JP2013181411A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an existing mission control device of an internal combustion engine capable of enhancing the accuracy of a feedback value set for compatibly establishing cleaning NOx and suppressing ammonium from being discharged when feedback controlling an adding quantity of reductant.SOLUTION: An SCR catalyst 41 for cleaning NOx by adding urea water, an urea adding valve 230 for adding the urea water, and a tank 210 for storing the urea water are arranged in an engine 1. A control device 80 calculates a first feedback value renewed based on the output value of a second NOx sensor 140 and calculates a second feedback value renewed based on a disjunction tendency of an estimated urea water remaining quantity in the tank 210 and an actual urea remaining quantity when a changing quantity of an output value of a second NOx sensor 140 is not less than a predetermined value. Further, the control device sets an additional feedback value when feedback controlling a target adding quantity of the urea water adding from the urea adding valve 230 based on the first and second feedback values.

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.

排気中の窒素酸化物(NOx)を浄化するNOx浄化触媒を備える内燃機関の排気浄化装置が知られている。こうした排気浄化装置では、例えば尿素水などの還元剤が噴射弁から排気通路に向けて噴射される。噴射された還元剤はNOx浄化触媒に到達するとアンモニアとして同NOx浄化触媒に吸着される。そして同触媒に吸着されたアンモニアによりNOxが還元浄化される。   2. Description of the Related Art An exhaust gas purification device for an internal combustion engine that includes a NOx purification catalyst that purifies nitrogen oxide (NOx) in exhaust gas is known. In such an exhaust purification device, for example, a reducing agent such as urea water is injected from the injection valve toward the exhaust passage. When the injected reducing agent reaches the NOx purification catalyst, it is adsorbed on the NOx purification catalyst as ammonia. The NOx is reduced and purified by ammonia adsorbed on the catalyst.

こうした還元剤の添加量が少なすぎるとNOxを十分に浄化することができない。また、還元剤の添加量が多すぎると、NOx浄化で余ったアンモニアが排出されてしまう。従って、NOxの浄化及びアンモニアの排出抑制を両立するには、還元剤の添加量をできる限り過不足なく適切に設定する必要がある。そこで、例えば特許文献1に記載の装置では、NOxセンサにてNOx量を検出するようにしており、その検出されたNOx量に基づいて還元剤の添加量をフィードバック制御するようにしている。   If the amount of the reducing agent added is too small, NOx cannot be sufficiently purified. Moreover, when there is too much addition amount of a reducing agent, the excess ammonia will be discharged | emitted by NOx purification. Therefore, in order to achieve both NOx purification and ammonia emission suppression, it is necessary to set the amount of reducing agent added appropriately without excess or deficiency as much as possible. Therefore, for example, in the apparatus described in Patent Document 1, the NOx amount is detected by a NOx sensor, and the amount of addition of the reducing agent is feedback controlled based on the detected NOx amount.

特開2004−517249号公報JP 2004-517249 A

上記文献1に記載の装置のように、還元剤の添加量をフィードバック制御するに際しては、フィードバック値の精度をより一層高めることにより、NOxの浄化及びアンモニアの排出抑制をより一層両立することができるようになる。従来の装置では、こうしたフィードバック値の精度向上について更なる改善の余地を残すものとなっている。   When performing feedback control on the amount of reducing agent added as in the apparatus described in the above-mentioned document 1, NOx purification and ammonia emission suppression can be made more compatible by further improving the accuracy of the feedback value. It becomes like this. The conventional apparatus leaves room for further improvement in improving the accuracy of the feedback value.

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、還元剤の添加量をフィードバック制御するに際して、NOxの浄化及びアンモニアの排出抑制を両立するために設定されるフィードバック値の精度を高めることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to provide feedback value accuracy that is set to achieve both NOx purification and ammonia emission suppression in feedback control of the amount of reducing agent added. An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can improve the engine.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、還元剤の添加によりNOxを浄化するNOx浄化触媒と、還元剤を排気通路内に添加する添加弁とを備え、同添加弁から添加する還元剤の目標添加量が添加フィードバック値にてフィードバック制御される内燃機関の排気浄化装置において、前記NOx浄化触媒を通過した排気中のNOx量を検出するNOxセンサと、前記還元剤を貯留するタンク内の還元剤残量を検出する残量センサとを有しており、前記NOxセンサの出力値の変化量が所定量以下となったときに同出力値に基づいて更新される第1フィードバック値を算出するとともに、前記目標添加量に基づいて算出される前記タンク内の推定還元剤残量と前記残量センサにて検出される前記還元剤残量との乖離傾向に基づいて更新される第2フィードバック値を算出し、前記第1フィードバック値及び前記第2フィードバック値に基づいて前記添加フィードバック値を設定することをその要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The invention according to claim 1 includes a NOx purification catalyst that purifies NOx by adding a reducing agent, and an addition valve that adds the reducing agent into the exhaust passage, and a target addition amount of the reducing agent that is added from the addition valve In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that is feedback controlled with an addition feedback value, a NOx sensor that detects the amount of NOx in the exhaust gas that has passed through the NOx purification catalyst, and a reducing agent remaining amount in a tank that stores the reducing agent And a first feedback value that is updated based on the output value when the amount of change in the output value of the NOx sensor becomes equal to or less than a predetermined amount. A second feedback that is updated based on a deviation tendency between the estimated reducing agent remaining amount in the tank calculated based on the target addition amount and the remaining reducing agent amount detected by the remaining amount sensor. It calculates a value, as its gist to set the added feedback value based on the first feedback value and the second feedback value.

同構成によれば、目標添加量を補正する添加フィードバック値が、第1フィードバック値及び第2フィードバック値によって設定される。ここで、第1フィードバック値はNOxセンサの出力値に基づいて更新されるため、この第1フィードバック値は実際のNOx量に応じた目標添加量の補正値として算出される。従って、NOxの浄化及びアンモニアの排出抑制を両立するための添加フィードバック値の精度が高められるようになり、目標添加量の設定精度が向上するようになる。   According to the configuration, the addition feedback value for correcting the target addition amount is set by the first feedback value and the second feedback value. Here, since the first feedback value is updated based on the output value of the NOx sensor, the first feedback value is calculated as a correction value for the target addition amount according to the actual NOx amount. Therefore, the accuracy of the addition feedback value for achieving both NOx purification and ammonia emission suppression is improved, and the target addition amount setting accuracy is improved.

また、第2フィードバック値は、目標添加量に基づいて算出されるタンク内の推定還元剤残量と残量センサで検出される実際の還元剤残量との乖離傾向に基づいて更新される。なお、推定還元剤残量は、事前に検出したタンク内の実際の還元剤残量から目標添加量の積算値を減算するなどして算出可能である。この推定還元剤残量と実際の還元剤残量との乖離傾向は、添加弁に指示された添加量指令値に対する実際の添加量のずれ、つまり添加弁の添加量誤差の傾向を示すものであり、こうした乖離傾向に基づいて更新される第2フィードバック値は、添加弁の添加量誤差を補正する補正値として算出される。これにより目標添加量に対する実際の添加量のずれが補正されるように添加フィードバック値は設定されるようになり、これによってもNOxの浄化及びアンモニアの排出抑制を両立するための添加フィードバック値の精度は高められるようになり、目標添加量に対する実際の添加量の精度が向上するようになる。   Further, the second feedback value is updated based on a deviation tendency between the estimated reducing agent remaining amount in the tank calculated based on the target addition amount and the actual reducing agent remaining amount detected by the remaining amount sensor. The estimated reducing agent remaining amount can be calculated by subtracting the integrated value of the target addition amount from the actual reducing agent remaining amount in the tank detected in advance. The deviation tendency between the estimated reducing agent remaining amount and the actual reducing agent remaining amount indicates the deviation of the actual addition amount from the addition amount command value instructed to the addition valve, that is, the tendency of the addition amount error of the addition valve. Yes, the second feedback value updated based on such a deviation tendency is calculated as a correction value for correcting the addition amount error of the addition valve. As a result, the addition feedback value is set so that the deviation of the actual addition amount with respect to the target addition amount is corrected, and the accuracy of the addition feedback value for achieving both NOx purification and ammonia emission suppression also by this. And the accuracy of the actual addition amount with respect to the target addition amount is improved.

なお、一般に、NOxセンサの分解能は上記残量センサよりも高いため、NOxセンサの出力値によって更新される第1フィードバック値の精度は、残量センサの検出値を利用して更新される第2フィードバック値よりも高くなる。しかし、第1フィードバック値の更新は、NOxセンサの出力値の変化量が所定量以下となっており、同出力値が安定しているとき、例えば機関の定常運転中に行うことが望ましく、機関運転中にはそうした出力値が安定する頻度は少ない。一方、残量センサによる還元剤残量の検出は、機関の定常運転や過渡運転によらず行うことができる。従って、第2フィードバック値の更新頻度は、第1フィードバック値の更新頻度よりも高めることが可能である。このように第1フィードバック値は、第2フィードバック値に比して精度が高いという特徴があり、第2フィードバック値は、第1フィードバック値に比して更新頻度を多く確保することができるという特徴がある。従って、これら第1フィードバック値及び第2フィードバック値により設定される添加フィードバック値は、精度や更新頻度の点でも好適に設定される。   In general, since the resolution of the NOx sensor is higher than that of the remaining amount sensor, the accuracy of the first feedback value updated by the output value of the NOx sensor is updated using the detection value of the remaining amount sensor. It becomes higher than the feedback value. However, it is desirable to update the first feedback value when the change amount of the output value of the NOx sensor is equal to or less than a predetermined amount and the output value is stable, for example, during steady operation of the engine. During operation, such output values are rarely stabilized. On the other hand, the remaining amount of the reducing agent by the remaining amount sensor can be detected regardless of the steady operation or transient operation of the engine. Therefore, the update frequency of the second feedback value can be higher than the update frequency of the first feedback value. As described above, the first feedback value has a feature that the accuracy is higher than that of the second feedback value, and the second feedback value can ensure a larger update frequency than the first feedback value. There is. Therefore, the addition feedback value set by the first feedback value and the second feedback value is preferably set in terms of accuracy and update frequency.

このように同構成によれば、還元剤の添加量をフィードバック制御するに際して、NOxの浄化及びアンモニアの排出抑制を両立するために設定される添加フィードバック値の精度を高めることのできるようになる。   As described above, according to the same configuration, when feedback control is performed on the addition amount of the reducing agent, the accuracy of the addition feedback value that is set in order to achieve both NOx purification and ammonia emission suppression can be increased.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記添加フィードバック値に対する前記第1フィードバック値の反映度合は、前記第2フィードバック値の反映度合に比して大きくされることをその要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, a reflection degree of the first feedback value with respect to the addition feedback value is larger than a reflection degree of the second feedback value. The main point is to make it larger.

