JP2016160857A - Exhaust emission control system - Google Patents

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輝男 中田
Teruo Nakada
輝男 中田
隆行 坂本
Takayuki Sakamoto
隆行 坂本
長岡 大治
Taiji Nagaoka
大治 長岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively prevent deterioration of exhaust emissions at restart of an engine.SOLUTION: An exhaust emission control system includes: an NOx purge control section 100 for performing NOx purge control of recovering an NOx occlusion capacity of an NOx occlusion reduction type catalyst 32 by making exhaust gas rich; and an NOx purge start processing section 110 for causing the NOx purge control section 100 to perform next NOx purge control when NOx occlusion amount exceeds a predetermined upper limit threshold value and lapsed time after completion of previous NOx purge control reaches a first target interval time. The NOx purge start processing section 110 also starts the NOx purge control when the NOx occlusion amount does not exceed the upper limit threshold value and the lapsed time after the completion of the previous NOx purge control reaches a second target interval time.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、排気浄化システムに関する。   The present invention relates to an exhaust purification system.

従来、内燃機関から排出される排気中の窒素化合物(NOx)を還元浄化する触媒として、NOx吸蔵還元型触媒が知られている。NOx吸蔵還元型触媒は、排気がリーン雰囲気のときに排気中に含まれるNOxを吸蔵すると共に、排気がリッチ雰囲気のときに排気中に含まれる炭化水素で吸蔵していたNOxを還元浄化により無害化して放出する。このため、触媒のNOx吸蔵量が所定量に達した場合は、NOx吸蔵能力を回復させるべく、ポスト噴射や排気管噴射によって排気をリッチ状態にする所謂NOxパージを定期的に行う必要がある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a NOx occlusion reduction type catalyst is known as a catalyst for reducing and purifying nitrogen compounds (NOx) in exhaust gas discharged from an internal combustion engine. The NOx occlusion reduction catalyst occludes NOx contained in the exhaust when the exhaust is in a lean atmosphere, and harmless NOx occluded by hydrocarbons contained in the exhaust when the exhaust is in a rich atmosphere. And release. For this reason, when the NOx occlusion amount of the catalyst reaches a predetermined amount, so-called NOx purge that makes the exhaust rich by post injection or exhaust pipe injection needs to be performed periodically to restore the NOx occlusion capacity ( For example, see Patent Document 1).

特開2008−202425号公報JP 2008-202425 A 特開2014−125975号公報JP 2014-125975 A 特開2006−336518号公報JP 2006-336518 A

一般的に、NOxパージは、NOx吸蔵還元型触媒のNOx吸蔵量が所定の上限閾値を超えた場合や、NOx浄化率が所定の下限閾値まで低下した場合に実施される。しかしながら、長期に亘ってNOx吸蔵量が上限閾値を超えず、或は、NOx浄化率が下限閾値まで低下することなく、エンジンがオフ(停止)されると、その後のエンジン再始動時に触媒温度が低下している場合は、NOx吸蔵能力が既に飽和状態にある可能性もあり、排気エミッションの悪化を招く課題がある。   In general, the NOx purge is performed when the NOx occlusion amount of the NOx occlusion reduction catalyst exceeds a predetermined upper limit threshold or when the NOx purification rate falls to a predetermined lower limit threshold. However, if the engine is turned off (stopped) without the NOx occlusion amount exceeding the upper limit threshold for a long period of time or the NOx purification rate falling to the lower limit threshold, the catalyst temperature will be reduced when the engine is restarted thereafter. When it falls, there is a possibility that the NOx occlusion ability is already in a saturated state, and there is a problem that causes deterioration of exhaust emission.

開示のシステムは、エンジン再始動時の排気エミッション悪化を効果的に防止することを目的とする。   An object of the disclosed system is to effectively prevent deterioration of exhaust emission when the engine is restarted.

開示のシステムは、内燃機関の排気系に設けられ、排気リーン状態で排気中のNOxを吸蔵すると共に、排気リッチ状態で吸蔵されていたNOxを還元浄化するNOx吸蔵還元型触媒と、前記NOx吸蔵還元型触媒のNOx吸蔵量を推定するNOx吸蔵量推定手段と、排気をリッチ状態にして前記NOx吸蔵還元型触媒のNOx吸蔵能力を回復させる触媒再生処理を実施する触媒再生制御手段と、前記NOx吸蔵量推定手段によって推定されるNOx吸蔵量が所定の上限閾値を超え、且つ、前回の触媒再生処理終了からの経過時間が所定の第1目標インターバル時間に達すると、前記触媒再生制御手段に次の触媒再生処理を開始させる再生開始処理手段と、を備え、前記再生開始処理手段は、前記NOx吸蔵量推定手段によって推定されるNOx吸蔵量が前記上限閾値を超えることなく、前回の触媒再生処理終了からの経過時間が所定の第2目標インターバル時間に達した場合も、前記触媒再生制御手段に次の触媒再生処理を開始させる。   A disclosed system is provided in an exhaust system of an internal combustion engine, and stores NOx in exhaust gas in an exhaust lean state and reduces and purifies NOx stored in an exhaust rich state, and the NOx storage catalyst. NOx occlusion amount estimation means for estimating the NOx occlusion amount of the reduction catalyst, catalyst regeneration control means for performing catalyst regeneration processing for recovering the NOx occlusion capacity of the NOx occlusion reduction catalyst by setting the exhaust to a rich state, and the NOx When the NOx occlusion amount estimated by the occlusion amount estimation means exceeds a predetermined upper limit threshold and the elapsed time from the end of the previous catalyst regeneration process reaches a predetermined first target interval time, the catalyst regeneration control means is Regeneration start processing means for starting the catalyst regeneration processing, and the regeneration start processing means is estimated by the NOx occlusion amount estimation means N Even when the amount of occlusion does not exceed the upper limit threshold and the elapsed time from the end of the previous catalyst regeneration process reaches a predetermined second target interval time, the catalyst regeneration control means starts the next catalyst regeneration process. .

開示のシステムによれば、エンジン再始動時の排気エミッション悪化を効果的に防止することができる。   According to the disclosed system, exhaust emission deterioration at the time of engine restart can be effectively prevented.

本実施形態に係る排気浄化システムを示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing an exhaust purification system according to an embodiment. 本実施形態に係るNOxパージ制御部を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the NOx purge control part which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るNOxパージ制御を説明するタイミングチャート図である。It is a timing chart figure explaining NOx purge control concerning this embodiment. 本実施形態に係るNOxパージ制御の開始処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the starting process of NOx purge control which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るNOxパージ制御の開始処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the start process of NOx purge control which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るNOxパージ制御の終了処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the completion | finish process of NOx purge control which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るNOxパージリーン制御時のMAF目標値の設定処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the setting process of the MAF target value at the time of NOx purge lean control which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るNOxパージリッチ制御時の目標噴射量の設定処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the setting process of the target injection quantity at the time of NOx purge rich control which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るインジェクタの噴射量学習補正の処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the process of the injection amount learning correction | amendment of the injector which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る学習補正係数の演算処理を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the calculation process of the learning correction coefficient which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るMAF補正係数の設定処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the setting process of the MAF correction coefficient which concerns on this embodiment.

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る排気浄化システムを説明する。   Hereinafter, an exhaust purification system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に示すように、ディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)10の各気筒には、図示しないコモンレールに畜圧された高圧燃料を各気筒内に直接噴射するインジェクタ11がそれぞれ設けられている。これら各インジェクタ11の燃料噴射量や燃料噴射タイミングは、電子制御ユニット(以下、ECUという)50から入力される指示信号に応じてコントロールされる。   As shown in FIG. 1, each cylinder of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 10 is provided with an injector 11 that directly injects high-pressure fuel stored in a common rail (not shown) into each cylinder. The fuel injection amount and fuel injection timing of each injector 11 are controlled in accordance with an instruction signal input from an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 50.

