JP5195287B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.
内燃機関の排気浄化装置として、機関の排気通路中に、排気中のPM(Particulate Matter;粒子状物質)を捕集するDPF(Diesel Particulate Filter;ディーゼルパティキュレートフィルタ)を備え、DPFに堆積したPMの浄化(DPF再生)を所定の時期に行う技術が例えば特許文献1に記載されている。このようなDPFにおいて、例えば低速走行時のようにDPF再生が不可能な走行条件が続き、PM堆積量が過大となった場合、その後DPF再生が可能となったときに高温でDPF再生を開始すると、大量のPMが一時に燃焼してDPFが過熱によって熱劣化する可能性がある。そこで、上記のDPFの過熱を防止するために、DPFのPM堆積量が多くなった場合には、PMが緩やかに反応する温度にDPFを加熱する運転条件に変更するようにして、DPFが過熱を起こさない温度で緩やかにDPFの再生処理を行う技術が知られている。
ところで、DPFの他に、排気空燃比がリーンのとき流入する排気中のNOx(窒素酸化物)をトラップし、排気空燃比がリッチのときトラップしたNOxを脱離浄化するNOxトラップ触媒(NOx吸収剤)を排気通路中に設け、NOxトラップ触媒に堆積したNOxの浄化、すなわちNOx再生を所定の時期に行う技術も知られている。このNOxトラップ触媒は、排気空燃比がリーンのときに排気中のNOxを吸収する他に、排気中のSOx(硫黄硫化物)も吸収する。そして、SOx堆積量が増加するとNOx吸収効率が低下するため、SOx堆積量が所定量を超えるときには、堆積したSOxの浄化(SOx再生、S被毒解除とも呼ぶ)を行う必要がある。 By the way, in addition to the DPF, NOx trap catalyst (NOx absorption) that traps NOx (nitrogen oxide) in the exhaust flowing in when the exhaust air-fuel ratio is lean and desorbs and purifies the trapped NOx when the exhaust air-fuel ratio is rich. There is also known a technique in which an agent is provided in the exhaust passage, and NOx accumulated on the NOx trap catalyst is purified, that is, NOx regeneration is performed at a predetermined time. The NOx trap catalyst absorbs NOx in the exhaust when the exhaust air-fuel ratio is lean, and also absorbs SOx (sulfur sulfide) in the exhaust. Since the NOx absorption efficiency decreases as the SOx deposition amount increases, when the SOx deposition amount exceeds a predetermined amount, it is necessary to purify the deposited SOx (also referred to as SOx regeneration or S poison removal).
一般に、上記のNOx再生およびSOx再生は、排気空燃比をリッチに制御することにより行われるので、再生中には機関からのPM排出量が増加し、DPFへのPM堆積量が通常運転状態よりも早く増加することになる。また、DPF再生とNOx再生とSOx再生とは、それぞれ再生の開始、終了の条件が独立しているので、場合によってはこれらの再生時期が重なる場合もある。 In general, the above-mentioned NOx regeneration and SOx regeneration are performed by controlling the exhaust air-fuel ratio to be rich. Therefore, during regeneration, the amount of PM discharged from the engine increases, and the amount of PM deposited on the DPF is higher than that in the normal operation state. Will increase quickly. In addition, since the DPF regeneration, the NOx regeneration, and the SOx regeneration have independent start and end conditions, the regeneration times may overlap in some cases.
したがって、例えば、DPF再生を実行できず、またはDPF再生を開始したものの運転条件の変化等により十分に再生を行う前に再生を終了し、DPF内に多量のPMが堆積している状態で、NOx再生またはSOx再生のために排気空燃比を単にリッチ化すると、DPF内のPM堆積量がDPFの捕集能力を超えてしまい、排気抵抗の悪化を招いたり、場合によって走行不能となる可能性がある。あるいは、PM堆積量の増加によりPM捕集限界が早まり、DPF再生頻度が増加して、燃費の悪化や、シリンダ壁面に付着した燃料がピストンの往復動作に伴って下方のオイルパン側へそぎ落とされてエンジンオイルに混入し、エンジンオイルを希釈させるオイル希釈量の増加を招く可能性がある。 Therefore, for example, the DPF regeneration cannot be executed, or the regeneration is terminated before the regeneration is sufficiently performed due to a change in the operating condition of the DPF regeneration started, and a large amount of PM is accumulated in the DPF. If the exhaust air-fuel ratio is simply enriched for NOx regeneration or SOx regeneration, the amount of PM accumulated in the DPF may exceed the DPF trapping capacity, leading to deterioration in exhaust resistance or possibly making it impossible to travel. There is. Alternatively, the PM collection limit is accelerated by the increase in the PM accumulation amount, the DPF regeneration frequency is increased, the fuel consumption is deteriorated, and the fuel adhering to the cylinder wall is scraped to the lower oil pan side due to the reciprocating operation of the piston. May be mixed into the engine oil and increase the amount of oil dilution for diluting the engine oil.
上記の特許文献1では、PM堆積量が所定量以上でリッチ制御を禁止しているものの、単に禁止するだけでは、NOx再生やSOx再生を良好に行うことができなくなるなど、性能の低下を避けられない。
In the above-mentioned
そこで、本発明は、性能の低下を招くことなく、またDPF内にPMが多量に堆積することを抑制しつつ、NOx再生やSOx再生などのNOxトラップ触媒の再生制御を良好に行うことを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has an object to satisfactorily perform regeneration control of a NOx trap catalyst such as NOx regeneration and SOx regeneration without causing a decrease in performance and suppressing accumulation of a large amount of PM in the DPF. It is said.
機関の排気通路中に配設され、流入する排気中のPMを捕集するDPFと、上記DPFに堆積するPM堆積量を検出するPM堆積量検出手段と、上記排気通路中に配設され、排気空燃比がリーンのときに流入する排気中のNOxをトラップし、排気空燃比がリッチのときにトラップしたNOxを脱離浄化するNOxトラップ触媒と、上記NOxトラップ触媒の再生制御を行うNOxトラップ触媒再生手段と、を有する。そして、このNOxトラップ触媒再生手段は、上記PM堆積量に応じて、上記NOxトラップ触媒の再生制御における目標空気過剰率を調整する。 A DPF that is disposed in the exhaust passage of the engine and collects PM in the inflowing exhaust; a PM accumulation amount detection means that detects a PM accumulation amount that accumulates in the DPF; and is disposed in the exhaust passage. A NOx trap catalyst that traps NOx in exhaust flowing when the exhaust air-fuel ratio is lean, desorbs and purifies NOx trapped when the exhaust air-fuel ratio is rich, and a NOx trap that performs regeneration control of the NOx trap catalyst And a catalyst regeneration means. The NOx trap catalyst regeneration means adjusts the target excess air ratio in the regeneration control of the NOx trap catalyst according to the PM accumulation amount.