上述したように、NOxセンサの出力値によって更新される第1フィードバック値の精度は、残量センサの検出値を利用して更新される第2フィードバック値よりも高くなる。そこで同構成では、添加フィードバック値に対する第1フィードバック値の反映度合を、第2フィードバック値の反映度合に比して大きくするようにしており、これにより添加フィードバック値の精度が高められるようになる。   As described above, the accuracy of the first feedback value updated by the output value of the NOx sensor is higher than the second feedback value updated by using the detection value of the remaining amount sensor. Therefore, in the same configuration, the reflection degree of the first feedback value with respect to the addition feedback value is made larger than the reflection degree of the second feedback value, thereby improving the accuracy of the addition feedback value.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記NOx浄化触媒の温度が高いときほど前記添加フィードバック値に対する前記第1フィードバック値の反映度合は大きくされることをその要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first or second aspect, the degree of reflection of the first feedback value with respect to the addition feedback value increases as the temperature of the NOx purification catalyst increases. The gist is to be done.

NOx浄化触媒の温度が高いときほど、NOxセンサの出力値はより迅速に反応するため、同出力値が安定するまでの時間は短くなる。従って、NOx浄化触媒の温度が高いときほど第1フィードバック値の更新頻度は多くなり、同第1フィードバック値の精度はより一層高くなる。そこで、同構成では、NOx浄化触媒の温度が高いときほど第1フィードバック値の反映度合を大きくするようにしており、これにより添加フィードバック値の精度をより一層高めることができるようになる。   The higher the temperature of the NOx purification catalyst, the more quickly the output value of the NOx sensor reacts, so the time until the output value stabilizes becomes shorter. Accordingly, the higher the temperature of the NOx purification catalyst, the more frequently the first feedback value is updated, and the higher the accuracy of the first feedback value is. Therefore, in this configuration, the degree of reflection of the first feedback value is increased as the temperature of the NOx purification catalyst is higher, and thereby the accuracy of the addition feedback value can be further increased.

請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記第1フィードバック値の更新頻度が所定値よりも低いときには、同更新頻度が同所定値よりも高いときに比して前記添加フィードバック値に対する前記第1フィードバック値の反映度合が小さくされることをその要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, when the update frequency of the first feedback value is lower than a predetermined value, the update frequency is the same. The gist of the invention is that the degree of reflection of the first feedback value with respect to the additive feedback value is smaller than when the value is higher than the predetermined value.

第1フィードバック値の更新頻度が所定値よりも低いときには、同第1フィードバック値の更新回数が少なく、その値の信頼性も低くなる。そこで、同構成では、第1フィードバック値の更新頻度が所定値よりも低いときには、添加フィードバック値に対する第1フィードバック値の反映度合を小さくするようにしている。そのため、信頼性の低いフィードバック値による添加フィードバック値の設定を抑えることができるようになる。   When the update frequency of the first feedback value is lower than the predetermined value, the number of updates of the first feedback value is small, and the reliability of the value is also low. Therefore, in the same configuration, when the update frequency of the first feedback value is lower than the predetermined value, the reflection degree of the first feedback value with respect to the addition feedback value is reduced. Therefore, it becomes possible to suppress the setting of the addition feedback value by the feedback value having low reliability.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、還元剤の添加量を増量する処理を行った後、前記NOxセンサの検出値が増加したときには前記目標添加量を減量補正する側に前記第1フィードバック値は更新され、還元剤の添加量を増量する処理を行った後、前記NOxセンサの検出値が減少したときには前記目標添加量を増量補正する側に前記第1フィードバック値は更新されることをその要旨とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects, after the processing for increasing the amount of addition of the reducing agent is performed, the detected value of the NOx sensor When the NOx sensor increases, the first feedback value is updated to reduce the target addition amount, and after the process of increasing the reducing agent addition amount is performed, the target addition amount is detected when the detected value of the NOx sensor decreases. The gist of the invention is that the first feedback value is updated on the side of increasing the amount.

NOxセンサには、NOxのみならずアンモニアも検出してしまうものがある。そこで、同構成ではまず、還元剤の添加量を増量するようにしている。そして、この還元剤増量によってNOxセンサの検出値が増加したときには、過剰な還元剤添加によりNOxセンサがアンモニアを検出していると考えることができる。そしてこの場合には、過剰な還元剤添加を抑えるために、目標添加量を減量補正する側に第1フィードバック値が更新される。一方、還元剤増量によってNOxセンサの検出値が減少したときには、還元剤添加によりNOx量が減少していると考えることができる。この場合には還元剤を増量補正することでNOxを更に浄化することが可能である。そこで、目標添加量を増量補正する側に第1フィードバック値が更新される。このように同構成によれば、NOxのみならずアンモニアも検出するNOxセンサであっても、NOxの浄化及びアンモニアの排出抑制を両立することのできる第1フィードバック値を算出することができるようになる。   Some NOx sensors detect not only NOx but also ammonia. Therefore, in this configuration, first, the amount of reducing agent added is increased. When the detected value of the NOx sensor increases due to the increase in the reducing agent, it can be considered that the NOx sensor detects ammonia due to excessive addition of the reducing agent. In this case, in order to suppress excessive addition of the reducing agent, the first feedback value is updated to reduce the target addition amount. On the other hand, when the detected value of the NOx sensor decreases due to the increase of the reducing agent, it can be considered that the NOx amount is decreased due to the addition of the reducing agent. In this case, NOx can be further purified by correcting the reducing agent in an increased amount. Therefore, the first feedback value is updated to the side for correcting the target addition amount to be increased. As described above, according to the same configuration, even if the NOx sensor detects not only NOx but also ammonia, the first feedback value that can achieve both NOx purification and ammonia emission suppression can be calculated. Become.

請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記推定還元剤残量に対して前記還元剤残量が少ないときには前記目標添加量を減量補正する側に前記第2フィードバック値は更新され、前記推定還元剤残量に対して前記還元剤残量が多いときには前記目標添加量を増量補正する側に前記第2フィードバック値は更新されることをその要旨とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to fifth aspects, the target addition is performed when the remaining reducing agent amount is smaller than the estimated remaining reducing agent amount. The second feedback value is updated on the side for correcting the amount to be decreased, and the second feedback value is updated on the side for increasing the target addition amount when the remaining amount of the reducing agent is larger than the estimated remaining amount of reducing agent. The gist is to be done.

上述したように、目標添加量に基づいて算出されるタンク内の推定還元剤残量と残量センサで検出される実際の還元剤残量との乖離傾向は、添加弁に指示された添加量指令値に対する実際の添加量のずれ、つまり添加弁の添加量誤差の傾向を示すものとなる。そこで、同構成では、推定還元剤残量に対して実際の還元剤残量が少ないときには、目標添加量に対して実際の添加量が多すぎるため、目標添加量を減量補正する側に第2フィードバック値を更新するようにしている。一方、推定還元剤残量に対して実際の還元剤残量が多いときには、目標添加量に対して実際の添加量が少なすぎるため、目標添加量を増量補正する側に第2フィードバック値を更新するようにしている。従って、同構成によれば、目標添加量に対する実際の添加量のずれを補正する第2フィードバック値を適切に算出することができるようになる。   As described above, the deviation tendency between the estimated reducing agent remaining amount in the tank calculated based on the target addition amount and the actual reducing agent remaining amount detected by the remaining amount sensor is determined by the addition amount instructed to the addition valve. It shows the tendency of the actual addition amount with respect to the command value, that is, the addition amount error of the addition valve. Therefore, in the same configuration, when the actual reducing agent remaining amount is small with respect to the estimated reducing agent remaining amount, the actual addition amount is excessive with respect to the target addition amount. The feedback value is updated. On the other hand, when the remaining amount of the actual reducing agent is larger than the estimated remaining amount of the reducing agent, the actual addition amount is too small with respect to the target addition amount, so the second feedback value is updated on the side to increase the target addition amount. Like to do. Therefore, according to the configuration, it is possible to appropriately calculate the second feedback value for correcting the deviation of the actual addition amount with respect to the target addition amount.

本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の一実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic which shows the internal combustion engine to which this is applied, and its periphery structure about one Embodiment of the exhaust gas purification device of the internal combustion engine concerning this invention. 同実施形態における尿素添加量の算出処理についてその手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure about the calculation process of the urea addition amount in the embodiment. 同実施形態における第1フィードバック値の設定処理についてその手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure about the setting process of the 1st feedback value in the embodiment. 同実施形態における第2フィードバック値の設定処理についてその手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure about the setting process of the 2nd feedback value in the embodiment. 同実施形態における添加フィードバック値の設定処理についてその手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure about the setting process of the addition feedback value in the embodiment. 第2排気温度と反映係数Kとの関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between 2nd exhaust temperature and the reflection coefficient K. FIG.

以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した一実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。なお、本明細書に記載の「上流」及び「下流」は、排気系での排気の流れ方向を基準にするものである。   Hereinafter, an embodiment of an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that “upstream” and “downstream” described in this specification are based on the flow direction of the exhaust gas in the exhaust system.

図1に、本実施形態にかかる排気浄化装置が適用されたディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」という)、並びにそれらの周辺構成を示す概略構成図を示す。
エンジン1には複数の気筒#1〜#4が設けられている。シリンダヘッド2には複数の燃料噴射弁4a〜4dが取り付けられている。これら燃料噴射弁4a〜4dは各気筒#1〜#4の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド2には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート6a〜6dとが各気筒#1〜#4に対応して設けられている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine (hereinafter simply referred to as “engine”) to which the exhaust emission control device according to the present embodiment is applied, and a peripheral configuration thereof.
The engine 1 is provided with a plurality of cylinders # 1 to # 4. A plurality of fuel injection valves 4 a to 4 d are attached to the cylinder head 2. These fuel injection valves 4a to 4d inject fuel into the combustion chambers of the cylinders # 1 to # 4. Also, the cylinder head 2 is provided with intake ports for introducing fresh air into the cylinders and exhaust ports 6a to 6d for discharging combustion gas to the outside of the cylinders corresponding to the respective cylinders # 1 to # 4. It has been.

燃料噴射弁4a〜4dは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール9に接続されている。コモンレール9はサプライポンプ10に接続されている。サプライポンプ10は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール9に高圧燃料を供給する。コモンレール9に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁4a〜4dの開弁時に同燃料噴射弁4a〜4dから気筒内に噴射される。   The fuel injection valves 4a to 4d are connected to a common rail 9 that accumulates high-pressure fuel. The common rail 9 is connected to the supply pump 10. The supply pump 10 sucks fuel in the fuel tank and supplies high-pressure fuel to the common rail 9. The high-pressure fuel supplied to the common rail 9 is injected into the cylinder from the fuel injection valves 4a to 4d when the fuel injection valves 4a to 4d are opened.

吸気ポートにはインテークマニホールド7が接続されている。インテークマニホールド7は吸気通路3に接続されている。この吸気通路3内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁16が設けられている。   An intake manifold 7 is connected to the intake port. The intake manifold 7 is connected to the intake passage 3. An intake throttle valve 16 for adjusting the intake air amount is provided in the intake passage 3.

