JP2006017056A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2006017056A
JP2006017056A JP2004197280A JP2004197280A JP2006017056A JP 2006017056 A JP2006017056 A JP 2006017056A JP 2004197280 A JP2004197280 A JP 2004197280A JP 2004197280 A JP2004197280 A JP 2004197280A JP 2006017056 A JP2006017056 A JP 2006017056A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel ratio
air
internal combustion
catalyst
deterioration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004197280A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4266890B2 (en
Inventor
Katsuji Wada
勝治 和田
Norio Suzuki
典男 鈴木
Tomoko Morita
智子 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2004197280A priority Critical patent/JP4266890B2/en
Publication of JP2006017056A publication Critical patent/JP2006017056A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4266890B2 publication Critical patent/JP4266890B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine achieving improvement of fuel economy, suitable regeneration of NOx absorption catalyst by appropriately reducing fuel quantity for regeneration while maintaining regeneration efficiency according to degree of deterioration of oxidation catalyst. <P>SOLUTION: The exhaust emission control device 1 is provided with the NOx absorption catalyst 17, an oxidation catalyst 16 in an upstream thereof, and ECU 2. The ECU 2 determines a target air fuel ratio KCMD which is a target of air fuel ratio of gas to be burnt in an internal combustion engine 3 for reducing NOx of the NOx absorption catalyst 17 to a first air fuel ratio KCMD1 richer than theoretical air fuel ratio or a second air fuel ratio KCMD2 richer than that according to operation condition of the internal combustion engine 3 during a predetermined time RETM1, RETM2. The target air fuel ratio KCMD is corrected to lean side according to degree of deterioration of the oxidation catalyst 16 when the target air fuel ratio KCMD is the first air fuel ratio KCMD1, and the predetermined time RETM2 is corrected to reduction side according to degree of deterioration of the oxidation catalyst 16 when the target air fuel ratio KCMD is the second air fuel ratio KCMD2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関の排気管に設けられ、排ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収触媒を備えた内燃機関の排ガス浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine provided with an NOx absorption catalyst that is provided in an exhaust pipe of the internal combustion engine and absorbs NOx in the exhaust gas.

一般に、この種のＮＯｘ吸収触媒のＮＯｘの吸収量が過大になると、ＮＯｘ吸収触媒のＮＯｘ吸収能力が低下し、大気中に排出されるＮＯｘの量が増加するおそれがある。このため、吸収されたＮＯｘを還元することによって、ＮＯｘ吸収触媒の吸収能力を回復させることが行われており、そのような排ガス浄化装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。以下、このようなＮＯｘの還元を、ＮＯｘ吸収触媒の再生という。   In general, when the amount of NOx absorbed by this type of NOx absorption catalyst becomes excessive, the NOx absorption capacity of the NOx absorption catalyst may decrease, and the amount of NOx discharged into the atmosphere may increase. For this reason, by reducing the absorbed NOx, the absorption capacity of the NOx absorption catalyst is recovered, and as such an exhaust gas purification device, for example, the one disclosed in Patent Document 1 is known. Yes. Hereinafter, such reduction of NOx is referred to as regeneration of the NOx absorption catalyst.

この排ガス浄化装置では、ＮＯｘ吸収触媒の再生を行う場合には、内燃機関（以下「エンジン」という）で燃焼されるガスの空燃比（以下、単に「空燃比」という）を、理論空燃比よりもリッチな目標空燃比に制御し、それにより、排ガス中に未燃成分を含ませるようにする。これにより、ＮＯｘ吸収触媒に供給された排ガス中の未燃成分により、吸収されたＮＯｘが還元されることによって、ＮＯｘ吸収触媒が再生される。   In this exhaust gas purification device, when the NOx absorption catalyst is regenerated, the air-fuel ratio (hereinafter simply referred to as “air-fuel ratio”) of the gas burned in the internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) is set to be less than the stoichiometric air-fuel ratio. Is also controlled to a rich target air-fuel ratio, so that unburned components are included in the exhaust gas. Thus, the NOx absorption catalyst is regenerated by reducing the absorbed NOx by the unburned components in the exhaust gas supplied to the NOx absorption catalyst.

また、排気管のＮＯｘ吸収触媒よりも上流側には、排ガス中の例えばＨＣなどの未燃成分を酸化する酸化触媒が設けられている。さらに、上記の目標空燃比は、この酸化触媒の劣化度合を推定し、推定した劣化度合が大きいほど、理論空燃比よりもリッチ側の範囲で、よりリーン側の値に決定される。これは次の理由による。すなわち、排ガスは、ＮＯｘ吸収触媒に流入する前に酸化触媒を通過するので、排ガス中の未燃成分は、酸化触媒により酸化されてしまい、その分、ＮＯｘ吸収触媒に供給される未燃成分の量は減少する。この酸化触媒による未燃成分の減少量は、酸化触媒の劣化度合が高いほど、その酸化能力が低下するのに応じて、より小さくなり、その分、ＮＯｘ吸収触媒に供給される未燃成分の量が増加するので、これを補償し、ＮＯｘの放出と還元の反応を均衡させるためである。   Further, an oxidation catalyst for oxidizing unburned components such as HC in the exhaust gas is provided upstream of the NOx absorption catalyst in the exhaust pipe. Further, the target air-fuel ratio is estimated to be a leaner value in a richer range than the stoichiometric air-fuel ratio as the estimated degree of deterioration of the oxidation catalyst is estimated. This is due to the following reason. That is, since the exhaust gas passes through the oxidation catalyst before flowing into the NOx absorption catalyst, the unburned components in the exhaust gas are oxidized by the oxidation catalyst, and the unburned components supplied to the NOx absorption catalyst are correspondingly reduced. The amount decreases. The amount of decrease in unburned components due to this oxidation catalyst becomes smaller as the degree of deterioration of the oxidation catalyst increases, and as the oxidation capacity decreases, the amount of unburned components supplied to the NOx absorption catalyst decreases accordingly. This is to compensate for the increased amount and to balance the NOx release and reduction reaction.

しかし、上記従来の排ガス浄化装置では、目標空燃比をリーン側に補正するので、排ガス中の酸素濃度が低い状態から増加することになり、それにより、酸化触媒によって未燃成分が酸化され、ＮＯｘ吸収触媒に供給される未燃成分の量が不足するおそれがある。   However, in the above-described conventional exhaust gas purification device, the target air-fuel ratio is corrected to the lean side, so that the oxygen concentration in the exhaust gas increases from a low state, whereby unburned components are oxidized by the oxidation catalyst, and NOx There is a possibility that the amount of unburned components supplied to the absorption catalyst is insufficient.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、酸化触媒の劣化度合に応じて、再生の効率を維持しながら、再生用の燃料量を適切に低減でき、それにより、燃費を向上させることができるとともに、ＮＯｘ吸収触媒の再生を良好に行うことができる内燃機関の排ガス浄化装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst, it is possible to appropriately reduce the amount of fuel for regeneration while maintaining the efficiency of regeneration. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine that can improve fuel consumption and can regenerate the NOx absorption catalyst satisfactorily.

特開２００１−３４２８７９号公報JP 2001-342879 A

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、排気系（実施形態における（以下、本項において同じ）排気管５）を備えた内燃機関３から排出される排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置１であって、排気系に設けられ、排ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収触媒１７と、排気系のＮＯｘ吸収触媒１７よりも上流側に設けられ、排ガスを酸化することにより浄化する酸化触媒１６と、ＮＯｘ吸収触媒１７に吸収されたＮＯｘを還元するために、内燃機関３で燃焼されるガスの空燃比を、所定時間（第１再生時間ＲＥＴＭ１，第２再生時間ＲＥＴＭ２）、理論空燃比よりもリッチな目標空燃比ＫＣＭＤになるように制御するリッチ化手段（インジェクタ６、ＥＣＵ２、図３のステップ１，３〜６）と、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ３０、ＥＣＵ２）と、目標空燃比ＫＣＭＤを、検出された内燃機関３の運転状態に応じて、理論空燃比よりもリッチな所定の第１空燃比ＫＣＭＤ１、および第１空燃比よりもリッチな所定の第２空燃比ＫＣＭＤ２の一方に決定する目標空燃比決定手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１６）と、酸化触媒１６の劣化度合を検出する劣化度合検出手段（第１ＬＡＦセンサ３３、第２ＬＡＦセンサ３４、ＥＣＵ２、図４のステップ１４，１５）と、決定された目標空燃比ＫＣＭＤが第１空燃比ＫＣＭＤ１のときに、検出された酸化触媒１６の劣化度合に応じて目標空燃比ＫＣＭＤをリーン側に補正するとともに、目標空燃比ＫＣＭＤが第２空燃比ＫＣＭＤ２のときに、酸化触媒１６の劣化度合に応じて所定時間を減少側に補正する補正手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１７〜１９，２４，２５）と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an internal combustion engine for purifying exhaust gas exhausted from an internal combustion engine 3 provided with an exhaust system (exhaust pipe 5 in the embodiment (hereinafter, the same applies in this section)). The exhaust gas purification apparatus 1 is provided in the exhaust system, and is provided upstream of the NOx absorption catalyst 17 that absorbs NOx in the exhaust gas and the NOx absorption catalyst 17 in the exhaust system, and purifies by oxidizing the exhaust gas. In order to reduce the NOx absorbed by the oxidation catalyst 16 and the NOx absorption catalyst 17, the air-fuel ratio of the gas burned in the internal combustion engine 3 is set to a predetermined time (first regeneration time RETM1, second regeneration time RETM2), Richness control means (injector 6, ECU 2, steps 1, 3 to 6 in FIG. 3) for controlling the air / fuel ratio to be richer than the stoichiometric air / fuel ratio, and the operating state of the internal combustion engine 3 are detected. And a predetermined first air-fuel ratio KCMD1 richer than the stoichiometric air-fuel ratio in accordance with the detected operating state of the internal combustion engine 3; A target air-fuel ratio determining means (ECU2, step 16 in FIG. 4) for determining one of the predetermined second air-fuel ratios KCMD2 richer than the first air-fuel ratio, and a deterioration degree detecting means for detecting the deterioration degree of the oxidation catalyst 16 ( When the determined target air-fuel ratio KCMD is the first air-fuel ratio KCMD1 according to the first LAF sensor 33, the second LAF sensor 34, the ECU 2, steps 14 and 15 in FIG. 4, and according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst 16 detected. The target air-fuel ratio KCMD is corrected to the lean side, and when the target air-fuel ratio KCMD is the second air-fuel ratio KCMD2, the target air-fuel ratio KCMD is predetermined according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst 16 Correcting means for correcting the reduction side between, characterized in that it comprises a and (ECU 2, step 17～19,24,25 in FIG. 4).