本発明によれば、PM堆積量に応じてNOxトラップ触媒の再生制御における目標空気過剰率を調整することによって、PM堆積量の過度な堆積を招くことなく、NOxトラップ触媒の再生制御を良好に行うことができる。 According to the present invention, by adjusting the target excess air ratio in the regeneration control of the NOx trap catalyst according to the PM deposition amount, the regeneration control of the NOx trap catalyst is favorably performed without causing excessive deposition of the PM deposition amount. It can be carried out.
以下本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る内燃機関(ここではディーゼルエンジン)の排気浄化装置の一例が適用されたシステム図である。ディーゼルエンジン1の吸気通路2には可変ノズル型のターボチャージャ3の吸気コンプレッサが備えられ、吸入空気は吸気コンプレッサによって過給され、インタークーラ4で冷却され、吸気絞り弁5を通過した後、コレクタ6を経て、各気筒の燃焼室内へ流入する。燃料は、コモンレール式燃料噴射装置により、すなわち、高圧燃料ポンプ7により高圧化されてコモンレール8に送られ、各気筒の燃料噴射弁9から燃焼室内へ直接噴射される。燃焼室内に流入した空気と噴射された燃料はここで圧縮着火により燃焼し、排気は排気通路10へ流出する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram to which an example of an exhaust emission control device for an internal combustion engine (here, a diesel engine) according to the present invention is applied. The
排気通路10へ流出した排気の一部は、EGRガスとして、EGR通路11によりEGR弁12を介して吸気側へ還流される。排気の残りは、可変ノズル型のターボチャージャ3の排気タービンを通り、これを駆動する。ここで、排気通路10の排気タービン下流には、排気浄化のため、排気空燃比がリーンのときに流入する排気中のNOxをトラップし、排気空燃比がリッチのときトラップしたNOxを脱離浄化するNOxトラップ触媒13を配置してある。また、このNOxトラップ触媒13には、酸化触媒(貴金属)を担持させて、流入する排気成分(HC、CO)を酸化する機能を持たせてある。
Part of the exhaust gas flowing into the
更に、このNOxトラップ触媒13の下流には、排気中のPMを捕集するDPF14を配置してある。また、このDPF14にも、酸化触媒(貴金属)を担持させて、流入する排気成分(HC、CO)を酸化する機能を持たせてある。尚、NOxトラップ触媒13とDPF14とは、逆に配置してもよいし、DPFにNOxトラップ触媒を担持させて一体に構成してもよい。
Further, a
コントロールユニット20には、エンジン1の制御のため、エンジン回転速度Ne検出用の回転速度センサ21、アクセル開度APO検出用のアクセル開度センサ22から、信号が入力されている。また、NOxトラップ触媒13の温度(触媒温度)を検出する触媒温度センサ23、排気通路10のDPF14入口側にて排気圧力を検出する排気圧力センサ24、DPF14の温度(DPF温度)を検出するDPF温度センサ25、更に排気通路10のDPF14出口側にて排気空燃比(以下、排気λといい、数値としては空気過剰率で表す)を検出する空燃比センサ26が設けられ、これらの信号もコントロールユニット20に入力されている。但し、NOxトラップ触媒13の温度やDPF14の温度はこれらの下流側に排気温度センサを設けて、排気温度より間接的に検出するようにしてもよい。
Signals are input to the
コントロールユニット20は、これらの入力信号に基づいて、燃料噴射弁9による主噴射及び所定の運転条件において主噴射後(膨張行程又は排気行程)に行う後噴射すなわちポスト噴射の燃料噴射量及び噴射時期制御のための燃料噴射弁9への燃料噴射指令信号、吸気絞り弁5への開度指令信号、EGR弁12への開度指令信号等を出力する。
Based on these input signals, the
ここにおいて、コントロールユニット20では、DPF14に捕集されて堆積したPMの浄化(DPF再生)、NOxトラップ触媒13にトラップされて堆積したNOxの浄化(NOx再生)、NOxトラップ触媒13のSOx被毒によりこれに堆積したSOxの浄化(SOx再生)のための排気浄化制御を、排気中の空気過剰率すなわち排気λの制御により行うようにしている。排気λとエンジン1からのPM排出量(g/h)との関係は、排気λがリッチになるほど増加し、特にストイキ(排気λ=1.0)よりもリッチ側の場合には、通常運転状態に比べて大幅に増加する。
Here, the
次に、本発明の第1実施例に係るNOx再生制御について説明する。 Next, NOx regeneration control according to the first embodiment of the present invention will be described.
図2は、本実施例に係るリッチスパイク制御の流れを示すフローチャートである。S11では、NOx堆積量に応じてNOx再生要求があるか否かを判定する。例えば、燃料噴射量および機関回転数から図示しない制御マップにより単位時間NOx吸着量(ΔSNOx)を演算し、この単位時間NOx吸着量を積算することで現時点でのNOx堆積量(S_NOx(n))を算出し、このNOxの吸着・堆積量が所定量に達すると、吸着・堆積したNOxを脱離・還元して再生する必要がある、つまりNOx再生要求が有ると判断される。 FIG. 2 is a flowchart showing the flow of rich spike control according to the present embodiment. In S11, it is determined whether there is a NOx regeneration request according to the NOx accumulation amount. For example, the unit time NOx adsorption amount (ΔSNOx) is calculated from the fuel injection amount and the engine speed using a control map (not shown), and the unit time NOx adsorption amount is integrated to thereby accumulate the current NOx accumulation amount (S_NOx (n)). When the NOx adsorption / deposition amount reaches a predetermined amount, it is determined that the adsorbed / deposited NOx needs to be desorbed / reduced and regenerated, that is, there is a NOx regeneration request.
NOxトラップ触媒13にNOx再生要求があると判断されると、S12以降に進んでリッチスパイク制御を実行する。本実施例では、2つのリッチ化によって段階的にリッチスパイク制御を行う。先ずS12では、後述する第1のリッチ化を行い、S13では、この第1のリッチ化処理が終了したかを判定する。この第1のリッチ化処理の終了判定は、例えば排気空気過剰率を検出又は推定し、この排気空気過剰率が第1の目標空気過剰率λ1に達した時点で終了判定を行うようにしても良く、あるいは第1の目標空気過剰率λ1の値に基づいて終了時期つまり第1のリッチ化の運転時間を設定するものであっても良い。第1のリッチ化が終了したと判定されると、S13からS14へ進み、後述する第2のリッチ化を行う。そして、S15において、NOx再生処理が終了したと判定されると、本ルーチンを終了する。この終了判定は、例えば、上述したNOx脱離量(ΔNOx0)が所定値以下となった時点、すなわちNOx堆積量が十分に少なくなった時点で終了する。
If it is determined that the
図3を参照して、上記の第1のリッチ化及び第2のリッチ化について説明する。なお、Lamdaは空気過剰率λ、QACは吸入空気量、PostQはポスト噴射量である。この図3において、実線は吸気絞りとポスト噴射を併用してリッチ化を行う本実施例の特性を示しており、破線はポスト噴射を併用せずに吸気絞りのみによりリッチ化を行う比較例の特性を示している。図示していないが、比較例では本実施例よりも吸気絞りが大きなものとなっている。 The first enrichment and the second enrichment will be described with reference to FIG. Lamda is the excess air ratio λ, QAC is the intake air amount, and PostQ is the post injection amount. In FIG. 3, the solid line shows the characteristics of the present embodiment in which enrichment is performed by using both the intake throttle and the post injection, and the broken line is a comparative example in which enrichment is performed only by the intake throttle without using the post injection. The characteristics are shown. Although not shown, the intake throttle is larger in the comparative example than in the present embodiment.