排気ポート6a〜6dにはエキゾーストマニホールド8が接続されている。エキゾーストマニホールド8は排気通路26に接続されている。
排気通路26の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ11が設けられている。同ターボチャージャ11の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁16との間の吸気通路3にはインタークーラ18が設けられている。このインタークーラ18によって、ターボチャージャ11の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
An exhaust manifold 8 is connected to the exhaust ports 6a to 6d. The exhaust manifold 8 is connected to the exhaust passage 26.
In the middle of the exhaust passage 26, there is provided a turbocharger 11 that supercharges intake air introduced into the cylinder using exhaust pressure. An intercooler 18 is provided in the intake passage 3 between the intake side compressor of the turbocharger 11 and the intake throttle valve 16. The intercooler 18 cools the intake air whose temperature has risen due to supercharging of the turbocharger 11.

また、排気通路26の途中にあって、ターボチャージャ11の排気側タービンの下流には、排気を浄化する第1浄化部材30が設けられている。この第1浄化部材30の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒31及びDPF触媒32が配設されている。   A first purification member 30 that purifies the exhaust gas is provided in the middle of the exhaust passage 26 and downstream of the exhaust side turbine of the turbocharger 11. Inside the first purification member 30, an oxidation catalyst 31 and a DPF catalyst 32 are arranged in series with respect to the flow direction of the exhaust gas.

酸化触媒31には、排気中のHCを酸化処理する触媒が担持されている。また、DPF触媒32は、排気中のPM(粒子状物質)を捕集するフィルタであって多孔質のセラミックで構成されており、さらにはPMの酸化を促進させるための触媒が担持されている。排気中のPMは、DPF触媒32の多孔質の壁を通過する際に捕集される。なお、このDPF触媒32は、上記排気浄化部材を構成している。   The oxidation catalyst 31 carries a catalyst for oxidizing HC in the exhaust. The DPF catalyst 32 is a filter that collects PM (particulate matter) in the exhaust gas and is composed of a porous ceramic, and further supports a catalyst for promoting oxidation of PM. . The PM in the exhaust gas is collected when it passes through the porous wall of the DPF catalyst 32. The DPF catalyst 32 constitutes the exhaust purification member.

また、エキゾーストマニホールド8の集合部近傍には、酸化触媒31やDPF触媒32に添加剤として燃料を供給するための燃料添加弁5が設けられている。この燃料添加弁5は、燃料供給管27を介して前記サプライポンプ10に接続されている。なお、燃料添加弁5の配設位置は、排気系にあって第1浄化部材30の上流側であれば適宜変更するも可能である。   Further, a fuel addition valve 5 for supplying fuel as an additive to the oxidation catalyst 31 and the DPF catalyst 32 is provided in the vicinity of the collecting portion of the exhaust manifold 8. The fuel addition valve 5 is connected to the supply pump 10 through a fuel supply pipe 27. The position of the fuel addition valve 5 can be changed as appropriate as long as it is in the exhaust system and upstream of the first purification member 30.

DPF触媒32に捕集されたPMの量が所定値を超えると、DPF触媒32の再生処理が開始されて燃料添加弁5からはエキゾーストマニホールド8内に向けて燃料が噴射される。この燃料添加弁5から噴射された燃料は、酸化触媒31に達すると燃焼され、これにより排気温度の上昇が図られる。そして、酸化触媒31にて昇温された排気がDPF触媒32に流入することにより、同DPF触媒32は昇温され、これによりDPF触媒32に堆積したPMが酸化処理されてDPF触媒32の再生が図られる。   When the amount of PM collected by the DPF catalyst 32 exceeds a predetermined value, regeneration processing of the DPF catalyst 32 is started, and fuel is injected from the fuel addition valve 5 into the exhaust manifold 8. The fuel injected from the fuel addition valve 5 is combusted when it reaches the oxidation catalyst 31, thereby increasing the exhaust temperature. The exhaust gas heated by the oxidation catalyst 31 flows into the DPF catalyst 32, whereby the DPF catalyst 32 is heated, whereby the PM deposited on the DPF catalyst 32 is oxidized to regenerate the DPF catalyst 32. Is planned.

また、排気通路26の途中にあって、第1浄化部材30の下流には、排気を浄化する第2浄化部材40が設けられている。第2浄化部材40の内部には、還元剤を利用して排気中のNOxを還元浄化するNOx浄化触媒としての選択還元型NOx触媒(以下、SCR触媒という)41が配設されている。   A second purification member 40 that purifies the exhaust gas is provided in the middle of the exhaust passage 26 and downstream of the first purification member 30. Inside the second purification member 40, a selective reduction type NOx catalyst (hereinafter referred to as an SCR catalyst) 41 is disposed as a NOx purification catalyst that reduces and purifies NOx in the exhaust using a reducing agent.

さらに、排気通路26の途中にあって、第2浄化部材40の下流には、排気を浄化する第3浄化部材50が設けられている。第3浄化部材50の内部には、排気中のアンモニアを浄化するアンモニア酸化触媒51が配設されている。   Further, a third purification member 50 for purifying exhaust gas is provided in the middle of the exhaust passage 26 and downstream of the second purification member 40. Inside the third purification member 50, an ammonia oxidation catalyst 51 for purifying ammonia in the exhaust is disposed.

エンジン1には、上記SCR触媒41に還元剤を供給する還元剤供給機構としての尿素水供給機構200が設けられている。尿素水供給機構200は、尿素水を貯留するタンク210、排気通路26内に尿素水を噴射供給する尿素添加弁230、尿素添加弁230とタンク210とを接続する供給通路240、供給通路240の途中に設けられたポンプ220、タンク210内に貯留された尿素水の量(尿素素残量NR)を検出する残量センサ250等で構成されている。   The engine 1 is provided with a urea water supply mechanism 200 as a reducing agent supply mechanism that supplies a reducing agent to the SCR catalyst 41. The urea water supply mechanism 200 includes a tank 210 that stores urea water, a urea addition valve 230 that injects urea water into the exhaust passage 26, a supply passage 240 that connects the urea addition valve 230 and the tank 210, and a supply passage 240. A pump 220 provided in the middle, a remaining amount sensor 250 for detecting the amount of urea water stored in the tank 210 (urea remaining amount NR), and the like.

尿素添加弁230は、第1浄化部材30と第2浄化部材40との間の排気通路26に設けられており、その噴射孔はSCR触媒41に向かって開口されている。この尿素添加弁230が開弁されると、供給通路240を介して排気通路26内に尿素水が噴射供給される。なお、尿素添加弁230は、上記還元剤噴射弁を構成している。   The urea addition valve 230 is provided in the exhaust passage 26 between the first purification member 30 and the second purification member 40, and the injection hole is opened toward the SCR catalyst 41. When the urea addition valve 230 is opened, urea water is injected and supplied into the exhaust passage 26 via the supply passage 240. The urea addition valve 230 constitutes the reducing agent injection valve.

ポンプ220は電動式のポンプであり、正回転時には、タンク210から尿素添加弁230に向けて尿素水を送液する。一方、逆回転時には、尿素添加弁230からタンク210に向けて尿素水を送液する。つまり、ポンプ220の逆回転時には、尿素添加弁230及び供給通路240から尿素水が回収されてタンク210に戻される。   The pump 220 is an electric pump, and at the time of forward rotation, the urea water is fed from the tank 210 toward the urea addition valve 230. On the other hand, during reverse rotation, urea water is sent from the urea addition valve 230 toward the tank 210. In other words, during the reverse rotation of the pump 220, urea water is recovered from the urea addition valve 230 and the supply passage 240 and returned to the tank 210.

また、尿素添加弁230とSCR触媒41との間の排気通路26内には、尿素添加弁230から噴射された尿素水を分散させることにより同尿素水の霧化を促進する分散板60が設けられている。   A dispersion plate 60 is provided in the exhaust passage 26 between the urea addition valve 230 and the SCR catalyst 41 to promote atomization of the urea water by dispersing the urea water injected from the urea addition valve 230. It has been.

尿素添加弁230から噴射された尿素水は、SCR触媒41に到達するとアンモニアとして吸着される。そしてSCR触媒41に吸着されたアンモニアによりNOxが還元浄化される。   When urea water injected from the urea addition valve 230 reaches the SCR catalyst 41, it is adsorbed as ammonia. Then, NOx is reduced and purified by the ammonia adsorbed on the SCR catalyst 41.

この他、エンジン1には排気再循環装置(以下、EGR装置という)が備えられている。このEGR装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、NOxの発生量を低減させる装置である。この排気再循環装置は、吸気通路3とエキゾーストマニホールド8とを連通するEGR通路13、同EGR通路13に設けられたEGR弁15、及びEGRクーラ14等により構成されている。EGR弁15の開度が調整されることにより排気通路26から吸気通路3に導入される排気還流量、いわゆる外部EGR量が調量される。また、EGRクーラ14によってEGR通路13内を流れる排気の温度が低下される。   In addition, the engine 1 is provided with an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as an EGR device). This EGR device is a device that reduces the combustion temperature in the cylinder by introducing a part of the exhaust gas into the intake air, thereby reducing the amount of NOx generated. This exhaust gas recirculation device includes an EGR passage 13 that communicates the intake passage 3 and the exhaust manifold 8, an EGR valve 15 provided in the EGR passage 13, an EGR cooler 14, and the like. By adjusting the opening degree of the EGR valve 15, the exhaust gas recirculation amount introduced into the intake passage 3 from the exhaust passage 26, that is, the so-called external EGR amount is adjusted. Further, the temperature of the exhaust gas flowing through the EGR passage 13 is lowered by the EGR cooler 14.

エンジン1には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、エアフロメータ19は吸気通路3内の吸入空気量GAを検出する。絞り弁開度センサ20は吸気絞り弁16の開度を検出する。機関回転速度センサ21はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度NEを検出する。アクセルセンサ22はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ACCPを検出する。外気温センサ23は、外気温THoutを検出する。車速センサ24はエンジン1が搭載された車両の車速SPDを検出する。   Various sensors for detecting the engine operation state are attached to the engine 1. For example, the air flow meter 19 detects the intake air amount GA in the intake passage 3. The throttle valve opening sensor 20 detects the opening of the intake throttle valve 16. The engine rotation speed sensor 21 detects the rotation speed of the crankshaft, that is, the engine rotation speed NE. The accelerator sensor 22 detects an accelerator pedal depression amount, that is, an accelerator operation amount ACCP. The outside air temperature sensor 23 detects the outside air temperature THout. The vehicle speed sensor 24 detects the vehicle speed SPD of the vehicle on which the engine 1 is mounted.

また、酸化触媒31の上流に設けられた第1排気温度センサ100は、酸化触媒31に流入する前の排気温度である第1排気温度TH1を検出する。差圧センサ110は、DPF触媒32の上流及び下流の排気圧の圧力差ΔPを検出する。   The first exhaust temperature sensor 100 provided upstream of the oxidation catalyst 31 detects the first exhaust temperature TH1 that is the exhaust temperature before flowing into the oxidation catalyst 31. The differential pressure sensor 110 detects the pressure difference ΔP between the exhaust pressure upstream and downstream of the DPF catalyst 32.