エンジン10の吸気マニホールド10Aには新気を導入する吸気通路12が接続され、排気マニホールド10Bには排気を外部に導出する排気通路13が接続されている。吸気通路12には、吸気上流側から順にエアクリーナ14、吸入空気量センサ(以下、MAFセンサという)40、可変容量型過給機20のコンプレッサ20A、インタークーラ15、吸気スロットルバルブ16等が設けられている。排気通路13には、排気上流側から順に可変容量型過給機20のタービン20B、排気後処理装置30等が設けられている。なお、図1中において、符号41はエンジン回転数センサ、符号42はアクセル開度センサ、符号46はブースト圧センサをそれぞれ示している。   An intake passage 12 for introducing fresh air is connected to the intake manifold 10A of the engine 10, and an exhaust passage 13 for leading the exhaust to the outside is connected to the exhaust manifold 10B. In the intake passage 12, an air cleaner 14, an intake air amount sensor (hereinafter referred to as MAF sensor) 40, a compressor 20A of the variable displacement supercharger 20, an intercooler 15, an intake throttle valve 16 and the like are provided in order from the intake upstream side. ing. The exhaust passage 13 is provided with a turbine 20B of the variable displacement supercharger 20, an exhaust aftertreatment device 30 and the like in order from the exhaust upstream side. In FIG. 1, reference numeral 41 denotes an engine speed sensor, reference numeral 42 denotes an accelerator opening sensor, and reference numeral 46 denotes a boost pressure sensor.

EGR装置21は、排気マニホールド10Bと吸気マニホールド10Aとを接続するEGR通路22と、EGRガスを冷却するEGRクーラ23と、EGR量を調整するEGRバルブ24とを備えている。   The EGR device 21 includes an EGR passage 22 that connects the exhaust manifold 10B and the intake manifold 10A, an EGR cooler 23 that cools EGR gas, and an EGR valve 24 that adjusts the EGR amount.

排気後処理装置30は、ケース30A内に排気上流側から順に酸化触媒31、NOx吸蔵還元型触媒32、パティキュレートフィルタ(以下、単にフィルタという)33を配置して構成されている。また、酸化触媒31よりも上流側の排気通路13には、ECU50から入力される指示信号に応じて、排気通路13内に未燃燃料(主にHC)を噴射する排気管噴射装置34が設けられている。   The exhaust aftertreatment device 30 is configured by arranging an oxidation catalyst 31, a NOx occlusion reduction type catalyst 32, and a particulate filter (hereinafter simply referred to as a filter) 33 in order from the exhaust upstream side in a case 30A. The exhaust passage 13 upstream of the oxidation catalyst 31 is provided with an exhaust pipe injection device 34 that injects unburned fuel (mainly HC) into the exhaust passage 13 in accordance with an instruction signal input from the ECU 50. It has been.

酸化触媒31は、例えば、ハニカム構造体等のセラミック製担体表面に酸化触媒成分を担持して形成されている。酸化触媒31は、排気管噴射装置34又はインジェクタ11のポスト噴射によって未燃燃料が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。   The oxidation catalyst 31 is formed, for example, by carrying an oxidation catalyst component on the surface of a ceramic carrier such as a honeycomb structure. When the unburned fuel is supplied by the post-injection of the exhaust pipe injector 34 or the injector 11, the oxidation catalyst 31 oxidizes this and raises the exhaust temperature.

NOx吸蔵還元型触媒32は、例えば、ハニカム構造体等のセラミック製担体表面にアルカリ金属等を担持して形成されている。このNOx吸蔵還元型触媒32は、排気空燃比がリーン状態のときに排気中のNOxを吸蔵すると共に、排気空燃比がリッチ状態のときに排気中に含まれる還元剤(HC等)で吸蔵したNOxを還元浄化する。   The NOx storage reduction catalyst 32 is formed, for example, by supporting an alkali metal or the like on the surface of a ceramic carrier such as a honeycomb structure. The NOx occlusion reduction type catalyst 32 occludes NOx in the exhaust when the exhaust air-fuel ratio is in a lean state, and occludes with a reducing agent (HC or the like) contained in the exhaust when the exhaust air-fuel ratio is in a rich state. NOx is reduced and purified.

フィルタ33は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。フィルタ33は、排気中のPMを隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、PM堆積推定量が所定量に達すると、これを燃焼除去するいわゆるフィルタ強制再生が実行される。フィルタ強制再生は、排気管噴射又はポスト噴射によって上流側の酸化触媒31に未燃燃料を供給し、フィルタ33に流入する排気温度をPM燃焼温度まで昇温することで行われる。   The filter 33 is formed, for example, by arranging a large number of cells partitioned by porous partition walls along the flow direction of the exhaust gas and alternately plugging the upstream side and the downstream side of these cells. . The filter 33 collects PM in the exhaust gas in the pores and surfaces of the partition walls, and when the estimated amount of PM deposition reaches a predetermined amount, so-called filter forced regeneration is performed in which the PM is burned and removed. Filter forced regeneration is performed by supplying unburned fuel to the upstream side oxidation catalyst 31 by exhaust pipe injection or post injection, and raising the exhaust temperature flowing into the filter 33 to the PM combustion temperature.

第1排気温度センサ43は、酸化触媒31よりも上流側に設けられており、酸化触媒31に流入する排気温度を検出する。第2排気温度センサ44は、NOx吸蔵還元型触媒32とフィルタ33との間に設けられており、フィルタ33に流入する排気温度を検出する。NOx/ラムダセンサ45は、フィルタ33よりも下流側に設けられており、NOx吸蔵還元型触媒32を通過した排気のNOx値及びラムダ値(以下、空気過剰率ともいう)を検出する。   The first exhaust temperature sensor 43 is provided on the upstream side of the oxidation catalyst 31 and detects the exhaust temperature flowing into the oxidation catalyst 31. The second exhaust temperature sensor 44 is provided between the NOx storage reduction catalyst 32 and the filter 33 and detects the exhaust temperature flowing into the filter 33. The NOx / lambda sensor 45 is provided on the downstream side of the filter 33, and detects the NOx value and lambda value (hereinafter also referred to as excess air ratio) of the exhaust gas that has passed through the NOx storage reduction catalyst 32.

ECU50は、エンジン10等の各種制御を行うもので、公知のCPUやROM、RAM、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。これら各種制御を行うため、ECU50にはセンサ類40〜46のセンサ値が入力される。また、ECU50は、NOxパージ制御部100と、MAF追従制御部200、噴射量学習補正部300と、MAF補正係数演算部400とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるECU50に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。   The ECU 50 performs various controls of the engine 10 and the like, and includes a known CPU, ROM, RAM, input port, output port, and the like. In order to perform these various controls, sensor values of the sensors 40 to 46 are input to the ECU 50. Further, the ECU 50 includes the NOx purge control unit 100, the MAF follow-up control unit 200, the injection amount learning correction unit 300, and the MAF correction coefficient calculation unit 400 as some functional elements. Each of these functional elements will be described as being included in the ECU 50 which is an integral hardware, but any one of these may be provided in separate hardware.