上述した第1のリッチ化とは、NOxトラップ触媒13内の空気過剰率をNOxの脱離に適した空気過剰率まで下げるリッチ化であり、その際の空気過剰率を第1の目標空気過剰率λ1とする。上述の通り、NOxトラップ触媒はλが所定値前後になったときから、吸着・堆積しているNOxの脱離を始める。そのため第1のリッチ化では、NOxトラップ触媒からNOxを脱離させることを目的としたリッチ化を行う。本実施例では、第1のリッチ化手段を吸気絞り弁5または/およびEGR弁10とし、これらを用いて第1のリッチ化を行う。これは吸気絞り弁5によって行ってもよいし、EGR弁10によって行ってもよい。吸気絞り弁5とEGR弁10の双方を用いてもよい。特にこれら二つに限定されるものではなく、広く吸入酸素量を低減する酸素量低減手段であればよい。言い換えると、ポスト噴射を行うことなく吸入酸素量の低減のみにより第1のリッチ化を行っている。
The first enrichment described above is a enrichment that lowers the excess air ratio in the
つまり、上述の第1の目標空気過剰率λ1は、NOxトラップ触媒13からNOxが脱離する空気過剰率であり、NOxの還元を開始するのに適した空気過剰率ということができる。このλ1は一つの値に限定されるものではなく、NOxの脱離に適した範囲(脱離範囲)内であればよい。理論空燃比に対応する空気過剰率λ0以下となる空気過剰率の範囲で、NOx脱離速度が比較的速い。また、NOxが十分に脱離する前にλをλ0よりも小さい値まで下げてリッチ化することは、排気性能の悪化を招くおそれがある。そのためλ1はλ0以下の空気過剰率であって、比較的λ0(=1.0)に近い値であることが好ましい。
That is, the above-mentioned first target excess air ratio λ1 is an excess air ratio at which NOx is desorbed from the
次に第2のリッチ化とは、NOxトラップ触媒13に堆積していたNOxを過不足なく還元するためのリッチ化である。その際の目標空気過剰率を第2の目標空気過剰率λ2とする。本実施例では、NOxトラップ触媒13に堆積していたNOxを、第1のリッチ化によって十分に脱離させ、第2のリッチ化によってそれらの脱離したNOxを還元するリッチスパイク制御を行う。
Next, the second enrichment is enrichment for reducing NOx accumulated on the
ここでは、第2のリッチ化手段をコモンレール燃料噴射弁系とし、コモンレール燃料噴射系によるポスト(POST)噴射で第2のリッチ化を行っている。本実施例ではポスト噴射としたが、これに限定されるものではなく、膨張行程または/および排気行程において噴射され、トルク発生に寄与しない燃料噴射であればよい。つまり、第2の目標空気過剰率λ2は、NOxトラップ触媒13から脱離したNOxを還元するのに十分な空気過剰率であり、λ1よりも小さい空気過剰率である。λ2の値は例えば0.8程度の比較的小さい値であるが、もちろん0.8に限定されるものではなく、NOxの還元を良好に行うことができる空気過剰率であればよい。
Here, the second enrichment means is a common rail fuel injection valve system, and the second enrichment is performed by post (POST) injection by the common rail fuel injection system. Although the post-injection is used in this embodiment, the present invention is not limited to this, and any fuel injection that is injected in the expansion stroke or / and the exhaust stroke and does not contribute to torque generation may be used. That is, the second target excess air ratio λ2 is an excess air ratio sufficient to reduce NOx desorbed from the
なお、第1のリッチ化は吸気絞り弁5または/およびEGR弁10によって行うが、図に示すように、これらによるリッチ化は不可避的に時間遅れを伴ってしまう。一方、第2のリッチ化はポスト噴射によって行っているため、図3にも示すように、第1のリッチ化と違って実質的に時間遅れを伴わない。
The first enrichment is performed by the intake throttle valve 5 and / or the
上述の第1のリッチ化つまり吸気絞りは第2のリッチ化の間も継続される。つまり、図3に示すように、例えば吸気絞り弁5によって第1のリッチ化を行った場合には、第2のリッチ化が終了するまで、その開度を維持するものとする。 The first enrichment, that is, the intake throttle, is continued during the second enrichment. That is, as shown in FIG. 3, when the first enrichment is performed by the intake throttle valve 5, for example, the opening degree is maintained until the second enrichment is completed.
ここで、本実施例においては、PM堆積量に応じて、第1のリッチ化及び第2のリッチ化の制御内容を変更している。この点について、図4〜図6を参照して説明する。 Here, in the present embodiment, the control contents of the first enrichment and the second enrichment are changed according to the PM accumulation amount. This point will be described with reference to FIGS.
PM堆積量が多くなるほど、図4の矢印1で示すように、第1のリッチ化による第1の目標空気過剰率λ1をリーン化し、つまり矢印Y3に示すように吸気絞り量を抑制する。これによってスモーク排出量を低減し、PM堆積量の増加を抑制する。そして、図5に示すようにリッチ運転時間が長くなるほどこれに比例してNOx浄化量が増加することから、上記λ1のリーン化によるNOxの脱離・浄化量すなわちパージ量の低減分を補うように、図4の矢印Y2及び図6に示すように、第2のリッチ化による運転時間を延長する。あるいは、図6に示すように、PM堆積量が多くなるほど、第2のリッチ化における第2の目標空気過剰率λ2をリッチ化していくようにしても良い。あるいは、これら第2のリッチ化による運転時間の延長と第2の目標空気過剰率λ2のリッチ化とを組み合わせて用いてもよい。
As the PM accumulation amount increases, the first target excess air ratio λ1 due to the first enrichment is leaned as shown by the
図7を参照して、第1の目標空気過剰率λ1と第2の目標空気過剰率λ2との偏差Δλ(λ1−λ2)が大きいときには、急激なNOx脱離を抑制するために、第2のリッチ化に伴うポスト噴射を緩慢に行う。すなわち、偏差Δλが大きくなるほど、ポスト噴射のランプ時間(ポスト噴射量を目標値まで増加させるまでの期間)ΔTが長くなるように、一次遅れ処理等の適宜ななまし処理を行って、ポスト噴射の立ち上がり(傾き)を意図的に緩やかなものとする。 Referring to FIG. 7, when the deviation Δλ (λ1-λ2) between the first target excess air ratio λ1 and the second target excess air ratio λ2 is large, in order to suppress rapid NOx desorption, Slowly perform post-injection in line with the enrichment. In other words, post-injection processing such as first-order lag processing is performed so that post-injection ramp time (period until the post-injection amount is increased to the target value) ΔT becomes longer as deviation Δλ increases. The rise (inclination) of is intentionally gentle.