第1浄化部材30と第2浄化部材40との間の排気通路26にあって、尿素添加弁230の上流には、第2排気温度センサ120及び第1NOxセンサ130が設けられている。第2排気温度センサ120は、SCR触媒41に流入する前の排気温度である第2排気温度TH2を検出する。第1NOxセンサ130は、SCR触媒41に流入する前の排気中のNOx濃度である第1NOx濃度N1を検出する。   A second exhaust temperature sensor 120 and a first NOx sensor 130 are provided in the exhaust passage 26 between the first purification member 30 and the second purification member 40 and upstream of the urea addition valve 230. The second exhaust temperature sensor 120 detects a second exhaust temperature TH2, which is the exhaust temperature before flowing into the SCR catalyst 41. The first NOx sensor 130 detects a first NOx concentration N1, which is the NOx concentration in the exhaust before flowing into the SCR catalyst 41.

第3浄化部材50よりも下流の排気通路26には、SCR触媒41を通過した排気中のNOx濃度である第2NOx濃度N2を検出する第2NOxセンサ140が設けられている。なお、第1NOxセンサ130及び第2NOxセンサ140は、排気中のNOxのみならずアンモニアにも反応するセンサであり、排気中のNOx量やアンモニア量が増えるほど出力値は大きくなる。   The exhaust passage 26 downstream of the third purification member 50 is provided with a second NOx sensor 140 that detects a second NOx concentration N2 that is the NOx concentration in the exhaust gas that has passed through the SCR catalyst 41. The first NOx sensor 130 and the second NOx sensor 140 are sensors that react not only to NOx in the exhaust but also to ammonia, and the output value increases as the amount of NOx and the amount of ammonia in the exhaust increases.

これら各種センサ等の出力は制御装置80に入力される。この制御装置80は、中央処理制御装置(CPU)、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ(ROM)、CPUの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。   Outputs from these various sensors are input to the control device 80. The control device 80 includes a central processing control device (CPU), a read-only memory (ROM) that stores various programs and maps in advance, a random access memory (RAM) that temporarily stores CPU calculation results, a timer counter, an input The microcomputer is mainly configured with an interface, an output interface, and the like.

そして、制御装置80により、例えば燃料噴射弁4a〜4dや燃料添加弁5の燃料噴射量制御・燃料噴射時期制御、サプライポンプ10の吐出圧力制御、吸気絞り弁16を開閉するアクチュエータ17の駆動量制御、EGR弁15の開度制御等、エンジン1の各種制御が行われる。   Then, the controller 80 controls, for example, the fuel injection amount control / fuel injection timing control of the fuel injection valves 4a to 4d and the fuel addition valve 5, the discharge pressure control of the supply pump 10, and the drive amount of the actuator 17 that opens and closes the intake throttle valve 16. Various controls of the engine 1 such as control and opening control of the EGR valve 15 are performed.

また、上記DPF触媒32に捕集されたPMを燃焼させる上記再生処理等といった各種の排気浄化制御も同制御装置80によって行われる。
制御装置80は、そうした排気浄化制御の一つとして、上記尿素添加弁230による尿素水の添加制御も行う。この添加制御では、エンジン1から排出されるNOxを還元処理するために必要な尿素水の目標添加量となる尿素添加量QEが機関運転状態等に基づいて算出される。そして、算出された尿素添加量QEが尿素添加弁230から噴射されるように、同尿素添加弁230の開弁状態が制御される。
The exhaust gas purification control such as the regeneration process for burning the PM collected by the DPF catalyst 32 is also performed by the controller 80.
The control device 80 also performs urea water addition control by the urea addition valve 230 as one of such exhaust gas purification controls. In this addition control, a urea addition amount QE, which is a target addition amount of urea water necessary for reducing NOx discharged from the engine 1, is calculated based on the engine operating state and the like. Then, the open state of the urea addition valve 230 is controlled so that the calculated urea addition amount QE is injected from the urea addition valve 230.

図2に、尿素添加量QEの算出処理の手順を示す。なお、本処理は制御装置80によって実行される。
本処理が開始されるとまず、吸入空気量GA及び第2排気温度TH2に基づいて当量比TTが算出される(S100)。この当量比TTは、NOxを還元処理するために必要な過不足の無い尿素水の添加量であって、NOxの単位濃度当たりに必要な添加量(例えば1ppmのNOxを完全に還元するために必要な添加量など)となっている。そして、吸入空気量GAが多いほど(つまり排気流量が多いほど)、あるいは第2排気温度TH2が高いほど、NOxの単位濃度当たりに必要な添加量は多くなる傾向があるため、吸入空気量GAが多いほど、あるいは第2排気温度TH2が高いほど当量比TTの値が大きくなるように同当量比TTは可変設定される。
FIG. 2 shows a procedure for calculating the urea addition amount QE. This process is executed by the control device 80.
When this process is started, first, the equivalence ratio TT is calculated based on the intake air amount GA and the second exhaust temperature TH2 (S100). This equivalence ratio TT is an addition amount of urea water that is sufficient for reducing NOx, and is necessary for the unit concentration of NOx (for example, to completely reduce 1 ppm of NOx). Necessary addition amount). Then, as the intake air amount GA increases (that is, the exhaust flow rate increases) or as the second exhaust temperature TH2 increases, the amount of addition required per unit concentration of NOx tends to increase. The equivalence ratio TT is variably set so that the value of the equivalence ratio TT increases as the amount of exhaust gas increases or as the second exhaust temperature TH2 increases.

次に、当量比TTに対して、第1NOx濃度N1及び添加フィードバック値(以下、添加FB値という)Fが乗算されることにより、尿素添加量QEが算出されて(S110)、本処理は終了される。添加FB値Fは、第1フィードバック値(以下、第1FB値という)F1及び第2フィードバック値(以下、第2FB値という)F2によって設定される。   Next, the equivalence ratio TT is multiplied by the first NOx concentration N1 and the addition feedback value (hereinafter referred to as the addition FB value) F, thereby calculating the urea addition amount QE (S110), and this processing is completed. Is done. The added FB value F is set by a first feedback value (hereinafter referred to as a first FB value) F1 and a second feedback value (hereinafter referred to as a second FB value) F2.

まず、第1FB値F1の設定について説明する。この第1FB値F1は、図3に示す設定処理を通じて設定される値である。なお、同設定処理は制御装置80により実行される。   First, the setting of the first FB value F1 will be described. The first FB value F1 is a value set through the setting process shown in FIG. The setting process is executed by the control device 80.

本処理が実行されるとまず、第2NOxセンサ140の出力値である第2NOx出力値S2が判定値A以上であるか否かが判定される(S200)。そして、第2NOx出力値S2が判定値A未満のときには(S200:NO)、排気中のNOxやアンモニアが十分に少ないと判断されて、本処理は終了される。   When this process is executed, first, it is determined whether or not the second NOx output value S2 that is the output value of the second NOx sensor 140 is greater than or equal to the determination value A (S200). When the second NOx output value S2 is less than the determination value A (S200: NO), it is determined that the NOx and ammonia in the exhaust gas are sufficiently small, and the present process is terminated.

一方、第2NOx出力値S2が判定値A以上のときには(S200:YES)、排気中のNOx、あるいはアンモニアが比較的多いと判断され、次に、尿素添加量が増量される(S210)。このステップS210では、現在設定されている尿素添加量QEに対して所定の尿素増量分が加算されることにより、尿素添加量の増量が行われる。   On the other hand, when the second NOx output value S2 is greater than or equal to the determination value A (S200: YES), it is determined that NOx or ammonia in the exhaust gas is relatively large, and then the urea addition amount is increased (S210). In step S210, the urea addition amount is increased by adding a predetermined urea increase amount to the currently set urea addition amount QE.

次に、第2NOx出力値S2が安定したか否かが判定される(S220)。このステップS220では、第2NOx出力値S2の変化量が予め定められた所定量以下となったときに、同第2NOx出力値S2は安定したと判定される。そして、第2NOx出力値S2が安定していないときには(S220:NO)、第2NOx出力値S2が安定するまでステップS210の判定処理が繰り返し実行される。   Next, it is determined whether or not the second NOx output value S2 is stable (S220). In step S220, it is determined that the second NOx output value S2 is stable when the amount of change in the second NOx output value S2 is equal to or smaller than a predetermined amount. When the second NOx output value S2 is not stable (S220: NO), the determination process of step S210 is repeatedly executed until the second NOx output value S2 is stabilized.

ステップS220にて、第2NOx出力値S2が安定したと判定されるときには(S220:YES)、ステップS210での尿素添加量の増量後に第2NOx出力値S2が減少したか否かが判定される(S230)。   When it is determined in step S220 that the second NOx output value S2 is stable (S220: YES), it is determined whether or not the second NOx output value S2 has decreased after the urea addition amount has increased in step S210 ( S230).

そして第2NOx出力値S2が減少しているときには(S230:YES)、ステップS210での尿素添加量の増量によってNOx量は減少したと考えることができる。この場合には尿素添加量QEを増量補正することでNOxを更に浄化することが可能である。そこでこの場合には、尿素添加量QEを増量補正するために第1FB値F1は増量補正されて(S240)、本処理は終了される。このステップS240では、現在設定されている第1FB値F1に所定値αが加算されることにより、第1FB値F1はより大きい値に更新され、これにより第1FB値F1は尿素添加量QEを増量補正する側に更新される。   When the second NOx output value S2 is decreasing (S230: YES), it can be considered that the NOx amount has decreased due to the increase in the urea addition amount in step S210. In this case, NOx can be further purified by increasing the urea addition amount QE. Therefore, in this case, the first FB value F1 is corrected to increase in order to increase the urea addition amount QE (S240), and this process is terminated. In this step S240, by adding a predetermined value α to the currently set first FB value F1, the first FB value F1 is updated to a larger value, whereby the first FB value F1 increases the urea addition amount QE. Updated to the correction side.

一方、上記ステップS230にて、第2NOx出力値S2が減少していないと判定されるときには(S230:NO)、ステップS210での尿素添加量の増量後に第2NOx出力値S2が増大したか否かが判定される(S250)。そして、第2NOx出力値S2が増大しているときには(S250:YES)、過剰な尿素添加により第2NOxセンサ140がアンモニアを検出していると考えることができる。そこでこの場合には、過剰な尿素添加を抑えるために第1FB値F1は減量補正されて(S260)、本処理は終了される。このステップS260では、現在設定されている第1FB値F1から所定値αが減算されることにより、第1FB値F1はより小さい値に更新され、これにより第1FB値F1は尿素添加量QEを減量補正する側に更新される。   On the other hand, if it is determined in step S230 that the second NOx output value S2 has not decreased (S230: NO), whether or not the second NOx output value S2 has increased after the urea addition amount has increased in step S210. Is determined (S250). When the second NOx output value S2 is increasing (S250: YES), it can be considered that the second NOx sensor 140 detects ammonia due to excessive urea addition. Therefore, in this case, the first FB value F1 is corrected to decrease in order to suppress excessive urea addition (S260), and this process is terminated. In this step S260, the predetermined value α is subtracted from the currently set first FB value F1, so that the first FB value F1 is updated to a smaller value, whereby the first FB value F1 decreases the urea addition amount QE. Updated to the correction side.