[NOxパージ制御]
NOxパージ制御部100は、本発明の触媒再生手段であって、排気をリッチ雰囲気にしてNOx吸蔵還元型触媒32に吸蔵されているNOxを還元浄化により無害化して放出することで、NOx吸蔵還元型触媒32のNOx吸蔵能力を回復させる再生処理制御(以下、この制御をNOxパージ制御という)を実行する。本実施形態において、NOxパージ制御部100は、図2に示すように、NOxパージ開始処理部110と、空気系制御部130と、噴射系制御部140と、NOxパージ終了処理部150とを一部の機能要素として備えている。以下、これら各機能要素の詳細について説明する。
[NOx purge control]
The NOx purge control unit 100 is the catalyst regeneration means of the present invention, and makes NOx occluded and reduced by detoxifying and releasing NOx occluded in the NOx occlusion reduction type catalyst 32 in a rich atmosphere by reduction purification. Regeneration processing control (hereinafter, this control is referred to as NOx purge control) for recovering the NOx storage capacity of the type catalyst 32 is executed. In the present embodiment, the NOx purge control unit 100 includes a NOx purge start processing unit 110, an air system control unit 130, an injection system control unit 140, and a NOx purge end processing unit 150, as shown in FIG. It is provided as a functional element. Details of each of these functional elements will be described below.

[NOxパージ制御の開始処理]
図4は、NOxパージ開始処理部110による開始処理を示すブロック図である。
[NOx purge control start processing]
FIG. 4 is a block diagram showing a start process by the NOx purge start processing unit 110.

NOxパージ開始判定部111は、(1)NOx吸蔵還元型触媒32のNOx吸蔵量推定値m_NOxが所定のNOx吸蔵量閾値STR_thr_NOxを超える第1条件、又は、(2)NOx吸蔵還元型触媒32のNOx浄化率Pur_NOx%が所定の浄化率閾値Pur_thr_NOx%まで低下する第2条件の何れかが成立するNOxパージ開始要求、及び、(3)前回のNOxパージ制御終了からECU内蔵のタイマによって計時される経過時間Int_Timeが所定の第1インターバル目標値Int_tgr_1に達する第3条件が成立すると、NOxパージフラグFNPをオン(FNP=1)にしてNOxパージ制御を開始させる(図3の時刻t参照)。 The NOx purge start determination unit 111 is (1) a first condition in which the NOx occlusion amount estimated value m_NOx of the NOx occlusion reduction catalyst 32 exceeds a predetermined NOx occlusion amount threshold STR_thr_NOx , or (2) the NOx occlusion reduction type catalyst. A NOx purge start request that satisfies any of the second conditions in which the NOx purification rate Pur_NOx% of 32 decreases to a predetermined purification rate threshold value Pur_thr_NOx% , and (3) a timer built in the ECU from the end of the previous NOx purge control When the third condition in which the elapsed time Int_Time timed by the above reaches the predetermined first interval target value Int_tgr_1 is satisfied, the NOx purge flag F NP is turned on (F NP = 1) to start the NOx purge control (FIG. 3). reference of time t 1).

さらに、上述の第1条件及び、第2条件が何れも成立することなく、(4)前回のNOxパージ制御終了からの経過時間Int_Timeが所定の第2インターバル目標値Int_tgr_2に達する第4条件が成立した場合も、NOxパージフラグFNPをオン(FNP=1)にしてNOxパージ制御を開始させる。 Furthermore, the above-described first condition and second condition are not satisfied, and (4) a fourth condition in which the elapsed time Int_Time from the end of the previous NOx purge control reaches a predetermined second interval target value Int_tgr_2. Also when NO is established, the NOx purge flag F NP is turned on (F NP = 1) to start the NOx purge control.

第1条件の判定に用いるNOx吸蔵量推定値m_NOxは、NOx吸蔵量推定部113によって推定される。NOx吸蔵量推定値m_NOxは、例えば、エンジン10の運転状態やNOx/ラムダセンサ45のセンサ値等を入力信号として含むマップやモデル式等に基づいて演算すればよい。NOx吸蔵量閾値STR_thr_NOxは、NOx吸蔵還元型触媒32の触媒推定温度Temp_LNTに基づいて参照される吸蔵量閾値マップ114で設定される。触媒推定温度Temp_LNTは、触媒温度推定部115によって推定される。触媒推定温度Temp_LNTは、例えば、第1排気温度センサ43で検出される酸化触媒31の入口温度、酸化触媒31及びNOx吸蔵還元型触媒32内部でのHC・CO発熱量、外気への放熱量等に基づいて推定すればよい。なお、吸蔵量閾値マップ114に基づいて設定されたNOx吸蔵量閾値STR_thr_NOxは、詳細を後述する吸蔵量閾値補正部116によって補正されるようになっている。 The NOx occlusion amount estimated value m_NOx used for the determination of the first condition is estimated by the NOx occlusion amount estimation unit 113. The NOx occlusion amount estimated value m_NOx may be calculated based on, for example, a map or a model formula that includes the operating state of the engine 10, the sensor value of the NOx / lambda sensor 45, and the like as input signals. NOx storage amount threshold STR _Thr_NOx is set in storage amount threshold map 114 referenced based on the estimated catalyst temperature Temp _LNT the NOx occlusion-reduction catalyst 32. The estimated catalyst temperature Temp_LNT is estimated by the catalyst temperature estimation unit 115. The estimated catalyst temperature Temp_LNT is, for example, the inlet temperature of the oxidation catalyst 31 detected by the first exhaust temperature sensor 43, the HC / CO heat generation amount inside the oxidation catalyst 31 and the NOx storage reduction catalyst 32, and the heat release amount to the outside air. It may be estimated based on the above. The NOx occlusion amount threshold value STR_thr_NOx set based on the occlusion amount threshold value map 114 is corrected by an occlusion amount threshold value correction unit 116, which will be described in detail later.

第2条件の判定に用いるNOx浄化率NOx_pur%は、浄化率演算部117によって演算される。NOx浄化率NOx_pur%は、例えば、NOx/ラムダセンサ45で検出される触媒下流側のNOx量を、エンジン10の運転状態等から推定される触媒上流側のNOx排出量で除算することで求めればよい。 The NOx purification rate NOx_pur% used for the determination of the second condition is calculated by the purification rate calculation unit 117. The NOx purification rate NOx_pur% is obtained, for example, by dividing the NOx amount on the downstream side of the catalyst detected by the NOx / lambda sensor 45 by the NOx emission amount on the upstream side of the catalyst estimated from the operating state of the engine 10 or the like. That's fine.

第3条件の判定に用いる第1インターバル目標値Int_tgr_1は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照される第1インターバル目標値マップ118Aによって設定される。 The first interval target value Int_tgr_1 used for the determination of the third condition is set by the first interval target value map 118A that is referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q.

第4条件の判定に用いる第2インターバル目標値Int_tgr_2は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照される第2インターバル目標値マップ118Bによって設定される。第2インターバル目標値Int_tgr_2は、第1インターバル目標値Int_tgr_1よりも短い時間で設定されている。 The second interval target value Int_tgr_2 used for determination of the fourth condition is set by the second interval target value map 118B that is referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q. The second interval target value Int_tgr_2 is set in a shorter time than the first interval target value Int_tgr_1 .

以下、図5に示すフローに基づいて、NOxパージ制御の開始処理詳細について説明する。本制御フローは、エンジン10の始動、又は、NOxパージ制御の終了によって開始される。   The details of the NOx purge control start processing will be described below based on the flow shown in FIG. This control flow is started by starting the engine 10 or ending the NOx purge control.

ステップS200では、NOx吸蔵量推定値m_NOxがNOx吸蔵量閾値STR_thr_NOxを超える第1条件、又は、NOx浄化率Pur_NOx%が所定の浄化率閾値Pur_thr_NOx%まで低下する第2条件の何れかが成立したか否かが判定される。本ステップにおいて肯定判定がされるとステップS210へ進み、否定判定がされるとステップS250へ進む。 In step S200, the first condition that NOx occluded amount estimation value m _NOx exceeds NOx storage amount threshold STR _Thr_NOx, or any of the second condition that NOx purifying ratio Pur _NOx% is reduced to a predetermined purification rate threshold Pur _thr_NOx% Whether or not is established is determined. If an affirmative determination is made in this step, the process proceeds to step S210, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S250.