この内燃機関の排ガス浄化装置によれば、ＮＯｘ吸収触媒に吸収されたＮＯｘの還元を行う場合には、リッチ化手段によって、内燃機関で燃焼されるガスの空燃比（以下、単に「空燃比」という）を、所定時間、理論空燃比よりもリッチな目標空燃比になるように制御する。これにより、排ガス中に未燃成分を含ませ、未燃成分をＮＯｘ吸収触媒に供給することによって、ＮＯｘ吸収触媒に吸収されたＮＯｘが還元され、すなわち、ＮＯｘ吸収触媒の再生が行われる。このときの目標空燃比は、目標空燃比決定手段により、検出された内燃機関の運転状態に応じて、理論空燃比よりもリッチな所定の第１空燃比または第１空燃比よりもリッチな所定の第２空燃比に決定される。さらに、排気系のＮＯｘ吸収触媒よりも上流側の酸化触媒の劣化度合を検出し、決定された目標空燃比が第１空燃比のときには、検出された酸化触媒の劣化度合に応じて、目標空燃比をリーン側に補正するとともに、目標空燃比が第２空燃比のときには、酸化触媒の劣化度合に応じて、再生の実行時間である所定時間を減少側に補正する。   According to this exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, when reducing NOx absorbed by the NOx absorption catalyst, the air-fuel ratio of the gas burned in the internal combustion engine by the enrichment means (hereinafter simply referred to as “air-fuel ratio”). Is controlled so that the target air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio for a predetermined time. Thereby, the unburned component is included in the exhaust gas, and the unburned component is supplied to the NOx absorption catalyst, whereby the NOx absorbed by the NOx absorption catalyst is reduced, that is, the NOx absorption catalyst is regenerated. The target air-fuel ratio at this time is a predetermined first air-fuel ratio richer than the theoretical air-fuel ratio or a predetermined richer than the first air-fuel ratio according to the detected operating state of the internal combustion engine by the target air-fuel ratio determining means. The second air-fuel ratio is determined. Further, the degree of deterioration of the oxidation catalyst upstream of the NOx absorption catalyst in the exhaust system is detected. When the determined target air-fuel ratio is the first air-fuel ratio, the target air-fuel ratio is detected according to the detected degree of deterioration of the oxidation catalyst. The fuel ratio is corrected to the lean side, and when the target air-fuel ratio is the second air-fuel ratio, the predetermined time that is the regeneration execution time is corrected to the decreasing side according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst.

排ガス中の酸素濃度が高いときには、酸化触媒によって酸化される未燃成分の量が多くなり、その分、ＮＯｘ吸収触媒に供給されなくなる未燃成分の量が増加する。このため、ＮＯｘ吸収触媒の再生を効率良く行うためには、空燃比を理論空燃比よりもできるだけリッチ側に制御することによって、排ガス中の酸素濃度を低下させ、酸化触媒によって酸化される未燃成分の量を低減することが好ましい。一方、内燃機関、特にディーゼルエンジンでは、エンジンの燃焼によって生成されるパティキュレート（以下「ＰＭ」という）の量は、空燃比がリッチであるほど、より多く、さらに、一定の空燃比であっても、エンジンの負荷が高いほど、消費される燃料量が大きいため、より多くなる。   When the oxygen concentration in the exhaust gas is high, the amount of unburned components that are oxidized by the oxidation catalyst increases, and the amount of unburned components that are no longer supplied to the NOx absorption catalyst increases accordingly. For this reason, in order to efficiently regenerate the NOx absorption catalyst, the oxygen concentration in the exhaust gas is lowered by controlling the air-fuel ratio as rich as possible from the stoichiometric air-fuel ratio, and the unburned fuel oxidized by the oxidation catalyst. It is preferred to reduce the amount of ingredients. On the other hand, in an internal combustion engine, particularly a diesel engine, the amount of particulates (hereinafter referred to as “PM”) generated by combustion of the engine is larger as the air-fuel ratio is richer, and moreover, the air-fuel ratio is constant. However, the higher the engine load, the greater the amount of fuel that is consumed, and thus the greater the load.

これに対して、本発明によれば、内燃機関の運転状態に応じて、目標空燃比を、理論空燃比により近い第１空燃比またはそれよりもリッチな第２空燃比に決定する。このため、例えば、内燃機関が高負荷運転状態にあるときに、目標空燃比を理論空燃比により近い第１空燃比に決定することによって、ＰＭの量を抑制しながら、再生を行うことができる。また、低負荷運転状態にあるときには、ＰＭの量がもともと少ないことから、例えば目標空燃比をよりリッチな第２空燃比に決定することによって、排ガス中の酸素濃度を低下させ、酸化触媒によって酸化される未燃成分の量を低減することにより、再生を効率良く良好に行い、燃費を向上させることができる。   On the other hand, according to the present invention, the target air-fuel ratio is determined to be the first air-fuel ratio closer to the stoichiometric air-fuel ratio or the second air-fuel ratio richer than that in accordance with the operating state of the internal combustion engine. Therefore, for example, when the internal combustion engine is in a high-load operation state, regeneration can be performed while suppressing the amount of PM by determining the target air-fuel ratio to be the first air-fuel ratio that is closer to the theoretical air-fuel ratio. . Further, since the amount of PM is originally small when in a low-load operation state, for example, by determining the target air-fuel ratio to be a richer second air-fuel ratio, the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced and oxidized by the oxidation catalyst. By reducing the amount of the unburned component, the regeneration can be performed efficiently and satisfactorily, and the fuel consumption can be improved.

また、本発明によれば、目標空燃比が第１空燃比のときに、酸化触媒の劣化度合に応じて、目標空燃比をリーン側に補正する。このように目標空燃比が理論空燃比により近い第１空燃比に設定されていて、酸素濃度が高い状態にあるときには、酸化触媒の劣化度合に応じて、目標空燃比をよりリーン側に補正することによって、再生の効率を維持しながら、再生用の燃料量を適切に低減することができる。また、目標空燃比をよりリーン側に補正するので、ＰＭの量をさらに抑制することができる。   According to the present invention, when the target air-fuel ratio is the first air-fuel ratio, the target air-fuel ratio is corrected to the lean side according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst. Thus, when the target air-fuel ratio is set to the first air-fuel ratio that is closer to the stoichiometric air-fuel ratio and the oxygen concentration is high, the target air-fuel ratio is corrected to a leaner side according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst. As a result, the amount of fuel for regeneration can be appropriately reduced while maintaining the efficiency of regeneration. Moreover, since the target air-fuel ratio is corrected to the lean side, the amount of PM can be further suppressed.

一方、目標空燃比がよりリッチな第２空燃比に設定されているときには、酸素濃度がもともと低い状態にあるので、そのような状態で、空燃比を第１空燃比の場合と同様にリーン側に補正すると、酸素濃度が大きく増大し、酸化触媒で酸化される未燃成分の量が増大し、その結果、再生の効率が悪化してしまう。このため、本発明では、目標空燃比が第２空燃比のときには、酸化触媒の劣化度合に応じて、目標空燃比を変更することなく、再生の実行時間である所定時間を減少側に補正する。これにより、酸素濃度がもともとの低い状態に維持されるので、酸化触媒で酸化される未燃成分の量を増加させることなく、再生の効率を維持しながら、再生の実行時間を短縮する分、再生用の燃料量を適切に低減することができる。以上のように、第１および第２の空燃比のいずれの場合においても、酸化触媒の劣化度合に応じて、再生の効率を維持しながら、再生用の燃料量を適切に低減できるので、未燃成分をＮＯｘ吸収触媒に過不足なく供給できる。したがって、良好な排ガス特性を維持しながら、燃費を向上させることができるとともに、再生を良好に行うことができる。   On the other hand, when the target air-fuel ratio is set to the richer second air-fuel ratio, the oxygen concentration is originally in a low state, so in such a state, the air-fuel ratio is set to the lean side as in the case of the first air-fuel ratio. When the correction is made, the oxygen concentration greatly increases, the amount of unburned components oxidized by the oxidation catalyst increases, and as a result, the efficiency of regeneration deteriorates. Therefore, in the present invention, when the target air-fuel ratio is the second air-fuel ratio, the predetermined time, which is the regeneration execution time, is corrected to the decrease side without changing the target air-fuel ratio according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst. . As a result, the oxygen concentration is maintained at the original low state, so that the regeneration execution time is shortened while maintaining the regeneration efficiency without increasing the amount of unburned components oxidized by the oxidation catalyst, The amount of fuel for regeneration can be reduced appropriately. As described above, in both cases of the first and second air-fuel ratios, the amount of fuel for regeneration can be appropriately reduced according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst while maintaining regeneration efficiency. Fuel components can be supplied to the NOx absorption catalyst without excess or deficiency. Accordingly, fuel efficiency can be improved while maintaining good exhaust gas characteristics, and regeneration can be performed well.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態による排ガス浄化装置について説明する。図１は、本発明の排ガス浄化装置１、およびこれを適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３を示しており、エンジン３は、車両（図示せず）に搭載された、例えば４気筒（１つのみ図示）のディーゼルエンジンである。   Hereinafter, an exhaust gas purification apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an exhaust gas purification apparatus 1 of the present invention and an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 to which the exhaust gas purification apparatus 1 is applied. The engine 3 is mounted on a vehicle (not shown), for example, four cylinders. This is a diesel engine (only one is shown).