他方、ステップ250にて、第2NOx出力値S2が増大していないと判定されるときには(S250:NO)、本処理は終了される。
ちなみに、更新前の第1FB値F1と更新後の第1FB値F1との差が非常に大きいときには、更新後の第1FB値F1の信頼性が低いと判断し、更新前の第1FB値F1を維持するようにしてもよい。
On the other hand, when it is determined in step 250 that the second NOx output value S2 has not increased (S250: NO), this process ends.
Incidentally, when the difference between the first FB value F1 before update and the first FB value F1 after update is very large, it is determined that the reliability of the first FB value F1 after update is low, and the first FB value F1 before update is determined. You may make it maintain.

こうした第1FB値F1の設定処理が行われることにより、第2NOxセンサ140がNOxのみならずアンモニアも検出するセンサであっても、NOxの浄化及びアンモニアの排出抑制を両立することのできる第1FB値F1を算出することができる。   By performing the setting process of the first FB value F1, even if the second NOx sensor 140 is a sensor that detects not only NOx but also ammonia, the first FB value that can achieve both NOx purification and ammonia emission suppression. F1 can be calculated.

また、第1FB値F1の設定処理では、第1FB値F1が第2NOxセンサ140の出力値に基づいて更新されるため、この第1FB値F1は実際のNOx量に応じた尿素添加量QEの補正値として算出される。従って、NOxの浄化及びアンモニアの排出抑制を両立するための添加FB値Fの精度が高められるようになり、NOxの浄化及びアンモニアの排出抑制の両立を意図した尿素添加量QEの設定に際して、その設定精度が向上するようになる。つまり第1FB値F1は、尿素添加量QEの設定精度を高めるためのフィードバック値となっている。   In the setting process of the first FB value F1, the first FB value F1 is updated based on the output value of the second NOx sensor 140. Therefore, the first FB value F1 is corrected for the urea addition amount QE according to the actual NOx amount. Calculated as a value. Accordingly, the accuracy of the added FB value F for achieving both NOx purification and ammonia emission suppression is improved, and when setting the urea addition amount QE intended to achieve both NOx purification and ammonia emission suppression, Setting accuracy is improved. That is, the first FB value F1 is a feedback value for increasing the setting accuracy of the urea addition amount QE.

次に、第2FB値F2の設定について説明する。この第2FB値F2は、図4に示す設定処理を通じて設定される値である。なお、同設定処理は、制御装置80によって所定周期毎に繰り返し実行される。   Next, the setting of the second FB value F2 will be described. The second FB value F2 is a value set through the setting process shown in FIG. The setting process is repeatedly executed by the control device 80 at predetermined intervals.

本処理が開始されるとまず、タンク210に尿素水が補充された直後であるか否かが判定される(S300)。ここでは、例えば残量センサ250によって検出される尿素水残量RNが、前回の検出値よりも所定値以上に多くなった場合に、尿素水が補充された直後であると判定することが可能である。そして、尿素水が補充された直後であるときには(S300:YES)、ステップS390にて積算尿素添加量QESがリセットされて、本処理は一旦終了される。この積算尿素添加量QESは、尿素添加量QEの積算値であり、タンク210に尿素水が補充された直後から積算値の算出が開始される。なお、尿素添加弁230に噴射誤差がなければ、尿素水が補充された後タンク210から噴射された実際の尿素水の総量と積算尿素添加量QESとは一致する。   When this process is started, it is first determined whether or not it is immediately after the urea water is replenished to the tank 210 (S300). Here, for example, when the urea water remaining amount RN detected by the remaining amount sensor 250 is greater than a predetermined value by the previous detection value, it can be determined that the urea water has just been replenished. It is. If it is immediately after the urea water is replenished (S300: YES), the integrated urea addition amount QES is reset in step S390, and this process is temporarily ended. The integrated urea addition amount QES is an integrated value of the urea addition amount QE, and the calculation of the integrated value is started immediately after urea water is replenished to the tank 210. If there is no injection error in the urea addition valve 230, the total amount of actual urea water injected from the tank 210 after the urea water is replenished and the integrated urea addition amount QES match.

一方、ステップS300にて、尿素水が補充された直後でないと判定されるときには(S300:YES)、現在の積算尿素添加量QESが読み込まれるとともに(S310)、現在の尿素水残量RNも読み込まれる(S320)。   On the other hand, when it is determined in step S300 that it is not immediately after the urea water is replenished (S300: YES), the current accumulated urea addition amount QES is read (S310), and the current urea water remaining amount RN is also read. (S320).

次に、残量変化量RNHが判定値H1以上であるか否かが判定される(S330)。この残量変化量RNHは、タンク210内に貯留された尿素水の残量変化量であり、より詳細には前回第2FB値F2が更新されてから現在までの間における尿素水残量RNの変化量である。また、残量センサ250にて検出される尿素水残量RNは、タンク210内での尿素水の揺れ等の影響を受ける。そのため、残量変化量RNHが非常に小さい場合には、センサ検出値に基づいて算出される残量変化量RNHが実際の残量変化量に対して大きな検出誤差を含んでしまうおそれがある。逆にいえば、残量変化量RNHがある程度大きければ、こうした検出誤差の影響は少なくなる。そこで、判定値H1としては、上述した検出誤差の影響が十分に小さくなる程度に残量変化量RNHの値が大きいか否かを判定できる値が設定されている。   Next, it is determined whether or not the remaining amount change amount RNH is equal to or greater than a determination value H1 (S330). This remaining amount change amount RNH is the remaining amount change amount of the urea water stored in the tank 210. More specifically, the remaining amount of urea water remaining RN from when the second FB value F2 is updated to the present time is updated. The amount of change. The urea water remaining amount RN detected by the remaining amount sensor 250 is affected by the urea water shaking in the tank 210. Therefore, when the remaining amount change amount RNH is very small, the remaining amount change amount RNH calculated based on the sensor detection value may include a large detection error with respect to the actual remaining amount change amount. Conversely, if the remaining amount change amount RNH is large to some extent, the influence of such a detection error is reduced. Therefore, as the determination value H1, a value that can determine whether or not the value of the remaining amount change amount RNH is large enough to sufficiently reduce the influence of the detection error described above is set.

そして、残量変化量RNHが判定値H1未満のときには(S330:NO)、本処理は一旦終了される。
一方、残量変化量RNHが判定値H1以上のときには(S330:YES)、次式(1)に基づいて推定残量RSが算出される(S340)。
When the remaining amount change amount RNH is less than the determination value H1 (S330: NO), this process is temporarily terminated.
On the other hand, when the remaining amount change amount RNH is greater than or equal to the determination value H1 (S330: YES), the estimated remaining amount RS is calculated based on the following equation (1) (S340).


推定残量RS=尿素水補充直後の尿素水残量RN−積算尿素添加量QES …(1)

式(1)からも分かるように、推定残量RSは、尿素水補充直後の尿素水残量RNから尿素添加量QEの積算値を減算したものであり、尿素添加弁230への添加量指令値である尿素添加量QEと実際に尿素添加弁230から添加される尿素水量とが一致していれば、残量センサ250にて検出される尿素水残量RNと推定残量RSとは一致する。一方、尿素添加弁230に添加量誤差がある場合には、尿素添加量QEに対して実際に尿素添加弁230から添加される尿素水量がずれるため、こうした添加量誤差は、尿素水残量RNと推定残量RSとの乖離傾向に反映される。そこで、ステップS350以降の処理では、そうした乖離傾向に基づき、尿素添加弁230の添加量誤差を補正する第2FB値F2の更新が行われる。

Estimated remaining amount RS = urea remaining amount RN immediately after urea solution replenishment RN−integrated urea addition amount QES (1)

As can be seen from the equation (1), the estimated remaining amount RS is obtained by subtracting the integrated value of the urea addition amount QE from the urea water remaining amount RN immediately after the urea water replenishment, and the addition amount command to the urea addition valve 230 If the urea addition amount QE, which is the value, and the urea water amount actually added from the urea addition valve 230 match, the urea water remaining amount RN detected by the remaining amount sensor 250 matches the estimated remaining amount RS. To do. On the other hand, when there is an addition amount error in the urea addition valve 230, the amount of urea water actually added from the urea addition valve 230 is deviated from the urea addition amount QE. It is reflected in the divergence tendency with estimated remaining amount RS. Therefore, in the processing after step S350, the second FB value F2 for correcting the addition amount error of the urea addition valve 230 is updated based on such a tendency to deviate.

まず、ステップS350では、尿素水残量RNが推定残量RSよりも少ないか否かが判定される。そして、尿素水残量RNが推定残量RSよりも少ないときには(S350:YES)、目標添加量である尿素添加量QEに対して実際の添加量が多すぎると考えることができる。そこでこの場合には、実際の尿素添加量を抑えるために第2FB値F2は減量補正されて(S360)、本処理は一旦終了される。このステップS360では、現在設定されている第2FB値F2から所定値βが減算されることにより、第2FB値F2はより小さい値に更新され、これにより第2FB値F2は尿素添加量QEを減量補正する側に更新される。   First, in step S350, it is determined whether the urea water remaining amount RN is smaller than the estimated remaining amount RS. When the urea water remaining amount RN is smaller than the estimated remaining amount RS (S350: YES), it can be considered that the actual addition amount is too large with respect to the urea addition amount QE that is the target addition amount. Therefore, in this case, the second FB value F2 is corrected to decrease in order to suppress the actual urea addition amount (S360), and this process is temporarily terminated. In this step S360, the predetermined value β is subtracted from the currently set second FB value F2, so that the second FB value F2 is updated to a smaller value, whereby the second FB value F2 reduces the urea addition amount QE. Updated to the correction side.

一方、尿素水残量RNが推定残量RSよりも少なくないときには(S350:NO)、ステップS370にて、尿素水残量RNが推定残量RSよりも多いか否かが判定される。そして、尿素水残量RNが推定残量RSよりも多いときには(S370:YES)、目標添加量である尿素添加量QEに対して実際の添加量が少なすぎると考えることができる。そこでこの場合には、実際の尿素添加量を増やすために第2FB値F2は増量補正されて(S380)、本処理は一旦終了される。このステップS380では、現在設定されている第2FB値F2に所定値βが加算されることにより、第2FB値F2はより大きい値に更新され、これにより第2FB値F2は尿素添加量QEを増量補正する側に更新される。   On the other hand, when the urea water remaining amount RN is not smaller than the estimated remaining amount RS (S350: NO), it is determined in step S370 whether the urea water remaining amount RN is larger than the estimated remaining amount RS. When the urea water remaining amount RN is larger than the estimated remaining amount RS (S370: YES), it can be considered that the actual addition amount is too small with respect to the urea addition amount QE that is the target addition amount. Therefore, in this case, the second FB value F2 is corrected to increase in order to increase the actual urea addition amount (S380), and this process is temporarily terminated. In this step S380, by adding a predetermined value β to the currently set second FB value F2, the second FB value F2 is updated to a larger value, whereby the second FB value F2 increases the urea addition amount QE. Updated to the correction side.