ステップS210では、NOxパージ制御の「開始要求」が成立し、ステップS220へ進む。ステップS220では、第1インターバル目標値マップ118Aに基づいて第1インターバル目標値Int_tgr_1が設定され、ステップS230へ進む。ステップS230では、前回のNOxパージ制御の終了から第1インターバル目標値Int_tgr_1が経過したか否かが判定され、肯定判定がされると、ステップS240へ進む。ステップS240では、NOxパージ制御が開始されて、本制御はリターンされる。 In step S210, the “start request” for NOx purge control is established, and the process proceeds to step S220. In step S220, the first interval target value Int_tgr_1 is set based on the first interval target value map 118A, and the process proceeds to step S230. In step S230, it is determined whether or not the first interval target value Int_tgr_1 has elapsed since the end of the previous NOx purge control. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step S240. In step S240, NOx purge control is started, and this control is returned.

一方、ステップS200で否定判定がなされと、ステップS250では、「開始要求」が不成立となり、ステップS260へ進む。ステップS260では、第2インターバル目標値マップ118Bに基づいて、第1インターバル目標値Int_tgr_1よりも短い第2インターバル目標値Int_tgr_2が設定され、ステップS270へ進む。ステップS270では、前回のNOxパージ制御の終了から第2インターバル目標値Int_tgr_2が経過したか否かが判定され、否定判定がされるとステップS200へ戻り、肯定判定がされるとステップS280へ進む。ステップS280では、NOxパージ制御が開始されて、本制御はリターンされる。 On the other hand, if a negative determination is made in step S200, the “start request” is not established in step S250, and the process proceeds to step S260. In step S260, a second interval target value Int_tgr_2 shorter than the first interval target value Int_tgr_1 is set based on the second interval target value map 118B, and the process proceeds to step S270. In step S270, it is determined whether or not the second interval target value Int_tgr_2 has elapsed since the end of the previous NOx purge control. If a negative determination is made, the process returns to step S200, and if an affirmative determination is made, the process proceeds to step S280. . In step S280, NOx purge control is started, and this control is returned.

ここで、「開始要求」が長期に亘って成立しない高浄化率保持状態でNOxパージを実施することなくエンジン10がオフにされた場合、NOx吸蔵量が多い状態でエンジン10は再始動されることになる。このため、再始動時に触媒温度が低下している場合は、触媒のNOx吸蔵能力が飽和状態となり、排気エミッションの悪化を招くことがある。そこで、本実施形態では、「開始要求」が長期間成立しない高浄化率保持状態と判定された場合は、NOxパージを強制的に実施する。これにより、エンジン再始動時の排気エミッション悪化を効果的に防止することが可能になる。   Here, when the engine 10 is turned off without performing the NOx purge in a high purification rate holding state where the “start request” is not established over a long period of time, the engine 10 is restarted with a large NOx occlusion amount. It will be. For this reason, when the catalyst temperature is lowered at the time of restart, the NOx occlusion ability of the catalyst is saturated, and exhaust emission may be deteriorated. Therefore, in this embodiment, when it is determined that the “start request” is in a high purification rate holding state that does not hold for a long time, NOx purge is forcibly performed. Thereby, it becomes possible to effectively prevent the exhaust emission from deteriorating when the engine is restarted.

なお、本実施形態では、インターバル目標値マップを参照してインターバルを設定したが、インターバルは予め設定された固定値であってもよい。   In the present embodiment, the interval is set with reference to the interval target value map, but the interval may be a fixed value set in advance.

[吸蔵量閾値補正]
図4に戻って、吸蔵量閾値補正の詳細について説明する。NOx吸蔵還元型触媒32のNOx吸蔵能力は、経年劣化や熱劣化等の進行に伴い低下する。このため、NOx吸蔵量閾値NOx_thr_valを固定値にすると、経年劣化や熱劣化等に応じたNOxパージの実行頻度を確保できなくなり、排気エミッションの悪化を招く可能性がある。
[Occlusion amount threshold correction]
Returning to FIG. 4, the details of the occlusion amount threshold correction will be described. The NOx occlusion capacity of the NOx occlusion reduction type catalyst 32 decreases with the progress of aging degradation, thermal degradation, and the like. For this reason, if the NOx occlusion amount threshold value NOx_thr_val is set to a fixed value, the execution frequency of NOx purge according to aging deterioration, thermal deterioration, etc. cannot be secured, and exhaust emission may be deteriorated.

吸蔵量閾値補正部116は、このような排気エミッションの悪化を防止すべく、吸蔵量閾値マップ114により設定されるNOx吸蔵量閾値NOx_thr_valをNOx吸蔵還元型触媒32の劣化度合が大きくなるほど減少させる減少補正を実行する。 The occlusion amount threshold value correction unit 116 decreases the NOx occlusion amount threshold value NOx_thr_val set by the occlusion amount threshold map 114 as the deterioration degree of the NOx occlusion reduction type catalyst 32 increases in order to prevent such deterioration of exhaust emission. Perform a decrease correction.

より詳しくは、この減少補正は、NOx吸蔵量閾値NOx_thr_valに、劣化度合推定部120によって求められる劣化補正係数(劣化度合)を乗算することで行われる。劣化補正係数は、例えば、NOx吸蔵還元型触媒32内部でのHC・CO発熱量低下、NOx吸蔵還元型触媒32の熱履歴、NOx吸蔵還元型触媒32のNOx浄化率低下、車両走行距離等に基づいて求めればよい。 More specifically, this reduction correction is performed by multiplying the NOx occlusion amount threshold NOx_thr_val by a deterioration correction coefficient (deterioration degree) obtained by the deterioration degree estimation unit 120. The deterioration correction coefficient includes, for example, a decrease in the HC / CO heat generation amount inside the NOx storage reduction catalyst 32, a heat history of the NOx storage reduction catalyst 32, a decrease in the NOx purification rate of the NOx storage reduction catalyst 32, a vehicle travel distance, and the like. Find it based on this.

[NOxパージ制御の終了処理]
図6は、NOxパージ終了処理部150による終了処理を示すブロック図である。NOxパージ終了判定部151は、(1)NOx吸蔵量推定部113(図4参照)によって演算されるNOx吸蔵量推定値m_NOxが所定の吸蔵量下限閾値まで低下する第1終了条件、(2)NOxパージ制御の開始から累積した排気管噴射又はポスト噴射の総噴射量が所定の上限噴射量に達する第2終了条件、(3)NOxパージ制御の開始から計時した経過時間が所定の上限時間に達する第3終了条件又は、(4)NOxパージ制御の開始からタイマによって計時される経過時間が所定のNOxパージ目標時間NP_Time_trgに達する第4終了条件の何れかが成立すると、NOxパージフラグFNPをオフ(FNP=0)にしてNOxパージ制御を終了させる(図3の時刻t参照)。
[NOx purge control end processing]
FIG. 6 is a block diagram showing an end process by the NOx purge end processing unit 150. The NOx purge end determination unit 151 includes (1) a first end condition under which the NOx occlusion amount estimated value m_NOx calculated by the NOx occlusion amount estimation unit 113 (see FIG. 4) decreases to a predetermined occlusion amount lower limit threshold, (2 ) A second end condition in which the total injection amount of exhaust pipe injection or post injection accumulated from the start of NOx purge control reaches a predetermined upper limit injection amount; and (3) an elapsed time measured from the start of NOx purge control is a predetermined upper limit time. NOx purge flag F NP is satisfied when either the third end condition for reaching NO or the fourth end condition for (4) the elapsed time measured by the timer from the start of NOx purge control to reach the predetermined NOx purge target time NP_Time_trg is satisfied. Is turned off (F NP = 0), and the NOx purge control is terminated (see time t 1 in FIG. 3).