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

インジェクタ６は、燃焼室３ｃの天壁中央部に配置されており、コモンレールを介して高圧ポンプ（いずれも図示せず）に接続されている。燃料タンク（図示せず）の燃料は、後述するＥＣＵ２による制御により、高圧ポンプによって高圧に昇圧された後、コモンレールを介してインジェクタ６に送られ、インジェクタ６によって燃焼室３ｃに噴射される。インジェクタ６の開弁時間である燃料噴射量および噴射タイミングは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御される（図２参照）。   The injector 6 is disposed at the center of the top wall of the combustion chamber 3c, and is connected to a high-pressure pump (both not shown) via a common rail. Fuel in a fuel tank (not shown) is boosted to a high pressure by a high-pressure pump under control of the ECU 2 to be described later, then sent to the injector 6 through the common rail, and injected into the combustion chamber 3c by the injector 6. The fuel injection amount and the injection timing that are the valve opening time of the injector 6 are controlled by a drive signal from the ECU 2 (see FIG. 2).

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

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

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

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

各可変ベーン８ｃは、前記アクチュエータ９に機械的に連結されており、その開度（以下「ベーン開度」という）は、アクチュエータ９を介して制御される。アクチュエータ９は、負圧によって作動するダイアフラム式のものであり、負圧ポンプ（図示せず）に接続されており、その途中に、ベーン開度制御弁１０が設けられている。負圧ポンプは、エンジン３を動力源として作動し、発生した負圧をアクチュエータ９に供給する。ベーン開度制御弁１０は、電磁弁で構成されており、その開度がＥＣＵ２からの駆動信号で制御されることにより、アクチュエータ９に供給される負圧が変化し、それに伴い、可変ベーン８ｃのベーン開度が変化することにより、過給圧が制御される。より具体的には、このベーン開度を開き側に変化させると、タービンブレード８ｂに流入する排ガスの流速が大きくなることにより、コンプレッサブレード８ａから下流側に流れる吸入空気量が増大することによって、過給圧が上昇する。   Each variable vane 8 c is mechanically connected to the actuator 9, and its opening degree (hereinafter referred to as “vane opening degree”) is controlled via the actuator 9. The actuator 9 is of a diaphragm type that operates by negative pressure, is connected to a negative pressure pump (not shown), and a vane opening degree control valve 10 is provided in the middle thereof. The negative pressure pump operates using the engine 3 as a power source, and supplies the generated negative pressure to the actuator 9. The vane opening degree control valve 10 is constituted by an electromagnetic valve, and when the opening degree is controlled by a drive signal from the ECU 2, the negative pressure supplied to the actuator 9 changes, and accordingly, the variable vane 8c. The supercharging pressure is controlled by changing the vane opening degree. More specifically, when the vane opening is changed to the open side, the flow rate of exhaust gas flowing into the turbine blade 8b increases, and the amount of intake air flowing downstream from the compressor blade 8a increases. Boost pressure rises.

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

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

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

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

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

ＥＧＲ制御弁１４ｂは、ＥＧＲ管１４ａに取り付けられており、リニア電磁弁で構成され、そのバルブリフト量がＥＣＵ２からの駆動信号に応じてリニアに変化する。ＥＣＵ２は、ＥＧＲ制御弁１４ｂのバルブリフト量を制御することにより、ＥＧＲガス量を制御する。   The EGR control valve 14b is attached to the EGR pipe 14a and is composed of a linear electromagnetic valve. The valve lift amount changes linearly according to a drive signal from the ECU 2. The ECU 2 controls the EGR gas amount by controlling the valve lift amount of the EGR control valve 14b.

また、ＥＧＲ装置１４にはＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲ冷却装置１５が設けられており、ＥＧＲ冷却装置１５は、分岐通路１５ａ、ＥＧＲ通路切替弁１５ｂおよびＥＧＲクーラ１５ｃを有している。分岐通路１５ａの一端部は、ＥＧＲ管１４ａのＥＧＲ制御弁１４ｂよりも下流側から分岐するとともに、他端部は、ＥＧＲ管１４ａのさらに下流側に合流している。ＥＧＲ通路切替弁１５ｂは、分岐通路１５ａの分岐部に取り付けられ、ＥＧＲクーラ１５ｃは、分岐通路１５ａに設けられている。また、ＥＧＲ通路切替弁１５ｂは、ＥＣＵ２による制御によって、ＥＧＲ管１４ａのＥＧＲ通路切替弁１５ｂよりも上流側を、その下流側と分岐通路１５ａ側に選択的に切り替えて連通させる。   The EGR device 14 is provided with an EGR cooling device 15 for cooling EGR gas, and the EGR cooling device 15 includes a branch passage 15a, an EGR passage switching valve 15b, and an EGR cooler 15c. One end of the branch passage 15a branches from the downstream side of the EGR control valve 14b of the EGR pipe 14a, and the other end joins further downstream of the EGR pipe 14a. The EGR passage switching valve 15b is attached to the branch portion of the branch passage 15a, and the EGR cooler 15c is provided in the branch passage 15a. Further, the EGR passage switching valve 15b selectively switches the upstream side of the EGR passage switching valve 15b of the EGR pipe 14a to the downstream side and the branch passage 15a side and communicates with each other under the control of the ECU 2.

以上により、ＥＧＲ通路切替弁１５ｂが分岐通路１５ａ側に切り替えられた場合には、ＥＧＲガスは、分岐通路１５ａに通され、ＥＧＲクーラ１５ｃにより冷却された後、吸気管４に還流される。一方、逆側に切り替えられた場合には、ＥＧＲガスは、ＥＧＲ管１４ａのみを介して還流される。   As described above, when the EGR passage switching valve 15b is switched to the branch passage 15a side, the EGR gas is passed through the branch passage 15a, cooled by the EGR cooler 15c, and then returned to the intake pipe 4. On the other hand, when switched to the reverse side, the EGR gas is recirculated only through the EGR pipe 14a.

また、排気管５の過給機８よりも下流側には、上流側から順に、酸化触媒１６およびＮＯｘ吸収触媒１７が設けられている。この酸化触媒１６は、排ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化し、排ガスを浄化する。ＮＯｘ吸収触媒１７は、排ガス中の酸素濃度が高い場合（酸化雰囲気）には、排ガス中のＮＯｘを吸収し、排ガスを浄化し、また、排ガス中の還元剤により、吸収したＮＯｘを還元するという特性を有する。   Further, an oxidation catalyst 16 and a NOx absorption catalyst 17 are provided in order from the upstream side on the downstream side of the supercharger 8 of the exhaust pipe 5. The oxidation catalyst 16 purifies the exhaust gas by oxidizing HC and CO in the exhaust gas. When the oxygen concentration in the exhaust gas is high (oxidizing atmosphere), the NOx absorption catalyst 17 absorbs NOx in the exhaust gas, purifies the exhaust gas, and reduces the absorbed NOx by the reducing agent in the exhaust gas. Has characteristics.

さらに、排気管５の酸化触媒１６のすぐ上流側および下流側には、第１ＬＡＦセンサ３３および第２のＬＡＦセンサ３４（劣化度合検出手段）がそれぞれ設けられている。第１および第２のＬＡＦセンサ３３，３４はそれぞれ、リッチ領域からリーン領域までの広範囲な空燃比の領域において排ガス中の酸素濃度ＶＬＡＦ１，ＶＬＡＦ２をリニアに検出し、それらの検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、第１ＬＡＦセンサ３３で検出された酸素濃度ＶＬＡＦ１に基づいて、燃焼室３ｃで燃焼した実際のガスの空燃比を表す実空燃比ＫＡＣＴを算出する。   Further, a first LAF sensor 33 and a second LAF sensor 34 (degradation degree detection means) are provided on the exhaust pipe 5 immediately upstream and downstream of the oxidation catalyst 16, respectively. The first and second LAF sensors 33 and 34 linearly detect the oxygen concentrations VLAF1 and VLAF2 in the exhaust gas in a wide range of air-fuel ratios from the rich region to the lean region, and output the detection signals to the ECU 2 To do. Based on the oxygen concentration VLAF1 detected by the first LAF sensor 33, the ECU 2 calculates an actual air-fuel ratio KACT that represents the air-fuel ratio of the actual gas burned in the combustion chamber 3c.