一方、ステップ370にて、尿素水残量RNが推定残量RSよりも多くないと判定されるときには(S370:NO)、本処理は一旦終了される。従ってこの場合には、実質的に第2FB値F2の更新は行われない。   On the other hand, when it is determined in step 370 that the urea water remaining amount RN is not larger than the estimated remaining amount RS (S370: NO), this process is temporarily ended. Therefore, in this case, the second FB value F2 is not substantially updated.

ちなみに、更新前の第2FB値F2と更新後の第2FB値F2との差が非常に大きいときには、更新後の第2FB値F2の信頼性が低いと判断し、更新前の第2FB値F2を維持するようにしてもよい。   Incidentally, when the difference between the second FB value F2 before the update and the second FB value F2 after the update is very large, it is determined that the reliability of the second FB value F2 after the update is low, and the second FB value F2 before the update is determined. You may make it maintain.

また、上記第2FB値F2の設定処理では、ステップS330にて残量変化量RNHが判定値H1以上であると判定されると、ステップS340以降の処理が行われる。従って、タンク210内の尿素水が徐々に消費されていく過程において、残量変化量RNHが判定値H1以上であると判定される毎に、第2FB値F2は更新される。   Further, in the setting process of the second FB value F2, when it is determined in step S330 that the remaining amount change amount RNH is equal to or larger than the determination value H1, the processes after step S340 are performed. Therefore, the second FB value F2 is updated each time it is determined that the remaining amount change amount RNH is greater than or equal to the determination value H1 in the process of gradually consuming the urea water in the tank 210.

こうした第2FB値F2の設定処理が行われることにより、尿素添加量QEに対する実際の添加量のずれを補正する第2FB値F2が適切に算出される。そして、これにより尿素添加量QEに対する実際の添加量のずれが補正されるように添加FB値Fは設定されるようになり、これによってもNOxの浄化及びアンモニアの排出抑制を両立するための添加FB値Fの精度は高められるようになり、尿素添加量QEに対する実際の添加量の精度が向上するようになる。   By performing the setting process of the second FB value F2, the second FB value F2 that corrects the deviation of the actual addition amount with respect to the urea addition amount QE is appropriately calculated. Then, the added FB value F is set so as to correct the deviation of the actual added amount with respect to the urea added amount QE, and this also makes it possible to achieve both NOx purification and ammonia emission suppression. The accuracy of the FB value F is increased, and the accuracy of the actual addition amount with respect to the urea addition amount QE is improved.

次に、添加FB値Fの設定について説明する。
まず、一般に、NOxセンサの分解能は上記残量センサ250よりも高いため、第2NOxセンサ140の出力値によって更新される第1FB値F1の精度は、残量センサ250の検出値を利用して更新される第2FB値2よりも高くなる。しかし、第1FB値F1の更新は、第2NOx出力値S2の変化量が所定量以下となっており同出力値S2が安定しているとき、例えば機関の定常運転中などに行われるため、機関運転中には第2NOx出力値S2が安定する頻度は少ない。一方、残量センサ250による尿素水残量RNの検出は、機関の定常運転や過渡運転によらず行うことができる。従って、第2FB値F2の更新頻度は、第1FB値F1の更新頻度よりも高くなる。このように第1FB値F1は、第2FB値F2に比して精度が高いという特徴があり、第2FB値F2は、第1FB値F1に比して更新頻度を多く確保することができるという特徴がある。従って、これら第1FB値F1及び第2FB値F2によって設定される添加FB値Fは、精度や更新頻度の点でも好適に設定される。
Next, the setting of the added FB value F will be described.
First, since the resolution of the NOx sensor is generally higher than that of the remaining amount sensor 250, the accuracy of the first FB value F1 updated by the output value of the second NOx sensor 140 is updated using the detection value of the remaining amount sensor 250. Higher than the second FB value of 2. However, the update of the first FB value F1 is performed when the change amount of the second NOx output value S2 is equal to or less than a predetermined amount and the output value S2 is stable, for example, during steady operation of the engine. The frequency with which the second NOx output value S2 stabilizes during operation is low. On the other hand, the urea water remaining amount RN can be detected by the remaining amount sensor 250 regardless of the steady operation or transient operation of the engine. Therefore, the update frequency of the second FB value F2 is higher than the update frequency of the first FB value F1. As described above, the first FB value F1 has a feature that the accuracy is higher than that of the second FB value F2, and the second FB value F2 can secure a larger update frequency than the first FB value F1. There is. Therefore, the added FB value F set by the first FB value F1 and the second FB value F2 is preferably set in terms of accuracy and update frequency.

ここで、第1FB値F1や第2FB値F2には、それぞれ上述したような特徴があるため、センサ精度や更新頻度等を考慮して、添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合や第2FB値F2の反映度合を設定することにより、添加FB値Fの精度をさらに高めることができる。そこで本実施形態では、第1FB値F1及び第2FB値F2による添加FB値Fの設定に際して、そうした反映度合を示す反映係数Kを設定するようにしている。   Here, since the first FB value F1 and the second FB value F2 have the characteristics as described above, the degree of reflection of the first FB value F1 with respect to the added FB value F and the By setting the reflection degree of the 2FB value F2, the accuracy of the added FB value F can be further increased. Therefore, in the present embodiment, when the addition FB value F is set by the first FB value F1 and the second FB value F2, a reflection coefficient K indicating such a reflection degree is set.

図5に、添加FB値Fの設定処理の手順を示す。なお、本処理は制御装置80によって所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、反映係数Kが設定される(S400)。この反映係数Kは、添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合を示す値であり、「0≦K≦1」の範囲内で可変設定される。なお、添加FB値Fに対する第2FB値F2の反映度合は、(1−K)とされる。
FIG. 5 shows the procedure for setting the additive FB value F. This process is repeatedly executed by the control device 80 at predetermined intervals.
When this process is started, a reflection coefficient K is first set (S400). The reflection coefficient K is a value indicating the degree of reflection of the first FB value F1 with respect to the added FB value F, and is variably set within a range of “0 ≦ K ≦ 1”. The reflection degree of the second FB value F2 with respect to the added FB value F is (1-K).

この反映係数Kは、以下のようにして設定される。
まず、添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合が、第2FB値F2の反映度合に比して大きくなるように反映係数Kは設定される。例えば基本的に反映係数Kは「0.5<K≦1」の範囲内の値とされる。
The reflection coefficient K is set as follows.
First, the reflection coefficient K is set so that the reflection degree of the first FB value F1 with respect to the added FB value F is larger than the reflection degree of the second FB value F2. For example, the reflection coefficient K is basically a value in the range of “0.5 <K ≦ 1”.

また、図6に示すように、SCR触媒41の温度に相関する第2排気温度TH2が高いときほど反映係数Kは大きくなるように可変設定される。
また、第1FB値F1の更新頻度が予め定められた所定値Nよりも低いときには、同更新頻度が同所定値Nよりも高いときに比して反映係数Kが減少値KMの分だけ小さくなるように同反映係数Kは補正される。
Further, as shown in FIG. 6, the reflection coefficient K is variably set so as to increase as the second exhaust temperature TH2 correlated with the temperature of the SCR catalyst 41 increases.
Further, when the update frequency of the first FB value F1 is lower than a predetermined value N, the reflection coefficient K is reduced by the decrease value KM compared to when the update frequency is higher than the predetermined value N. Thus, the reflection coefficient K is corrected.

こうして反映係数Kが設定されると、次式(2)により添加FB値Fが算出されてS410)、本処理は一旦終了される。

F=K×F1+(1−K)×F2 …(2)
F:添加FB値
F1:第1FB値
F2:第2FB値
K:反映係数

次に、上記添加FB値Fの設定処理の作用を説明する。
When the reflection coefficient K is set in this way, the added FB value F is calculated by the following equation (2) and S410), and this process is temporarily ended.

F = K × F1 + (1−K) × F2 (2)
F: Added FB value F1: First FB value F2: Second FB value K: Reflection coefficient

Next, the effect | action of the setting process of the said addition FB value F is demonstrated.

まず、第1FB値F1は、第2FB値F2に比して精度が高いという特徴があり、第2FB値F2は、第1FB値F1に比して更新頻度を多く確保することができるという特徴がある。そこで、同設定処理では、これら第1FB値F1及び第2FB値F2によって添加FB値Fを設定するようにしており、これにより添加FB値Fは、精度や更新頻度の点で好適に設定される。   First, the first FB value F1 has a feature that the accuracy is higher than that of the second FB value F2, and the second FB value F2 has a feature that a larger update frequency can be secured than the first FB value F1. is there. Therefore, in the setting process, the addition FB value F is set by the first FB value F1 and the second FB value F2, and the addition FB value F is suitably set in terms of accuracy and update frequency. .

また、上述したように、第2NOxセンサ140の出力値によって更新される第1FB値F1の精度は、残量センサ250の検出値を利用して更新される第2FB値F2よりも高くなる。そこで、添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合が、第2FB値F2の反映度合に比して大きくなるように反映係数Kを設定している。これにより添加FB値Fの精度が高められるようになる。   Further, as described above, the accuracy of the first FB value F1 updated by the output value of the second NOx sensor 140 is higher than the second FB value F2 updated using the detection value of the remaining amount sensor 250. Therefore, the reflection coefficient K is set so that the reflection degree of the first FB value F1 with respect to the added FB value F is larger than the reflection degree of the second FB value F2. As a result, the accuracy of the added FB value F is increased.

また、先の図3に示したステップS210での添加量増量処理を行った場合、SCR触媒41の温度が高いときほど、第2NOxセンサ140の出力値はより迅速に反応するため、第2NOx出力値S2が安定するまでの時間は短くなる。従って、SCR触媒41の温度が高いときほど第1FB値F1の更新頻度は多くなり、第1FB値F1の精度はより一層高くなる。そこで、先の図6に示したように、SCR触媒41の温度に相関する第2排気温度TH2が高いときほど反映係数Kは大きくなるように可変設定している。これによりSCR触媒41の温度が高いときほど、添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合はより大きくなり、これにより添加FB値Fの精度がより一層高めるようになる。   In addition, when the addition amount increasing process in step S210 shown in FIG. 3 is performed, the higher the temperature of the SCR catalyst 41, the faster the output value of the second NOx sensor 140 reacts. The time until the value S2 is stabilized is shortened. Therefore, as the temperature of the SCR catalyst 41 is higher, the update frequency of the first FB value F1 is increased, and the accuracy of the first FB value F1 is further increased. Therefore, as shown in FIG. 6, the reflection coefficient K is variably set so as to increase as the second exhaust temperature TH2 correlated with the temperature of the SCR catalyst 41 increases. As a result, the higher the temperature of the SCR catalyst 41, the greater the degree of reflection of the first FB value F1 with respect to the added FB value F, thereby further increasing the accuracy of the added FB value F.