図8に示すように、第2の目標空気過剰率λ2へのリッチ化によってポスト噴射量が増えると、上述したオイル希釈量の過度な増加を招くおそれがある。そこで、好ましくは、ポスト噴射量が所定の希釈限界αを超える場合、オイル希釈量を抑制するために、ポスト噴射量の噴射回数(段数)を複数(この例では2回)に分割する。このようにポスト噴射を複数回に分割して行うことによって、個々のポスト噴射における燃圧すなわち噴霧のペネトレーション(貫徹力)が小さくなり、シリンダ壁面への燃料付着量が低減し、ひいてはオイル希釈量を低減することができる。 As shown in FIG. 8, when the post injection amount increases due to the enrichment to the second target excess air ratio λ2, the oil dilution amount described above may be excessively increased. Therefore, preferably, when the post-injection amount exceeds a predetermined dilution limit α, the number of post-injection injections (number of stages) is divided into a plurality (two in this example) in order to suppress the oil dilution amount. By dividing the post-injection into a plurality of times in this way, the fuel pressure in each post-injection, that is, the penetration of the spray, is reduced, the amount of fuel adhering to the cylinder wall surface is reduced, and consequently the oil dilution amount is reduced. Can be reduced.
この第1実施例の作用効果について説明する。 The function and effect of the first embodiment will be described.
吸気絞りのみでリッチスパイク制御を行った場合には、排気HCの増加は抑えられるが、スモークが増加してしまう。EGR制御のみでリッチスパイク制御を行った場合もほぼ同様である。つまり、排気λを小さくするほどスモークの排出量が増加する。一方、ポスト噴射のみでリッチスパイク制御を行った場合には、スモークの排出量は増加しないが、燃料噴射量が増えているために排気HCやオイル希釈量の増加を招くおそれがある。すなわち、いずれの方法によってリッチスパイク制御を行ったとしても、空気過剰率を直ちに小さくしてリッチ化した場合には排気性能の悪化を招きかねない。 When rich spike control is performed using only the intake throttle, an increase in exhaust HC can be suppressed, but smoke will increase. The same applies when rich spike control is performed only by EGR control. That is, as the exhaust gas λ is reduced, the amount of smoke discharged increases. On the other hand, when rich spike control is performed only by post injection, the amount of smoke discharged does not increase, but the amount of exhaust HC and oil dilution may increase because the amount of fuel injection increases. That is, regardless of which method is used to perform rich spike control, exhaust performance may be deteriorated if the excess air ratio is immediately reduced and enriched.
これに対して本実施例では、第1のリッチ化によってNOxトラップ触媒13からNOxが脱離する状態までリッチ化した後、第2のリッチ化によって比較的高いリッチ度までリッチ化してNOxを還元している。そのため、排気性能を悪化させることなくリッチスパイク制御を行うことができる。
On the other hand, in this embodiment, after enriching to the state where NOx is desorbed from the
特に、第1のリッチ化による第1の目標空気過剰率λ1を、NOxトラップ触媒13からの脱離が促進される空気過剰率の範囲(脱離範囲)にすることで、確実にNOxの脱離を行うことができる。
In particular, by setting the first target excess air ratio λ1 resulting from the first enrichment to a range of excess air ratio (desorption range) in which desorption from the
また、第1のリッチ化を吸気絞り等の酸素量低減により行うことで、燃料消費率の悪化を招くことなくNOxトラップ触媒13の脱離を行うことができる。そして脱離範囲に移行した後(NOxが脱離した後)に、還元のための燃料噴射を行うため、無駄なく還元を行うことができる。そのため排気HCやオイル希釈量の増加を招くこともない。
Further, the
特に、第1のリッチ化手段を吸気絞り弁5とし、吸気絞り弁5によって第1のリッチ化を行うことで、排気HCの増加を抑えることができる。一方、第1のリッチ化をEGR弁10により行うことで、燃料消費率の悪化を招くことなく、良好なリッチスパイク制御を行うことができる。更に、第2のリッチ化を燃料噴射によって行うため、時間遅れなく適切なタイミングでNOxの還元を開始することができる。
In particular, the first enrichment means is the intake throttle valve 5, and the first enrichment is performed by the intake throttle valve 5, thereby suppressing an increase in exhaust HC. On the other hand, by performing the first enrichment by the
そして本実施例では、PM堆積量に応じて第1のリッチ化と第2のリッチ化との制御態様を変更しており、つまり、第1の目標空気過剰率λ1と第2の目標空気過剰率λ2との偏差Δλを変更している。具体的には、PM堆積量が多くなるほど、第1の目標空気過剰率λ1をリーン化し、その分、第2のリッチ化による運転時間や第2の目標空気過剰率λ2をリッチ化している。これによって、所望のNOx浄化性能を確保しつつ、PM堆積量が過多な状況でのスモークを低減し、PM堆積量の更なる増加を抑制・防止することができる。また、PM堆積量が比較的少ない状況では、第2のリッチ化つまりポスト噴射の運転時間や第2の目標空気過剰率λ2を相対的にリーン化することで、排気HCやオイル希釈量の増加を抑制することができる。つまり、PM堆積量の過度な増加を招くことなく、NOx再生時におけるスモーク排出量の低減と排気HCやオイル希釈量の低減とを良好に両立することができる。 In this embodiment, the control mode of the first enrichment and the second enrichment is changed according to the PM accumulation amount, that is, the first target air excess ratio λ1 and the second target air excess. The deviation Δλ from the rate λ2 is changed. Specifically, as the PM accumulation amount increases, the first target excess air ratio λ1 is leaned, and accordingly, the operation time by the second enrichment and the second target excess air ratio λ2 are enriched. As a result, while ensuring the desired NOx purification performance, it is possible to reduce smoke in a situation where the PM deposition amount is excessive, and to suppress / prevent further increase in the PM deposition amount. Further, in a situation where the PM accumulation amount is relatively small, the exhaust gas HC and the oil dilution amount are increased by relatively leaning the second enrichment, that is, the post injection operation time and the second target excess air ratio λ2. Can be suppressed. That is, it is possible to satisfactorily balance the reduction of the smoke emission amount during NOx regeneration and the reduction of the exhaust HC and the oil dilution amount without causing an excessive increase in the PM accumulation amount.