ＥＣＵ２にはさらに、アクセル開度センサ３５から、アクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が出力される。   Further, a detection signal representing an operation amount (hereinafter referred to as “accelerator opening”) AP of an accelerator pedal (not shown) is output from the accelerator opening sensor 35 to the ECU 2.

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種センサ３０〜３５からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。   The ECU 2 is composed of a microcomputer including an I / O interface, CPU, RAM, ROM, and the like. The detection signals from the various sensors 30 to 35 described above are each input to the CPU after A / D conversion and shaping by the I / O interface.

ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、燃料噴射制御を含むエンジン３の制御を実行する。また、ＮＯｘ吸収触媒１７の再生を実行すべきか否かを判定し、この燃料噴射制御は、その判定結果に応じて以下のようにして行われる。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２によって、リッチ化手段、運転状態検出手段、目標空燃比決定手段、劣化度合検出手段、および補正手段が構成されている。   In accordance with these input signals, the CPU determines the operating state of the engine 3 according to a control program stored in the ROM, etc., and executes control of the engine 3 including fuel injection control according to the determined operating state. . Further, it is determined whether or not the regeneration of the NOx absorption catalyst 17 should be executed, and this fuel injection control is performed as follows according to the determination result. In the present embodiment, the ECU 2 constitutes enrichment means, operating state detection means, target air-fuel ratio determination means, deterioration degree detection means, and correction means.

図３は、インジェクタ６からの燃料噴射量を制御する処理を示している。本処理は、ＴＤＣ信号の入力に同期して割り込み実行される。まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、実行許可フラグＦ＿ＳＥＴＯＫが「１」であるか否かを判別する。この実行許可フラグＦ＿ＳＥＴＯＫは、後述するように、再生の実行条件が最終的に成立しているときに、「１」にセットされるものである。   FIG. 3 shows a process for controlling the fuel injection amount from the injector 6. This process is interrupted in synchronization with the input of the TDC signal. First, in step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the execution permission flag F_SETOK is “1”. As will be described later, the execution permission flag F_SETOK is set to “1” when the playback execution condition is finally satisfied.

このステップ１の答がＮＯで、再生の実行条件が成立していないときには、次のステップ２および３において、再生時用の制御を行わず、通常時用の制御を行う。まず、ステップ２では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、燃料噴射量ＴＯＵＴを求める。このマップでは、燃料噴射量ＴＯＵＴは、燃焼されるガスの空燃比（以下、単に「空燃比」という）が理論空燃比（以下「ストイキ」という）よりもリーンになるように設定されている。次いで、ステップ３では、求めた燃料噴射量ＴＯＵＴに基づく駆動信号をインジェクタ６に出力することによって、インジェクタ６の燃料噴射量を燃料噴射量ＴＯＵＴに制御し、本処理を終了する。   When the answer to step 1 is NO and the execution condition for regeneration is not satisfied, the control for reproduction is not performed in the next steps 2 and 3, and the control for normal time is performed. First, in step 2, the fuel injection amount TOUT is obtained by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP. In this map, the fuel injection amount TOUT is set so that the air-fuel ratio (hereinafter simply referred to as “air-fuel ratio”) of the burned gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter referred to as “stoichiometric”). Next, in step 3, by outputting a drive signal based on the determined fuel injection amount TOUT to the injector 6, the fuel injection amount of the injector 6 is controlled to the fuel injection amount TOUT, and this process is terminated.

一方、前記ステップ１の答がＹＥＳで、再生の実行条件が成立しているときには、次のステップ４以降において、再生時用の制御を実行する。まず、ステップ４では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、燃料噴射量の基本値ＴＩＢＳを求める。次いで、ステップ５において、目標空燃比ＫＣＭＤおよび実空燃比ＫＡＣＴに応じ、所定のフィードバック（以下「Ｆ／Ｂ」という）制御アルゴリズムによって、Ｆ／Ｂ補正係数ＫＦＢを算出する。この目標空燃比ＫＣＭＤは、ストイキよりもリッチ側の値に設定されるものであり、その設定の詳細については後述する。   On the other hand, if the answer to step 1 is YES and the playback execution condition is satisfied, control for playback is executed in the next step 4 and subsequent steps. First, in step 4, a basic value TIBS of the fuel injection amount is obtained by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP. Next, at step 5, the F / B correction coefficient KFB is calculated by a predetermined feedback (hereinafter referred to as “F / B”) control algorithm according to the target air-fuel ratio KCMD and the actual air-fuel ratio KACT. The target air-fuel ratio KCMD is set to a value on the rich side with respect to the stoichiometry, and details of the setting will be described later.

次に、ステップ６において、上記のようにして求めた基本値ＴＩＢＳにＦ／Ｂ補正係数ＫＦＢを乗算することによって、燃料噴射量ＴＯＵＴを算出した後、前記ステップ３を実行し、本処理を終了する。   Next, in step 6, the fuel injection amount TOUT is calculated by multiplying the basic value TIBS obtained as described above by the F / B correction coefficient KFB, and then the above step 3 is executed and the present process is terminated. To do.

以上のような燃料噴射量の制御によって、再生を実行しない通常時には、ストイキよりもリーンな空燃比で燃焼が行われる。一方、再生時には、ストイキよりもリッチな空燃比で燃焼が行われる。これにより、排ガス中に未燃成分が含まれるようになり、この未燃成分によって、通常時にＮＯｘ吸収触媒１７に吸収されたＮＯｘが還元され、ＮＯｘ吸収触媒１７が再生される。   By controlling the fuel injection amount as described above, combustion is performed at an air-fuel ratio that is leaner than stoichiometric at normal times when regeneration is not performed. On the other hand, during regeneration, combustion is performed at an air-fuel ratio richer than stoichiometric. As a result, the unburned components are contained in the exhaust gas, and the NOx absorbed by the NOx absorbing catalyst 17 at the normal time is reduced by the unburned components, and the NOx absorbing catalyst 17 is regenerated.

次に、図４〜図８を参照しながら、再生時の燃料噴射量の制御に用いられる再生用パラメータを設定する処理について説明する。本処理は、ＴＤＣ信号の入力に同期して実行される。まず、ステップ１１では、実行条件成立フラグＦ＿ＣＡＴＲＥＯＫが「１」であるか否かを判別する。   Next, processing for setting a regeneration parameter used for controlling the fuel injection amount during regeneration will be described with reference to FIGS. This process is executed in synchronization with the input of the TDC signal. First, in step 11, it is determined whether or not an execution condition satisfaction flag F_CATREOK is “1”.

この実行条件成立フラグＦ＿ＣＡＴＲＥＯＫは、推定したＮＯｘ吸収触媒１７のＮＯｘ吸収量が所定量よりも大きいときに、ＮＯｘ吸収触媒１７の再生を実行すべきとして、「１」にセットされ、それ以外のときには「０」にセットされるものである。また、実行条件成立フラグＦ＿ＣＡＴＲＥＯＫは、「１」にセットされた後、後述するダウンカウント式の再生タイマのタイマ値ＲＥＴＭ（所定時間）が値０になるまでは、「１」に保持され、このタイマ値ＲＥＴＭが値０になったときには、ＮＯｘの還元が十分に行われ、再生が完了したとして、「０」にリセットされる。なお、実行許可フラグＦ＿ＳＥＴＯＫは、後述するように、実行条件成立フラグＦ＿ＣＡＴＲＥＯＫが「１」にセットされるのに伴って「１」にセットされ、Ｆ＿ＣＡＴＲＥＯＫが「０」にリセットされるのに伴って「０」にリセットされる。その結果、ＮＯｘ吸収触媒１７の再生は、再生タイマのタイマ値ＲＥＴＭに対応する所定時間にわたって実行される。また、ＮＯｘ吸収触媒１７のＮＯｘ吸収量は、エンジン３の運転状態および運転時間に応じて推定される。   This execution condition satisfaction flag F_CATREOK is set to “1” so that regeneration of the NOx absorption catalyst 17 should be executed when the estimated NOx absorption amount of the NOx absorption catalyst 17 is larger than a predetermined amount, and otherwise. It is set to “0”. Further, after the execution condition satisfaction flag F_CATREOK is set to “1”, it is held at “1” until a timer value RETM (predetermined time) of a down-count type regeneration timer described later becomes 0, When the timer value RETM reaches the value 0, NOx is sufficiently reduced and is reset to “0” on the assumption that the regeneration is completed. As will be described later, the execution permission flag F_SETOK is set to “1” as the execution condition satisfaction flag F_CATREOK is set to “1”, and as F_CATREOK is reset to “0”. Reset to “0”. As a result, the regeneration of the NOx absorption catalyst 17 is executed over a predetermined time corresponding to the timer value RETM of the regeneration timer. Further, the NOx absorption amount of the NOx absorption catalyst 17 is estimated according to the operation state and operation time of the engine 3.

ステップ１１の答がＮＯ、すなわちＦ＿ＣＡＴＲＥＯＫ＝０で、ＮＯｘ吸収量が小さく、再生を実行すべきでないときには、実行許可フラグＦ＿ＳＥＴＯＫを「０」にリセットし（ステップ１２）、本処理を終了する。   If the answer to step 11 is NO, ie, F_CATREOK = 0, the amount of absorbed NOx is small, and regeneration is not to be executed, the execution permission flag F_SETOK is reset to “0” (step 12), and this process ends.