また、第1FB値F1の更新頻度が所定値よりも低いときには、第1FB値F1の更新回数が少なく、第1FB値F1の信頼性も低くなる。そこで、第1FB値F1の更新頻度が予め定められた所定値Nよりも低いときには、同更新頻度が同所定値Nよりも高いときに比して反映係数Kが減少値KMの分だけ小さくなるように補正するようにしている。なお、この減少値KMは予めの実験等により適合値が求められている。このようにして反映係数Kが減少値KMの分だけ小さくされることにより、第1FB値F1の更新頻度が少ないときには、添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合が小さくされる。そのため、信頼性の低いフィードバック値による添加FB値Fの設定が抑えられるようになる。   When the update frequency of the first FB value F1 is lower than the predetermined value, the number of updates of the first FB value F1 is small and the reliability of the first FB value F1 is also low. Therefore, when the update frequency of the first FB value F1 is lower than a predetermined value N, the reflection coefficient K is decreased by the decrease value KM compared to when the update frequency is higher than the predetermined value N. I am trying to correct it. The decrease value KM is determined to be a suitable value by a prior experiment or the like. By reducing the reflection coefficient K by the decrease value KM in this manner, the degree of reflection of the first FB value F1 with respect to the added FB value F is reduced when the update frequency of the first FB value F1 is low. Therefore, the setting of the added FB value F with a feedback value with low reliability can be suppressed.

以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
(1)尿素添加弁230から添加する尿素水の目標添加量(尿素添加量QE)を添加FB値Fによってフィードバック制御するようにしている。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The target addition amount (urea addition amount QE) of urea water added from the urea addition valve 230 is feedback controlled by the addition FB value F.

また、第2NOxセンサ140の出力値の変化量が所定量以下となったとき、つまり同変化量が安定したときに当該出力値に基づいて更新される第1FB値F1を算出するようにしている。また、添加量指令値である尿素添加量QEに基づき算出されるタンク210内の推定残量RSと残量センサ250にて検出される尿素水残量RNとの乖離傾向に基づいて更新される第2FB値F2を算出するようにしている。   In addition, when the amount of change in the output value of the second NOx sensor 140 becomes equal to or less than a predetermined amount, that is, when the amount of change is stable, the first FB value F1 that is updated based on the output value is calculated. . Further, it is updated based on a deviation tendency between the estimated remaining amount RS in the tank 210 calculated based on the urea addition amount QE that is the addition amount command value and the urea water remaining amount RN detected by the remaining amount sensor 250. The second FB value F2 is calculated.

第1FB値F1は、第2FB値F2に比して精度が高いという特徴があり、第2FB値F2は、第1FB値F1に比して更新頻度を多く確保することができるという特徴がある。そこで、第1FB値F1及び第2FB値F2に基づいて上記添加FB値Fを設定するようにしている。そのため同添加FB値Fは、精度や更新頻度の点で好適に設定される。従って、尿素水の添加量をフィードバック制御するに際して、NOxの浄化及びアンモニアの排出抑制を両立するために設定される添加FB値Fの精度を高めることのできるようになる。   The first FB value F1 has a feature that the accuracy is higher than that of the second FB value F2, and the second FB value F2 has a feature that a larger update frequency can be ensured than the first FB value F1. Therefore, the added FB value F is set based on the first FB value F1 and the second FB value F2. Therefore, the added FB value F is suitably set in terms of accuracy and update frequency. Therefore, when feedback control is performed on the amount of urea water added, the accuracy of the added FB value F set to achieve both NOx purification and ammonia emission suppression can be increased.

(2)添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合を、第2FB値F2の反映度合に比して大きくしている。これにより添加FB値Fの精度が高められるようになる。
(3)第2排気温度TH2が高いときほど、つまりSCR触媒41の温度が高いときほど添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合を大きくするようにしている。そのため添加FB値値の精度をより一層高めることができるようになる。
(2) The reflection degree of the first FB value F1 with respect to the added FB value F is set larger than the reflection degree of the second FB value F2. As a result, the accuracy of the added FB value F is increased.
(3) The degree of reflection of the first FB value F1 with respect to the added FB value F is increased as the second exhaust temperature TH2 is higher, that is, as the temperature of the SCR catalyst 41 is higher. Therefore, the accuracy of the added FB value can be further increased.

(4)第1FB値F1の更新頻度が所定値Nよりも低いときには、同更新頻度が所定値Nよりも高いときに比して添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合を小さくするようにしている。そのため、信頼性の低いフィードバック値による添加FB値Fの設定を抑えることができるようになる。   (4) When the update frequency of the first FB value F1 is lower than the predetermined value N, the degree of reflection of the first FB value F1 with respect to the added FB value F is made smaller than when the update frequency is higher than the predetermined value N. I have to. Therefore, it becomes possible to suppress the setting of the added FB value F by a feedback value with low reliability.

(5)尿素水の添加量を増量する処理を行った後、第2NOxセンサ140の検出値が増加したときには、尿素添加量QEを減量補正する側に第1FB値F1を更新するようにしている。また、尿素水の添加量を増量する処理を行った後、第2NOxセンサ140の検出値が減少したときには、尿素添加量QEを増量補正する側に第1FB値F1を更新するようにしている。従って、第2NOxセンサ140がNOxのみならずアンモニアも検出するセンサであっても、NOxの浄化及びアンモニアの排出抑制を両立することのできる第1FB値F1を算出することができるようになる。   (5) When the detected value of the second NOx sensor 140 increases after the process of increasing the amount of urea water added, the first FB value F1 is updated to the side on which the urea addition amount QE is corrected to decrease. . When the detected value of the second NOx sensor 140 decreases after the process of increasing the amount of urea water added, the first FB value F1 is updated so that the urea addition amount QE is corrected to increase. Therefore, even if the second NOx sensor 140 is a sensor that detects not only NOx but also ammonia, the first FB value F1 that can achieve both NOx purification and ammonia emission suppression can be calculated.

(6)推定残量RSに対して尿素水残量RNが少ないときには、尿素添加量QEを減量補正する側に第2FB値F2を更新するようにしている。また、推定残量RSに対して尿素水残量RNが多いときには、尿素添加量QEを増量補正する側に第2FB値F2を更新するようにしている。従って、尿素添加量QEに対する実際の添加量のずれを補正する第2FB値F2を適切に算出することができるようになる。   (6) When the urea aqueous solution remaining amount RN is smaller than the estimated remaining amount RS, the second FB value F2 is updated to the side for correcting the decrease in the urea addition amount QE. In addition, when the urea water remaining amount RN is larger than the estimated remaining amount RS, the second FB value F2 is updated so as to correct the increase in the urea addition amount QE. Therefore, the second FB value F2 for correcting the deviation of the actual addition amount with respect to the urea addition amount QE can be appropriately calculated.

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・反映係数Kを基本的には「0.5<K≦1」の範囲内の値とすることで、添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合が第2FB値F2の反映度合に比して大きくなるようにした。この他、第1FB値F1よりも第2FB値F2の方がより精度が高い場合には、例えば反映係数Kを基本的には「0≦K<0.5」の範囲内の値とすることで、添加FB値Fに対する第2FB値F2の反映度合が第1FB値F1の反映度合に比して大きくなるようにしてもよい。また、こうした精度に関する反映度合の設定を省略してもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
-By basically setting the reflection coefficient K to a value within the range of "0.5 <K≤1," the reflection degree of the first FB value F1 with respect to the added FB value F is compared with the reflection degree of the second FB value F2. To make it bigger. In addition, when the second FB value F2 is more accurate than the first FB value F1, for example, the reflection coefficient K is basically set to a value in the range of “0 ≦ K <0.5”. Thus, the reflection degree of the second FB value F2 with respect to the added FB value F may be larger than the reflection degree of the first FB value F1. Further, the setting of the reflection degree related to such accuracy may be omitted.

・SCR触媒41の温度に相関する第2排気温度TH2が高いときほど、反映係数Kは大きくなるようにしたが、こうした反映係数Kの可変設定を省略してもよい。この場合でも、上記(3)以外の効果を得ることができる。   The reflection coefficient K increases as the second exhaust temperature TH2 correlated with the temperature of the SCR catalyst 41 increases. However, the variable setting of the reflection coefficient K may be omitted. Even in this case, effects other than the above (3) can be obtained.

・第1FB値F1の更新頻度が予め定められた所定値Nよりも低いときには、同更新頻度が同所定値Nよりも高いときに比して反映係数Kが減少値KMの分だけ小さくなるように同反映係数Kを補正するようにしたが、こうした反映係数Kの補正を省略してもよい。この場合でも上記(4)以外の効果を得ることができる。   When the update frequency of the first FB value F1 is lower than a predetermined value N, the reflection coefficient K is made smaller by the decrease value KM than when the update frequency is higher than the predetermined value N. However, the correction of the reflection coefficient K may be omitted. Even in this case, effects other than the above (4) can be obtained.

・第2FB値F2の更新頻度が予め定められた所定値Mよりも低いときには、同更新頻度が同所定値Mよりも高いときに比して添加FB値Fに対する第2FB値F2の反映度合を小さくするようにしてもよい。この場合には、信頼性の低い第2FB値F2による添加FB値Fの設定を抑えることができるようになる。なお、この変形例は、第2FB値F2の更新頻度が予め定められた所定値Mよりも低いときにおいて、例えば上記反映係数Kが増大値KPの分だけ大きくなるように同反映係数Kを補正することにより、実施することができる。   When the update frequency of the second FB value F2 is lower than a predetermined value M, the degree of reflection of the second FB value F2 with respect to the added FB value F is set compared to when the update frequency is higher than the predetermined value M. It may be made smaller. In this case, the setting of the added FB value F by the second FB value F2 having low reliability can be suppressed. In this modification, when the update frequency of the second FB value F2 is lower than a predetermined value M, the reflection coefficient K is corrected so that, for example, the reflection coefficient K is increased by the increase value KP. This can be implemented.

