DeNOx catalyst)

Claims (8)

Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, umfassend: einen HC-Oxidationskatalysator, der in einem Abgaskanal des Verbrennungsmotor vorgesehen ist und eine Funktion zum Oxidieren von HC im Abgas aufweist, ein Kraftstoffeinspritzventil, das eine Haupteinspritzung und eine nach der Haupteinspritzung erfolgende Nacheinspritzung durchführen kann, wobei es sich um eine Kraftstoffeinspritzung in einem Bereich handelt, in dem mit zunehmendem Abstand von der Haupteinspritzung die Feinstaubmenge im Abgasrohr zunimmt, und ein Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel, das die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt des Kraftstoffeinspritzventils steuert, gekennzeichnet durch ein Temperaturerfassungsmittel, das die Temperatur des HC-Oxidationskatalysators erfasst, ein Oxidationsfähigkeitsschätzungsmittel, das anhand der Temperatur des HC-Oxidationskatalysators die HC-Oxidationsfähigkeit des HC-Oxidationskatalysators schätzt, wobei das Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel den Abstand zwischen Haupteinspritzzeitpunkt Nacheinspritzzeitpunkt umso mehr erhöht, je höher die HC-Oxidationsfähigkeit ist.An exhaust purification system for an internal combustion engine, comprising: an HC oxidation catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and having a function of oxidizing HC in the exhaust gas, a fuel injection valve capable of performing a main injection and a post-injection after the main injection, which is a fuel injection in a region in which the particulate matter amount in the exhaust pipe increases with increasing distance from the main injection, and a fuel injection control means that controls the fuel injection amount and the fuel injection timing of the fuel injection valve, characterized by a temperature detecting means detecting the temperature of the HC oxidation catalyst, an oxidation ability estimating means which estimates, based on the temperature of the HC oxidation catalyst, the HC oxidation ability of the HC oxidation catalyst, wherein the higher the HC oxidizing ability, the more the fuel injection control means increases the distance between the main injection timing post-injection timing. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Abgaskanal außerdem ein DeNOx-Katalysator vorgesehen ist, der eine DeNOx-Funktion aufweist, indem er unter Anwesenheit eines dem Abgaskanal zugesetzten Reduktionsmittels NOx aus dem Abgas entfernt, der HC-Oxidationskatalysator eine Drei-Wege-Reinigungsfunktion aufweist, indem er bei einem stöchiometrisch Luft-Kraftstoff-Gemisch HC, CO und NOx aus dem Abgas entfernt, und außerdem ein NOx-Überschussbeurteilungsmittel vorgesehen ist, das entsprechend einem oder beiden von dem Motorzustand und dem Zustand im Abgaskanal beurteilt, ob ein NOx-Überschusszustand herrscht, wobei sich ein Anteil der in den NOx-Entfernungskatalysator einströmenden NOx-Menge im Verhältnis zu der durch die DeNOx-Funktion entfernbaren NOx-Menge vergrößert, wobei das Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel für den Fall, dass kein NOx-Überschusszustand herrscht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf mager statt stöchiometrisch regelt, und für den Fall, dass ein NOx-Überschusszustand herrscht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch regelt.An exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that in the exhaust passage also a DeNOx catalyst is provided which has a DeNOx function by removing NOx from the exhaust gas in the presence of a reducing agent added to the exhaust gas channel, the HC oxidation catalyst is a three Path cleaning function by removing HC, CO and NOx from the exhaust gas in a stoichiometric air-fuel mixture, and also providing NOx surplus judgment means which judges according to one or both of the engine condition and the condition in the exhaust passage; whether there is an excess NOx state, with a proportion of the amount of NOx flowing into the NOx removal catalyst increasing in proportion to the amount of NOx removable by the DeNOx function, wherein, in the event that there is no excess NOx state, the fuel injection control means controls the air-fuel ratio to lean rather than stoichiometric and, in the event that there is a NOx excess state, stoichiometrically controls the air-fuel ratio. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der HC-Oxidationskatalysator außerdem eine Drei-Wege-Reinigungsfunktion, wobei bei stöchiometrischem Luft-Kraftstoff-Gemisch HC, CO und NOx aus dem Abgas entfernt werden, und eine DeNOx-Funktion aufweist, wobei unter Anwesenheit eines dem Abgaskanal zugesetzten Reduktionsmittels NOx aus dem Abgas entfernt wird, und außerdem ein NOx-Überschussbeurteilungsmittel vorgesehen ist, das entsprechend einem oder beiden von dem Motorzustand und dem Zustand im Abgaskanal beurteilt, ob ein NOx-Überschusszustand herrscht, wobei sich ein Anteil der in den NOx-Entfernungskatalysator einströmenden NOx-Menge im Verhältnis zu der durch die DeNOx-Funktion entfernbaren NOx-Menge vergrößert, wobei das Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel für den Fall, dass kein NOx-Überschusszustand herrscht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf mager statt stöchiometrisch regelt, und für den Fall, dass ein NOx-Überschusszustand herrscht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch regelt.An exhaust purification system for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the HC oxidation catalyst further comprises a three-way purifying function wherein, in the stoichiometric air-fuel mixture, HC, CO and NOx are removed from the exhaust gas and has a DeNOx function, wherein, in the presence of a reducing agent added to the exhaust passage, NOx is removed from the exhaust gas, and there is further provided a NOx surplus judgment means which judges whether or not there is a NOx surplus condition according to one or both of the engine condition and the condition in the exhaust passage increases the amount of NOx flowing into the NOx removal catalyst in proportion to the amount of NOx removable by the DeNOx function, the fuel injection control means controlling the air-fuel ratio to lean rather than stoichiometric in the event of no NOx excess condition , and in the event that a NOx over The fuel-to-fuel ratio is stoichiometric. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, umfassend: einen HC-Oxidationskatalysator, der eine HC-Oxidationsfunktion, wobei HC aus dem Abgas entfernt wird, und eine Drei-Wege-Reinigungsfunktion aufweist, wobei bei stöchiometrischem Luft-Kraftstoff-Gemisch HC, CO und NOx aus dem Abgas entfernt werden, ein Kraftstoffeinspritzventil, das eine Haupteinspritzung und eine nach der Haupteinspritzung erfolgende Nacheinspritzung durchführen kann, wobei es sich um eine Kraftstoffeinspritzung in einem Bereich handelt, in dem mit zunehmendem Abstand von der Haupteinspritzung die Feinstaubmenge im Abgasrohr zunimmt, und ein Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel, das die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt des Kraftstoffeinspritzventils steuert, gekennzeichnet durch ein Temperaturerfassungsmittel, das die Temperatur des HC-Oxidationskatalysators erfasst, ein Oxidationsfähigkeitsschätzungsmittel, das anhand der Temperatur des HC-Oxidationskatalysators die HC-Oxidationsfähigkeit des HC-Oxidationskatalysators schätzt, und ein NOx-Überschussbeurteilungsmittel, das entsprechend einem oder beiden von dem Motorzustand und dem Zustand im Abgaskanal beurteilt, ob ein NOx-Überschusszustand herrscht, wobei sich ein Anteil der in den NOx-Entfernungskatalysator einströmenden NOx-Menge im Verhältnis zu der durch die DeNOx-Funktion entfernbaren NOx-Menge vergrößert, wobei das Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel für den Fall, dass geurteilt wird, dass ein NOx-Überschusszustand herrscht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch regelt, während die Nacheinspritzmenge so erhöht wird, dass sich die HC-Oxidationsfähigkeit steigert.An exhaust purification system for an internal combustion engine, comprising: an HC oxidation catalyst having an HC oxidation function, wherein HC is removed from the exhaust gas, and a three-way cleaning function, wherein in stoichiometric air-fuel mixture HC, CO and NOx are removed from the exhaust gas, a fuel injection valve capable of performing a main injection and a post-injection after the main injection, which is a fuel injection in a region in which the particulate matter amount in the exhaust pipe increases with increasing distance from the main injection, and a fuel injection control means that controls the fuel injection amount and the fuel injection timing of the fuel injection valve, characterized by a temperature detecting means detecting the temperature of the HC oxidation catalyst, an oxidation ability estimating means that estimates the HC oxidation ability of the HC oxidation catalyst based on the temperature of the HC oxidation catalyst, and an NOx surplus judgment means that judges whether there is a NOx surplus condition according to one or both of the engine condition and the condition in the exhaust passage, wherein a proportion of the NOx amount flowing into the NOx removal catalyst is proportional to that by the DeNOx function removeable amount of NOx increases, wherein the fuel injection control means stoichiometrically regulates the air-fuel ratio in the case where it is judged that there is a NOx surplus state, while the post-injection amount is increased so as to increase the HC oxidation ability. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die HC-Oxidationsfähigkeit anhand von Zahlen dargestellt wird, nämlich einem Basisfaktor in Abhängigkeit von der Temperatur des HC-Oxidationskatalysators und dem Abgasvolumen, und Verschlechterungsfaktoren in Abhängigkeit vom Verschlechterungsgrad des HC-Oxidationskatalysators.An exhaust purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the HC oxidation ability is represented by numbers, namely a base factor depending on the temperature of the HC oxidation catalyst and the exhaust gas volume, and deterioration factors depending on the degree of deterioration of the HC oxidation catalyst. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsfähigkeitsschätzungsmittel die HC-Oxidationsfähigkeit anhand eines Wärmeerzeugungskoeffizienten des HC-Oxidationskatalysators schätzt, der den Beitrag des durch die Nacheinspritzung zugeführten Kraftstoffs zum Temperaturanstieg des HC-Oxidationskatalysators anzeigt.An exhaust purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the oxidation ability estimation means estimates the HC oxidation ability from a heat generation coefficient of the HC oxidation catalyst indicating the contribution of the fuel supplied by the post injection to the temperature increase of the HC oxidation catalyst. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsfähigkeitsschätzungsmittel die HC-Oxidationsfähigkeit anhand der Reduktionsmittelmenge schätzt, die zum Abscheiden des im HC-Oxidationskatalysator gespeicherten Sauerstoffs benötigt wird, oder anhand der Reduktionsmittelmenge, die zum Reduzieren des im HC-Oxidationskatalysator gespeicherten NOx benötigt wird.An exhaust purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the oxidizing ability estimating means estimates the HC oxidizing ability from the amount of reducing agent needed to separate the oxygen stored in the HC oxidizing catalyst or from the reducing agent amount used to reduce the amount of the oxidizing agent HC oxidation catalyst stored NOx is needed. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem einen O2-Sensor aufweist, der die Sauerstoffkonzentration stromabwärts vom HC-Oxidationskatalysator erfasst, wobei das Oxidationsfähigkeitsschätzungsmittel die HC-Oxidationsfähigkeit anhand eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sollwerts schätzt, der derart festgelegt ist, dass eine Ausgabe des O2-Sensors auf einem bestimmten Sollwert gehalten wird.An exhaust purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, characterized by further comprising an O 2 sensor detecting the oxygen concentration downstream of the HC oxidation catalyst, the oxidation ability estimating means detecting the HC Estimates oxidation capability based on an air-fuel ratio setpoint that is set such that an output of the O 2 sensor is maintained at a particular setpoint.
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