第4終了条件の判定に用いるNOxパージ目標時間NP_Time_trgは、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照されるNOxパージ目標時間マップ153により設定される。NOxパージ目標時間NP_Time_trgは、詳細を後述するNOxパージ目標時間補正部154によって補正される。 The NOx purge target time NP_Time_trg used for determination of the fourth end condition is set by a NOx purge target time map 153 that is referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q. The NOx purge target time NP_Time_trg is corrected by a NOx purge target time correction unit 154 described later in detail.

NOxパージ終了禁止部155は、NOxパージ制御の開始から計時される経過時間が所定の必要最小時間に達するまで、NOxパージ終了判定部152によるNOxパージ制御の終了を禁止する。この必要最小時間は、後述する空気系制御やMAF追従制御による制御動作が完了する時間よりも長く、且つ、上述の終了条件(3)の判定で用いる上限時間よりも短い時間で設定される。   The NOx purge end prohibiting unit 155 prohibits the NOx purge end determining unit 152 from ending the NOx purge control until the elapsed time counted from the start of the NOx purge control reaches a predetermined minimum required time. This necessary minimum time is set to a time that is longer than the time for completing the control operation by air system control and MAF follow-up control, which will be described later, and shorter than the upper limit time used in the determination of the end condition (3).

このように、本実施形態では、終了条件(1)〜(4)が成立しても、NOxパージ制御開始からの経過時間が必要最小時間に達するまではNOxパージ制御の実施を継続させるようになっている。これにより、NOxパージのために開始した空気系制御や噴射系制御、MAF追従制御等の各種制御動作が未完の状態で停止されて引き起こされる誤動作等を確実に防止することが可能になる。   As described above, in this embodiment, even if the end conditions (1) to (4) are satisfied, the execution of the NOx purge control is continued until the elapsed time from the start of the NOx purge control reaches the necessary minimum time. It has become. As a result, it is possible to reliably prevent malfunctions caused by stopping various control operations such as air system control, injection system control, and MAF follow-up control started for NOx purging in an incomplete state.

[NOxパージ目標時間補正]
NOx吸蔵還元型触媒32のNOx吸蔵能力は、経年劣化や熱劣化等の進行に伴い低下するため、NOxパージ目標時間NP_Time_trgに触媒の劣化度合を反映させないと、燃料供給量が余剰となり、所謂HCスリップを引き起こす可能性がある。
[NOx purge target time correction]
Since the NOx occlusion capacity of the NOx occlusion reduction type catalyst 32 decreases with the progress of aged deterioration, thermal deterioration, etc., if the NOx purge target time NP_Time_trg does not reflect the degree of catalyst deterioration, the fuel supply amount becomes excessive, so-called. It may cause HC slip.

NOxパージ目標時間補正部154は、このようなHCスリップを防止すべく、NOxパージ目標時間マップ153により設定されるNOxパージ目標時間NP_Time_trgをNOx吸蔵還元型触媒32の劣化度合が大きくなるほど短縮させる短縮補正を実行する。より詳しくは、この短縮補正は、NOxパージ目標時間NP_Time_trgに、劣化度合推定部120(図4参照)によって求められる劣化補正係数を乗算することで行われる。 The NOx purge target time correction unit 154 shortens the NOx purge target time NP_Time_trg set by the NOx purge target time map 153 as the deterioration degree of the NOx occlusion reduction type catalyst 32 increases in order to prevent such HC slip. Perform shortening correction. More specifically, this shortening correction is performed by multiplying the NOx purge target time NP_Time_trg by the deterioration correction coefficient obtained by the deterioration degree estimation unit 120 (see FIG. 4).

[NOxパージリーン制御]
空気系制御部130は、NOxパージフラグFNPがオンにされると、空気過剰率を定常運転時(例えば、約1.5)から理論空燃比相当値(約1.0)よりもリーン側の第1目標空気過剰率(例えば、約1.3)まで低下させるNOxパージリーン制御を実行する。以下、NOxパージリーン制御の詳細について説明する。
[NOx purge lean control]
When the NOx purge flag F NP is turned on, the air system control unit 130 sets the excess air ratio to a leaner side than the theoretical air-fuel ratio equivalent value (about 1.0) from the steady operation (for example, about 1.5). The NOx purge lean control is performed to reduce the first target excess air ratio (for example, about 1.3). Details of the NOx purge lean control will be described below.

図7は、NOxパージリーン制御時のMAF目標値MAFNPL_Trgtの設定処理を示すブロック図である。第1目標空気過剰率設定マップ131は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Neとアクセル開度Qとに対応したNOxパージリーン制御時の空気過剰率目標値λNPL_Trgt(第1目標空気過剰率)が予め実験等に基づいて設定されている。 FIG. 7 is a block diagram showing a process for setting the MAF target value MAF NPL_Trgt during the NOx purge lean control. The first target excess air ratio setting map 131 is a map that is referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q, and during NOx purge lean control corresponding to the engine speed Ne and the accelerator opening Q. An excess air ratio target value λ NPL_Trgt (first excess air ratio) is set in advance based on experiments or the like.

まず、第1目標空気過剰率設定マップ131から、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号としてNOxパージリーン制御時の空気過剰率目標値λNPL_Trgtが読み取られて、MAF目標値演算部132に入力される。さらに、MAF目標値演算部132では、以下の数式(1)に基づいてNOxパージリーン制御時のMAF目標値MAFNPL_Trgtが演算される。 First, from the first target excess air ratio setting map 131, the excess air ratio target value λ NPL_Trgt at the time of NOx purge lean control is read using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and the MAF target value calculation unit 132 reads it. Entered. Further, the MAF target value calculation unit 132 calculates the MAF target value MAF NPL_Trgt at the time of NOx purge lean control based on the following formula (1).

MAFNPL_Trgt=λNPL_Trgt×Qfnl_corrd×RoFuel×AFRsto/Maf_corr・・・(1)
数式(1)において、Qfnl_corrdは後述する学習補正された燃料噴射量(ポスト噴射を除く)、RoFuelは燃料比重、AFRstoは理論空燃比、Maf_corrは後述するMAF補正係数をそれぞれ示している。
MAF NPL_Trgt = λ NPL_Trgt × Q fnl_corrd × Ro Fuel × AFR sto / Maf_corr (1)
In Equation (1), Q fnl_cord represents a learning-corrected fuel injection amount (excluding post-injection) described later, Ro Fuel represents fuel specific gravity, AFR sto represents a theoretical air-fuel ratio, and Maf_corr represents a MAF correction coefficient described later. Yes.

MAF目標値演算部132によって演算されたMAF目標値MAFNPL_Trgtは、NOxパージフラグFNPがオン(図3の時刻t参照)になるとランプ処理部133に入力される。ランプ処理部133は、各ランプ係数マップ133A,Bからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号としてランプ係数を読み取ると共に、このランプ係数を付加したMAF目標ランプ値MAFNPL_Trgt_Rampをバルブ制御部134に入力する。 The MAF target value MAF NPL_Trgt calculated by the MAF target value calculation unit 132 is input to the ramp processing unit 133 when the NOx purge flag F NP is turned on (see time t 1 in FIG. 3). The ramp processing unit 133 reads the ramp coefficient from the ramp coefficient maps 133A, 133B using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and sets the MAF target ramp value MAF NPL_Trgt_Ramp to which the ramp coefficient is added as a valve control unit 134. To enter.

バルブ制御部134は、MAFセンサ40から入力される実MAF値MAFActがMAF目標ランプ値MAFNPL_Trgt_Rampとなるように、吸気スロットルバルブ16を閉側に絞ると共に、EGRバルブ24を開側に開くフィードバック制御を実行する。 The valve control unit 134 throttles the intake throttle valve 16 to the close side and opens the EGR valve 24 to the open side so that the actual MAF value MAF Act input from the MAF sensor 40 becomes the MAF target ramp value MAF NPL_Trgt_Ramp. Execute control.