一方、上記ステップ１１の答がＹＥＳで、再生を実行すべきときには、実行許可フラグＦ＿ＳＥＴＯＫが「１」であるか否かを判別する（ステップ１３）。この答がＮＯで、今回が、ステップ１１の答がＹＥＳになった後の最初のループであるときには、第１および第２のＬＡＦセンサ３３，３４で検出された酸素濃度ＶＬＡＦ１，ＶＬＡＦ２の差（ＶＬＡＦ１−ＶＬＡＦ２）を、排気管５内の酸化触媒１６の上流側と下流側の間の酸素濃度差（以下「上下流間Ｏ２濃度差」という）ＤＯ２として算出する（ステップ１４）。   On the other hand, if the answer to step 11 is YES and playback is to be executed, it is determined whether or not the execution permission flag F_SETOK is “1” (step 13). If this answer is NO and this time is the first loop after the answer in step 11 is YES, the difference between the oxygen concentrations VLAF1, VLAF2 detected by the first and second LAF sensors 33, 34 ( VLAF1−VLAF2) is calculated as an oxygen concentration difference (hereinafter referred to as “upstream / downstream O2 concentration difference”) DO2 between the upstream side and the downstream side of the oxidation catalyst 16 in the exhaust pipe 5 (step 14).

次いで、算出した上下流間Ｏ２濃度差ＤＯ２に基づき、図５に示すＯＣＤＰテーブルを検索することによって、酸化触媒１６の劣化度合を表す劣化度合パラメータＯＣＤＰを求める（ステップ１５）。同テーブルでは、劣化度合パラメータＯＣＤＰは、上下流間Ｏ２濃度差ＤＯ２が大きいほど、より小さな値に設定されている。これは、酸化触媒１６の劣化度合が小さく、酸化能力が高いほど、酸化触媒１６による酸化反応によって消費される酸素の量がより大きいことによって、上下流間Ｏ２濃度差ＤＯ２がより大きくなるためである。   Next, a deterioration degree parameter OCDP representing the deterioration degree of the oxidation catalyst 16 is obtained by searching the OCDP table shown in FIG. 5 based on the calculated upstream / downstream O2 concentration difference DO2 (step 15). In this table, the deterioration degree parameter OCDP is set to a smaller value as the upstream / downstream O2 concentration difference DO2 is larger. This is because the lower the degree of deterioration of the oxidation catalyst 16 and the higher the oxidation capacity, the larger the amount of oxygen consumed by the oxidation reaction by the oxidation catalyst 16, and the greater the upstream / downstream O2 concentration difference DO2. is there.

次に、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、図６に示すＫＣＭＤマップを検索することによって、目標空燃比ＫＣＭＤを求める（ステップ１６）。このＫＣＭＤマップでは、目標空燃比ＫＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥが低〜中で、かつ要求トルクＰＭＣＭＤが中〜高の領域と、エンジン回転数ＮＥが高く、かつ要求トルクＰＭＣＭＤが低〜高の領域とを合わせた領域では、ストイキよりも若干リッチな所定の第１空燃比ＫＣＭＤ１（例えば１４Ａ／Ｆ相当）に設定される。また、目標空燃比ＫＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥが低〜中で、かつ要求トルクＰＭＣＭＤが低い領域では、第１空燃比ＫＣＭＤ１よりもリッチな所定の第２空燃比ＫＣＭＤ２（例えば１２Ａ／Ｆ相当）に設定される。このように、目標空燃比ＫＣＭＤは、エンジン３の負荷が比較的高いときには、第１空燃比ＫＣＭＤ１に設定され、比較的低いときには、第２空燃比ＫＣＭＤ２に設定される。なお、要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって求められる。   Next, the target air-fuel ratio KCMD is obtained by searching the KCMD map shown in FIG. 6 according to the engine speed NE and the required torque PMCMD (step 16). In this KCMD map, the target air-fuel ratio KCMD has a region where the engine speed NE is low to medium and the required torque PMCMD is medium to high, and a region where the engine speed NE is high and the required torque PMCMD is low to high. Is set to a predetermined first air-fuel ratio KCMD1 (equivalent to 14 A / F, for example) that is slightly richer than stoichiometric. The target air-fuel ratio KCMD is a predetermined second air-fuel ratio KCMD2 (e.g., equivalent to 12 A / F) that is richer than the first air-fuel ratio KCMD1 in a region where the engine speed NE is low to medium and the required torque PMCMD is low. Set to Thus, the target air-fuel ratio KCMD is set to the first air-fuel ratio KCMD1 when the load on the engine 3 is relatively high, and is set to the second air-fuel ratio KCMD2 when the load is relatively low. The required torque PMCMD is obtained by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP.

次いで、上記ステップ１６で求めた目標空燃比ＫＣＭＤが第１空燃比ＫＣＭＤ１に設定されているか否かを判別する（ステップ１７）。この答がＹＥＳのときには、前記ステップ１５で求めた劣化度合パラメータＯＣＤＰに基づき、図７に示すＫＡＦテーブルを検索することによって、空燃比補正係数ＫＡＦを求める（ステップ１８）。同テーブルでは、空燃比補正係数ＫＡＦは、劣化度合パラメータＯＣＤＰが大きいほど、より大きな値に設定されている。   Next, it is determined whether or not the target air-fuel ratio KCMD obtained in step 16 is set to the first air-fuel ratio KCMD1 (step 17). When the answer is YES, the air-fuel ratio correction coefficient KAF is obtained by searching the KAF table shown in FIG. 7 based on the deterioration degree parameter OCDP obtained in step 15 (step 18). In the table, the air-fuel ratio correction coefficient KAF is set to a larger value as the deterioration degree parameter OCDP is larger.

次に、目標空燃比ＫＣＭＤに空燃比補正係数ＫＡＦを乗算することによって、最終的な目標空燃比ＫＣＭＤを算出する（ステップ１９）。   Next, the final target air-fuel ratio KCMD is calculated by multiplying the target air-fuel ratio KCMD by the air-fuel ratio correction coefficient KAF (step 19).

以上のように、劣化度合パラメータＯＣＤＰに基づいて求めた空燃比補正係数ＫＡＦで目標空燃比ＫＣＭＤを補正することによって、最終的な目標空燃比ＫＣＭＤが算出される。また、上記のように、空燃比補正係数ＫＡＦは、劣化度合パラメータＯＣＤＰが大きいほど、より大きな値に設定されているので、目標空燃比ＫＣＭＤは、酸化触媒１６の劣化度合が高いほど、より大きな値に、すなわち、よりリーン側の値に補正される。これは、酸化触媒１６の劣化度合が高いほど、その酸化能力が低いため、酸化触媒１６で酸化され、消費されることによってＮＯｘ吸収触媒１７に供給されなくなる未燃成分の量（以下「消費未燃成分量」という）がより少ないので、その分、空燃比をリーン側に制御することによって、燃費を向上させるためである。なお、前記ＫＡＦテーブルでは、空燃比補正係数ＫＡＦの最大値ＫＡＦＭＡＸは、これを適用することによって算出される目標空燃比ＫＣＭＤがストイキよりもリーン側の値にならないように設定されている。   As described above, the final target air-fuel ratio KCMD is calculated by correcting the target air-fuel ratio KCMD with the air-fuel ratio correction coefficient KAF obtained based on the deterioration degree parameter OCDP. Further, as described above, the air-fuel ratio correction coefficient KAF is set to a larger value as the deterioration degree parameter OCDP is larger. Therefore, the target air-fuel ratio KCMD is larger as the deterioration degree of the oxidation catalyst 16 is higher. The value is corrected to the value on the lean side. This is because the higher the degree of deterioration of the oxidation catalyst 16, the lower its oxidation ability. Therefore, the amount of unburned components that are oxidized and consumed by the oxidation catalyst 16 and are no longer supplied to the NOx absorption catalyst 17 (hereinafter “unconsumed”). This is because fuel efficiency is improved by controlling the air-fuel ratio to the lean side accordingly. In the KAF table, the maximum value KAFMAX of the air-fuel ratio correction coefficient KAF is set so that the target air-fuel ratio KCMD calculated by applying this value does not become a value on the lean side of the stoichiometry.

次いで、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、第１再生時間ＲＥＴＭ１（所定時間）を求める（ステップ２０）。同マップでは、第１再生時間ＲＥＴＭ１は、エンジン回転数ＮＥが高いほど、およびアクセル開度ＡＰが高いほど、より小さな値に設定されている。次に、求めた第１再生時間ＲＥＴＭ１を、前記ダウンカウント式の再生タイマのタイマ値ＲＥＴＭとしてセットし（ステップ２１）、後述するステップ２６に進む。これにより、再生の実行時間が第１再生時間ＲＥＴＭ１に設定される。なお、第１再生時間ＲＥＴＭ１は、再生の実行の判定に用いた前述した所定量のＮＯｘを還元するのに十分な値に、設定されている。また、第１再生時間ＲＥＴＭ１がエンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて上記のように設定されているのは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰが高いほど、単位時間あたりにＮＯｘ吸収触媒１７に供給される未燃成分がより多く、再生が短時間で終了するためである。   Next, a first regeneration time RETM1 (predetermined time) is obtained by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP (step 20). In the map, the first regeneration time RETM1 is set to a smaller value as the engine speed NE is higher and as the accelerator pedal opening AP is higher. Next, the obtained first reproduction time RETM1 is set as the timer value RETM of the down-count type reproduction timer (step 21), and the process proceeds to step 26 described later. As a result, the playback execution time is set to the first playback time RETM1. Note that the first regeneration time RETM1 is set to a value sufficient to reduce the above-mentioned predetermined amount of NOx used for determining whether to perform regeneration. Further, the first regeneration time RETM1 is set as described above according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP because the higher the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP, the more the NOx absorption per unit time. This is because more unburned components are supplied to the catalyst 17 and regeneration is completed in a short time.