また、第1の目標空気過剰率λ1と第2の目標空気過剰率λ2との偏差Δλ(λ1−λ2)が大きいときには、ポスト噴射のランプ時間を長くして、ポスト噴射を緩やかに行うことによって、急激なNOx脱離を抑制することができる。 When the deviation Δλ (λ1−λ2) between the first target excess air ratio λ1 and the second target excess air ratio λ2 is large, the post injection ramp time is lengthened and the post injection is performed slowly. , Rapid NOx desorption can be suppressed.
更に、第2のリッチ化によるリッチ度合いを大きくすると、オイル希釈量の増加が問題となるが、リッチ度合いが所定のオイル希釈限界を超える場合には、ポスト噴射の噴射回数を増加することで、オイル希釈量の増加を効果的に抑制することができる。 Furthermore, if the rich degree by the second enrichment is increased, an increase in the amount of oil dilution becomes a problem, but when the rich degree exceeds a predetermined oil dilution limit, by increasing the number of post injections, An increase in the amount of oil dilution can be effectively suppressed.
次に、SOx再生処理に本発明を適用した第2実施例について説明する。機関運転状態に基づいてNOxトラップ触媒13の硫黄被毒解除つまりSOx再生を行うべきSOx再生時期と判断された場合、排気空燃比をリッチにするSOx再生制御が行われる。そして本実施例では、DPF14のPM堆積量と、機関のオイル希釈量に相当するパラメータであるオイル希釈率O/Dとに基づいて、SOx再生つまり硫黄(S)被毒解除における適切な空燃比制御を行うものである。
Next, a second embodiment in which the present invention is applied to the SOx regeneration process will be described. When it is determined that it is the SOx regeneration timing at which the
図9(A)は、S被毒解除の様々な手法の得失を示している。第1の手法Iでは、ポスト噴射を行うことなく、吸気絞り弁5やEGR弁12による吸気量の調整、つまり上述した吸入酸素量を低減する酸素量低減手段のみによりS被毒解除を行う。この場合、スモーク排出量が増大し、スモーク性能が悪化するものの、オイル希釈量が十分に抑制され、オイル希釈性能は向上する。第2の手法II及び第3の手法IIIでは、吸気量調整とポスト噴射とを併用しており、この場合、吸気量の調整のみによる第1の手段Iに比して、オイル希釈性能は低下するものの、スモーク性能は向上する。そして、第2の手法IIでは、第3の手法IIIに比して、目標空気過剰率λairをリーン側とし、ポスト噴射量qPostを大きくして、スモーク低減を重視した設定とする。第3の手法IIIでは、第2の手法IIに比して、目標空気過剰率λairをリッチ側とし、ポスト噴射量qPostを小さくして、オイル希釈特性を重視した設定とする。
FIG. 9A shows the pros and cons of various techniques for canceling S poisoning. In the first method I, S poisoning is canceled only by adjusting the intake air amount by the intake throttle valve 5 and the
そして本実施例では、これら3つの手法I〜IIIを運転条件に応じて切り換えている。つまり、図9(B)に示すように、オイル希釈量(率)とPM堆積量とに基づいて、ポスト噴射のON/OFF,ポスト噴射量qPost,主噴射からポスト噴射までのインターバル(時期)IT_Post,EGR量等を制御する。 In this embodiment, these three methods I to III are switched according to the operating conditions. That is, as shown in FIG. 9B, based on the oil dilution amount (rate) and the PM accumulation amount, post injection ON / OFF, post injection amount qPost, and interval (time) from main injection to post injection. IT_Post, EGR amount, etc. are controlled.
図9(C)に示すように、オイル希釈限界値を超える運転条件では、第1の手法Iを用いる。オイル希釈限界を超えない領域では、上記第2の手法IIと第3の手法IIIとを切り換える。図9(D)に示すように、ポスト噴射量qPostが多くなるほど、全体としての目標空気過剰率λairがリーン側に設定されてスモーク排出量が減少してスモーク低減効果は向上するものの、ポスト噴射量qPostの増加によりオイル希釈量が増加し、オイル希釈特性は低下する。また、後噴射の噴射時期つまり主噴射との間隔IT_Postによってもスモークやオイル希釈が変化し、IT_Postが大きくなるほど、スモーク排出量が減少する一方、オイル希釈量(率)が増加する。 As shown in FIG. 9C, the first method I is used under operating conditions exceeding the oil dilution limit value. In the region where the oil dilution limit is not exceeded, the second method II and the third method III are switched. As shown in FIG. 9 (D), as the post injection amount qPost increases, the overall target air excess ratio λair is set to the lean side and the smoke discharge amount is reduced to improve the smoke reduction effect. As the amount qPost increases, the oil dilution amount increases and the oil dilution characteristics deteriorate. Also, smoke and oil dilution change depending on the injection timing of post-injection, that is, the interval IT_Post with the main injection, and as IT_Post increases, the smoke discharge amount decreases and the oil dilution amount (rate) increases.
従って、PM堆積量が大きい場合には、ポスト噴射量を増量したスモーク低減重視の第2の手法IIを用い、オイル希釈率が大きい場合には、ポスト噴射量を減量したオイル希釈特性重視の第3の手法IIIを用いる。より好ましくは、PM堆積量が多くなるほど、後噴射量の増量,後噴射間隔の拡大の少なくとも一方を行い、オイル希釈量に相当するオイル希釈率が大きくなるほど、後噴射量の減量,後噴射間隔の短縮の少なくとも一方を行う。これによって、オイル希釈特性の向上とスモーク排出量の低減つまりPM堆積量の抑制とを高いレベルで両立することができる。 Therefore, when the PM accumulation amount is large, the second method II that emphasizes the smoke reduction by increasing the post injection amount is used. When the oil dilution rate is large, the second method II that emphasizes the oil dilution characteristic by decreasing the post injection amount is used. Method 3 of III is used. More preferably, as the PM accumulation amount increases, at least one of an increase in the post-injection amount and an increase in the post-injection interval is performed. As the oil dilution rate corresponding to the oil dilution amount increases, the decrease in the post-injection amount and the post-injection interval. At least one of the shortening. As a result, the improvement of the oil dilution characteristic and the reduction of the smoke discharge amount, that is, the suppression of the PM accumulation amount can be achieved at a high level.
図10は、このようなS被毒解除時におけるポスト噴射量qPost及びポスト噴射インターバル(時期)IT_Postの設定処理を簡略的に示すブロック図である。B11では、機関運転条件に基づいてオイル希釈率O/Dを推定する。例えば、エンジン回転数と燃料噴射量から求められるオイル希釈量の走行中の積算値に基づいて算出される。 FIG. 10 is a block diagram schematically showing the setting process of the post injection amount qPost and the post injection interval (time) IT_Post when the S poisoning is released. In B11, the oil dilution rate O / D is estimated based on the engine operating conditions. For example, it is calculated based on an integrated value during traveling of the oil dilution amount obtained from the engine speed and the fuel injection amount.