このように、本実施形態では、第1目標空気過剰率設定マップ131から読み取られる空気過剰率目標値λNPL_Trgtと、各インジェクタ11の燃料噴射量とに基づいてMAF目標値MAFNPL_Trgtを設定し、このMAF目標値MAFNPL_Trgtに基づいて空気系動作をフィードバック制御するようになっている。これにより、NOx吸蔵還元型触媒32の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、NOx吸蔵還元型触媒32の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をNOxパージリーン制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。 Thus, in the present embodiment, the MAF target value MAF NPL_Trgt is set based on the excess air ratio target value λ NPL_Trgt read from the first target excess air ratio setting map 131 and the fuel injection amount of each injector 11, The air system operation is feedback-controlled based on the MAF target value MAF NPL_Trgt . Thus, without providing a lambda sensor upstream of the NOx storage reduction catalyst 32, or even when a lambda sensor is provided upstream of the NOx storage reduction catalyst 32, the sensor value of the lambda sensor is not used. It is possible to effectively reduce the exhaust gas to a desired excess air ratio required for NOx purge lean control.

また、各インジェクタ11の燃料噴射量として学習補正後の燃料噴射量Qfnl_corrdを用いることで、MAF目標値MAFNPL_Trgtをフィードフォワード制御で設定することが可能となり、各インジェクタ11の経年劣化や特性変化等の影響を効果的に排除することができる。 Further, by using the fuel injection amount Q fnl_corrd after learning correction as the fuel injection amount of each injector 11, the MAF target value MAF NPL_Trgt can be set by feedforward control, and the aging deterioration and characteristic change of each injector 11 can be achieved. Etc. can be effectively eliminated.

また、MAF目標値MAFNPL_Trgtにエンジン10の運転状態に応じて設定されるランプ係数を付加することで、吸入空気量の急激な変化によるエンジン10の失火やトルク変動によるドライバビリティーの悪化等を効果的に防止することができる。 Further, by adding a ramp coefficient that is set according to the operating state of the engine 10 to the MAF target value MAF NPL_Trgt , it is possible to prevent misfire of the engine 10 due to a sudden change in the intake air amount, deterioration of drivability due to torque fluctuation, and the like. It can be effectively prevented.

[NOxパージリッチ制御の燃料噴射量設定]
噴射系制御部140は、NOxパージフラグFNPがオンにされると、空気過剰率を第1目標空気過剰率からリッチ側の第2目標空気過剰率(例えば、約0.9)まで低下させるNOxパージリッチ制御を実行する。以下、NOxパージリッチ制御による詳細について説明する。
[NOx purge rich control fuel injection amount setting]
When the NOx purge flag F NP is turned on, the injection system control unit 140 reduces the excess air ratio from the first target excess air ratio to the rich second target excess air ratio (for example, about 0.9). Execute purge rich control. Details of the NOx purge rich control will be described below.

図8は、NOxパージリッチ制御における排気管噴射又はポスト噴射の目標噴射量QNPR_Trgt(単位時間当たりの噴射量)の設定処理を示すブロック図である。第2目標空気過剰率設定マップ145は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Neとアクセル開度Qとに対応したNOxパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λNPR_Trgt(第2目標空気過剰率)が予め実験等に基づいて設定されている。 FIG. 8 is a block diagram showing processing for setting the target injection amount Q NPR_Trgt (injection amount per unit time) of exhaust pipe injection or post injection in NOx purge rich control. The second target excess air ratio setting map 145 is a map that is referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q, and during NOx purge rich control corresponding to the engine speed Ne and the accelerator opening Q. The air excess rate target value λ NPR_Trgt (second target air excess rate) is preset based on experiments or the like.

まず、第2目標空気過剰率設定マップ145から、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号としてNOxパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λNPR_Trgtが読み取られて噴射量目標値演算部146に入力される。さらに、噴射量目標値演算部146では、以下の数式(2)に基づいてNOxパージリッチ制御時の目標噴射量QNPR_Trgtが演算される。 First, the excess air ratio target value λ NPR_Trgt at the time of NOx purge rich control is read from the second target excess air ratio setting map 145 using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and the injection amount target value calculation unit 146 is read. Is input. Further, the injection amount target value calculation unit 146 calculates a target injection amount Q NPR_Trgt at the time of NOx purge rich control based on the following formula (2).

NPR_Trgt=MAFNPL_Trgt×Maf_corr/(λNPR_Trgt×RoFuel×AFRsto)−Qfnl_corrd・・・(2)
数式(2)において、MAFNPL_TrgtはNOxパージリーンMAF目標値であって、前述のMAF目標値演算部72から入力される。また、Qfnl_corrdは後述する学習補正されたMAF追従制御適用前の燃料噴射量(ポスト噴射を除く)、RoFuelは燃料比重、AFRstoは理論空燃比、Maf_corrは後述するMAF補正係数をそれぞれ示している。
Q NPR_Trgt = MAF NPL_Trgt × Maf_corr / (λ NPR_Trgt × Ro Fuel × AFR sto ) −Q fnl_corrd (2)
In Formula (2), MAF NPL_Trgt is a NOx purge lean MAF target value, and is input from the above-described MAF target value calculation unit 72. Q fnl_cord is a fuel injection amount (excluding post-injection) before application of learning corrected MAF tracking control described later, Ro Fuel is fuel specific gravity, AFR sto is a theoretical air-fuel ratio, and Maf_corr is a MAF correction coefficient described later. Show.

噴射量目標値演算部146によって演算される目標噴射量QNPR_Trgtは、NOxパージフラグFNPがオンになると、排気管噴射装置33又は各インジェクタ11に噴射指示信号として送信される(図3の時刻t)。この噴射指示信号の送信は、後述するNOxパージ制御の終了判定によってNOxパージフラグFNPがオフ(図3の時刻t)にされるまで継続される。 The target injection amount Q NPR_Trgt calculated by the injection amount target value calculation unit 146 is transmitted as an injection instruction signal to the exhaust pipe injection device 33 or each injector 11 when the NOx purge flag F NP is turned on (time t in FIG. 3). 1 ). The transmission of the injection instruction signal is continued until the NOx purge flag F NP is turned off (time t 2 in FIG. 3) due to the end determination of NOx purge control described later.

このように、本実施形態では、第2目標空気過剰率設定マップ145から読み取られる空気過剰率目標値λNPR_Trgtと、各インジェクタ11の燃料噴射量とに基づいて目標噴射量QNPR_Trgtを設定するようになっている。これにより、NOx吸蔵還元型触媒32の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、NOx吸蔵還元型触媒32の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をNOxパージリッチ制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。 Thus, in the present embodiment, the target injection amount Q NPR_Trgt is set based on the air excess rate target value λ NPR_Trgt read from the second target air excess rate setting map 145 and the fuel injection amount of each injector 11. It has become. Thus, without providing a lambda sensor upstream of the NOx storage reduction catalyst 32, or even when a lambda sensor is provided upstream of the NOx storage reduction catalyst 32, the sensor value of the lambda sensor is not used. It is possible to effectively reduce the exhaust gas to a desired excess air ratio required for NOx purge rich control.

また、各インジェクタ11の燃料噴射量として学習補正後の燃料噴射量Qfnl_corrdを用いることで、目標噴射量QNPR_Trgtをフィードフォワード制御で設定することが可能となり、各インジェクタ11の経年劣化や特性変化等の影響を効果的に排除することができる。 Further, by using the fuel injection amount Q fnl_corrd after learning correction as the fuel injection amount of each injector 11, the target injection amount Q NPR_Trgt can be set by feedforward control, and the aging deterioration and characteristic change of each injector 11 can be achieved. Etc. can be effectively eliminated.