一方、前記ステップ１７の答がＮＯで、ＫＣＭＤ≠ＫＣＭＤ１、すなわち、目標空燃比ＫＣＭＤが第２空燃比ＫＣＭＤ２に設定されているときには、目標空燃比ＫＣＭＤをそのまま最終的な目標空燃比ＫＣＭＤとして設定する（ステップ２２）。次いで、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、第２再生時間ＲＥＴＭ２（所定時間）を求める（ステップ２３）。同マップでは、第２再生時間ＲＥＴＭ２は、第１再生時間ＲＥＴＭ１の場合と同じ理由から、エンジン回転数ＮＥが高いほど、およびアクセル開度ＡＰが高いほど、より小さな値に設定されている。また、第２再生時間ＲＥＴＭ２は、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰの全領域において、第１再生時間ＲＥＴＭ１よりも小さな値に設定されている。これは、第２空燃比ＫＣＭＤ２は、第１空燃比ＫＣＭＤ１よりもリッチ側の値に設定されているので、その分、ＮＯｘ吸収触媒１７に供給される未燃成分の量が多く、再生が短時間で終了するためである。   On the other hand, when the answer to step 17 is NO and KCMD ≠ KCMD1, that is, the target air-fuel ratio KCMD is set to the second air-fuel ratio KCMD2, the target air-fuel ratio KCMD is set as the final target air-fuel ratio KCMD as it is. (Step 22). Next, a second regeneration time RETM2 (predetermined time) is obtained by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP (step 23). In the map, the second regeneration time RETM2 is set to a smaller value as the engine speed NE is higher and the accelerator pedal opening AP is higher for the same reason as in the case of the first regeneration time RETM1. Further, the second regeneration time RETM2 is set to a value smaller than the first regeneration time RETM1 in the entire region of the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP. This is because the second air-fuel ratio KCMD2 is set to a richer value than the first air-fuel ratio KCMD1, and accordingly, the amount of unburned components supplied to the NOx absorption catalyst 17 is large and regeneration is short. Because it ends in time.

次に、劣化度合パラメータＯＣＤＰに基づき、図８に示すＫＴテーブルを検索することによって、補正係数ＫＴを求める（ステップ２４）。同テーブルでは、補正係数ＫＴは、劣化度合パラメータＯＣＤＰが大きいほど、より小さな値に設定されている。次いで、第２再生時間ＲＥＴＭ２に補正係数ＫＴを乗算した値を、再生タイマのタイマ値ＲＥＴＭとしてセットし（ステップ２５）、ステップ２６に進む。なお、第２再生時間ＲＥＴＭ２に補正係数ＫＴを乗算した値（時間）は、第１再生時間ＲＥＴＭ１と同様、再生の実行の判定に用いた前述した所定量のＮＯｘを還元するのに十分な値に、設定されている。   Next, the correction coefficient KT is obtained by searching the KT table shown in FIG. 8 based on the deterioration degree parameter OCDP (step 24). In the table, the correction coefficient KT is set to a smaller value as the deterioration degree parameter OCDP is larger. Next, a value obtained by multiplying the second reproduction time RETM2 by the correction coefficient KT is set as a timer value RETM of the reproduction timer (step 25), and the process proceeds to step 26. Note that the value (time) obtained by multiplying the second regeneration time RETM2 by the correction coefficient KT is a value sufficient to reduce the above-mentioned predetermined amount of NOx used for the determination of the regeneration execution, as in the first regeneration time RETM1. Is set.

上記ステップ２６では、実行許可フラグＦ＿ＳＥＴＯＫを「１」にセットした後、本処理を終了する。このステップ２６により、前記ステップ１３の答がＹＥＳとなり、その場合には、前記ステップ１４〜２６をスキップし、そのまま本処理を終了する。このように再生用パラメータは、再生を実行すべきと判定された直後においてのみ設定され、その後、再生が終了するまで、設定された値に保持される。   In step 26, the execution permission flag F_SETOK is set to “1”, and then the present process is terminated. As a result of step 26, the answer to step 13 becomes YES. In this case, steps 14 to 26 are skipped and the process is terminated as it is. As described above, the reproduction parameter is set only immediately after it is determined that the reproduction is to be executed, and then held at the set value until the reproduction is finished.

以上のように、劣化度合パラメータＯＣＤＰに基づいて求めた補正係数ＫＴで第２再生時間ＲＥＴＭ２を補正した値が、再生の実行時間として用いられる。また、補正係数ＫＴは、劣化度合パラメータＯＣＤＰが大きいほど、より小さな値に設定されているので、再生の実行時間は、酸化触媒１６の劣化度合が高いほど、より短い時間に設定される。これは、酸化触媒１６の劣化度合が高いほど、消費未燃成分量がより少ないので、その分、再生の実行時間を短くすることによって、燃費を向上させるためである。   As described above, a value obtained by correcting the second reproduction time RETM2 with the correction coefficient KT obtained based on the deterioration degree parameter OCDP is used as the reproduction execution time. Further, since the correction coefficient KT is set to a smaller value as the deterioration degree parameter OCDP is larger, the regeneration execution time is set to a shorter time as the deterioration degree of the oxidation catalyst 16 is higher. This is because the higher the degree of deterioration of the oxidation catalyst 16 is, the smaller the amount of unburned components consumed is. Therefore, by shortening the regeneration execution time, the fuel efficiency is improved.

図９は、空燃比と、エンジン３から排出される排ガス中の酸素濃度（以下、単に「酸素濃度」という）Ｌ１、エンジン３から排出され、酸化触媒１６に供給される排ガス中の未燃成分の量（以下「排出未燃成分量」という）Ｌ２、およびＮＯｘ吸収触媒１７に供給される未燃成分の量（以下「供給未燃成分量」という）Ｌ３との一般的な関係を示している。   FIG. 9 shows the air-fuel ratio, the oxygen concentration (hereinafter simply referred to as “oxygen concentration”) L1 in the exhaust gas discharged from the engine 3, and the unburned component in the exhaust gas discharged from the engine 3 and supplied to the oxidation catalyst 16. And a general relationship between the amount of unburned components (hereinafter referred to as “the amount of unburned components discharged”) L2 and the amount of unburned components supplied to the NOx absorption catalyst 17 (hereinafter referred to as “the amount of unburned components supplied”) L3. Yes.

同図に示すように、空燃比がリッチになるほど、酸素濃度Ｌ１はより低くなる一方、排出未燃成分量Ｌ２はより大きくなる。また、排ガス中の未燃成分が酸化触媒１６で酸化され、消費されるため、供給未燃成分量Ｌ３は、排出未燃成分量Ｌ２よりもその分だけ小さくなる。すなわち、排出未燃成分量Ｌ２と、供給未燃成分量Ｌ３との差（＝Ｌ２−Ｌ３）は、前記消費未燃成分量に相当する。消費未燃成分量は、空燃比がストイキよりも若干リッチ側にあるときには、酸素濃度Ｌ１が高いために、比較的大きく、空燃比がリッチ側に向かうにつれて、酸素濃度Ｌ１の低下に伴って減少し、高リッチのときには非常に小さな値になる。   As shown in the figure, as the air-fuel ratio becomes richer, the oxygen concentration L1 becomes lower, while the exhausted unburned component amount L2 becomes larger. In addition, since the unburned components in the exhaust gas are oxidized and consumed by the oxidation catalyst 16, the supplied unburned component amount L3 becomes smaller than the discharged unburned component amount L2. That is, the difference (= L2-L3) between the discharged unburned component amount L2 and the supplied unburned component amount L3 corresponds to the consumed unburned component amount. When the air-fuel ratio is slightly richer than stoichiometric, the consumed unburned component amount is relatively large because the oxygen concentration L1 is high, and decreases as the air-fuel ratio goes to the rich side as the oxygen concentration L1 decreases. However, when it is high rich, it becomes a very small value.

このような傾向に基づき、本実施形態では、エンジン３の負荷が比較的低いときには、目標空燃比ＫＣＭＤをよりリッチな第２空燃比ＫＣＭＤ２に設定し（ステップ１６）、また、再生タイマのタイマ値ＲＥＴＭを基本的に第２再生時間ＲＥＴＭ２に設定する（ステップ２３）ことによって、再生の実行時間を短縮する。このように、空燃比をできるだけリッチ側に制御し、酸素濃度Ｌ１を低下させることによって、消費未燃成分量を低減できるとともに、再生の実行時間を短縮することによって、再生を効率良く良好に行い、燃費を向上させることができる。また、エンジン３の負荷が低いときには、エンジン３の燃焼によって生成されるパティキュレート（以下「ＰＭ」という）の量がもともと少ないので、空燃比をリッチ側に制御しても、ＰＭの量が増加するおそれがない。   Based on such a tendency, in this embodiment, when the load on the engine 3 is relatively low, the target air-fuel ratio KCMD is set to a richer second air-fuel ratio KCMD2 (step 16), and the timer value of the regeneration timer is set. By basically setting the RETM to the second playback time RETM2 (step 23), the playback execution time is shortened. In this way, by controlling the air-fuel ratio as rich as possible and reducing the oxygen concentration L1, the amount of unburned components consumed can be reduced, and the regeneration execution time can be shortened, so that regeneration can be performed efficiently and satisfactorily. , Fuel economy can be improved. Further, when the load of the engine 3 is low, the amount of particulates (hereinafter referred to as “PM”) generated by the combustion of the engine 3 is originally small, so the amount of PM increases even if the air-fuel ratio is controlled to the rich side. There is no fear.