B12では、機関運転条件に応じてPM堆積量massPMを推定する。B13では、前回DPF再生時からの平均車速を求める。B14では、この平均車速から目標DPF再生インターバルを求める。B15では、前回DPF再生時からの走行距離を求める。B14Aでは、これら目標DPF再生インターバルと前回DPF再生時からの走行距離とに基づいて、次回DPF再生までの目標走行距離を求める。B16では、オイル希釈率O/DとPM堆積量massPMとに基づいて、POST噴射を行うか否かの禁止判定を行う。 In B12, the PM accumulation amount massPM is estimated according to the engine operating conditions. In B13, the average vehicle speed from the previous DPF regeneration is obtained. In B14, a target DPF regeneration interval is obtained from this average vehicle speed. In B15, the travel distance from the previous DPF regeneration is obtained. In B14A, the target travel distance until the next DPF regeneration is obtained based on the target DPF regeneration interval and the travel distance from the previous DPF regeneration. In B16, based on the oil dilution rate O / D and the PM accumulation amount massPM, it is determined whether or not to perform POST injection.
B18では、B17のオイル希釈量制限値O/D_maxと上記オイル希釈率O/Dと上記次回DPF再生までの目標走行距離とに基づいて、S被毒解除(SOx再生)時におけるオイル希釈増加率制限値O/D_limitを算出する。 In B18, based on the oil dilution amount limit value O / D_max in B17, the oil dilution rate O / D, and the target travel distance until the next DPF regeneration, the oil dilution increase rate at the time of S poison release (SOx regeneration) The limit value O / D_limit is calculated.
B20では、B19のDPF14のPM堆積量制限値に相当するスモーク限界値(soot mass limit)SMLと上記PM堆積量massPMと上記次回DPF再生までの目標走行距離とに基づいて、S被毒解除時におけるスモークの排出制限値smoke_limitを算出する。
In B20, when the S poison is released based on the smoke limit value SML corresponding to the PM deposit amount limit value of the
B21では、上記オイル希釈増加率制限値O/D_limitと上記スモークの排出制限値smoke_limitとに基づいて、ポスト噴射量qPostを算出する。 In B21, the post injection amount qPost is calculated based on the oil dilution increase rate limit value O / D_limit and the smoke discharge limit value smoke_limit.
B22では、上記オイル希釈増加率制限値O/D_limitと上記スモークの排出制限値smoke_limitとに基づいて、ポスト噴射インターバル(時期)IT_Postを算出する。 In B22, a post injection interval (time) IT_Post is calculated based on the oil dilution increase rate limit value O / D_limit and the smoke discharge limit value smoke_limit.
B23では、上記B16においてポスト噴射の禁止判定が出力される場合、ポスト噴射量qPostを0(ゼロ)として、ポスト噴射を禁止する。
このように本実施例では、PM堆積量massPMとオイル希釈量に相当するパラメータであるオイル希釈率O/Dとに基づいて、SOx再生における空燃比制御を行うことによって、PM堆積量massPMの過度な増加を招くことなく、SOx再生時におけるオイル希釈量の抑制とスモーク排出量の抑制とを良好に両立することができる。
In B23, when the post-injection prohibition determination is output in B16, the post-injection amount qPost is set to 0 (zero) and post-injection is prohibited.
As described above, in this embodiment, the PM accumulation amount massPM is excessively controlled by performing the air-fuel ratio control in the SOx regeneration based on the PM accumulation amount massPM and the oil dilution rate O / D that is a parameter corresponding to the oil dilution amount. Without causing a significant increase, it is possible to satisfactorily achieve both suppression of the oil dilution amount and suppression of the smoke discharge amount during SOx regeneration.
次に、本実施例の特徴的な構成について以下に列記する。 Next, characteristic configurations of the present embodiment are listed below.
[1]内燃機関の排気通路中にNOxトラップ触媒13とDPF14とが設けられ、かつ、上記DPF14に堆積したPM堆積量massPMを検知するPM堆積量検知手段(B12)と、オイル希釈量に相当するパラメータO/Dを推定・算出するオイル希釈推定手段(B11)と、NOxトラップ触媒13に堆積したSOxを浄化するSOx再生手段と、を有する。そして、SOx再生手段は、上記PM堆積量と、上記オイル希釈量に相当するパラメータと、に基づいて、SOx再生制御における空燃比制御を適切に行う。
[1] The
[2]上記SOx再生手段は、吸気絞り弁5やEGR弁12等による吸気量すなわち吸入酸素量の調整と、膨張行程または排気行程において噴射され、トルク発生に寄与しない後噴射(ポスト噴射)と、の少なくとも一方を行うものである。
[2] The SOx regeneration means adjusts the intake air amount, that is, the intake oxygen amount by the intake throttle valve 5, the
[3]上記SOx再生手段は、そのときのPM堆積量およびオイル希釈量に相当するパラメータに基づいて、後噴射を使用するか否かを判断する(B16)。 [3] The SOx regeneration means determines whether or not to use post-injection based on parameters corresponding to the PM accumulation amount and oil dilution amount at that time (B16).
[4]上記SOx再生手段は、後噴射を行うと判断した場合に、後噴射量qPostと、後噴射の噴射時期、つまり主噴射とのインターバル(間隔)IT_Postと、を算出する空燃比制御量算出手段を有する(B21,B22)。 [4] The air-fuel ratio control amount for calculating the post-injection amount qPost and the injection timing of the post-injection, that is, the interval (interval) IT_Post with the main injection, when the SOx regeneration means determines that post-injection is to be performed. It has a calculation means (B21, B22).
[5]上記空燃比制御量算出手段は、そのときのPM堆積量およびオイル希釈量に相当するパラメータに基づいて、後噴射量,後噴射時期を算出する。 [5] The air-fuel ratio control amount calculation means calculates a post-injection amount and a post-injection timing based on parameters corresponding to the PM accumulation amount and the oil dilution amount at that time.
[6]上記空燃比制御量算出手段は、PM堆積量が多いときには後噴射量の増量,後噴射間隔の拡大の少なくとも一方を行い、オイル希釈量に相当するパラメータが大きい場合には、後噴射量の減量,後噴射間隔の短縮の少なくとも一方を行う。 [6] The air-fuel ratio control amount calculation means performs at least one of increasing the post-injection amount and expanding the post-injection interval when the PM accumulation amount is large, and when the parameter corresponding to the oil dilution amount is large, the post-injection At least one of reducing the amount and shortening the post-injection interval is performed.
[7]上記SOx再生手段は、SOx再生制御における空燃比制御時の目標排気温度を設定し、この目標排気温度となるようにエンジン制御パラメータを設定する。 [7] The SOx regeneration means sets a target exhaust temperature at the time of air-fuel ratio control in the SOx regeneration control, and sets an engine control parameter so as to be the target exhaust temperature.
[8]排気温度の検出には、例えば上記NOxトラップ触媒13の温度(触媒温度)を検出する触媒温度センサ23やDPF14の温度(DPF温度)を検出するDPF温度センサ25が用いられ、あるいはターボチャージャ(過給機)3の前あるいは後,触媒の前あるいは後ろに設けられる温度センサを用いても良い。
[8] For detecting the exhaust temperature, for example, the
[9]上記エンジン制御パラメータとは、EGR弁12の開度,可変ノズル型のターボチャージャ3のベーン開度,予備噴射や主噴射の噴射時期,吸気絞り弁5の開度の少なくとも一つである。
[9] The engine control parameter is at least one of the opening degree of the
[10]上記SOx再生手段は、内燃機関より排出されるスモークの排出制限値smoke_limitを算出するスモーク排出制限値算出手段(B20)と、オイル希釈増加率制限値O/D_limitを算出するオイル希釈増加率制限値算出手段(B18)と、を有し、上記スモークの排出制限値smoke_limitとオイル希釈増加率制限値O/D_limitのいずれか一方あるいは両方に基づいて、後噴射量qPost,後噴射時期IT_Postを算出する。 [10] The SOx regeneration means includes a smoke emission limit value calculation means (B20) for calculating a smoke emission limit value smoke_limit discharged from the internal combustion engine, and an oil dilution increase value for calculating an oil dilution increase rate limit value O / D_limit. A rate limit value calculation means (B18), and based on one or both of the smoke discharge limit value smoke_limit and the oil dilution increase rate limit value O / D_limit, the post-injection amount qPost and the post-injection timing IT_Post Is calculated.
[11]上記スモーク排出制限値算出手段(B20)は、次回DPF再生までの目標走行距離とDPFのPM堆積量制限値SML(B19)と現在のPM堆積量massPM(B12)とに基づいて、スモークの排出制限値smoke_limitを算出する。 [11] The smoke emission limit value calculating means (B20) is based on the target travel distance until the next DPF regeneration, the PM accumulation amount limit value SML (B19) of the DPF, and the current PM accumulation amount massPM (B12). The smoke emission limit value smoke_limit is calculated.
[12]上記オイル希釈増加率制限値算出手段(B18)は、次回DPF再生までの目標走行距離と内燃機関のオイル希釈量制限値O/D_limit(B17)と現在のオイル希釈量に相当するパラメータO/D(B11)とに基づいて、オイル希釈増加率制限値O/D_limitを算出する。 [12] The oil dilution increase rate limit value calculation means (B18) is a parameter corresponding to the target travel distance until the next DPF regeneration, the oil dilution amount limit value O / D_limit (B17) of the internal combustion engine, and the current oil dilution amount. Based on O / D (B11), an oil dilution increase rate limit value O / D_limit is calculated.
[13]前回DPF再生時からの走行距離を算出する走行距離算出手段(B15)と、目標とするDPF再生までのインターバル(距離)を算出する目標DPF再生インターバル算出手段(B14)と、を備え、上記次回DPF再生までの目標走行距離は、上記目標DPF再生インターバルと前回DPF再生時からの走行距離とに基づいて算出される(B14A)。 [13] A travel distance calculating means (B15) for calculating a travel distance from the previous DPF regeneration, and a target DPF regeneration interval calculating means (B14) for calculating an interval (distance) until the target DPF regeneration. The target travel distance until the next DPF regeneration is calculated based on the target DPF regeneration interval and the travel distance from the previous DPF regeneration (B14A).
[14]上記目標DPF再生インターバルは、前回DPF再生時からの平均車速(B13)を用いて算出される(B14)。 [14] The target DPF regeneration interval is calculated using the average vehicle speed (B13) from the previous DPF regeneration (B14).
[15]上記PM堆積量massPMは、例えば排気圧力センサ24等のDPF差圧検知手段により検知されるDPF前後の差圧に基づいて算出される(B12)。 [15] The PM accumulation amount massPM is calculated based on the differential pressure before and after the DPF detected by the DPF differential pressure detecting means such as the exhaust pressure sensor 24 (B12).
[16]あるいは、PM堆積量massPMは、エンジン回転数と燃料噴射量から求められる煤(soot)排出量の走行中の積算値に基づいて算出される(B12)。 [16] Alternatively, the PM accumulation amount massPM is calculated based on an integrated value during traveling of the soot emission amount obtained from the engine speed and the fuel injection amount (B12).
[17]上記オイル希釈量に相当するパラメータO/Dは、例えばエンジン回転数と燃料噴射量から求められるオイル希釈量の走行中の積算値に基づいて算出される(B11)。 [17] The parameter O / D corresponding to the oil dilution amount is calculated based on, for example, an integrated value during traveling of the oil dilution amount obtained from the engine speed and the fuel injection amount (B11).
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えばディーゼル式内燃機関に限定されるものではなく、リーン燃焼を行うガソリン式内燃機関つまり火花点火式内燃機関に対しても適用することができる。なお、ガソリン式内燃機関の場合、排気通路10に上記のNOxトラップ触媒13及びDPF14に加えて、周知の三元触媒が配設される。
As described above, the present invention has been described based on the specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and changes without departing from the spirit of the present invention. . For example, the present invention is not limited to a diesel internal combustion engine, and can be applied to a gasoline internal combustion engine that performs lean combustion, that is, a spark ignition internal combustion engine. In the case of a gasoline internal combustion engine, a known three-way catalyst is disposed in the
1…エンジン(内燃機関)
5…吸気絞り弁
9…燃料噴射弁
10…排気通路
12…EGR弁
13…NOxトラップ触媒
14…ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)
20…コントロールユニット
23…触媒温度センサ
25…DPF温度センサ
1. Engine (internal combustion engine)
5 ...
20 ...
Claims (7)
上記DPFに堆積するPM堆積量を検出するPM堆積量検出手段と、
上記排気通路中に配設され、排気空燃比がリーンのときに流入する排気中のNOxをトラップし、排気空燃比がリッチのときにトラップしたNOxを脱離浄化するNOxトラップ触媒と、
上記NOxトラップ触媒の再生制御を行うNOxトラップ触媒再生手段と、
上記NOxトラップ触媒に堆積するNOx堆積量を検出するNOx堆積量検出手段と、
を有し、
このNOxトラップ触媒再生手段は、上記PM堆積量に応じて、上記NOxトラップ触媒の再生制御における目標空気過剰率を調整し、
かつ、上記NOxトラップ触媒再生手段は、上記NOx堆積量に応じて、NOxトラップ触媒に堆積したNOxを浄化するNOx再生手段を有し、
このNOx再生手段は、空気過剰率を上記NOxトラップ触媒からNOxが脱離する脱離範囲中の第1の目標空気過剰率まで下げてリッチ化する第1のリッチ化手段と、
この第1のリッチ化後に、上記第1のリッチ化手段によって脱離されたNOxの還元を行うために、空気過剰率を上記第1の目標空気過剰率よりも低い第2の目標空気過剰率へリッチ化する第2のリッチ化手段と、を有し、
上記NOx再生手段が、上記PM堆積量に応じて、上記第1の目標空気過剰率と第2の目標空気過剰率との偏差を変更することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A DPF that is disposed in the exhaust passage of the engine and collects PM in the inflowing exhaust;
PM deposition amount detection means for detecting the PM deposition amount deposited on the DPF;
A NOx trap catalyst that is disposed in the exhaust passage and traps NOx in exhaust flowing when the exhaust air-fuel ratio is lean, and desorbs and purifies NOx trapped when the exhaust air-fuel ratio is rich;
NOx trap catalyst regeneration means for performing regeneration control of the NOx trap catalyst;
NOx accumulation amount detection means for detecting the NOx accumulation amount accumulated on the NOx trap catalyst;
Have
The NOx trap catalyst regeneration means adjusts the target excess air ratio in the regeneration control of the NOx trap catalyst according to the PM accumulation amount,
The NOx trap catalyst regeneration means has NOx regeneration means for purifying NOx deposited on the NOx trap catalyst in accordance with the NOx accumulation amount,
The NOx regeneration means includes a first enrichment means for reducing the excess air ratio to a first target excess air ratio in the desorption range where NOx is desorbed from the NOx trap catalyst,
In order to reduce NOx desorbed by the first enrichment means after the first enrichment, the second target air excess ratio is lower than the first target air excess ratio. It possesses a second enrichment means for enriching, and to,
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein the NOx regeneration means changes a deviation between the first target air excess rate and the second target air excess rate according to the PM accumulation amount .
上記DPFに堆積するPM堆積量を検出するPM堆積量検出手段と、
上記排気通路中に配設され、排気空燃比がリーンのときに流入する排気中のNOxをトラップし、排気空燃比がリッチのときにトラップしたNOxを脱離浄化するNOxトラップ触媒と、
上記NOxトラップ触媒の再生制御を行うNOxトラップ触媒再生手段と、
上記NOxトラップ触媒に堆積するNOx堆積量を検出するNOx堆積量検出手段と、
を有し、
このNOxトラップ触媒再生手段は、上記PM堆積量に応じて、上記NOxトラップ触媒の再生制御における目標空気過剰率を調整し、
かつ、上記NOxトラップ触媒再生手段は、上記NOx堆積量に応じて、NOxトラップ触媒に堆積したNOxを浄化するNOx再生手段を有し、
このNOx再生手段は、空気過剰率を上記NOxトラップ触媒からNOxが脱離する脱離範囲中の第1の目標空気過剰率まで下げてリッチ化する第1のリッチ化手段と、
この第1のリッチ化後に、上記第1のリッチ化手段によって脱離されたNOxの還元を行うために、空気過剰率を上記第1の目標空気過剰率よりも低い第2の目標空気過剰率へリッチ化する第2のリッチ化手段と、を有し、
上記NOx再生手段が、上記PM堆積量が多くなるほど、上記第1の目標空気過剰率を増加するとともに、第2のリッチ化の運転時間の延長又は第2の目標空気過剰率の減少の少なくとも一方を行うことを特徴する内燃機関の排気浄化装置。 A DPF that is disposed in the exhaust passage of the engine and collects PM in the inflowing exhaust;
PM deposition amount detection means for detecting the PM deposition amount deposited on the DPF;
A NOx trap catalyst that is disposed in the exhaust passage and traps NOx in exhaust flowing when the exhaust air-fuel ratio is lean, and desorbs and purifies NOx trapped when the exhaust air-fuel ratio is rich;
NOx trap catalyst regeneration means for performing regeneration control of the NOx trap catalyst;
NOx accumulation amount detection means for detecting the NOx accumulation amount accumulated on the NOx trap catalyst;
Have
The NOx trap catalyst regeneration means adjusts the target excess air ratio in the regeneration control of the NOx trap catalyst according to the PM accumulation amount,
The NOx trap catalyst regeneration means has NOx regeneration means for purifying NOx deposited on the NOx trap catalyst in accordance with the NOx accumulation amount,
The NOx regeneration means includes a first enrichment means for reducing the excess air ratio to a first target excess air ratio in the desorption range where NOx is desorbed from the NOx trap catalyst,
In order to reduce NOx desorbed by the first enrichment means after the first enrichment, the second target air excess ratio is lower than the first target air excess ratio. It possesses a second enrichment means for enriching, and to,
The NOx regeneration means increases the first target excess air ratio as the PM deposition amount increases, and at least one of the extension of the second enrichment operation time or the decrease of the second target excess air ratio. exhaust purification system of an internal combustion engine which comprises carrying out the.
上記偏差が所定値よりも大きい場合、上記後噴射を緩やかに行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The second enrichment means performs post-injection that is injected in an expansion stroke or an exhaust stroke and does not contribute to torque generation;
The exhaust purification device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2 , wherein when the deviation is larger than a predetermined value, the post-injection is performed gently.
上記第2のリッチ化によるリッチ度合いが所定のオイル希釈限界を超える場合には、後噴射の噴射回数を増加することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。 The second enrichment means performs post-injection that is injected in an expansion stroke or an exhaust stroke and does not contribute to torque generation;
The exhaust purification of an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3 , wherein the number of post-injection injections is increased when the rich degree due to the second enrichment exceeds a predetermined oil dilution limit. apparatus.
上記NOxトラップ触媒再生手段が、NOxトラップ触媒に堆積したSOxを浄化するSOx再生手段を有し、
上記SOx再生手段は、上記PM堆積量と、上記オイル希釈量に相当するパラメータと、に基づいて、SOx再生制御における空燃比制御を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。 Oil dilution estimation means for estimating a parameter corresponding to the oil dilution amount is provided,
The NOx trap catalyst regeneration means has SOx regeneration means for purifying SOx deposited on the NOx trap catalyst,
The SOx regeneration means, and the PM accumulation amount, the parameter corresponding to the oil dilution amount, based on, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the air-fuel ratio control in the SOx regeneration control Exhaust gas purification device for internal combustion engine.
かつ、上記PM堆積量が多いときには、後噴射量の増量と後噴射間隔の拡大との少なくとも一方を行い、上記オイル希釈量に相当するパラメータが大きい場合には、後噴射量の減量と後噴射間隔の短縮の少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項5又は6に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The SOx regeneration means includes a method of performing post-injection that is injected in an expansion stroke or an exhaust stroke and does not contribute to torque generation.
In addition, when the PM accumulation amount is large, at least one of the increase of the post injection amount and the expansion of the post injection interval is performed. When the parameter corresponding to the oil dilution amount is large, the decrease of the post injection amount and the post injection are performed. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 5 or 6 , wherein at least one of the intervals is shortened.
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