[MAF追従制御]
MAF追従制御部80(図1参照)は、(1)通常運転のリーン状態からNOxパージ制御によるリッチ状態への切り替え期間及び、(2)NOxパージ制御によるリッチ状態から通常運転のリーン状態への切り替え期間に、各インジェクタ11の燃料噴射タイミング及び燃料噴射量をMAF変化に応じて補正する制御(MAF追従制御)を実行する。
[MAF tracking control]
The MAF follow-up control unit 80 (see FIG. 1) includes (1) a switching period from the lean state of the normal operation to the rich state by the NOx purge control, and (2) the rich state by the NOx purge control to the lean state of the normal operation. During the switching period, control (MAF follow-up control) for correcting the fuel injection timing and the fuel injection amount of each injector 11 according to the MAF change is executed.

[噴射量学習補正]
図9に示すように、噴射量学習補正部300は、学習補正係数演算部310と、噴射量補正部320とを有する。
[Injection amount learning correction]
As shown in FIG. 9, the injection amount learning correction unit 300 includes a learning correction coefficient calculation unit 310 and an injection amount correction unit 320.

学習補正係数演算部310は、エンジン10のリーン運転時にNOx/ラムダセンサ45で検出される実ラムダ値λActと、推定ラムダ値λEstとの誤差Δλに基づいて燃料噴射量の学習補正係数FCorrを演算する。排気がリーン状態のときは、排気中のHC濃度が非常に低いので、酸化触媒31でHCの酸化反応による排気ラムダ値の変化は無視できるほど小さい。このため、酸化触媒31を通過して下流側のNOx/ラムダセンサ45で検出される排気中の実ラムダ値λActと、エンジン10から排出された排気中の推定ラムダ値λEstとは一致すると考えられる。すなわち、これら実ラムダ値λActと推定ラムダ値λEstとに誤差Δλが生じた場合は、各インジェクタ11に対する指示噴射量と実噴射量との差によるものと仮定することができる。以下、この誤差Δλを用いた学習補正係数演算部310による学習補正係数の演算処理を図10のフローに基づいて説明する。 The learning correction coefficient calculation unit 310 is a fuel injection amount learning correction coefficient F based on an error Δλ between the actual lambda value λ Act detected by the NOx / lambda sensor 45 and the estimated lambda value λ Est during the lean operation of the engine 10. Calculate Corr . When the exhaust is in a lean state, the HC concentration in the exhaust is very low, so that the change in the exhaust lambda value due to the oxidation reaction of HC at the oxidation catalyst 31 is negligibly small. Therefore, the actual lambda value λ Act in the exhaust gas that passes through the oxidation catalyst 31 and is detected by the downstream NOx / lambda sensor 45 matches the estimated lambda value λ Est in the exhaust gas discharged from the engine 10. Conceivable. That is, when an error Δλ occurs between the actual lambda value λ Act and the estimated lambda value λ Est , it can be assumed that the difference is between the commanded injection amount for each injector 11 and the actual injection amount. Hereinafter, a learning correction coefficient calculation process by the learning correction coefficient calculation unit 310 using the error Δλ will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップS300では、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて、エンジン10がリーン運転状態にあるか否かが判定される。リーン運転状態にあれば、学習補正係数の演算を開始すべく、ステップS310に進む。   In step S300, based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q, it is determined whether or not the engine 10 is in a lean operation state. If it is in the lean operation state, the process proceeds to step S310 to start the calculation of the learning correction coefficient.

ステップS310では、推定ラムダ値λEstからNOx/ラムダセンサ45で検出される実ラムダ値λActを減算した誤差Δλに、学習値ゲインK及び補正感度係数Kを乗じることで、学習値FCorrAdptが演算される(FCorrAdpt=(λEst−λAct)×K×K)。推定ラムダ値λEstは、エンジン回転数Neやアクセル開度Qに応じたエンジン10の運転状態から推定演算される。また、補正感度係数Kは、図9に示す補正感度係数マップ310AからNOx/ラムダセンサ45で検出される実ラムダ値λActを入力信号として読み取られる。 In step S310, an error Δλ obtained by subtracting the actual lambda value λ Act detected by the NOx / lambda sensor 45 from the estimated lambda value λ Est is multiplied by the learning value gain K 1 and the correction sensitivity coefficient K 2 to thereby obtain the learning value F CorrAdpt is calculated (F CorrAdpt = (λ Est −λ Act ) × K 1 × K 2 ). The estimated lambda value λ Est is estimated and calculated from the operating state of the engine 10 according to the engine speed Ne and the accelerator opening Q. Further, the correction sensitivity coefficient K 2 is read the actual lambda value lambda Act detected by the NOx / lambda sensor 45 from the correction sensitivity coefficient map 310A shown in FIG. 9 as an input signal.

ステップS320では、学習値FCorrAdptの絶対値|FCorrAdpt|が所定の補正限界値Aの範囲内にあるか否かが判定される。絶対値|FCorrAdpt|が補正限界値Aを超えている場合、本制御はリターンされて今回の学習を中止する。 In step S320, it is determined whether or not the absolute value | F CorrAdpt | of the learning value F CorrAdpt is within the range of the predetermined correction limit value A. If the absolute value | F CorrAdpt | exceeds the correction limit value A, the present control is returned to stop the current learning.

ステップS330では、学習禁止フラグFProがオフか否かが判定される。学習禁止フラグFProとしては、例えば、エンジン10の過渡運転時やNOxパージ制御時(FNP=1)等が該当する。これらの条件が成立する状態では、実ラムダ値λActの変化によって誤差Δλが大きくなり、正確な学習を行えないためである。エンジン10が過渡運転状態にあるか否かは、例えば、NOx/ラムダセンサ45で検出される実ラムダ値λActの時間変化量に基づいて、当該時間変化量が所定の閾値よりも大きい場合に過渡運転状態と判定すればよい。 In step S330, it is determined whether the learning prohibition flag FPro is off. The learning prohibition flag F Pro corresponds to, for example, transient operation of the engine 10 or NOx purge control (F NP = 1). This is because when these conditions are satisfied, the error Δλ increases due to a change in the actual lambda value λ Act , and accurate learning cannot be performed. Whether or not the engine 10 is in a transient operation state is determined based on, for example, the time change amount of the actual lambda value λ Act detected by the NOx / lambda sensor 45 when the time change amount is larger than a predetermined threshold value. What is necessary is just to determine with a transient operation state.

ステップS340では、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照される学習値マップ310B(図9照)が、ステップS310で演算された学習値FCorrAdptに更新される。より詳しくは、この学習値マップ310B上には、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに応じて区画された複数の学習領域が設定されている。これら学習領域は、好ましくは、使用頻度が多い領域ほどその範囲が狭く設定され、使用頻度が少ない領域ほどその範囲が広く設定されている。これにより、使用頻度が多い領域では学習精度が向上され、使用頻度が少ない領域では未学習を効果的に防止することが可能になる。 In step S340, the learning value map 310B (see FIG. 9) referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q is updated to the learning value F CorrAdpt calculated in step S310. More specifically, a plurality of learning regions divided according to the engine speed Ne and the accelerator opening Q are set on the learning value map 310B. These learning regions are preferably set to have a narrower range as the region is used more frequently and to be wider as a region is used less frequently. As a result, learning accuracy is improved in regions where the usage frequency is high, and unlearning can be effectively prevented in regions where the usage frequency is low.

ステップS350では、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号として学習値マップ310Bから読み取った学習値に「1」を加算することで、学習補正係数FCorrが演算される(FCorr=1+FCorrAdpt)。この学習補正係数FCorrは、図9に示す噴射量補正部320に入力される。 In step S350, the learning correction coefficient F Corr is calculated by adding “1” to the learned value read from the learned value map 310B using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals (F Corr = 1 + F). CorrAdpt ). This learning correction coefficient F Corr is input to the injection amount correction unit 320 shown in FIG.