一方、エンジン３の負荷が比較的高いときには、目標空燃比ＫＣＭＤを基本的に、第２空燃比ＫＣＭＤ２よりもリーンでストイキよりも若干リッチな第１空燃比ＫＣＭＤ１に設定し（ステップ１６）、再生タイマのタイマ値ＲＥＴＭをより大きな第１再生時間ＲＥＴＭ１にセットする（ステップ２１）ことによって、再生の実行時間をより長く設定する。このように、エンジン３の負荷が高いときには、空燃比をストイキに近いよりリーンな第１空燃比ＫＣＭＤ１に制御することによって、ＰＭの量を抑制でき、また、再生の実行時間を長めに設定することによって、再生を十分に行うことができる。   On the other hand, when the load of the engine 3 is relatively high, the target air-fuel ratio KCMD is basically set to the first air-fuel ratio KCMD1 that is leaner than the second air-fuel ratio KCMD2 and slightly richer than stoichiometric (step 16). By setting the timer value RETM of the timer to a larger first reproduction time RETM1 (step 21), the reproduction execution time is set longer. Thus, when the load of the engine 3 is high, the amount of PM can be suppressed by controlling the air-fuel ratio to the leaner first air-fuel ratio KCMD1 close to the stoichiometric, and the regeneration execution time is set longer. Thus, the reproduction can be performed sufficiently.

また、図９に示すように、酸化触媒１６の劣化が生じると、消費未燃成分量が減少するため、劣化時にＮＯｘ吸収触媒１７に供給される未燃成分の量（以下「劣化時供給未燃成分量」という）Ｌ４は、排出未燃成分量Ｌ２と供給未燃成分量Ｌ３の間の値になり、劣化度合が大きいほど、排出未燃成分量Ｌ２に近づく。また、劣化時の消費未燃成分量は、前述した非劣化時の消費未燃成分量と同じ傾向を示し、空燃比がストイキよりも若干リッチ側にあるときには、酸素濃度Ｌ１が高いために、比較的大きい。さらに劣化時の消費未燃成分量は、空燃比がリッチ側に向かうにつれて、酸素濃度Ｌ１の低下に伴って減少し、高リッチ側では、空燃比の変化に対して大きく減少する。   Also, as shown in FIG. 9, when the oxidation catalyst 16 deteriorates, the amount of unburned components consumed decreases, so the amount of unburned components supplied to the NOx absorption catalyst 17 at the time of deterioration (hereinafter referred to as “not supplied during deterioration”). L4) (referred to as “burning component amount”) is a value between the discharged unburned component amount L2 and the supplied unburned component amount L3, and approaches the discharged unburned component amount L2 as the degree of deterioration increases. Further, the amount of unburned component consumed at the time of deterioration shows the same tendency as the amount of unburned component consumed at the time of non-deterioration, and when the air-fuel ratio is slightly richer than stoichiometric, the oxygen concentration L1 is high. Relatively large. Further, the amount of unburned components consumed at the time of deterioration decreases with a decrease in the oxygen concentration L1 as the air-fuel ratio goes to the rich side, and greatly decreases with a change in the air-fuel ratio on the high-rich side.

このような傾向に基づき、本実施形態では、目標空燃比ＫＣＭＤがストイキよりも若干リッチな第１空燃比ＫＣＭＤ１に設定されていて、酸素濃度が高いときには、酸化触媒１６の劣化度合に応じて、目標空燃比ＫＣＭＤをリーン側のＫＣＭＤ１・ＫＡＦに補正する（ステップ１９）。したがって、酸化触媒１６の劣化度合に応じて、再生の効率を維持しながら、再生用の燃料量を適切に低減できるとともに、ＰＭの量をさらに抑制することができる。   Based on this tendency, in the present embodiment, when the target air-fuel ratio KCMD is set to the first air-fuel ratio KCMD1 that is slightly richer than stoichiometric and the oxygen concentration is high, according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst 16, The target air-fuel ratio KCMD is corrected to the lean side KCMD1 · KAF (step 19). Therefore, the amount of fuel for regeneration can be appropriately reduced and the amount of PM can be further suppressed while maintaining the efficiency of regeneration according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst 16.

一方、目標空燃比ＫＣＭＤがよりリッチな第２空燃比ＫＣＭＤ２に設定されているときには、酸素濃度Ｌ１がもともと低い状態にあるので、そのような状態で第１空燃比ＫＣＭＤ１の場合と同様に、酸化触媒１６の劣化度合に応じて、目標空燃比ＫＣＭＤを第２空燃比ＫＣＭＤ２からリーン側に、例えば所定空燃比ＫＣＭＤ２’に補正すると、酸素濃度Ｌ１が増大することによって、図９に示すように、消費未燃成分量が大幅に増大し、その結果、再生の効率が悪化してしまう。このような観点から、目標空燃比ＫＣＭＤが第２空燃比ＫＣＭＤ２のときには、目標空燃比ＫＣＭＤを変更せずに、そのまま最終的な目標空燃比ＫＣＭＤとして設定し（ステップ２２）、再生の実行時間を減少側に補正する（ステップ２５）。これにより、消費未燃成分量を増加させることなく、酸化触媒１６の劣化度合に応じて、再生の効率を維持しながら、再生用の燃料量を適切に低減することができる。   On the other hand, when the target air-fuel ratio KCMD is set to the richer second air-fuel ratio KCMD2, the oxygen concentration L1 is originally in a low state, so in such a state, as in the case of the first air-fuel ratio KCMD1, the oxidation is performed. When the target air-fuel ratio KCMD is corrected from the second air-fuel ratio KCMD2 to the lean side, for example, to a predetermined air-fuel ratio KCMD2 ′ according to the degree of deterioration of the catalyst 16, the oxygen concentration L1 increases, as shown in FIG. The amount of consumed unburned components is greatly increased, and as a result, the efficiency of regeneration is deteriorated. From this point of view, when the target air-fuel ratio KCMD is the second air-fuel ratio KCMD2, the target air-fuel ratio KCMD is set as it is without changing the target air-fuel ratio KCMD (step 22), and the regeneration execution time is set. Correction is made to decrease (step 25). As a result, the amount of fuel for regeneration can be appropriately reduced while maintaining the efficiency of regeneration according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst 16 without increasing the amount of unburned components consumed.

また、空燃比補正係数ＫＡＦおよび補正係数ＫＴを、酸化触媒１６の劣化度合に応じ、それが高いほど、これらの補正係数による補正の度合が高くなるように設定するので、目標空燃比ＫＣＭＤが第１空燃比ＫＣＭＤ１のときの空燃比の補正や、第２空燃比ＫＣＭＤ２のときの再生の実行時間の補正を、酸化触媒１６の劣化度合に応じた実際の消費未燃成分量に応じて適切に行うことができる。   In addition, the air-fuel ratio correction coefficient KAF and the correction coefficient KT are set so that the higher the degree of deterioration of the oxidation catalyst 16 is, the higher the degree of correction by these correction coefficients is. The correction of the air-fuel ratio at the time of 1 air-fuel ratio KCMD1 and the correction of the regeneration execution time at the time of the second air-fuel ratio KCMD2 are appropriately performed according to the actual amount of unburned components consumed according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst 16 It can be carried out.

以上のように、本実施形態によれば、再生時において、エンジン３の負荷が高いときには、目標空燃比ＫＣＭＤを、第１空燃比ＫＣＭＤ１に設定するとともに、酸化触媒１６の劣化度合に応じてリーン側に補正する。また、エンジン３の負荷が低いときには、第２空燃比ＫＣＭＤ２に設定した目標空燃比ＫＣＭＤをそのまま最終的な目標空燃比ＫＣＭＤとして設定するとともに、酸化触媒１６の劣化度合に応じて、再生の実行時間を減少側に補正する。以上により、エンジン３が高負荷および低負荷のいずれの運転状態にある場合でも、酸化触媒１６の劣化度合に応じて、再生の効率を維持しながら、再生用の燃料量を適切に低減できるので、未燃成分をＮＯｘ吸収触媒１７に過不足なく供給できる。したがって、良好な排ガス特性を維持しながら、燃費を向上させることができるとともに、再生を良好に行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, at the time of regeneration, when the load on the engine 3 is high, the target air-fuel ratio KCMD is set to the first air-fuel ratio KCMD1, and lean according to the degree of deterioration of the oxidation catalyst 16 Correct to the side. When the load of the engine 3 is low, the target air-fuel ratio KCMD set to the second air-fuel ratio KCMD2 is set as the final target air-fuel ratio KCMD as it is, and the regeneration execution time is set according to the deterioration degree of the oxidation catalyst 16. Is corrected to the decreasing side. As described above, it is possible to appropriately reduce the amount of fuel for regeneration while maintaining the efficiency of regeneration in accordance with the degree of deterioration of the oxidation catalyst 16 regardless of whether the engine 3 is in an operating state of high load or low load. The unburned components can be supplied to the NOx absorption catalyst 17 without excess or deficiency. Accordingly, fuel efficiency can be improved while maintaining good exhaust gas characteristics, and regeneration can be performed well.