・第2FB値F2の設定に際しては、タンク210内に残留している尿素水の量に基づいて第2FB値F2の設定を行うようにした。この他、タンク210内に残留している尿素水の量とタンク210から消費された尿素水の量とは互いに補完しあう関係にあるため、タンク210から消費された尿素水の量に基づいて第2FB値F2を設定してもよい。この変形例は、先の図4に示したステップS330の処理にて肯定判定された後、推定残量RSの代わりに、実際の尿素水の消費量を算出する。より具体的には尿素水補充直後の尿素水残量RNから現在の尿素水残量RNを減算することで、尿素水補充後から現在までに消費された実際の尿素水の量を算出する。そしてこの実際の尿素水の消費量が積算尿素添加量QESよりも多いときには、ステップS360にて第2FB値F2の減量補正を行う。一方、実際の尿素水の消費量が積算尿素添加量QESよりも少ないときには、ステップS380にて第2FB値F2の増量補正を行うことにより実施することができる。   In setting the second FB value F2, the second FB value F2 is set based on the amount of urea water remaining in the tank 210. In addition, since the amount of urea water remaining in the tank 210 and the amount of urea water consumed from the tank 210 are complementary to each other, it is based on the amount of urea water consumed from the tank 210. The second FB value F2 may be set. In this modification, after an affirmative determination is made in the process of step S330 shown in FIG. 4, the actual consumption amount of urea water is calculated instead of the estimated remaining amount RS. More specifically, by subtracting the current urea water remaining amount RN from the urea water remaining amount RN immediately after the urea water replenishment, the actual amount of urea water consumed up to the present after the urea water replenishment is calculated. When the actual amount of urea water consumption is larger than the cumulative urea addition amount QES, the second FB value F2 is corrected to decrease in step S360. On the other hand, when the actual consumption amount of urea water is smaller than the cumulative urea addition amount QES, it can be implemented by performing an increase correction of the second FB value F2 in step S380.

・第1FB値F1及び第2FB値F2による添加FB値Fの設定は、適宜変更することができる。
例えば、第1FB値F1及び第2FB値F2のいずれか一方が更新されたときには、更新された一方のFB値と更新されていない他方のFB値を用いて添加FB値Fを設定してもよい。
-Setting of the addition FB value F by the 1st FB value F1 and the 2nd FB value F2 can be changed suitably.
For example, when one of the first FB value F1 and the second FB value F2 is updated, the added FB value F may be set using one updated FB value and the other FB value not updated. .

また、上記実施形態では、添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合及び第2FB値F2の反映度合を異ならせるために反映係数Kを求めるようにした。そして、上記式(2)では、第1FB値F1に反映係数Kを乗算し、第2FB値F2には(1−反映係数K)の値を乗算するようにした。しかし、この他の態様で添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合及び第2FB値F2の反映度合を異ならせるようにしてもよい。例えば、添加FB値Fに対する第1FB値F1の反映度合を示す第1反映係数K1を設定するとともに、添加FB値Fに対する第2FB値F2の反映度合を示す第2反映係数K2を設定する。そして、第1FB値F1に第1反映係数K1を乗算した値と、第2FB値F2に第2反映係数K2を乗算した値とを加算して添加FB値Fを設定してもよい。   Further, in the above embodiment, the reflection coefficient K is obtained in order to make the reflection degree of the first FB value F1 and the reflection degree of the second FB value F2 different from the addition FB value F. In the equation (2), the first FB value F1 is multiplied by the reflection coefficient K, and the second FB value F2 is multiplied by the value of (1−reflection coefficient K). However, the reflection degree of the first FB value F1 and the reflection degree of the second FB value F2 with respect to the added FB value F may be made different in this other mode. For example, the first reflection coefficient K1 indicating the reflection degree of the first FB value F1 with respect to the addition FB value F is set, and the second reflection coefficient K2 indicating the reflection degree of the second FB value F2 with respect to the addition FB value F is set. Then, the added FB value F may be set by adding a value obtained by multiplying the first FB value F1 by the first reflection coefficient K1 and a value obtained by multiplying the second FB value F2 by the second reflection coefficient K2.

・SCR触媒41の温度の代用値として、第2排気温度TH2を利用するようにしたが、SCR触媒41の温度を直接検出するようにしてもよい。また、機関運転状態に基づいてSCR触媒41の温度を推定するようにしてもよい。   Although the second exhaust temperature TH2 is used as a substitute value for the temperature of the SCR catalyst 41, the temperature of the SCR catalyst 41 may be directly detected. Further, the temperature of the SCR catalyst 41 may be estimated based on the engine operating state.

・還元剤として尿素水を使用するようにしたが、この他の還元剤を使用するようにしてもよい。   Although urea water is used as the reducing agent, other reducing agents may be used.

1…エンジン、2…シリンダヘッド、3…吸気通路、4a〜4d…燃料噴射弁、5…燃料添加弁、6a〜6d…排気ポート、7…インテークマニホールド、8…エキゾーストマニホール、9…コモンレール、10…サプライポンプ、11…ターボチャージャ、13…EGR通路、14…EGRクーラ、15…EGR弁、16…吸気絞り弁、17…アクチュエータ、18…インタークーラ、19…エアフロメータ、20…絞り弁開度センサ、21…機関回転速度センサ、22…アクセルセンサ、23…外気温センサ、24…車速センサ、26…排気通路、27…燃料供給管、30…第1浄化部材、31…酸化触媒、32…フィルタ、40…第2浄化部材、41…NOx浄化触媒(選択還元型NOx触媒:SCR触媒)、50…第3浄化部材、51…アンモニア酸化触媒、60…分散板、80…制御装置、100…第1排気温度センサ、110…差圧センサ、120…第2排気温度センサ、130…第1NOxセンサ、140…第2NOxセンサ、200…尿素水供給機構、210…タンク、220…ポンプ、230…尿素添加弁、240…供給通路、250…残量センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Cylinder head, 3 ... Intake passage, 4a-4d ... Fuel injection valve, 5 ... Fuel addition valve, 6a-6d ... Exhaust port, 7 ... Intake manifold, 8 ... Exhaust manifold, 9 ... Common rail, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Supply pump, 11 ... Turbocharger, 13 ... EGR passage, 14 ... EGR cooler, 15 ... EGR valve, 16 ... Intake throttle valve, 17 ... Actuator, 18 ... Intercooler, 19 ... Air flow meter, 20 ... Throttle valve opening Degree sensor, 21 ... Engine rotation speed sensor, 22 ... Accelerator sensor, 23 ... Outside air temperature sensor, 24 ... Vehicle speed sensor, 26 ... Exhaust passage, 27 ... Fuel supply pipe, 30 ... First purification member, 31 ... Oxidation catalyst, 32 ... Filter, 40 ... Second purification member, 41 ... NOx purification catalyst (selective reduction type NOx catalyst: SCR catalyst), 50 ... Third purification member, 5 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Ammonia oxidation catalyst, 60 ... Dispersion plate, 80 ... Control apparatus, 100 ... First exhaust temperature sensor, 110 ... Differential pressure sensor, 120 ... Second exhaust temperature sensor, 130 ... First NOx sensor, 140 ... Second NOx sensor, 200 ... urea water supply mechanism, 210 ... tank, 220 ... pump, 230 ... urea addition valve, 240 ... supply passage, 250 ... remaining amount sensor.

Claims (6)

還元剤の添加によりNOxを浄化するNOx浄化触媒と、還元剤を排気通路内に添加する添加弁とを備え、同添加弁から添加する還元剤の目標添加量が添加フィードバック値にてフィードバック制御される内燃機関の排気浄化装置において、
前記NOx浄化触媒を通過した排気中のNOx量を検出するNOxセンサと、
前記還元剤を貯留するタンク内の還元剤残量を検出する残量センサとを有しており、
前記NOxセンサの出力値の変化量が所定量以下となったときに同出力値に基づいて更新される第1フィードバック値を算出するとともに、
前記目標添加量に基づいて算出される前記タンク内の推定還元剤残量と前記残量センサにて検出される前記還元剤残量との乖離傾向に基づいて更新される第2フィードバック値を算出し、
前記第1フィードバック値及び前記第2フィードバック値に基づいて前記添加フィードバック値を設定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
A NOx purification catalyst that purifies NOx by adding a reducing agent, and an addition valve that adds the reducing agent into the exhaust passage, and a target addition amount of the reducing agent that is added from the addition valve is feedback-controlled by an addition feedback value. In an exhaust gas purification device for an internal combustion engine,
A NOx sensor that detects the amount of NOx in the exhaust gas that has passed through the NOx purification catalyst;
A remaining amount sensor for detecting the remaining amount of the reducing agent in a tank for storing the reducing agent;
Calculating a first feedback value that is updated based on the output value when the amount of change in the output value of the NOx sensor falls below a predetermined amount;
A second feedback value that is updated is calculated based on a divergence tendency between the estimated reducing agent remaining amount in the tank calculated based on the target addition amount and the reducing agent remaining amount detected by the remaining amount sensor. And
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein the addition feedback value is set based on the first feedback value and the second feedback value.
前記添加フィードバック値に対する前記第1フィードバック値の反映度合は、前記第2フィードバック値の反映度合に比して大きくされる
請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a reflection degree of the first feedback value with respect to the addition feedback value is made larger than a reflection degree of the second feedback value.
前記NOx浄化触媒の温度が高いときほど前記添加フィードバック値に対する前記第1フィードバック値の反映度合は大きくされる
請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the degree of reflection of the first feedback value with respect to the addition feedback value is increased as the temperature of the NOx purification catalyst is higher.
前記第1フィードバック値の更新頻度が所定値よりも低いときには、同更新頻度が同所定値よりも高いときに比して前記添加フィードバック値に対する前記第1フィードバック値の反映度合が小さくされる
請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
The degree of reflection of the first feedback value with respect to the addition feedback value is reduced when the update frequency of the first feedback value is lower than a predetermined value, compared to when the update frequency is higher than the predetermined value. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
還元剤の添加量を増量する処理を行った後、前記NOxセンサの検出値が増加したときには前記目標添加量を減量補正する側に前記第1フィードバック値は更新され、
還元剤の添加量を増量する処理を行った後、前記NOxセンサの検出値が減少したときには前記目標添加量を増量補正する側に前記第1フィードバック値は更新される
請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
After performing the process of increasing the addition amount of the reducing agent, when the detection value of the NOx sensor increases, the first feedback value is updated to the side for correcting the decrease of the target addition amount,
5. The first feedback value is updated to increase correction of the target addition amount when the detected value of the NOx sensor decreases after performing the process of increasing the addition amount of the reducing agent. 5. An exhaust purification device for an internal combustion engine according to claim 1.
前記推定還元剤残量に対して前記還元剤残量が少ないときには前記目標添加量を減量補正する側に前記第2フィードバック値は更新され、
前記推定還元剤残量に対して前記還元剤残量が多いときには前記目標添加量を増量補正する側に前記第2フィードバック値は更新される
請求項1〜5のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
When the remaining amount of the reducing agent is less than the estimated remaining amount of the reducing agent, the second feedback value is updated on the side for correcting the target addition amount to decrease,
6. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the second feedback value is updated to increase correction of the target addition amount when the remaining amount of the reducing agent is larger than the estimated remaining amount of reducing agent. Engine exhaust purification system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9943806B2 (en) 2014-04-16 2018-04-17 Isuzu Motors Limited Exhaust gas purification system
US10100698B2 (en) 2014-05-08 2018-10-16 Isuzu Motors Limited Exhaust purification system

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