噴射量補正部320は、パイロット噴射QPilot、プレ噴射QPre、メイン噴射QMain、アフタ噴射QAfter、ポスト噴射QPostの各基本噴射量に学習補正係数FCorrを乗算することで、これら燃料噴射量の補正を実行する。 The injection amount correction unit 320 multiplies each basic injection amount of pilot injection Q Pilot , pre-injection Q Pre , main injection Q Main , after-injection Q After , and post-injection Q Post by a learning correction coefficient F Corr. The injection amount is corrected.

このように、推定ラムダ値λEstと実ラムダ値λActとの誤差Δλに応じた学習値で各インジェクタ11に燃料噴射量を補正することで、各インジェクタ11の経年劣化や特性変化、個体差等のバラツキを効果的に排除することが可能になる。 In this way, by correcting the fuel injection amount to each injector 11 with the learning value corresponding to the error Δλ between the estimated lambda value λ Est and the actual lambda value λ Act , the aging deterioration, characteristic change, individual difference of each injector 11 is corrected. It is possible to effectively eliminate such variations.

[MAF補正係数]
MAF補正係数演算部400は、NOxパージ制御時のMAF目標値MAFNPL_Trgtや目標噴射量QNPR_Trgtの設定に用いられるMAF補正係数Maf_corrを演算する。
[MAF correction coefficient]
MAF correction coefficient calculation unit 400 calculates the MAF correction coefficient Maf _Corr used to set the MAF target value MAF NPL_Trgt and the target injection amount Q NPR_Trgt during NOx purge control.

本実施形態において、各インジェクタ11の燃料噴射量は、NOx/ラムダセンサ45で検出される実ラムダ値λActと推定ラムダ値λEstとの誤差Δλに基づいて補正される。しかしながら、ラムダは空気と燃料の比であるため、誤差Δλの要因が必ずしも各インジェクタ11に対する指示噴射量と実噴射量との差の影響のみとは限らない。すなわち、ラムダの誤差Δλには、各インジェクタ11のみならずMAFセンサ40の誤差も影響している可能性がある。 In the present embodiment, the fuel injection amount of each injector 11 is corrected based on the error Δλ between the actual lambda value λ Act and the estimated lambda value λ Est detected by the NOx / lambda sensor 45. However, since lambda is the ratio of air to fuel, the factor of error Δλ is not necessarily only the effect of the difference between the commanded injection amount and the actual injection amount for each injector 11. That is, there is a possibility that the error of not only each injector 11 but also the MAF sensor 40 affects the lambda error Δλ.

図11は、MAF補正係数演算部400によるMAF補正係数Maf_corrの設定処理を示すブロック図である。補正係数設定マップ410は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Neとアクセル開度Qとに対応したMAFセンサ40のセンサ特性を示すMAF補正係数Maf_corrが予め実験等に基づいて設定されている。 FIG. 11 is a block diagram illustrating the setting process of the MAF correction coefficient Maf_corr by the MAF correction coefficient calculation unit 400. The correction coefficient setting map 410 is a map that is referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q, and indicates a MAF that indicates the sensor characteristics of the MAF sensor 40 corresponding to the engine speed Ne and the accelerator opening Q. The correction coefficient Maf_corr is set in advance based on experiments or the like.

MAF補正係数演算部400は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号として補正係数設定マップ410からMAF補正係数Maf_corrを読み取ると共に、このMAF補正係数Maf_corrをMAF目標値演算部132及び噴射量目標値演算部146に送信する。これにより、NOxパージ制御時のMAF目標値MAFNPL_Trgtや目標噴射量QNPR_Trgtの設定にMAFセンサ40のセンサ特性を効果的に反映することが可能になる。 The MAF correction coefficient calculation unit 400 reads the MAF correction coefficient Maf_corr from the correction coefficient setting map 410 using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and uses the MAF correction coefficient Maf_corr as the MAF target value calculation unit 132 and It transmits to the injection quantity target value calculating part 146. As a result, the sensor characteristics of the MAF sensor 40 can be effectively reflected in the settings of the MAF target value MAF NPL_Trgt and the target injection amount Q NPR_Trgt during the NOx purge control.

[その他]
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
[Others]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably and can implement.

10 エンジン
11 インジェクタ
12 吸気通路
13 排気通路
16 吸気スロットルバルブ
24 EGRバルブ
31 酸化触媒
32 NOx吸蔵還元型触媒
33 フィルタ
34 排気管噴射装置
40 MAFセンサ
45 NOx/ラムダセンサ
50 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 11 Injector 12 Intake passage 13 Exhaust passage 16 Intake throttle valve 24 EGR valve 31 Oxidation catalyst 32 NOx occlusion reduction type catalyst 33 Filter 34 Exhaust pipe injection device 40 MAF sensor 45 NOx / lambda sensor 50 ECU

Claims (3)

内燃機関の排気系に設けられ、排気リーン状態で排気中のNOxを吸蔵すると共に、排気リッチ状態で吸蔵されていたNOxを還元浄化するNOx吸蔵還元型触媒と、
前記NOx吸蔵還元型触媒のNOx吸蔵量を推定するNOx吸蔵量推定手段と、
排気をリッチ状態にして前記NOx吸蔵還元型触媒のNOx吸蔵能力を回復させる触媒再生処理を実施する触媒再生制御手段と、
前記NOx吸蔵量推定手段によって推定されるNOx吸蔵量が所定の上限閾値を超え、且つ、前回の触媒再生処理終了からの経過時間が所定の第1目標インターバル時間に達すると、前記触媒再生制御手段に次の触媒再生処理を開始させる再生開始処理手段と、を備え、
前記再生開始処理手段は、前記NOx吸蔵量推定手段によって推定されるNOx吸蔵量が前記上限閾値を超えることなく、前回の触媒再生処理終了からの経過時間が所定の第2目標インターバル時間に達した場合も、前記触媒再生制御手段に次の触媒再生処理を開始させる
排気浄化システム。
A NOx occlusion reduction type catalyst that is provided in an exhaust system of an internal combustion engine and that occludes NOx in exhaust in an exhaust lean state and reduces and purifies NOx occluded in an exhaust rich state;
NOx storage amount estimation means for estimating the NOx storage amount of the NOx storage reduction catalyst;
Catalyst regeneration control means for performing a catalyst regeneration process for recovering the NOx storage capacity of the NOx storage reduction catalyst by making the exhaust rich;
When the NOx occlusion amount estimated by the NOx occlusion amount estimation unit exceeds a predetermined upper limit threshold and the elapsed time from the end of the previous catalyst regeneration process reaches a predetermined first target interval time, the catalyst regeneration control unit And a regeneration start processing means for starting the next catalyst regeneration processing,
In the regeneration start processing means, the NOx storage amount estimated by the NOx storage amount estimation means does not exceed the upper limit threshold, and the elapsed time from the end of the previous catalyst regeneration processing has reached a predetermined second target interval time. Also in this case, an exhaust purification system in which the catalyst regeneration control means starts the next catalyst regeneration process.
前記第2目標インターバル時間が、前記第1インターバル目標時間よりも短い時間で設定される
請求項1に記載の排気浄化システム。
The exhaust purification system according to claim 1, wherein the second target interval time is set to be shorter than the first interval target time.
前記第1目標インターバル時間は、前記内燃機関の運転状態に基づいて参照される第1目標インターバルマップにより設定され、
前記第2目標インターバル時間は、前記内燃機関の運転状態に基づいて参照される第2目標インターバルマップにより設定される
請求項1又は2に記載の排気浄化システム。
The first target interval time is set by a first target interval map that is referred to based on the operating state of the internal combustion engine,
The exhaust purification system according to claim 1 or 2, wherein the second target interval time is set by a second target interval map referred to based on an operating state of the internal combustion engine.
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