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、ＮＯｘ吸収触媒は、実施形態のＮＯｘ吸収触媒１７にＮＨ3 生成触媒を付加したものでもよい。このＮＨ3 生成触媒は、排ガス中の未燃成分によって、ＮＯｘ吸収触媒１７に吸収されたＮＯｘを還元し、ＮＨ3 を生成するとともに、生成したＮＨ3 を吸収し、排ガス中の酸素濃度が高いときには、吸収したＮＨ3 とＮＯｘを反応させることによって、ＮＯｘを還元するものである。この場合、ＮＨ3 生成触媒のＮＨ3 吸収量が所定量よりも小さいときに再生を実行するとともに、再生の実行時間は、減少したＮＨ3 吸収量を回復させるのに十分な値に設定するのが好ましい。また、本発明は、車両に搭載されたディーゼルエンジンに限らず、クランク軸が鉛直方向に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む、様々な産業用の内燃機関に適用できることはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。 In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, the NOx absorption catalyst may be an NOx absorption catalyst 17 of the embodiment added with an NH 3 generation catalyst. The NH 3 synthesizing catalyst is the unburned components in the exhaust gas, reducing the NOx absorbed by the NOx absorbent catalyst 17, and generates an NH 3, to absorb NH 3 which generated a higher oxygen concentration in the exhaust gas Sometimes NOx is reduced by reacting the absorbed NH 3 with NOx. In this case, regeneration is performed when the NH 3 absorption amount of the NH 3 production catalyst is smaller than a predetermined amount, and the regeneration execution time is set to a value sufficient to recover the decreased NH 3 absorption amount. Is preferred. Further, the present invention is not limited to a diesel engine mounted on a vehicle, but is applied to various industrial internal combustion engines including an engine for a marine propulsion device such as an outboard motor having a crankshaft arranged in a vertical direction. Of course you can. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.

本発明の排ガス浄化装置およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas purification apparatus of the present invention and an internal combustion engine to which the exhaust gas purification apparatus is applied. 排ガス浄化装置の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of exhaust gas purification apparatus. 燃料噴射量制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a fuel injection amount control process. 再生用パラメータ設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the parameter setting process for reproduction | regeneration. 図４の処理で用いられるＯＣＤＰテーブルを示す図である。It is a figure which shows the OCDP table used by the process of FIG. 図４の処理で用いられるＫＣＭＤマップを示す図である。It is a figure which shows the KCMD map used by the process of FIG. 図４の処理で用いられるＫＡＦテーブルを示す図である。It is a figure which shows the KAF table used by the process of FIG. 図４の処理で用いられるＫＴテーブルを示す図である。It is a figure which shows the KT table used by the process of FIG. 空燃比と、酸素濃度Ｌ１、排出未燃成分量Ｌ２、供給未燃成分量Ｌ３、および劣化時供給未燃成分量Ｌ４との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an air fuel ratio, oxygen concentration L1, discharge | emission unburnt component amount L2, supply unburned component amount L3, and deterioration supply unburned component amount L4.

符号の説明Explanation of symbols

１ 排ガス浄化装置
２ ＥＣＵ（リッチ化手段、運転状態検出手段、目標空燃比決定手段、
劣化度合検出手段、補正手段）
３ エンジン
５ 排気管（排気系）
６ インジェクタ（リッチ化手段）
１６ 酸化触媒
１７ ＮＯｘ吸収触媒
３０ クランク角センサ（運転状態検出手段）
３３ 第１ＬＡＦセンサ（劣化度合検出手段）
３４ 第２ＬＡＦセンサ（劣化度合検出手段）
ＫＣＭＤ 目標空燃比
ＲＥＴＭ１ 第１再生時間（所定時間）
ＲＥＴＭ２ 第２再生時間（所定時間）
ＫＣＭＤ１ 第１空燃比
ＫＣＭＤ２ 第２空燃比 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas purification apparatus 2 ECU (riching means, operating state detection means, target air-fuel ratio determining means
Deterioration degree detection means, correction means)
3 Engine 5 Exhaust pipe (exhaust system)
6 Injector (means for enrichment)
16 Oxidation catalyst 17 NOx absorption catalyst 30 Crank angle sensor (operating state detection means)
33 1st LAF sensor (degradation degree detection means)
34 Second LAF sensor (deterioration degree detection means)
KCMD Target air-fuel ratio RETM1 First regeneration time (predetermined time)
RETM2 Second playback time (predetermined time)
KCMD1 first air-fuel ratio KCMD2 second air-fuel ratio

Claims (1)

排気系を備えた内燃機関から排出される排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置であって、
前記排気系に設けられ、排ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収触媒と、
前記排気系の前記ＮＯｘ吸収触媒よりも上流側に設けられ、排ガスを酸化することにより浄化する酸化触媒と、
前記ＮＯｘ吸収触媒に吸収されたＮＯｘを還元するために、前記内燃機関で燃焼されるガスの空燃比を、所定時間、理論空燃比よりもリッチな目標空燃比になるように制御するリッチ化手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記目標空燃比を、前記検出された内燃機関の運転状態に応じて、理論空燃比よりもリッチな所定の第１空燃比、および当該第１空燃比よりもリッチな所定の第２空燃比の一方に決定する目標空燃比決定手段と、
前記酸化触媒の劣化度合を検出する劣化度合検出手段と、
前記決定された目標空燃比が前記第１空燃比のときに、前記検出された酸化触媒の劣化度合に応じて前記目標空燃比をリーン側に補正するとともに、前記目標空燃比が前記第２空燃比のときに、前記酸化触媒の劣化度合に応じて前記所定時間を減少側に補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that purifies exhaust gas discharged from an internal combustion engine equipped with an exhaust system,
A NOx absorption catalyst that is provided in the exhaust system and absorbs NOx in the exhaust gas;
An oxidation catalyst provided upstream of the NOx absorption catalyst of the exhaust system and purifying by oxidizing exhaust gas;
Riching means for controlling the air-fuel ratio of the gas burned in the internal combustion engine to be a target air-fuel ratio richer than the theoretical air-fuel ratio for a predetermined time in order to reduce NOx absorbed by the NOx-absorbing catalyst When,
Operating state detecting means for detecting the operating state of the internal combustion engine;
The target air-fuel ratio is set to a predetermined first air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio and a predetermined second air-fuel ratio richer than the first air-fuel ratio, depending on the detected operating state of the internal combustion engine. A target air-fuel ratio determining means for determining one;
A deterioration degree detecting means for detecting a deterioration degree of the oxidation catalyst;
When the determined target air-fuel ratio is the first air-fuel ratio, the target air-fuel ratio is corrected to the lean side according to the detected degree of deterioration of the oxidation catalyst, and the target air-fuel ratio is corrected to the second air-fuel ratio. Correction means for correcting the predetermined time to the decreasing side in accordance with the degree of deterioration of the oxidation catalyst at a fuel ratio;
An exhaust gas purifying device for an internal combustion engine, comprising:
JP2004197280A 2004-07-02 2004-07-02 Exhaust gas purification device for internal combustion engine Expired - Fee Related JP4266890B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004197280A JP4266890B2 (en) 2004-07-02 2004-07-02 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004197280A JP4266890B2 (en) 2004-07-02 2004-07-02 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006017056A true JP2006017056A (en) 2006-01-19
JP4266890B2 JP4266890B2 (en) 2009-05-20

Family

ID=35791565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004197280A Expired - Fee Related JP4266890B2 (en) 2004-07-02 2004-07-02 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4266890B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008128217A (en) * 2006-11-24 2008-06-05 Honda Motor Co Ltd Exhaust emission control device of internal combustion engine
WO2008114878A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification system for internal combustion engine
JP2012503734A (en) * 2008-09-26 2012-02-09 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Method for operating an exhaust gas purification device comprising an SCR catalytic converter and an exhaust gas purification component with oxidation catalytic action mounted upstream thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008128217A (en) * 2006-11-24 2008-06-05 Honda Motor Co Ltd Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP4733003B2 (en) * 2006-11-24 2011-07-27 本田技研工業株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
WO2008114878A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification system for internal combustion engine
JP2008231927A (en) * 2007-03-16 2008-10-02 Toyota Motor Corp Exhaust gas purification system for internal combustion engine
JP4665924B2 (en) * 2007-03-16 2011-04-06 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification system for internal combustion engine
US8307638B2 (en) 2007-03-16 2012-11-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system for internal combustion engine
JP2012503734A (en) * 2008-09-26 2012-02-09 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Method for operating an exhaust gas purification device comprising an SCR catalytic converter and an exhaust gas purification component with oxidation catalytic action mounted upstream thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP4266890B2 (en) 2009-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4733002B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4574610B2 (en) Control device for internal combustion engine
US7900440B2 (en) Exhaust emission control device and method for internal combustion engine and engine control unit
JP4759496B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US8117829B2 (en) Exhaust emission control device and method for internal combustion engine, and engine control unit
US7997067B2 (en) Exhaust emission control device and method for internal combustion engine, and engine control unit
JP4266890B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US7591986B2 (en) Exhaust emission control device and method for internal combustion engine, and engine control unit
JP4510654B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4510656B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4505370B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4610404B2 (en) Diesel engine control device
JP2006207487A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP4468287B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4312651B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4439467B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4278573B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2006002744A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP4405275B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4425003B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2006009637A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2008151107A (en) Exhaust emission control system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090120

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090217

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees